EP1180416B1

EP1180416B1 - Elektrowerkzeug mit Schnellspanneinrichtung

Info

Publication number: EP1180416B1
Application number: EP01119414A
Authority: EP
Inventors: Boris Rudolf; Gerhard Frenck
Original assignee: C&E Fein GmbH and Co
Current assignee: C&E Fein GmbH and Co
Priority date: 2000-08-16
Filing date: 2001-08-11
Publication date: 2005-06-08
Anticipated expiration: 2021-08-11
Also published as: US6569001B2; US20020028644A1; EP1180416A2; ATE297292T1; DE50106436D1; EP1180416A3; DE10039739A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektrowerkzeug, insbesondere einen Winkelschleifer, das eine Schnellspanneinrichtung zur Befestigung eines Werkzeuges an einer Spindel aufweist mit einem Spannflansch und einem Gegenflansch, zwischen denen das Werkzeug unter der Wirkung eines elastischen Anpreßmittels drehfest verspannbar ist, einem Betätigungselement, das zwischen einer Spannstellung und einer Lösestellung bewegbar ist, wobei in der Lösestellung die Verspannung zwischen dem Gegenflansch und dem Spannflansch entgegen der Wirkung des elastischen Anpreßmittels aufgehoben ist, und einem auf den Spannflansch wirkenden Nokken, der zumindest in der Lösestellung durch einen Motor des Elektrowerkzeugs in Rotation versetzbar ist und an den zumindest bei Überführung des Betätigungselements von der Spannstellung in die Lösestellung eine am Betätigungselement ausgebildete Lauffläche angreift, wodurch eine Bewegung des Betätigungselements in eine axiale Verschiebung des Spannflansches umsetzbar ist und der in der Lösestellung bei stehendem Motor das Betätigungselement unter Ausnutzung einer zwischen dem Nocken und der Lauffläche wirkenden Reibungskraft festhält.

Ein derartiges Elektrowerkzeug ist aus der EP 0 152 564 A2 bekannt. Dieses bekannte Elektrowerkzeug weist eine Schnellspanneinrichtung auf, mit der scheibenförmige Werkzeuge, z.B. Schleifscheiben oder Kreissägeblätter, zügig und bequem ausgewechselt werden können. Die Schnellspanneinrichtung umfaßt zu diesem Zweck einen als Mutter ausgebildeten Spannflansch und einen Gegenflansch, zwischen denen das scheibenförmige Werkzeug verspannt wird. Der Spannflansch ist dabei auf einen Spannbolzen aufgeschraubt, der in einer vom Motor des Elektrowerkzeugs angetriebenen Hohlspindel drehfest, aber in axialer Richtung beweglich angeordnet ist. Der Spannbolzen ist gegenüber der Hohlspindel mittels einer Feder derart verspannt, daß aufgrund der Federwirkung der am Spannbolzen aufgeschraubte Spannflansch zum Gegenflansch hin gezogen wird.

Durch Überführen eines als Drehhebel ausgeführten Betätigungselements von einer Spann- in eine Lösestellung läßt sich die Verspannung zwischen dem Spannflansch und dem Gegenflansch aufheben. Am Drehhebel ist hierzu ein zylindrischer Stutzen ausgebildet, der in das Gehäuse des Elektrowerkzeugs eingeschraubt ist. Bei Betätigung des Drehhebels wird der Stutzen weiter in das Gehäuse eingeschraubt, bis er schließlich an dem dem Stutzen zugewandten Ende des Spannbolzens angreift und diesen, zusammen mit dem daran angeschraubten Spannflansch, hinunterdrückt. Damit wird die Verspannung zwischen dem Spannflansch und dem Gegenflansch aufgehoben, so daß sich der Spannflansch nun von Hand von dem Spannbolzen abschrauben läßt. Anschließend kann das Werkzeug gegen ein anderes Werkzeug ausgetauscht werden.

Beim Betrieb derartiger Elektrowerkzeuge hat sich allerdings gezeigt, daß Benutzer gelegentlich aus Nachlässigkeit oder auch aus Neugierde den Motor des Elektrowerkzeugs anschalten, obwohl sich der Drehhebel noch in der Lösestellung befindet. Zwar kann dies auch dann, wenn der Spannflansch nur lose auf den Spannbolzen aufgeschraubt ist, nicht zu einem Lösen des Werkzeugs und damit zu einer Gefährdung des Benutzers führen. Da sich jedoch der Ansatz nach wie vor in seiner abgesenkten Position befindet, drückt er mit seiner Unterseite von oben auf den Spannbolzen, der nun nach dem Einschalten des Motors mit hoher Geschwindigkeit rotiert. Aufgrund der vergleichsweise hohen Kräfte kann es dabei zu Verschweißungen oder Verformungen kommen.

Bei der aus der EP 0 152 564 A2 bekannten Schnellspanneinrichtung sind nun die Reibungsverhältnisse zwischen den einander zugewandten Flächen des Ansatzes und des Spannbolzens so gewählt, daß beim Anlaufen des Motors die Reibungskraft zwischen den beiden Flächen ausreicht, um den Drehhebel in die Spannstellung zu überführen. Der Drehhebel wird also bei einer derartigen Fehlbedienung selbsttätig wieder in die Spannstellung zurückgeführt.

Es hat sich allerdings gezeigt, daß diese Rückführbewegung des Drehhebels relativ schlecht kontrollierbar ist. Zum einen nämlich wird durch das Anlaufen des Motors ein relativ starkes Drehmoment auf den Drehhebel übertragen, da die zu Beginn vorhandene Haftreibung zwischen den beiden beteiligten Flächen einen großen Kraftübertrag ermöglicht. Dadurch setzt das selbsttätige Zurückführen mit einer sehr ruckhaften Bewegung ein, die Anlaß zu Unfällen geben kann.

Zum anderen verändern sich die Reibverhältnisse zwischen den beiden beteiligten Oberflächen nach einiger Zeit, da der Kraftübertrag gerade unter Ausnutzung der Reibungskraft erfolgt und somit eine Abnutzung der Oberflächen unvermeidlich ist. Dies hat zur Folge, daß sich auch die Kraftübertragung und damit die Art der Bewegung des Drehhebels mit der Zeit verändert.

Aus der EP 0 650 805 B1 ist ein anderes Elektrowerkzeug bekannt, das mit einer ähnlichen Schnellspanneinrichtung versehen ist. Das Betätigungselement ist dort allerdings als Schwenkhebel ausgeführt, der fest mit einem Exzenter verbunden ist. Beim Umlegen des Schwenkhebels drückt der Exzenter einen drehfest, aber axialbeweglich geführten Druckkopf herab, bis dieser schließlich auf einem Druckstück aufsitzt, in das der Spannflansch über einen Gewindebolzen eingeschraubt ist. Wird der Spannhebel weiter umgelegt, so drückt schließlich der Druckkopf das Druckstück und damit auch den Spannflansch entgegen der Wirkung von Tellerfedern nach unten.

