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WO1988005366A1 - Dispositif de fixation axiale d'un outil, notamment d'une meule - Google Patents

Dispositif de fixation axiale d'un outil, notamment d'une meule Download PDF

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Publication number
WO1988005366A1
WO1988005366A1 PCT/DE1987/000571 DE8700571W WO8805366A1 WO 1988005366 A1 WO1988005366 A1 WO 1988005366A1 DE 8700571 W DE8700571 W DE 8700571W WO 8805366 A1 WO8805366 A1 WO 8805366A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
clamping
nut
clamping device
disk
axially
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE1987/000571
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Manfred Kirn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE8787907746T priority Critical patent/DE3778034D1/de
Priority to AT87907746T priority patent/ATE74303T1/de
Publication of WO1988005366A1 publication Critical patent/WO1988005366A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B45/00—Means for securing grinding wheels on rotary arbors
    • B24B45/006—Quick mount and release means for disc-like wheels, e.g. on power tools

Definitions

  • Clamping device for axially clamping a tool, in particular a disk
  • the invention is based on a clamping device for axially clamping a tool, in particular a disk, according to the generic preamble of the main claim.
  • Clamping devices of this type are particularly suitable for portable hand-held machine tools and in particular for grinding machines. It is one
  • Clamping device of the type mentioned is known (DE-PS 30 12 836), in which the clamping disk consists of an element which is approximately hat-shaped in cross section and is axially supported by a helical spring against the flange of the clamping nut.
  • this spring washer When the clamping nut is screwed on and tightened, this spring washer is pressed axially against the tool via the axially compressed spring, thereby tightening the tool against the spindle-side flange, the end face of a cylinder shoulder of the clamping nut coming into direct contact with a facing axial side of the spindle-side flange and when further tightening the clamping nut, the spindle-side flange is tightened together with the clamping nut, possibly until the rear flange comes to rest axially on the shoulder surface of the spindle forming the supporting element.
  • the aim of this is to clamp the grinding wheel with a defined contact pressure in an angle grinder and to ensure this contact pressure.
  • This tensioning device is also intended to enable the grinding wheel to be replaced quickly and easily and to avoid overloading the hand-held power tool, in particular the angle grinder. If the torque acting on the grinding wheel becomes too large, the grinding wheel stops, while the rear flange and the clamping nut with the clamping wheel execute a relative movement.
  • This clamping device counteracts the effect that the clamping nut continues to tighten itself during operation, which otherwise makes it considerably more difficult to loosen the clamping nut when changing the grinding wheel. Nevertheless, a loosening of the clamping nut is only possible with the aid of a special auxiliary tool, and depending on the design of the machine, the spindle must be counteracted with a second auxiliary tool, for example a wrench.
  • a tool change is made possible without any auxiliary tool, which, moreover, can be carried out quickly and safely.
  • Another advantage is that existing handheld power tools can be converted without any special modifications.
  • the clamping nut can still be designed conventionally, for example in accordance with standards, in the area accessible from the outside, so that a key can still be attached for particularly stubborn cases, for example with a rusting clamping nut, and the clamping nut can be loosened with this auxiliary tool.
  • the same principle ip according to the tensioning device according to the invention can also be used in the rear, spindle-side flange, this flange then consisting of the complete unit consisting of
  • FIG. 1 shows a schematic axial longitudinal section of a clamping device as part of an angle grinder with a clamped grinding wheel
  • the flange 16 is axially supported on the annular shoulder 11 and radially centered on the cylindrical shoulder 12.
  • the spindle 10 and on the flange 16 By matching shaped surfaces, for example two mutually parallel flats, on the spindle 10 and on the flange 16, the latter has non-rotatable positive engagement with the spindle 10, from which it is rotatably carried in the direction of rotation according to arrow 9 when the motor is switched on.
  • This direction of rotation according to arrow 9 corresponds to the working direction of the Tool 15 in which this is driven. 2 corresponds to the clockwise direction in plan view.
  • the clamping nut 17 has a flange 18 and a cylindrical sleeve hub 19 extending therefrom and is provided therein with a continuous internal thread 20 by means of which the clamping nut 17 is attached to the external thread
  • the tool 15 is centered on the outer circumferential surface of the hub 19 when fastening.
