WO2012079105A1 - Vorrichtung umfassend ein rotierend antreibbares werkzeug und ein aufspannelement - Google Patents

Vorrichtung umfassend ein rotierend antreibbares werkzeug und ein aufspannelement Download PDF

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Gerhard Gissing
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Gerhard Gissing
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    • B24D5/16—Bushings; Mountings
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    • B24—GRINDING; POLISHING
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    • B27B5/30—Details; Component parts; Accessories for mounting or securing saw blades or saw spindles
    • B27B5/32—Devices for securing circular saw blades to the saw spindle

Definitions

  • the invention relates to a device comprising a rotatably drivable tool with a round opening and a clamping element, wherein the tool is fixed on the clamping element.
  • Cutting wheels are usually made of a mixture of abrasive grain, binder and optionally fillers and must be suitably clamped on a rotating driven axis of a larger facility.
  • abrasive grain binder and optionally fillers
  • Holding means which holds a cutting disc in contact areas.
  • the contact areas should be minimized, on the one hand, in order to be able to use up the cutting disc as completely as possible. On the other hand, but also for small
  • the object of the invention is to provide a device of the type mentioned, in which the tool is changed quickly and easily and still good
  • the tool is designed as a cutting disc.
  • the cutting disc can be made thinner than before. This results in less waste for both the cutting wheel and the machined workpiece.
  • Cutting disc preferably continuously tapered from an outer periphery to the opening. This allows free running and reduces a tendency to pinch when cutting.
  • the segments are distributed equidistantly over an inner circumference.
  • a resulting advantage lies in the improved and homogeneous power transmission between tool, z. B. a cutting disc, and clamping element.
  • the segments are made rectangular and thereby allow easy production and a direction-independent mounting of the tool.
  • the number of segments is at least two and at most twelve, which allows a quick change with very good power transmission.
  • the tool comprises a clamping ring on which the segments are arranged.
  • a clamping ring on which the segments are arranged.
  • the tool consists of abrasive grain, binder and optional fillers exists and the clamping ring is formed of a metal or an alloy. This allows optimal grinding or cutting action with excellent power transmission. It has been proven that the ratio of a tool outside diameter to a tool thickness is between 10 and 100, especially when the tool is a cutting wheel.
  • the clamping element has one or more locking means to releasably fix the segments.
  • the locking means cooperate only by frictional engagement with the segments.
  • the segments with the locking means can be pressed against at least one edge of the recess in order to enable good force coupling.
  • the locking means are rotatably mounted and thus allow a
  • the locking means are mounted in a recess, wherein the recess adjacent to the recess, whereby the production of the
  • Clamping element is faster and easier.
  • the locking means are formed as circular segments and thus are easily manufacturable.
  • the clamping element on a back plate, a clamping plate, a cover plate and one or more turnbuckles, whereby the production of the
  • Clamping element is simple, fast and inexpensive.
  • Fig. 1 is an exploded view of a device with clamping element
  • Fig. 2 is a plan view of a clamping plate
  • Fig. 3 is a side view of the clamping plate of FIG. 2;
  • FIG. 4 shows a plan view of a turnbuckle
  • Fig. 5 is a side view of the turnbuckle of FIG. 4;
  • Fig. 6 is an oblique view of the turnbuckle of FIG. 4;
  • FIG. 1 An embodiment of a device 1 according to the invention is shown in FIG.
  • the device 1 comprises a clamping element 3 and a cutting disc 2.
  • Clamping element 3 has a front-side cover plate 301, a plurality of turnbuckles 302, a clamping plate 303 and a back plate 304, wherein the individual plates have a maximum thickness of 5 mm, preferably less than 3 mm.
  • the cutting disc 2 has a slip ring 201, a clamping ring 202 and a plurality of segments 203.
  • Slip ring 201 is made of abrasive grain, binder and optionally filler.
  • the slip ring 201 advantageously tapers conically continuously in the direction of an axis of rotation and is connected to the clamping ring 202.
  • the slip ring 201 can also be designed with plane-parallel sides.
  • the clamping ring 202 holds and reinforces the slip ring 201 and has integrally molded segments 203 which are equidistantly distributed over an inner circumference and project into an opening 4.