Bei diesem bekannten Elektrowerkzeug ist der Schwenkhebel über eine Schaltstange mit einem Schalter zum Einschalten des Motors derart verbunden, daß der Motor nur dann eingeschaltet werden kann, wenn sich das Betätigungselement in der Spannstellung befindet. Mit dieser Maßnahme wird verhindert, daß dann, wenn sich das Betätigungselement in der Lösestellung befindet, der abgesenkte Druckkopf mit seiner Unterseite von oben auf das Druckstück drückt, das nach dem Einschalten des Motors mit hoher Geschwindigkeit rotieren würde. Ohne eine derartige Maßnahme würde es aufgrund der vergleichsweise hohen Kräfte zu Verschweißungen oder Verformungen zwischen dem Druckkopf und dem Druckstück (oder einer darauf befestigten Reibplatte) kommen. Die mechanische Verbindung zwischen dem Betätigungselement und dem Schalter zum Einschalten des Motors ist allerdings konstruktiv vergleichsweise aufwendig.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Elektrowerkzeug der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß Schäden zuverlässig vermieden werden, wenn der Motor des Elektrowerkzeugs aufgrund einer Fehlbedienung in der Lösestellung des Betätigungselements eingeschaltet wird. Das Elektrowerkzeug soll dennoch konstruktiv einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar sein.

Bei einem gattungsgemäßen Elektrowerkzeug wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Nocken und die Lauffläche derart aufeinander abgestimmt sind, daß in der Lösestellung eine durch Einschalten des Motors verursachte Rotation des Nockens die Reibungskraft zwischen dem Nocken und der Lauffläche so vermindert, daß der in der Lösestellung vom elastischen Anpreßmittel beaufschlagte Nocken das Betätigungselement selbsttätig aus der Lösestellung zur Spannstellung hin bewegt.

Das der Erfindung zugrunde liegende Lösungsprinzip zeichnet sich folglich dadurch aus, daß zum Zurückführen des Betätigungselements in seine Spannstellung nicht ein vom Motor erzeugtes Drehmoment, sondern vielmehr der von den elastischen Anpreßmitteln über den Nocken auf das Betätigungselement ausgeübte Druck ausgenutzt wird. Solange der Nocken jedoch ruht, hält die zwischen dem Nocken und der Lauffläche wirkende Haftreibungskraft das Betätigungselement in der Lösestellung fest. Erst wenn der Nocken beim Anlaufen des Motors in Rotation versetzt wird, geht die Haftreibung in die deutlich kleinere Gleitreibung über, die dann nicht mehr ausreicht, das Betätigungselement in der Lösestellung festzuhalten. Der Motor bewirkt also lediglich eine Änderung der Reibungsverhältnisse zwischen dem Nocken und der Lauffläche; ein Kraftübertrag vom Motor auf das Betätigungselement findet hingegen - zumindest in nennenswertem Umfang - nicht statt.

Gegenüber der in der eingangs erwähnten EP 0 152 564 A2 bekannten Spanneinrichtung hat dieses Prinzip den entscheidenden Vorteil, daß die Geschwindigkeit des Betätigungselements beim Zurückführen praktisch nicht mehr von der Motordrehzahl, sondern nur noch von konstruktiv festlegbaren, zeitlich weitgehend unveränderlichen Parametern abhängt.

Bei diesen Parametern handelt es sich insbesondere um die von den elastischen Anpreßmitteln erzeugte Druckkraft, das Trägheitsmoment des Betätigungselements, die Richtung, mit der der Nocken über die Lauffläche am Betätigungselement angreift, sowie natürlich die Reibungsverhältnisse zwischen dem Nocken und der Lauffläche. Letztere hängen ihrerseits sowohl von der Art der verwendeten Werkstoffe als auch von deren Oberflächenbeschaffenheit ab.

Unter einem Spann- und einem Gegenflansch wird hier im übrigen jedes Bauteil verstanden, daß geeignet ist, ein Werkzeug auf einer Welle festzuklemmen. Bei dem Spannflansch kann es sich insbesondere um eine herkömmliche Schraubenmutter handeln, die auf die Welle aufgeschraubt ist.

Die Begriffe Spann- und Lösestellung sind vorliegend nicht in dem einschränkenden Sinne zu verstehen, daß damit eine genau definierte Position bezeichnet sein soll. Unter der Spannstellung ist vielmehr jede Position, also auch ein größerer Positionsbereich, des Betätigungselements zu verstehen, bei dem eine zumindest teilweise Verspannung von Spannflansch und Gegenflansch erzielt wird. Entsprechend sind mit der Lösestellung alle Positionen bezeichnet, bei denen keine Verspannung mehr zwischen dem Spannflansch und dem Gegenflansch besteht. Wenn also von einer Bewegung des Betätigungselements aus der Lösezur Spannstellung hin gesprochen wird, so bedeutet dies letztlich, daß das Betätigungselement so weit bewegt wird, bis die Verspannung zumindest teilweise eingetreten ist. Dies führt umgekehrt zu einer Entlastung der Bauteile der Schnellspanneinrichtung, so daß zusätzliche, vom Motor erzeugte Kräfte praktisch nicht mehr zu Beschädigungen führen können.

Als Nocken wird hier jedes Bauteil verstanden, welches zur Kraftübertragung an einer an einem anderen Bauteil ausgebildeten Fläche, hier Lauffläche genannt, angreift. Eine besondere Form soll mit dem Begriff Nocken nicht impliziert werden. Die Lauffläche selbst kann eben, aber auch beliebig gekrümmt sein, wobei die Krümmungen auch als Steigungen einer abgewickelten Lauffläche angesehen werden können.

Besonders bevorzugt ist es dabei, wenn die Lauffläche wenigstens zwei Abschnitte unterschiedlicher Steigung aufweist.

Dies hat den Vorteil, daß sich durch Variation der Steigung der Lauffläche sich das Bewegungsverhalten des Betätigungselements beim selbsttätigen Zurückführen in die Spannstellung in bestimmten Grenzen konstruktiv beeinflussen läßt. Die Steigung beeinflußt nämlich die Richtung, mit der der Nocken über die Lauffläche am Betätigungselement angreift. Möglich ist beispielsweise eine Festlegung der Laufflächensteigung, bei der das Betätigungselement mit annähernd konstanter Geschwindigkeit von der Lösestellung in die Spannstellung überführt wird.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführung ist die Steigung der Lauffläche in der Lösestellung des Betätigungselements kleiner ist als die Steigung der Lauffläche in der Spannstellung.

Dadurch läßt sich erreichen, daß die Kraftübertragung auf das Betätigungselement zunächst gering ist, so daß die Rückführbewegung in die Spannstellung langsam eingeleitet wird. Danach nimmt die Steigung der Lauffläche zu, so daß das Betätigungselement stärker beschleunigt. Dies kann beispielsweise dann vorteilhaft sein, wenn das Betätigungselement in der Spannstellung eingerastet werden kann. Die Geschwindigkeit des Betätigungselements kann dann ggf. ausreichen, um den Rastwiderstand zu überwinden.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführung der Erfindung weist die Lauffläche wenigstens zwei Abschnitte unterschiedlicher Oberflächenbeschaffenheit auf.