  • a clamping disk 21 In the axial area between the tool 15 and the clamping nut 17, a clamping disk 21 is arranged, which has a clamping plate 22 pressing against the tool 15 and a hub 23 striving therefrom.
  • the clamping disk 21 can be loaded with an axially directed compressive force from the nut 17 and is able to press axially against the tool 15 and press it firmly against the axial end of the flange 16.
  • the clamping disk 21 is coupled to the clamping nut 17 in an axially displaceable but non-rotatable manner and is axially supported by means of rolling elements 24.
  • rolling elements 24 In the exemplary embodiment shown there are three rolling bodies 24 which are arranged at approximately the same circumferential angular spacing from one another and which are designed here as balls. These balls 24 are guided on paths of the tensioning disk 21 and the tensioning nut 17 which are concentric with the central axis.
  • These tracks are each formed from annular cross-sections of the clamping disk 21 or clamping nut 17 which are axially spaced from one another and have the same radii and are adapted to the ball radius of the balls 24.
  • the clamping disk 21 is centered on the outer circumferential surface of the hub 19 with the continuous inner circumferential surface 27 of the hub 23 and the tensioning element 22 and is held and guided axially movably at least within limits.
  • An actuating member 28 in the form of a ring 29 is arranged between the tensioning disk 21 and the tensioning nut 17 and overlaps the tensioner 22 in the axial direction with an upper ring collar 30 in FIG. 1, leaving play of movement therebetween.
  • the annular collar 30 ends axially at a distance and, as shown in FIG. 1, below the end face of the clamping plate 22 which is in contact with the tool 15.
  • the actuating member 28 works on the balls 24, which move from that in the direction corresponding to the clamping direction, in the opposite direction to the arrow 9. be pressed against stops 31 of the tensioning disk 21. This tension state is shown in Figs. 1-3.
  • the ring 29 sits axially with play between the clamping washer 21 and the clamping nut 17 and is rotatably held relative to both.
  • the ring 29 contains a ring surface 32, which is assigned and adapted to the balls 24 and is approximately groove-shaped in cross section, as a track for the balls 24, with which they are in contact.
  • This ring surface 32 forms, together with the other ring surfaces 25, 26 of the clamping disk 21 or clamping nut 17, a guide groove adapted to the diameter of the balls 24, in which the balls 24 in both directions of rotation with relative rotation between the ring 29 on the one hand and the clamping nut 17 on it, on the other hand, non-rotatable tensioning disk 21 can roll in the circumferential direction.
  • each ball 24 there is an associated recess 33, each of which consists of a recess in this annular surface 25 and, for example, as at least axially upward in FIG. 1 recessed and oppositely open ball pocket is formed, which can also be open radially and which opens into the adjacent area of the annular surface 25.
  • Each recess 33 is such that when the balls 24 roll and when the respectively assigned recess 33 is reached the Balls penetrate axially deeper in the area of the annular surface 25 of the tensioning disk 21, as a result of which the axial distance between the tensioning disk 21 and the tensioning nut 17 is at least slightly reduced and the tensioning disk 21 is thus relieved of the clamping pressure.
  • the actuator 28 is provided per ball 24 with a fixed driver 34 in the form of a radial pin 35 fixedly attached to the ring 29, which projects radially from the outside inwards into the path of the upstream ball 24 at least to the extent that e.g. there is an approximately tangential contact with the upstream ball 24.
  • the stops 31 of the clamping washer 21 are formed from approximately axially parallel longitudinal pins 36 which are fixedly arranged on the clamping washer 21 and extend as far as bores 37 in the clamping nut 17, in which they engage, for example, with sliding play.
  • the longitudinal pins 36 engage approximately axially parallel through the guide groove formed by the annular surfaces 25, 26 and 32 for the balls 24 and so that there is still sufficient space between the inner surface of the ring 29 and the longitudinal pins 36, so that these with the relative rotation between the actuator 28 on the one hand and the clamping nut 17 with the clamping washer 21 on the other hand, do not grind the actuating member 26.