  • the Clamping ring 202 which can also be made of steel or another metal, increases the possible power transmission. But it can also be dispensed with the clamping ring 202; In this case, the slip ring 201 is integral with the segments 203
  • the segments 203 are advantageously designed rectangular, slightly smaller than an insertion opening 301 1 and are used for power coupling with the clamping element 3. In principle, however, are also other forms of the segments 203, depending on
  • the cover plate 301 is symmetrical to the axis of rotation and has insertion openings 3011 which are distributed equidistantly over a circumference.
  • the insertion holes 301 1 are at least the same size as the segments 203.
  • the cover plate 301 is fixedly connected to the clamping plate 303, for example, materially by gluing or welding or non-positively and / or positively, for. B. by riveting.
  • the clamping plate 303 is symmetrical to the axis of rotation and has several
  • Recesses 3031 and recesses 3032 which adjoin one another and are distributed equidistantly over an inner circumference or the opening 4.
  • the turnbuckles 302 are received in the recesses 3032 of the clamping plate 303 shown in FIGS. 2 and 3 and are rotatably supported between the cover plate 301 and the back plate 304. As can be seen in FIG. 2, the recesses 3032 pass directly into the recesses 3031.
  • the recesses 3032 and recesses 3031 can be produced by means of a complementary punching tool, by means of an industrial laser or a computer-controlled milling cutter.
  • the turnbuckles 302, which are shown in more detail in Fig. 4 to 6, are only by
  • Clamping element 3 takes place in two steps.
  • a first step the segments 203 of the cutting disk 2 are pushed through the insertion openings 301 1 into the recesses 3031 of the clamping element 3.
  • the turnbuckles 302 by means of a tool, preferably a

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1), umfassend ein rotierend antreibbares Werkzeug mit einer runden Öffnung (4) und ein Aufspannelement (3), wobei das Werkzeug auf dem Aufspannelement (3) fixiert ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Werkzeug mit einem oder mehreren Segmenten (203) ausgebildet ist, die in die Öffnung (4) ragen, und das Aufspannelement (3) eine oder mehrere Ausnehmungen (3031) aufweist, in welchen die Segmente (203) lösbar fixiert aufgenommen sind. Dadurch wird rasches Wechseln des Werkzeuges bei gleichzeitig ausgezeichneter Kraftübertragung erreicht.

Description

Vorrichtung umfassend ein rotierend
antreibbares Werkzeug und ein Aufspannelement
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, umfassend ein rotierend antreibbares Werkzeug mit einer runden Öffnung und ein Aufspannelement, wobei das Werkzeug auf dem Aufspannelement fixiert ist.
Trennscheiben mit einem Durchmesser von > 400 mm werden auf stationären
Trennanlagen in der metallerzeugenden sowie metallverarbeitenden Industrie zum Ablängen von Metallblöcken und anderen Werkstücken eingesetzt. Derartige
Trennscheiben bestehen in der Regel aus einer Mischung aus Schleifkorn, Bindemittel und gegebenenfalls Füllstoffen und müssen geeignet auf einer rotierend angetriebenen Achse einer größeren Einrichtung aufgespannt werden. Für das Aufspannen sind
Haltemittel erforderlich, welche eine Trennscheibe in Kontaktbereichen haltet. Die Kontaktbereiche sollen einerseits minimiert sein, um die Trennscheibe möglichst vollständig aufbrauchen zu können. Andererseits soll aber auch bei kleinen
Kontaktbereichen eine gute Kraftübertragung gewährleistet sein.
Aus der AT 502 285 B1 ist eine Vorrichtung mit einer schleifaktiven Trennscheibe mit seitlichen Vertiefungen und zwei Verbindungselementen bzw. Spanntafeln bekannt, die jeweils zur Trennscheibe komplementäre Vertiefungen aufweisen. Bei einer solchen Vorrichtung ist zwar die Trennscheibe weitgehend aufbrauchbar, aber es ergibt sich der Nachteil, dass beim Wechsel der Trennscheibe zumindest eine Spanntafel und ein Spannflanschanschluss abgenommen werden muss. Darüber hinaus besteht das Bedürfnis die Trennscheibe noch besser auszunützen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der das Werkzeug rasch und einfach wechselbar ist und trotzdem gute
Kraftübertragung gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, wenn das Werkzeug mit einem oder mehreren Segmenten ausgebildet ist, die in die Öffnung ragen, und das Aufspannelement eine oder mehrere Ausnehmungen aufweist, in welchen die Segmente lösbar fixiert aufgenommen sind. Ein mit der Erfindung erzielter Vorteil ist darin zu sehen, dass ein rascher Werkzeugwechsel bei gleichzeitigem Wegfall der Spanntafeln und ohne Demontage von Spannflanschen erreicht wird. Des Weiteren erlaubt eine Minimierung der Kontaktfläche an den Segmenten, im Vergleich zum Stand der Technik, eine Verringerung des
Materialaufwandes, wobei trotzdem eine ausgezeichnete Kraftübertragung erreicht wird.