Dies hat den Vorteil, daß dadurch auch nach dem Einsetzen der Zurückführbewegung Einfluß auf die Reibungsverhältnisse genommen werden kann. So kann z.B. vorgesehen sein, daß die Lauffläche mit einen aufgerauten Abschnitt aufweist, der die Gleitreibung derart erhöht, daß das selbständige Zurückschwenken des Betätigungslements gebremst oder zumindest einer weiteren Beschleunigung entgegengewirkt wird. Die Oberflächenbeschaffenheit kann auch durch Beschichtung verändert werden.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Lauffläche die Abrollfläche eines am Betätigungselement ausgebildeten, um eine Drehachse drehbar gelagerten Exzenters.

Dies hat den Vorteil, daß die Lauffläche sozusagen um den Exzenter herum aufgewickelt ist und auf diese Weise einen wesentliche geringeren "Raumbedarf" hat, als dies bei einer ebenen Lauffläche der Fall ist, wie sie z.B. an einem als Schieber ausgebildeten Betätigungselement ausgebildet sein kann. Das Betätigungselement kann beispielsweise einen seitlich am Exzenter ausgebildeten Drehknopf aufweisen, mit dem sich der Exzenter um seine Drehachse verdrehen läßt.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführung umfaßt jedoch das Betätigungselement einen an der Exzenterwelle befestigten Schwenkhebel, der um die Drehachse des Exzenters schwenkbar ist.

Die Verwendung eines Schwenkhebels hat den Vorteil, daß sich damit wesentlich größere Drehmomente aufbringen lassen, als dies etwa mit einem Drehknopf der Fall ist. Zudem wird durch die ausladende Schwenkbewegung des Schwenkhebels beim selbsttätigen Zurückführen von der Löse- in die Spannstellung dem Benutzer deutlich angezeigt, daß er es unterlassen hat, den Schwenkhebel vor dem Betätigen des Elektrowerkzeugs in die Spannstellung zu bringen. Die Befestigung des Schwenkhebels am Exzenter kann auch über einen Freilauf erfolgen. Wenn sich das Betätigungselement in der Lösestellung befindet, bewegt sich beim Anlaufen des Motors nur der Exzenter, nicht aber der Schwenkhebel zurück zur Spannstellung hin.

Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausführung beträgt die Exzentrizität des Exzenters zwischen 1 % und 20 % des größten Durchmessers der Exzenters.

Es hat sich gezeigt, daß mit einer derart gewählten Exzentrizität des Exzenters eine besonders zuverlässige Kraftübertragung im Sinne des Erfindungsprinzips erzielbar ist.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Exzenter in Richtung der Drehachse des Exzenters versetzt zur Drehachse des Nockens angeordnet.

Ein derartiger Querversatz führt dazu, daß beim Einschalten des Motors in der Lösestellung der sich drehende Nocken ein zusätzliches Drehmoment auf den Exzenter überträgt, das nicht auf die elastischen Anpreßmittel, sondern auf die Drehung des Nockens als solche zurückgeht. Ob dieses zusätzliche Drehmoment das von den elastischen Anpreßmitteln erzeugte Drehmoment unterstützt oder diesem entgegenwirkt, hängt davon ab, zu welcher Seite hin der Exzenter in Richtung der Exzenterdrehachse versetzt angeordnet ist. Vorzugsweise ist der Versatz so gewählt, daß das von den elastischen Anpreßmitteln erzeugte Drehmoment unterstützt wird, um eine zusätzliche Beschleunigung des Betätigungselements zu erzielen.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung weisen die Oberflächen des Nockens und der Lauffläche eine Vickershärte von mehr als 54, vorzugsweise etwa 64, und eine Rauhtiefe R_z zwischen 0,2 µm und 8 µm auf.

Hierdurch ist aufgrund der großen Härte eine ausreichende Verschleißfestigkeit gegeben, so daß die für das Zurückführen des Betätigungselements maßgebenden Reibungsverhältnisse zwischen dem Nocken und der Lauffläche im Laufe der Zeit konstant bleiben. Andererseits ermöglicht eine derart gewählte Rauheit eine ausreichend hohe Haftreibungskraft zwischen Nocken und Lauffläche, so daß das Betätigungselement in der Lösestellung bei stehendem Motor vom Nocken gehalten werden kann. Eine derartige Oberflächenbeschaffenheit kann z.B. durch Härten und Schleifen oder durch Rollieren von (ggf. gesinterten) Stahlteilen erzielt werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung bestehen die Oberflächen des Nockens und der Lauffläche aus einem porösen Sinterwerkstoff, dessen oberflächennahe Poren mit einem Schmiermittel aufgefüllt sind.

Durch diese an sich bekannte Maßnahme wird eine Notlaufschmierung zwischen dem Nocken und der Lauffläche gewährleistet. Bei der Abnutzung der Oberflächen öffnen sich nämlich nach und nach die Poren, wodurch das darin enthaltene Schmiermittel freigesetzt wird.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die vom Motor angetriebene Spindel als Hohlspindel ausgeführt. Der Nocken wirkt auf den Spannflansch über ein Druckstück, an dem der Spannflansch lösbar befestigt ist und das in der Hohlspindel unter dem Einfluß des Nockens entgegen der Wirkung der elastischen Anpreßmittel in axialer Richtung verschiebbar angeordnet ist.

Durch diese an sich bekannte Maßnahme läßt sich auf konstruktiv einfache Weise eine sehr zuverlässige Schnellspanneinrichtung realisieren. Der Nocken kann Teil des Druckstücks oder fest damit verbunden sein, so daß sich jede Bewegung des Betätigungselements unmittelbar auf das Druckstück und damit auf den daran befestigten Spannflansch überträgt. Es ist dann allerdings dafür Sorge zu tragen, daß zumindest in der Spannstellung zwischen der Lauffläche und dem Nocken ein geringer Abstand verbleibt, damit es beim Betrieb des Elektrowerkzeugs nicht zu einer dauernden Reibung zwischen dem rotierenden Nocken und der Lauffläche des Betätigungselements kommt.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausführung ist der Nocken hingegen nicht unmittelbar mit dem Druckstück verbunden. Vielmehr ist der Nocken Teil eines Druckkopfes, der in einer Hülse drehbar gelagert ist und der bei Überführen des Betätigungselements in die Lösestellung entgegen der Wirkung eines elastischen Andrückmittels, das den Nocken des Druckkopfes an die Lauffläche des Betätigungselements andrückt, axial so in Richtung des Druckstücks verschoben wird, daß der Druckkopf zumindest mittelbar in Reibschluß mit dem Druckstück gelangt.