  • the longitudinal pins 36 are at the same time designed to connect the tensioning disk 21 to the tensioning nut 17 in a circumferential direction.
  • the stops 31 in the form of these longitudinal pins 35 are each located on the other side of the associated ball 24 opposite the radial pin 35 per ball 24.
  • the clamping force is used and friction with the tool 15e, the tensioning disk 21 is also carried in the working direction according to arrow 9, and likewise the tensioning nut 17 via the longitudinal pins 36.
  • the longitudinal pins 36 abut in the direction of the arrow 9 on the upstream balls 24, which press against the upstream radial pins 35 of the actuator 28.
  • the actuating member 28 is spring-loaded in the opposite direction to the direction of rotation according to arrow 9, which also corresponds to the release direction.
  • This is achieved by respective cylindrical helical springs 38, which are placed within the guide groove formed by the ring surfaces 25, 26 and 32 and are effective in the circumferential direction.
  • Each helical spring 38 is arranged in the peripheral region between a longitudinal pin 35 and a radial pin 35 and is supported on the end thereof.
  • the actuating member 28 is acted upon in a spring-elastic manner relative to the clamping nut 17 with the clamping washer 21 in the direction opposite to the arrow 9 in such a way that the respective radial pin 35 presses the respective ball 24 in the direction opposite to the arrow 9 against the preceding longitudinal pin 36, via the helical springs 38, the actuator 28 is therefore held in the clamping position shown in FIGS. 1-3, relative to the clamping nut 17 with the clamping washer 21.
  • the tensioning disk 21 is secured to the tensioning nut 17 while leaving at least a slight axial movement.
  • a spring ring 39 is used, which is received in a groove 40 on the outer circumferential surface of the hub 19 of the clamping nut 17 in a substantially precise manner, in such a way that the spring ring 39 dips into the groove 40 with approximately half its cross section, while the other half its cross-section protrudes radially.
  • the tensioning disk 21 contains on the inner circumferential surface 27 of the hub 23 a groove 41 which is assigned to the spring ring 39, but which has a larger axial width than the spring ring 39 and the groove 40.
  • the radially measured depth of the groove 41 corresponds approximately to the other half of the cross section of the spring ring 39. It is not particularly shown that the Flanks of the groove 40 and / or 41 can be chamfered, whereby an easy pushing together and later loosening of the clamping washer 21 and clamping nut 17 in the axial direction is possible.
  • sealing elements e.g. Donuts, which are a seal against the ingress of dirt, e.g. Ensure grinding dust or the like.
  • the sealing elements are inserted during assembly.
  • 1-3 shows the clamping device described in the clamping position, in which the tool 15 is clamped axially on the flange 16 via the clamping disk 21, axially supported via the balls 24 on the clamping nut 17.
  • the flange 16 and / or the tool 15 is rotationally blocked by suitable means, which e.g. by appropriately blocking the spindle 10 e.g. by means of a spindle locking device integrated in the handheld power tool.
  • suitable means which e.g. by appropriately blocking the spindle 10 e.g. by means of a spindle locking device integrated in the handheld power tool.
  • the friction in the transmission up to the motor may also be sufficient to prevent the spindle 10 from rotating in the direction of the arrow 9, at least within limits.
  • the actuator 28 is then rotated by hand in the working direction according to arrow 9, the radial pins 35 lifting off the balls 24 and moving in the circumferential direction by compressing the coil springs 38 in the direction of the longitudinal pins 36 of the non-rotating clamping disk 21 with clamping nut 17 become.
  • the balls 24 roll on those formed by the annular surfaces 25, 26 and 32
  • the relative pivoting movement of the actuating member 28 for axially releasing the tensioning disk 21 is limited in that the radial pins 35 strike the longitudinal pins 36 when the coil springs 38 should be fully compressed. As soon as the axial relaxation has taken place and the complete unit can be easily unscrewed by hand, this takes place. Resetting the balls 24 s automatically due to the relaxing coil springs 38.
  • the spring pressure on the radial pins 35 causes the actuating member 28 to be rotated back relative to the clamping nut 17 with the clamping disk 21 into the starting position shown in FIGS. 1-3, the rolling movement of the Balls 24 are moved out of the recesses 23 and moved back into the position shown.