Die Vorteile der Erfindung treten besonders deutlich zutage, wenn das Werkzeug als Trennscheibe ausgebildet ist. Insbesondere für das Ablängen von Metallblöcken hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass die Trennscheibe dünner als bisher ausgeführt werden kann. Daraus ergibt sich weniger Abfall sowohl für die Trennscheibe als auch das bearbeitete Werkstück. In diesem Zusammenhang hat sich bewährt, dass die
Trennscheibe von einem äußeren Umfang zur Öffnung hin vorzugsweise kontinuierlich konisch zuläuft. Dies ermöglicht ein freies Laufen und vermindert eine Klemmneigung beim Schneiden.
Bevorzugt sind die Segmente äquidistant über einen Innenumfang verteilt. Ein sich daraus ergebender Vorteil liegt in der verbesserten und homogenen Kraftübertragung zwischen Werkzeug, z. B. einer Trennscheibe, und Aufspannelement. Typischerweise sind die Segmente rechteckig ausgeführt und ermöglichen dadurch eine einfache Fertigung und ein laufrichtungsunabhängiges Montieren des Werkzeuges.
Von Vorteil ist auch, wenn die Segmente in einer Ebene senkrecht zu einer
Rotationsachse liegen. Durch diese Ausführungsform ergeben sich geringere Scherkräfte zwischen gegebenenfalls im Werkzeug, insbesondere einer Trennscheibe, vorhandenen Gewebelagen und das Werkzeug kann dünner ausgeführt werden.
Günstigerweise beträgt die Anzahl der Segmente mindestens zwei und höchstens zwölf, was einen schnellen Wechsel bei gleichzeitig sehr guter Kraftübertragung ermöglicht.
Bevorzugt umfasst das Werkzeug einen Spannring, auf dem die Segmente angeordnet sind. Dies ermöglicht eine große Kraftübertragung, auch wenn das Werkzeug aus einem bezüglich der erwünschten Kraftübertragung relativ schwachen Material gefertigt ist. Von Vorteil ist es, wenn das Werkzeug aus Schleifkorn, Bindemittel und wahlweise Füllstoffen besteht und der Spannring aus einem Metall oder einer Legierung gebildet ist. Dies ermöglicht optimale Schleif- bzw. Schnittwirkung bei gleichzeitig ausgezeichneter Kraftübertragung. Es hat sich bewährt, dass das Verhältnis eines Werkzeugaußendurchmessers zu einer Werkzeugdicke zwischen 10 und 100 liegt, insbesondere wenn das Werkzeug eine Trennscheibe ist.
Mit Vorteil weist das Aufspannelement ein oder mehrere Arretierungsmittel auf, um die Segmente lösbar zu fixieren. Dadurch ist ein schneller Wechsel des Werkzeuges bei gleichzeitiger stabiler Fixierung gewährleistet. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Arretierungsmittel nur durch Reibschluss mit den Segmenten zusammenwirken.
Es ist von Vorteil, wenn die Segmente mit den Arretierungsmitteln an zumindest einen Rand der Ausnehmung anpressbar sind, um eine gute Kraftkopplung zu ermöglichen.
Bevorzugt sind die Arretierungsmittel drehbar gelagert und erlauben somit ein
wiederholtes schnelles Öffnen und Arretieren. Günstigerweise sind die Arretierungsmittel in einer Aussparung gelagert, wobei die Aussparung an die Ausnehmung angrenzt, wodurch die Fertigung des
Aufspannelementes schneller und einfacher ist.
Es ist von Vorteil, wenn die Arretierungsmittel als Kreissegmente ausgebildet sind und damit einfach fertigbar sind.