Dies hat den Vorteil, daß einerseits der Nocken stets die Lauffläche des Betätigungselements berührt. Dies vermittelt ein angenehmeres Gefühl bei der Bedienung des Betätigungselements, als wenn dieses mit seiner Lauffläche plötzlich auf dem Nocken aufsetzt. Der Reibschluß zwischen dem Druckkopf und dem Druckstück erleichtert insbesondere das Auswechseln des Werkzeugs, da auch die drehfest mit dem Druckstück verbundene Hohlspindel aufgrund des Reibschlusses gegen ein Verdrehen blockiert ist. Um die Reibung zwischen dem Druckkopf und dem Druckstück zu vergrößern, kann letzteres endseitig mit einer Reibplatte drehfest verbunden sein. Diese weist eine Oberfläche mit einem ausreichend hohen Reibbeiwert auf und läßt sich, falls sie einmal abgenutzt sein sollte, vergleichsweise einfach gegen eine Ersatzplatte auswechseln.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wirkt auf das Betätigungselement ein elastisches Rückholmittel, das unabhängig von einer Rotation des Nockens eine Kraft auf das Betätigungselement ausübt, die eine Bewegung des Betätigungselements aus der Lösestellung zur Spannstellung hin unterstützt.

Mit Hilfe eines solchen zusätzlichen Rückholmittels wird erreicht, daß das Betätigungselement auch dann eine durch einen Anschlag definierbare Spannstellung einnimmt, wenn das Betätigungselement sich in einer Zwischenstellung zwischen Spann- und Lösestellung befindet. Sinnvoll ist diese Ausgestaltung insbesondere bei solchen Ausführungen, bei denen am Betätigungselement kein von elastischen Andrückmitteln beaufschlagter Druckkopf angreift, wie dies vorstehend beschrieben wurde.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1: einen vereinfachten Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Elektrowerkzeug im Bereich seines Getriebekopfes, wobei sich ein Betätigungselement für die Schnellspanneinrichtung in der Spannstellung befindet, in der ein Werkzeug zwischen einem Spannflansch und einem Gegenflansch drehfest eingespannt ist;
Fig. 2: das Elektrowerkzeug aus Fig. 1, bei dem das Betätigungselement in die Lösestellung überführt wurde, so daß die Verspannung zwischen dem Spannflansch und dem Gegenflansch aufgehoben ist;
Fig. 3: das Elektrowerkzeug aus den Fig. 1 und 2, bei dem in der Lösestellung des Betätigungselements der Spannflansch vollständig herausgeschraubt ist;
Fig. 4: einen schematischen Längsschnitt durch einen Exzenter mit daran angreifendem Nocken beim Überführen des Betätigungselements in die Lösestellung;
Fig. 5: eine Fig. 4 entsprechende Darstellung, bei der das Betätigungselement von der Löse- in die Spannstellung zurückgeführt wird;
Fig. 6: eine Ansicht von hinten auf den Exzenter aus Fig. 5, in der erkennbar ist, daß der Exzenter in Richtung der Exzenterdrehachse versetzt zum Nocken angeordnet ist;
Fig. 7: eine Abwicklung einer Exzenterabrollfläche;
Fig. 8: ein für das erfindungsgemäße Elektrowerkzeug geeignetes Betätigungselement in einer perspektivischen Darstellung;
Fig. 9a: ein stark vereinfachter Längsschnitt durch eine andere Ausführung eines für die Erfindung geeigneten Betätigungselements, welches sich in der Spannstellung befindet;
Fig. 9b: das Betätigungselement aus Fig. 9a in Draufsicht;
Fig. 10: das Betätigungselement aus Fig. 9a in der Lösestellung.

Ein erstes Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Elektrowerkzeug in Form eines Winkelschleifers ist in Fig. 1 insgesamt mit 10 bezeichnet. Innerhalb eines Gehäuses 12 des Elektrowerkzeugs 10 befindet sich eine Motor-/Getriebeeinheit 14, die der Übersichtlichkeit halber gestrichelt dargestellt ist. Die Motor-/Getriebeeinheit 14 weist einen Elektromotor 16 auf, dessen Motorwelle 18 ein Ritzel 20 für ein Kegelradgetriebe trägt. Ein Abtriebsrad 22 des Kegelradgetriebes ist drehfest mit einer Hohlspindel 24 verbunden, die in - in Fig. 1 nicht dargestellten - Kugellagern um eine Drehachse 25 drehbar gelagert ist. An einem aus dem Gehäuse 12 nach außen hervorstehenden Ende der Hohlspindel 24 ist ein Gegenflansch 26 ausgebildet, dem ein Spannflansch 28 zum Einspannen eines Werkzeugs 30 zugeordnet ist. Bei dem Werkzeug 30 handelt es sich im dargestellten Ausführungsbeispiel um eine Schleif- oder Trennscheibe. Um ein manuelles Wechseln des Werkzeugs 30 zu ermöglichen, ist eine Schnellspanneinrichtung vorgesehen, die unter anderem den Gegenflansch 26, den Spannflansch 28 sowie ein Betätigungselement 31 mit einem Schwenkhebel 32 umfaßt. Durch Betätigen des Betätigungselements 31 ist eine zwischen dem Gegenflansch 26 und dem Spannflansch 28 wirkende Verspannung aufhebbar.

Hierzu weist die Schnellspanneinrichtung ein koaxial in der Hohlspindel 24 angeordnetes Druckstück 34 auf. Das Druckstück 34 hat annähernd die Form eines Bechers und ist mittels nicht näher dargestellter Führungen drehfest, aber in axialer Richtung beweglich in der Hohlspindel 24 geführt. Innenseitig ist das Druckstück 34 mit einem Innengewinde 36 versehen, in das ein Spannbolzen 40 mit einem Außengewinde 38 eingeschraubbar ist. Der Spannbolzen 40 ist seinerseits fest mit dem Spannflansch 28 verbunden oder einstückig mit diesem ausgeführt.

Die einen festen Sitz zwischen dem Gegenflansch 26 und dem Spannflansch 28 hervorrufende Verspannung wird durch ein nur schematisch angedeutetes Tellerfederpaket 42 aufgebaut, welches auf der einen Seite an einem in der Hohlspindel 24 umlaufenden Absatz 44 angreift. Auf der gegenüberliegenden Seite stützt sich das Tellerfederpaket 42 an der Unterseite des Druckstücks 34 ab. Da die Oberseite des Druckstücks 34 an einem Sprengring 45 anschlägt, der in eine innenseitig in der Hohlspindel 24 umlaufenden Nut 46 eingesetzt ist, kann die aus dem Druckstück 34, dem Spannbolzen 40 und dem Spannflansch 28 gebildete Einheit nur gegen die Wirkung des Tellerfederpakets 42 in Richtung der mit 48 bezeichneten Pfeile nach unten bewegt werden.