  • the complete unit consisting of a clamping nut 17 with a clamping washer 21 and an actuating member 28, is ready for clamping a new, used tool.
  • the friction occurring during the relative rotation between the actuating member 28 and the clamping nut 17 with the clamping disk 21 is, thanks to the balls 24, a rolling friction which is therefore practically negligible.
  • the clamping device described is simple, inexpensive and quick, safe and easy to use. It enables a quick and safe change of the tool 10 without the need for additional, special tools.
  • Another advantage is that existing hand tool machines, in particular grinding machines, can be retrofitted with this clamping device without any other modifications.
  • their conventional clamping nut only has to be replaced by the complete part, consisting of clamping nut 17 with clamping washer 21 and actuating member 28.
  • the clamping nut 17 can be designed such that it can still be attacked by a special tool, e.g. in the form of a two-hole nut driver, so that the clamping nut 17 and therefore the entire complete part in particularly stubborn cases, e.g. in the rusted state, can also be solved in the usual way using such an auxiliary tool.
  • the clamping device is not limited to a grinding wheel as a tool 15. Rather, other tools, e.g. B. washers, brushes, rubber plates or the like.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
  • Gripping On Spindles (AREA)

Description

Spanneinrichtung zum axialen Festspannen eines Werkzeuges, insbesondere einer Scheibe
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Spanneinrichtung zum axialen Festspannen eines Werkzeuges, insbesondere einer Scheibe, nach dem gattungsbildenden Oberbegriff des Hauptanspruchs. Derartige Spannvorrichtungen sind vor allem für tragbare Handwerkzeugmaschinen und hierbei insbesondere für Schleifmaschinen geeignet. Es ist eine
Spanneinrichtung genannter Art bekannt (DE-PS 30 12 836), bei der die Spannscheibe aus einem im Querschnitt etwa hutförmigen Element besteht, das axial über eine Schraubenfeder gegen den Flansch der Spannmutter abgestützt ist. Beim Aufschrauben und Festziehen der Spannmutter wird über die axial zusammengedrückte Feder diese Spannscheibe axial gegen das Werkzeug angedrückt und dadurch das Werkzeug gegen den spindelseitigen Flansch festgezogen, wobei die Stirnseite eines Zylinderansatzes der Spannmutter unmittelbar an einer zugewandten Axialseite des spindelseitigen Flansches zur Anlage kommt und beim weiteren Festziehen der Spannmutter der spindelseitige Flansch zusammen mit der Spannmutter festgezogen wird, evtl. bis der rückwärtige Flansch an der das Stützelement bildenden Schulterfläche der Spindel axial zur Anlage kommt. Dadurch soll erreicht werden, bei einem Winkelschleifer die Schleifscheibe mit definiertem Anpreßdruck einzuspannen und diesen Anpreßdruck sicherzustellen. Diese Spanneinrichtung soll auch ein rasches und e infaches Auswechseln der Schleifscheibe ermöglichen und zug le ich eine Überlastung der Handwerkzeugmaschine, insbesondere des Winkelschleifers, vermeiden. Wird nämlich das an der Schleifscheibe angreifende Drehmoment zu groß, bleibt die Schleifscheibe stehen, während der rückwärtige Flansch sowie die Spannmutter mit der Spannscheibe eine Relativbewegung dazu ausführen. Mit dieser Spanneinrichtung wird dem Effekt entgegengewirkt, daß im Betrieb die Spannmutter sich von selbst weiter festzieht, was sonst das Lösen der Spannmutter beim Wechseln der Schleifscheibe erheblich erschwert. Dennoch ist hierbei ein Lös en der Spannrnutter nür unter Zuhilfenahme eines besonderen Hilfswerkzeuges möglich, wobei je nach Ausbildung der Maschine die Spindel mit einem zweiten Hilfswerkzeug, z.B. Schraubenschlüssel, entsorechend gegengehalten werden muß.