Bevorzugt weist das Aufspannelement eine Rückplatte, eine Spannplatte, eine Deckplatte und eine oder mehrere Spannschlösser auf, wodurch die Fertigung des
Aufspannelementes einfach, schnell und kostengünstig ist.
Es ist von Vorteil, wenn die Vorrichtung eine oder mehrere Einführöffnungen zum
Aufbringen des Werkzeuges aufweist und somit einen schnellen und
laufrichtungsunabhängigen Wechsel erlaubt. Es hat sich bewährt, dass die Einführöffnungen mindestens gleich groß wie die Segmente ausgebildet sind und die Ausnehmungen versetzt zu den Einführöffnungen und/oder größer als diese ausgeführt sind. Dadurch ergibt sich ein besserer Halt des Werkzeuges und eine sehr gute Kraftübertragung sowohl radial als auch längs zur Rotationsachse.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich anhand des nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispiels. In den Zeichnungen, auf weiche dabei Bezug genommen wird, zeigen: Fig. 1 eine Explosionsdarstellung einer Vorrichtung mit Aufspannelement und
Trennscheibe;
Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Spannplatte;
Fig. 3 eine Seitenansicht der Spannplatte gemäß Fig. 2;
Fig. 4 eine Draufsicht auf ein Spannschloss;
Fig. 5 eine Seitenansicht des Spannschlosses gemäß Fig. 4;
Fig. 6 eine Schrägansicht des Spannschlosses gemäß Fig. 4;
Fig. 7 das Aufspannelement und die Trennscheibe gemäß Fig. 1 mit offenen
Spannschlössern;
Fig. 8 das Aufspannelement und die Trennscheibe gemäß Fig. 1 mit geschlossenen Spannschlössern.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ist in Fig. 1 dargestellt. Die Vorrichtung 1 umfasst ein Aufspannelement 3 und eine Trennscheibe 2. Das
Aufspannelement 3 weist eine stirnseitige Deckplatte 301 , mehrere Spannschlösser 302, eine Spannplatte 303 und eine Rückplatte 304 auf, wobei die einzelnen Platten maximal eine Dicke bzw. Stärke von 5 mm, vorzugsweise weniger als 3 mm, aufweisen. Als Material für die Platten kommt insbesondere Stahl infrage. Die Trennscheibe 2 weist einen Schleifring 201 , einen Spannring 202 und mehrere Segmente 203 auf. Der
Schleifring 201 ist aus Schleifkorn, Bindemittel und gegebenenfalls Füllmittel gefertigt. Der Schleifring 201 verjüngt sich vorteilhafterweise konisch kontinuierlich in Richtung einer Rotationsachse und ist mit dem Spannring 202 verbunden. Grundsätzlich kann der Schleifring 201 auch mit planparallelen Seiten ausgeführt sein. Der Spannring 202 hält und verstärkt den Schleifring 201 und weist integral angeformte Segmente 203 auf, die äquidistant über einen Innenumfang verteilt sind und in eine Öffnung 4 ragen. Der Spannring 202, der ebenfalls aus Stahl oder einem anderen Metall bestehen kann, erhöht die mögliche Kraftübertragung. Es kann aber auch auf den Spannring 202 verzichtet werden; in diesem Fall ist der Schleifring 201 integral mit den Segmenten 203
ausgebildet. Die Segmente 203 sind mit Vorteil rechteckig ausgeführt, etwas kleiner als eine Einführöffnung 301 1 und dienen zur Kraftkopplung mit dem Aufspannelement 3. Grundsätzlich sind aber auch andere Formen der Segmente 203, je nach
Anwendungsfall, realisierbar. Die Deckplatte 301 ist symmetrisch zur Rotationsachse und weist Einführöffnungen 3011 auf, die äquidistant über einen Umfang verteilt sind. Die Einführöffnungen 301 1 sind zumindest gleich groß wie die Segmente 203. Die Deckplatte 301 ist fest mit der Spannplatte 303 verbunden, beispielsweise stoffschlüssig durch Kleben oder Schweißen oder kraft- und/oder formschlüssig, z. B. durch Nieten. Die Spannplatte 303 ist symmetrisch zu der Rotationsachse und weist mehrere
Ausnehmungen 3031 und Aussparungen 3032 auf, die aneinandergrenzen und äquidistant über einen Innenumfang bzw. die Öffnung 4 verteilt sind.