Ein Aufheben der durch das Tellerfederpaket 42 bewirkten Verspannung ist nur mit Hilfe des Betätigungselements 31 möglich, indem der daran ausgebildete Schwenkhebel 32 in der durch den Pfeil 50 dargestellten Richtung von der in der Fig. 1 dargestellten Spannstellung in eine in Fig. 2 dargestellte Lösestellung überführt wird.

Der Schwenkhebel 32 ist fest mit einem Exzenter 52 verbunden, der auf einer Welle 53 um eine Drehachse 54 drehbar gelagert ist. Eine die Abrollfläche des Exzenters 52 bildende Lauffläche 56 greift an einen Nocken 58 an, der einstückig an einem Druckkopf 60 ausgebildet ist. Der Druckkopf 60 ist um die Drehachse 25 drehbar in einer selbstschmierenden Lagerhülse 62 axialbeweglich aufgenommen. Mit Hilfe einer Spiraldruckfeder 64, die zwischen einer Ringschulter 66 des Druckkopfs 60 sowie einem Vorsprung 68 des Gehäuses 12 gehalten ist, wird der Druckkopf 60 gegen die Lauffläche 56 des Exzenters 52 gedrückt, so daß der Druckkopf 60 stets in Kontakt mit dem Betätigungselement 31 steht.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Schnellspanneinrichtung wird nun anhand der Fig. 2 und 3 näher erläutert.

Wird der Schwenkhebel 32 in Richtung des Pfeiles 50 umgelegt, so drückt der Exzenter 52 über seine Lauffläche 56 den Nocken 58 infolge der Exzentrizität nach unten. Dadurch bewegt sich der Druckkopf 60 insgesamt abwärts, und zwar entgegen der Wirkung der Spiralfeder 64. Etwa nach der Hälfte des Schwenkweges des Betätigungselements 31 berührt das untere konisch zulaufende Ende des Druckkopfes 60 eine drehfest zur Hohlspindel auf der axialen Oberseite des Druckstücks 34 befestigte Reibplatte 69.

Wird nun der Schwenkhebel 32 weiter zur Lösestellung hin verschwenkt, so setzt sich die Abwärtsbewegung des Druckkopfes 60 fort, der nun das Druckstück 34 entgegen der Wirkung des Tellerfederpakets 42 nach unten in Richtung der Pfeile 48 drückt. Um die gleiche Strecke wird auch der in das Druckstück 34 eingeschraubte Spannflansch 28 nach unten bewegt. Dadurch entsteht zwischen dem Spannflansch 28 und dem Werkzeug 30 ein kleiner Spalt 70, der anzeigt, daß die Verspannung zwischen dem Gegenflansch 26 und dem Spannflansch 28 nunmehr aufgehoben ist. Dieser Zustand ist in Fig. 2 dargestellt.

In diesem entspannten Zustand wirken keine nennenswerten Reibungskräfte mehr zwischen dem Werkzeug 30 und dem Spannflansch 28. Der Spannflansch 28 läßt sich daher in dieser Position von Hand aus dem Druckstück 34 herausschrauben, wie dies in Fig. 3 durch den Pfeil 71 angedeutet ist. Um das Herausschrauben zu erleichtern, ist der Spannflansch umfangsseitig mit einer Rändelung 72 versehen.

Bei der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführung liegt der Spannflansch 28 nicht unmittelbar auf dem Werkzeug 30 auf. Vielmehr ist auf der aus dem Spannflansch 28 und dem Spannbolzen 40 gebildeten Einheit ein Zwischenflansch 74 drehbar aufgenommen, der aus einer dünnen Scheibe 76 und einem von der Mitte der Scheibe 76 axial hervorstehenden Ansatz 78 besteht. Durch die Mitte der Scheibe 76 und des Ansatzes 78 verläuft eine zylindrische Bohrung, durch die der Spannbolzen 40 geführt ist. Außenseitig hat der Ansatz 78 die Form eines regelmäßigen Mehrkants. Diese Mehrkantform findet ihre Entsprechung im Abschnitt der Hohlspindel 24 unterhalb des Tellerfederpakets 42, der innenseitig ebenfalls entsprechend mehrkantförmig ausgeführt ist. Der Zwischenflansch 74 mit seinem Ansatz 78 läßt sich dadurch so in diesen Abschnitt der Hohlspindel 24 einführen, daß ein Formschluß zwischen der Hohlspindel 24 und dem Zwischenflansch 74 erzielt wird. Ein gegenseitiges Verdrehen von Hohlspindel 24 und Zwischenflansch 74 ist dann auch in der Lösestellung nicht möglich.

In der Spannstellung des Betätigungselements 31 ist das Werkzeug 30 zwischen dem Gegenflansch 26 und dem Spannflansch 28 eingespannt. Um eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Spannflansch 28 und dem Gegenflansch 26 in der Spannstellung zu gewährleisten und somit ein Lösen des Spannflansches 28 unter allen Betriebszuständen zu vermeiden, sind vorzugsweise die einander zugewandten Flächen vom Spannflansch 28 und Zwischenflansch 76 zusätzlich mit Stirnverzahnungen o.ä. versehen. Somit ergibt sich eine durchgehend formschlüssige Verbindung zwischen dem Spannflansch 28 und der Hohlspindel 24. Folglich ist es nicht möglich, daß sich der Spannflansch 28 zusammen mit dem Spannbolzen 40 während der Benutzung des Elektrowerkzeugs durch Verdrehen von alleine aus dem Druckstück 34 löst. Daher genügt es auch, nach einem Wechseln des Werkzeugs den Spannflansch 28 nur leicht anzuziehen, bis der Spannflansch 28 am Zwischenflansch 76 anschlägt, da nach dem Verspannen der Spannflansch 28 in jedem Fall drehfest gehalten wird und die vom Tellerfederpaket 42 ausgeübte Verspannung praktisch unabhängig davon ist, wie weit der Spannbolzen 40 in das Druckstück 34 eingeschraubt ist.

Da sich der Spannflansch 28 nach Lösen der Verspannung gegenüber dem Zwischenflansch 76 ohne weiteres verdrehen läßt, kann der Spannbolzen 40 aus dem Druckstück 34 herausgeschraubt werden, auch wenn der Zwischenflansch 74 noch mit seinem Ansatz 78 in der Hohlspindel 24 drehfest gehalten wird. Ein am Spannbolzen 40 aufgesetzter Sprengring 80 führt beim Herausschrauben des Spannbolzens 40 der Zwischenflansch 74 mit, bis dieser schließlich die in Fig. 3 gezeigte Position erreicht. Der Spannflansch 28 kann nun, zusammen mit dem Zwischenflansch 74 und dem Spannbolzen 40, vollständig in Richtung der Pfeile 48 herausgezogen werden, wodurch das Werkzeug 30 vom Gegenflansch 26 abgenommen und gegen ein neues Werkzeug ausgetauscht werden kann. Der Zusammenbau erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.