Vorteile der Erfindung
Bei der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs ergeben sich folgende Vorteile. Es wird ein Werkzeugwechsel ohne jegliches Hilfswerkzeug ermöglicht, der sich im übrigen schnell und sicher durchführen läßt. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß auch bereits vorhandene Handwerkzeugmaschinen ohne besonderen Umbau umgerüstet werden können. Hierzu reicht z.B. ein einfacher Austausch der dort vorhandenen h erkömml i ch en Spannmutter gegen die Kompletteinheit, bestehend aus Spannmutter mit Spannscheibe und Betätigungsglied. Bei allem kann die Spannmutter nach wie vor im von außen zugänglichen Bereich herkömmlich, z.B. normgerecht, ausgebildet sein, so daß immer noch für besonders hartnäckige Fälle, z.B. bei festgerosteter Spannmutter, ein Schlüssel angesetzt und die Spannmutter mit diesem Hilfswerkzeug gelöst werden kann. Das gleiche Pri nz i p gemäß der erfindungsgemäßen Spanneinrichtung kann auch beim rückwärtigen, spindelseitigen Flansch verwi rk l i c ht werden, wobei dieser Flansch dann durch die Kompletteinheit, bestehend aus
Spannmutter mit Spannscheibe und Betätigungsglied, ausgetauscht wird und wobei dann die Spannscheibe rückseitig gegen das Werkzeug angepreßt ist . Als zum Hauptanspruch glattes Äquisoll diese Vertauschung davon ebenso umfaßt sein. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkma l e sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch a ng egebe n e n Spanneinrichtung möglich.
Der vollständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend allein zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern statt dessen lediglich durch Nennung der Anspruchsnummer darauf Bezug genommen, wodurch jedoch alle diese Anspruchsmerkmale als an dieser Stelle ausdrücklich und erf indungswesentlich offenbart zu gelten haben. Alle in dieser Beschreibung erwähnten, sowie auch allein aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale sind weitere Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert . Es ze igen :
Fig. 1 einen schematischen axialen Längsschnitt einer Spanneinrichtung als Teil eines Winkelschleifers mit eingespannter Schleifscheibe,
Fig. 2 und 3 jeweils einen schematischen Schnitt entlang der Linie II-II bzw. III-III in Fig. 1.
Beschreibung des Ausführungsbeispieles In den Zeichnungen ist der untere Teil einer z.B. als Winkelschleifer gestalteten, tragbaren Handwerkzeugmaschine gezeigt, die eine motorisch und über ein nicht gezeigtes Getriebe angetriebene Spindel 10 aufweist, die am Ende über eine Ringschulter 11 in einen zylindrischen Absatz 12 kleineren Durchmessers und sodann in einen endseitigen Gewindeabsatz 13 mit Außengewinde 14 übergeht. Die Spindel 10 dient zum Antrieb eines Werkzeuges 15, das z.B. aus der angedeuteten Schleifscheibe oder einer anderen Werkzeugscheibe, einem Gummiteller od. dgl . besteht . Das Werkzeug 1 5 ist zwis chen e inem Flansch 1 6 und einem Spannglied, das Teil einer Spannmutter 17 ist und später noch näher erläutert ist, eingespannt und festgespannt.
Der Flansch 16 ist axial an der Ringschulter 11 abgestützt und radial auf dem zylindrischen Absatz 12 zentriert. Durch zusammenpassende Formflächen, z.B. zwei zueinander parallele Abflachungen, an der Spindel 10 und am Flansch 16 hat letzterer drehfesten Formschluß mit der Spindel 10, von der er bei eingeschaltetem Motor in Umlaufrichtung gemäß Pfeil 9 drehfest mitgenommen wird. Diese Umlaufrichtung gemäß Pfeil 9 entspricht der Arbeitsrichtung des Werkzeuges 15, in der dieses angetrieben ist. Diese entspricht in Draufsicht gemäß Fig. 2 dem Uhrzeigersinn.
Die Spannmutter 17 weist einen Flansch 18 und eine davon abgehende, zylinderhülsenförmige Nabe 19 auf u nd ist in dieser mit einem durchgängigen Innengewinde 20 versehen, mit dem die Spannmutter 17 auf das Außengewinde
14 des Gewindeabsatzes 13 aufgeschraubt ist. Auf der äußeren Umfangsflache der Nabe 19 ist beim Befestigen das Werkzeug 15 zentriert.