Die Spannschlösser 302 werden in den Aussparungen 3032 der in Fig. 2 und 3 dargestellten Spannplatte 303 aufgenommen und sind zwischen der Deckplatte 301 und der Rückplatte 304 drehbar gelagert. Die Aussparungen 3032 gehen, wie in Fig. 2 ersichtlich, unmittelbar in die Ausnehmungen 3031 über. Die Aussparungen 3032 und Ausnehmungen 3031 können mittels eines komplementären Stanzwerkzeuges, mithilfe eines Industrielasers oder eines computergesteuerten Fräsers erzeugt werden. Die Spannschlösser 302, die in Fig. 4 bis 6 näher dargestellt sind, werden nur durch
Reibschluss gegen die Segmente 203 gehalten. Denkbar ist aber auch, dass die
Fixierung mittels magnetischer Kräfte oder geometrisch anders ausgeführter Segment- Spannschloss-Kombinationen erfolgt. Eine Montage der Trennscheibe 2 auf dem
Aufspannelement 3 erfolgt in zwei Schritten. In einem ersten Schritt werden die Segmente 203 der Trennscheibe 2 durch die Einführöffnungen 301 1 in die Ausnehmungen 3031 des Aufspannelements 3 geschoben. Anschließend werden in einem zweiten Schritt die Spannschlösser 302 mithilfe eines Werkzeuges, vorzugsweise einem
Innensechskantschlüssel, arretiert, sodass die Segmente 203 an einen Rand 3033 der Ausnehmungen anpresst werden. Dies ermöglicht ein lösbares Fixieren der Segmente 203 und in der Kombination mit den als Kreissegmente ausgeführten Spannschlössern 302 schnelles und laufrichtungsunabhängiges Wechseln der Trennscheibe 2. Die Rückplatte 304 ist mit der Spannplatte 303 fest verbunden und ergänzt alle Teile zu dem Aufspannelement 3.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung (1), umfassend ein rotierend antreibbares Werkzeug mit einer runden Öffnung (4) und ein Aufspannelement (3), wobei das Werkzeug auf dem
Aufspannelement (3) fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug mit einem oder mehreren Segmenten (203) ausgebildet ist, die in die Öffnung (4) ragen, und das Aufspannelement (3) eine oder mehrere Ausnehmungen (3031) aufweist, in welchen die Segmente (203) lösbar fixiert aufgenommen sind.
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug eine Trennscheibe (2) ist.
3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennscheibe (2) von einem äußeren Umfang zur Öffnung (4) hin vorzugsweise kontinuierlich konisch zuläuft.
4. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (203) äquidistant über einen Innenumfang verteilt sind.
5. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (203) rechteckig ausgebildet sind.
6. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (203) in einer Ebene senkrecht zu einer Rotationsachse liegen.
7. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Segmente (203) mindestens zwei und höchstens zwölf beträgt.
8. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug einen Spannring (202) umfasst, auf dem die Segmente (203) angeordnet sind.
9. Vorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug aus Schleifkorn, Bindemittel und wahlweise Füllstoffen besteht und der Spannring (202) aus einem Metall oder einer Legierung gebildet ist.
10. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis eines Werkzeugaußendurchmessers zu einer Werkzeugdicke zwischen 10 und 100 liegt.
1 1. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufspannelement (3) ein oder mehrere Arretierungsmittel aufweist, um die Segmente (203) lösbar zu fixieren.
12. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (203) mit den Arretierungsmitteln an zumindest einen Rand (3033) der Ausnehmung (3031) anpressbar sind.
13. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die
Arretierungsmittel drehbar gelagert sind.
14. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretierungsmittel in einer Aussparung (3032) gelagert sind, wobei die Aussparung (3032) an die Ausnehmung (3031) angrenzt.
15. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretierungsmittel als Kreissegmente ausgebildet sind.
16. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufspannelement (3) eine Rückplatte (304), eine Spannplatte (303), eine Deckplatte (301) und ein oder mehrere Spannschlösser (302) aufweist.
17. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine oder mehrere Einführöffnungen (301 1) zum Aufbringen des Werkzeuges aufweist.
18. Vorrichtung (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die
Einführöffnungen (301 1) mindestens gleich groß wie die Segmente (203) ausgebildet sind und die Ausnehmungen (3031) versetzt zu den Einführöffnungen (3011) und/oder größer als diese ausgeführt sind.
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