Bei der erfindungsgemäßen Schnellspanneinrichtung wirkt nun der Exzenter 52 derart mit dem Nocken 58 zusammen, daß dann, wenn sich das Betätigungselement 31 in der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Lösestellung befindet, das Betätigungselement 31 selbsttätig wieder in Richtung auf die Spannstellung zurückgeführt wird, sobald der Motor 16 des Elektrowerkzeugs 10 in Gang gesetzt wird. Da in der Lösestellung der Druckkopf 60 an das Druckstück 34 angepreßt ist, überträgt sich bei einem unbeabsichtigten Einschalten des Motors 16 eine Bewegung der Hohlspindel 24 über einen bestehenden Reibschluß auf das daran drehfest angeordnete Druckstück 34 und damit auf den Druckkopf 60 und den daran ausgebildeten Nocken 58. Die dadurch hervorgerufene Rotation des Druckkopfes 60 führt dazu, daß die Haftreibung, die zwischen dem Nocken 58 und der am Exzenter 52 ausgebildeten Lauffläche 56 wirkt, in eine wesentlich geringere Gleitreibung übergeht. Während die bei stillstehendem Druckkopf 60 wirkende Haftreibung das Betätigungselement 31 in der Lösestellung festhielt, überwiegt nun das Drehmoment, welches der unter dem Druck des Tellerfederpakets 42 stehende Druckkopf 60 über den Nocken 58 auf den Exzenter 52 ausübt, das entgegengesetzt wirkende Drehmoment, welches durch die Gleitreibung erzeugt wird. Der Exzenter 52 beginnt sich daher zusammen mit dem Schwenkhebel 32 in die durch den gestrichelten Pfeil 82 angedeutete Richtung zurück zur Spannstellung zu bewegen.

Die Vorgänge, die zwischen dem Nocken 58 und dem Exzenter 52 wirken, werden im folgenden anhand der Fig. 4 und 5 näher erläutert.

Die Fig. 4 zeigt in durchgezogenen Linien den Exzenter 52 sowie den am Druckstück 60 ausgebildeten Nocken 58 in der in Fig. 1 gezeigten Spannstellung. Der Schwenkhebel 32 ist der Übersicht halber nicht dargestellt. Die Lauffläche 56 des Exzenters 52 beschreibt bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel die Form eines Kreisbogens. Die mit e bezeichnete Exzentrizität, d.h. der vertikale Abstand zwischen dem Mittelpunkt 55 des Kreisbogens und der Drehachse 54 des Exzenters 52 in der Spannstellung, bestimmt das Maß, um das bei einer Drehung des Exzenters 52 der Nocken 58 nach unten gedrückt wird. Bei einer Drehung des Exzenters 52 um 180° beträgt dieses Maß 2e.

Gestrichelt dargestellt ist in Fig. 4 der Exzenter 52 bei einer Drehung um ca. 45° zur Lösestellung hin. Dabei ist erkennbar, wie sich die Lauffläche 56 des Exzenters 52 nach unten bewegt und den Nocken 58 in die gestrichelt dargestellte Position überführt. Der Druckkopf 60 bewegt sich daher in die durch den Pfeil 82 angedeutete Richtung nach unten.

Fig. 5 zeigt mit durchgezogenen Linien den Exzenter 52 in der Lösestellung. Da der Druckkopf 60 vom Tellerfederpaket 42 in der durch den Pfeil 84 angedeuteten Richtung nach oben gedrückt wird, wirkt auf den Exzenter 52 ein Drehmoment, welches ihn in Richtung des Pfeiles 86 in die Spannstellung überführen möchte. Dieses Drehmoment entsteht deswegen, weil der Nocken 58 auf den Exzenter 52 eine Kraft ausübt, die nicht zentral zur Drehachse Exzenters 52 hin gerichtet ist. Vielmehr besteht zwischen der Berührlinie, entlang derer sich der Exzenter 52 und der Nocken 58 berühren, und der Drehachse 54 des Exzenters ein Versatz v. Durch diesen Versatz v entsteht ein Hebelarm, der zu dem angesprochenen Drehmoment führt. Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel beträgt der Kreisbogendurchmesser 12,6 mm, die Exzentrizität e 1,2 mm und der Versatz v 0,2 mm.

Solange der Druckkopf 60 mit dem Nocken 58 ruht, bewirkt die zwischen der Lauffläche 56 des Exzenters 52 und der Oberseite des Nockens 58 wirkende Haftreibung, daß der Exzenter 52 und damit das gesamte Betätigungselement 31 trotz des wirkenden Drehmomentes in seiner Lösestellung verharrt.

Wird jedoch nun durch eine Betätigung des Motors der Druckkopf 60 zusammen mit dem Nocken 58 in eine Rotation versetzt, so geht die Haftreibung zwischen der Lauffläche 56 und dem Nocken 58 in eine Gleitreibung über. Wenn der Nocken 58 und die Lauffläche 56 aus gehärtetem geschliffenem Stahl gefertigt sind, so ist die Gleitreibung um etwa eine Größenordnung geringer als die Haftreibung. Die Reibung reicht nun nicht mehr dafür aus, dem vom Druckkopf ausgeübten Drehmoment entgegenzuwirken, so daß sich der Exzenter 52 in die durch den Pfeil 86 angedeutete Richtung zurück in Richtung auf die Spannstellung bewegt.

Ein um etwa 60° zurückgeführter Exzenter 52 ist in Fig. 5 gestrichelt angedeutet. Dabei ist erkennbar, daß der sich nun in Richtung des Pfeiles 84 nach oben bewegende Druckkopf 60 über den daran ausgebildeten Nocken 58 weiterhin ein Drehmoment auf den Exzenter 52 ausübt, so daß das Betätigungselement 31 zunehmend beschleunigt, bis es schließlich wieder in die in Fig. 4 dargestellte Spannposition (oder in eine Position kurz davor) überführt ist.

Fig. 6 zeigt eine Ansicht von hinten auf den Exzenter 52, in der erkennbar ist, daß der Exzenter 52 in Richtung der Drehachse 54 des Exzenters versetzt zum Nocken 58 angeordnet ist. Die Größe dieses Versatzes ist gleich dem Abstand zwischen der Mittelebene 57 des Exzenters 52 und der Drehachse 25 des Nockens 58. Aufgrund dieses Versatzes ist die Berührlinie zwischen Exzenter 52 und Nocken 58 nicht mehr symmetrisch zur Drehachse 25 des Nockens 58 angeordnet. Bei einer Drehung des Nockens 58 wird dadurch ein zusätzliches Drehmoment auf den Exzenter 52 ausgeübt, dessen Richtung davon abhängt, ob sich der Nocken 58 im oder gegen den Uhrzeigersinn um seine Längsachse 25 dreht. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dreht sich der Nocken 58 in der durch den Pfeil 59 angedeuteten Richtung, wodurch der Exzenter 52 in Richtung des Pfeiles 61 um seine Längsachse 54 zurück zur Spannstellung hin bewegt wird.