Im Axialbereich zwischen dem Werkzeug 15 und der Spannmutter 17 ist eine Spannscheibe 21 angeordnet, die einen gegen das Werkzeug 15 drückenden Spannteller 22 und eine davon abstrebende Nabe 23 aufweist. Die Spannscheibe 21 ist von der Spa n nmutt er 17 her mit einer axial gerichteten Druckkraft beaufschlagbar und in der Lage, axial gegen das Werkzeug 15 zu drücken und dieses gegen die axiale St i rns e it e des Flansches 16 fest anzupressen.
Die Spannscheibe 21 ist mit der Spannmutter 17 axial verschiebbar jedoch undrehbar gekoppelt und mittels Rollkörpern 24 axial abgestützt. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind drei in etwa gleichen Umfangswinkelabständen voneinander angeordnete Rollkörper 24 vorhanden, die hier als Kugeln ausgebildet sind. Diese Kugeln 24 sind auf zur Mittelachse konzentrischen Bahnen der Spannscheibe 21 und der Spannmutter 17 geführt, wobei. diese Bahnen jeweils aus im Querschnitt kre i s bo ge nabsc h n ittf örmig en Ringflächen 25.26 der Spannscheibe 21 bzw. Spannmutter 17 gebildet sind, die axial in Abstand voneinander verlaufen und dabei jeweils gleiche Radien haben und dabei an den Kugelradius der Kugeln 24 angepaßt sind. Die Spannscheibe 21 ist mit der durchgängigen inneren Umfangsflache 27 der Nabe 23 und des Spa n nt el l ers 22 auf der äußeren Umfangsfläche der Nabe 19 zentriert und zumindest in Grenzen axial beweglich gehalten und geführt. Zwischen der Spannscheibe 21 und der Spannmutter 17 ist ein Betätigungsglied 28 in Form eines Ringes 29 angeordnet, der mit einem in Fig. 1 oberen Ringkragen 30 den Spa n nte l ler 22 in Axialrichtung übergreift unter Belassung von Bewegungsspiel dazwischen. Der Ringkragen 30 endet axial in Abstand und gemäß Fig. 1 unterhalb der am Werkzeug 15 anliegenden Stirnfläche des Spanntellers 22. Das B estät igungsgl ied 28 arbeitet auf die Kugeln 24, die von jenem in der der Festspannrichtung entsprechenden Richtung, gegensinnig zum Pfeil 9, gegen Anschläge 31 der Spannscheibe 21 gedrückt werden. Dieser Spannzustand ist in Fig. 1 - 3 gezeigt.
Der Ring 29 sitzt axial mit Bewegungsspiel zwischen der Spannsche ibe 21 und der Spannmutter 17 und ist relativ zu beiden drehbar gehalten. Im Inneren enthält der Ring 29 eine den Kugeln 24 zugeordnete und angepaßte, im Querschnitt etwa rinnenförmige Ringfläche 32 als Bahn für die Kugeln 24, mit der jene in Berührung stehen. Diese Ringfläche 32 bildet zusammen mit den anderen Ringflächen 25, 26 der Spannscheibe 21 bzw. Spannmutter 17 eine dem Durchmesser der Kugeln 24 angepaßte Führungsrille für diese, in der die Kugeln 24 in beiden Drehrichtungen bei Relativdrehung zwischen dem Ring 29 einerseits und der Spannmutter 17 mit daran drehfester Spannscheibe 21 andererseits in Umfangsrichtung abrollen können.
Wie allein aus Fig. 3 erkennbar ist, ist im Bereich der Ringfläche 25 der Spannscheibe 21 für jede Kugel 24 eine dieser zugeordnete Aussparung 33 enthalten, die jeweils aus einer Vertiefung in dieser Ringfläche 25 besteht und z.B. als zumindest axial in Fig. 1 nach oben hin eingetiefte und gegensinnig dazu offene Kugeltasche ausgebildet ist, die zudem auch noch radial offen sein kann und die jeweils in den angrenzenden Bereich der Ringfläche 25 einmündet. Jede Aussparung 33 ist dabei so beschaffen, daß beim Abrollen der Kugeln 24 und bei Erreichen der jeweils zugeordneten Aussparung 33 die Kugeln im Bereich der Ringfläche 25 der Spannscheibe 21 axial tiefer eindringen, wodurch sich der Axialabstand zwischen der Spannscheibe 21 und der Spannmutter 17 zumindest geringfügig verringert und somit die Spannscheibe 21 vom Spanndruck entlastet wird.