Eine ähnliche Wirkung wird im übrigen auch erzeugt, wenn der Exzenter 52, in Richtung der Drehachse 54 gesehen, leicht konisch geformt ist. Dadurch wird ebenfalls erreicht, daß die Berührlinie zwischen dem Exzenter 52 und dem Nocken 58, die sich in diesem Falle annähernd zu einem Berührpunkt verkürzt, nicht mehr symmetrisch zur Drehachse 25 des Nockens 58 angeordnet ist. Die Konizität des Exzenters 52 kann dabei Werte von etwa 0,1° bis 1°, vorzugsweise von etwa 0,3°, annehmen.

Vorzugsweise bestehen sowohl der Exzenter 52 als auch der Druckbolzen 60 mit dem Nocken 58 aus gesinterten rollierten Stahlteilen, deren Vickershärte im Bereich von etwa 64 und deren Rauhtiefe R_z im Bereich von etwa 2 µm liegt. Dies hat, wie oben bereits angeführt, den Vorteil, daß dadurch eine besonders große Differenz zwischen der Haft- und der Gleitreibung entsteht. Außerdem ist aufgrund der großen Härte der Verschleiß gering, so daß die für das Zurückführen des Betätigungselements 31 maßgebenden Reibungsverhältnisse zwischen Nocken 58 und Lauffläche 56, zum anderen auch der beim Umschwenken des Spannhebels 32 erzeugte Hub des Druckbolzens 60 im Laufe der Zeit konstant bleiben. Bei derartigen Stahlflächen beträgt, wenn das Tellerfederpaket 42 eine Druckkraft von ca. 3.000 N erzeugt, die Haftreibungskraft ca. 300 N und die Gleitreibungskraft ca. 40 N.

Um das auf den Exzenter 52 wirkende Drehmoment während des Zurückschwenkens in die Spannstellung beeinflussen zu können, kann anstelle eines Exzenters mit kreisbogenförmiger Lauffläche ein Exzenter verwendet werden, dessen Lauffläche keine konstante Steigung aufweist.

In Fig. 7 ist eine Abrollfläche eines derartigen modifizierten Exzenters über dem Schwenkwinkel α aufgetragen. Darin ist erkennbar, daß die Steigung α₂ der Abrollfläche bei großen Schwenkwinkeln (Lösestellung) kleiner ist als die Steigung α₁ der Abrollfläche bei kleineren Schwenkwinkeln (Spannstellung). Diese Gestaltung der Abrollfläche bewirkt, daß sich das Betätigungselement 31 nach dem Einschalten des Motors in der Lösestellung zunächst langsam aus dieser entfernt und dann stärker beschleunigt. Falls gewünscht, kann die Endgeschwindigkeit dabei so groß sein, daß das Betätigungselement 31 schließlich unter Überwindung eines Einrastwiderstands in eine Endlage übergeht, in der es in einer Aussparung im Gehäuse 12 des Elektrowerkzeugs 10 versenkt ist. Bei größeren Einrastwiderständen kann dies jedoch unzweckmäßig sein, da dies evtl. eine so große Beschleunigung des Betätigungselements 31 erfordert, daß eine Gefährdung des Benutzers beim Zurückschwenken nicht völlig ausgeschlossen werden kann.

Auf die Geschwindigkeit beim selbsttätigen Zurückschwenken des Betätigungselements 31 kann auch durch einen Wechsel der Oberflächenbeschaffenheit der Lauffläche 56 Einfluß genommen werden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß die Lauffläche zwischen einem Schwenkwinkel von 0° und 60° (von der Spannstellung gesehen, siehe Fig. 7) derart aufgeraut ist, daß aufgrund der dort größeren Gleitreibung die selbsttätige Zurückschwenkbewegung des Betätigungselements 31 gebremst oder zumindest einer weiteren Beschleunigung entgegengewirkt wird.

Bei dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Nocken 58 an einem Druckkopf 60 ausgebildet, der erst im Verlauf des Verschwenkens des Betätigungselements 31 an dem Druckstück 34 angreift. Alternativ hierzu kann auch vorgesehen sein, daß der Exzenter 52 unmittelbar an dem Druckstück 34 angreift. Dieses ist dann so auszuführen, daß es nach oben aus der Hohlspindel 24 hinausragt. Auf dem Druckstück 34 kann zusätzlich ein Nocken 58 ausgebildet sein. Der Nocken 58 kann aber hier ebenso wie bei dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel in dem Sinne entfallen, daß das gesamte Druckstück 34 bzw. der Druckkopf 60 als Nocken angesehen wird.

Um bei diesem alternativen Ausführungsbeispiel auch in der Spannstellung des Betätigungselements 31 eine fortwährende Reibung zwischen dem Druckstück 34 und der am Exzenter 52 ausgebildeten Lauffläche 56 zu verhindern, sollte in der Spannstellung zwischen dem Exzenter 52 und dem Druckstück 34 ein kleiner Spalt verbleiben. Als Ersatz für die Wirkung der Spiralfeder 64 kann dann eine am Betätigungselement 31 angreifende Rückholfeder 92 vorgesehen sein, wie dies in Fig. 8 dargestellt ist. Die Rückholfeder 92 beaufschlagt das Betätigungselement 31 bereits in seiner Spannstellung mit einer geringen Federkraft und sorgt für den notwendigen Abstand zum Druckstück 34.

Denkbar ist schließlich auch, anstelle eines Schwenkhebels einen Drehhebel zu verwenden, wie dies in der eingangs erwähnten EP 0 152 564 A2 beschrieben ist. Die sich in der Lösestellung einander berührenden Flächen des Drehhebels und des Druckstücks (bzw. eines daran angreifenden Druckkopfes) sowie die Steigung des Gewindes, über das der Drehhebel mit dem Gehäuse verschraubt ist, sind dann so auszulegen, daß bei Betätigen des Motors der Drehhebel gerade nicht durch eine reibschlüssig von dem Druckstück auf den Drehhebel übertragene Kraft in Bewegung gesetzt wird. Vielmehr sind die angesprochenen Parameter so festzulegen, daß bei einer Rotation des Druckstücks die Reibung an der Kontaktfläche abnimmt, so daß der Drehhebel ausschließlich unter der Wirkung der elastischen Andrückelemente aus dem Gewinde herausgedreht wird und dadurch in seine Spannposition zurückgeführt wird. Auf diese Weise läßt sich der Drehhebel wesentlich kontrollierter in die Spannstellung zurückführen, als wenn dieser unmittelbar über einen Reibschluß vom Motor angetrieben wird.

In den Fig. 9a, 9b und 10 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel für ein Betätigungselement 31 schematisch dargestellt. Anstelle eines mit einem Exzenter verbundenen Schwenkhebels wird hier als Betätigungselement ein Schieber 100 verwendet, dessen abgeschrägte Unterseite eine Lauffläche 102 bildet, die mit einem Druckkopf 104 zusammenwirkt. Anders als der oben beschriebene Druckkopf 60 weist der Druckkopf 104 eine abgerundete Oberseite 106 auf, so daß der Druckkopf 104 insgesamt als Nocken wirkt. Der mit einem Durchgriff 108 versehene Schieber 100 ist derart zwischen zwei nur schematisch angedeuteten Führungen 110, 112 geführt, daß er sich in der durch den Pfeil 116 angedeuteten Richtung verschieben läßt. In Fig. 9a befindet sich der Schieber 100, der in Fig. 9b in Draufsicht gezeigt ist, in der Spannstellung. Wird er nun durch Ziehen am Durchgriff 108 in Richtung des Pfeiles 116 verschoben, so drückt die Lauffläche 102 an der Unterseite des Schiebers 100 den (ohne Führung dargestellten) Druckkopf 104 in Richtung des Pfeiles 114 nach unten. Dadurch wird schließlich die Verspannung zwischen dem Spannflansch 28 und dem Gegenflansch 26 aufgehoben, wie dies oben mit Bezug auf die Fig. 1 bis 3 ausführlich beschrieben wurde.

In Fig. 10 befindet sich der Schieber 100 in der Lösestellung. Wird nun der Druckkopf 60 in Rotation versetzt, so verringert sich, wie dies oben bereits geschildert wurde, die zwischen der Oberseite 106 des Druckkopfes 60 und der Lauffläche 102 des Schiebers 100 wirkende Reibungskraft, wodurch der Druckkopf 60 nunmehr den Schieber 100 wieder zurück in die Spannstellung zu schieben vermag, wie dies durch den Pfeil 118 angedeutet ist. Auch hier kann die Lauffläche 102 selbstverständlich unterschiedliche Steigungen aufweisen, wie dies oben zu Fig. 7 beschrieben wurde.

Claims

Elektrowerkzeug (10), insbesondere Winkelschleifer, das eine Schnellspanneinrichtung zur Befestigung eines Werkzeuges (30) an einer Spindel (24) aufweist mit:

a) einem Spannflansch (28) und einem Gegenflansch (26), zwischen denen das Werkzeug (30) unter der Wirkung eines elastischen Anpreßmittels (42) drehfest verspannbar ist,

b) einem Betätigungselement (31, 100), das zwischen einer Spannstellung und einer Lösestellung bewegbar ist, wobei in der Lösestellung die Verspannung zwischen dem Gegenflansch (26) und dem Spannflansch (28) entgegen der Wirkung des elastischen Anpreßmittels (42) aufgehoben ist, und

c) einem auf den Spannflansch (28) wirkenden Nocken (58, 106),

i) der zumindest in der Lösestellung durch einen Motor (16) des Elektrowerkzeugs (10) in Rotation versetzbar ist und

ii) an den zumindest bei Überführung des Betätigungselements (31, 100) von der Spannstellung in die Lösestellung eine am Betätigungselement (31, 100) ausgebildete Lauffläche (56, 102) angreift, wodurch eine Bewegung des Betätigungselements (31, 100) in eine axiale Verschiebung des Spannflansches (28) umsetzbar ist, und

iii) der in der Lösestellung bei stehendem Motor (16) das Betätigungselement (31, 100) unter Ausnutzung einer zwischen dem Nocken (58, 106) und der Lauffläche (56, 102) wirkenden Reibungskraft festhält,

dadurch gekennzeichnet, daß

d) der Nocken (58, 106) und die Lauffläche (56, 102) derart aufeinander abgestimmt sind, daß in der Lösestellung eine durch Einschalten des Motors (16) verursachte Rotation des Nockens (58, 106) die Reibungskraft zwischen dem Nocken (58, 106) und der Lauffläche (56, 102) so vermindert, daß der in der Lösestellung vom elastischen Anpreßmittel (42) beaufschlagte Nocken (58, 106) das Betätigungselement (31, 100) selbsttätig aus der Lösestellung zur Spannstellung hin bewegt.
Elektrowerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauffläche (56, 102) wenigstens zwei Abschnitte unterschiedlicher Steigung (α₁, α₂) aufweist.
Elektrowerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung (α₂) der Lauffläche (56, 102) in der Lösestellung des Betätigungselements (31, 100) kleiner ist als die Steigung (α₁) der Lauffläche (56, 102) in der Spannstellung.
Elektrowerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauffläche (56, 102) wenigstens zwei Abschnitte unterschiedlicher Oberflächenbeschaffenheit aufweist.
Elektrowerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauffläche (56, 102) die Abrollfläche eines am Betätigungselement (31, 100) ausgebildeten, um eine Drehachse (54) drehbar gelagerten Exzenters (52) ist.
Elektrowerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (31, 100) einen an dem Exzenter (52) befestigten Schwenkhebel (32) umfaßt, der um die Drehachse (54) des Exzenters (52) schwenkbar ist.
Elektrowerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzentrizität (e) des Exzenters (52) zwischen 1 % und 20 % des größten Durchmessers der Exzenters (52) beträgt.
Elektrowerkzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenter (52) in Richtung der Drehachse (54) des Exzenters (52) versetzt zur Drehachse (25) des Nockens (58) angeordnet ist.
Elektrowerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen des Nockens (58, 106) und der Lauffläche (56, 102) eine Vickershärte von mehr als 54, vorzugsweise etwa 64, und eine Rauhtiefe R_z zwischen 0,2 µm und 8 µm aufweisen.
Elektrowerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen des Nockens (58, 106) und der Lauffläche (56, 102) aus einem porösen Sinterwerkstoff bestehen, dessen oberflächennahe Poren mit einem Schmiermittel aufgefüllt sind.
Elektrowerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Motor (16) angetriebene Spindel als Hohlspindel (24) ausgeführt ist und daß der Nocken (58, 106) auf den Spannflansch (28) über ein Druckstück (34) wirkt, an dem der Spannflansch (28) lösbar befestigt ist und das in der Hohlspindel (24) unter dem Einfluß des Nockens (58, 106) entgegen der Wirkung der elastischen Anpreßmittel (42) in axialer Richtung (48) verschiebbar angeordnet ist.
Elektrowerkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (58, 106) Teil eines Druckkopfes (60) ist, der in einer Hülse (62) drehbar gelagert ist und der bei Überführen des Betätigungselements (31, 100) in die Lösestellung entgegen der Wirkung eines elastischen Andrückmittels (64), das den Nocken (58, 106) des Druckkopfes (60) an die Lauffläche (56, 102) des Betätigungselements (31, 100) andrückt, axial so in Richtung des Druckstücks (34) verschoben wird, daß der Druckkopf (60) zumindest mittelbar in Reibschluß mit dem Druckstück (34) gelangt.
Elektrowerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Betätigungselement (31) ein elastisches Rückholmittel (93) wirkt, das unabhängig von einer Rotation des Nockens (58, 106) eine Kraft auf das Betätigungselement (31) ausübt, die eine Bewegung des Betätigungselements (31) aus der Lösestellung zur Spannstellung hin unterstützt.