Das Betätigungsglied 28 ist je Kugel 24 mit einem festen Mitnehmer 34 in Form eines am Ring 29 fest angebrachten Radialstiift es 35 versehen, der radial von außen nach innen in die Bahn der jeweils vorgelagerten Kugel 24 zumindest soweit hineinragt, daß dabei z.B. eine etwa tangentiale Anlage an der jeweils vorgelagerten Kugel 24 erfolgt.
Die Anschläge 31 der Spannscheibe 21 sind aus etwa achsparallelen Längsstiften 36 gebildet, die fest an der Spannscheibe 21 angeordnet sind und bis zu Bohrungen 37 in der Spannmutter 17 reichen, in die sie zum Beispiel mit Schiebespiel eingreifen. Die Längsstifte 36 greifen dabei etwa achsparallel durch die von den Ringflächen 25, 26 und 32 zusammen gebildete Führungsrille für die Kugeln 24 hindurch und so, daß noch ausreichender Zwisc h enraum zwischen der Innenfläche des Ringes 29 und den Längsstiften 36 besteht, so daß diese also bei der Relativdrehung zwischen dem Betätigungsglied 28 einerseits und der Spannmutter 17 mit Spannscheibe 21 andererseits nicht am Betätig ungsglied 26 schleifen. Die Längsstifte 36 sind aufgrund dieser Gestaltung zugleich zur in Umfangsri c ht ung f ormsc h l ü s s i ge n Verbindung der Spannscheibe 21 mit der Spannmutter 17 ausgebildet. Die Anschläge 31 in Form dieser Längsstifte 35 befinden sich jeweils auf der dem Radialstift 35 je Kugel 24 gegenüberliegenden anderen Seite der jeweils zugeordneten Kugel 24. In der in Fig. 1 - 3 gezeigten Spannstellung bei fest gespanntem Werkzeug 15 und eingeschaltetem Motor wird über die Klemmkraft und Reibung mit dem Werkzeug 15e auch die Spannscheibe 21 in Arbeitsrichtung gemäß Pfeil 9 mitgenommen und über die Längsstifte 36 gleichermaßen die Spannmutter17. Die Längsstifte 36 schlagen dabei in Pfailrichtung 9 an den jeweils vorgelagerten Kugeln 24 an, die dabei gegen die jeweils vorgelagerten Radialstifte 35 des Betätigungsgliedes 28 drücken. Das Betätigungsglled 28 ist gegensinnig zur Umlaufrichtung gemäß Pfeil 9, die zugleich der Löserichtung entspricht, federbelastet. Dies ist durch jeweilige zylindrische Schraubenfedern 38 erreicht, die innerhalb der von den Ringflächen 25, 26 und 32 gebildeten Führungsrille plaziert und in Umfangsrichtung wirksam sind. Jede Schraubenfeder 38 ist dabei im Umfangsbereich zwischen einem Längsstift 35 und einem Radialstift 35 angeordnet und endseitig an diesen abgestützt. Mittels dieser Schraubenfedern 38 ist das Betätigungsglied 28 relativ zur Spannmutter 17 mit Spannscheibe 21 in der zum Pfeil 9 gegensinnigen Richtung derart federelastisch beaufschlagt, daß der jeweilige Radialstift 35 die jeweils vorgelagerte Kugel 24 in Richtung gegensinnig zum Pfeil 9 gegen den vorgelagerten Längsstift 36 drückt, Über die Schraubenfedern 38 ist das Betätigungsglied 28 mithin in der in Fig. 1 - 3 gezeigten Spannstellung, relativ zur Spannmutter 17 mit Spannscheibe 21, gehalten.
Die Spannscheibe 21 ist an der Spannmutter 17 unter Belassung einer zumindest geringfügigen Axialbewegung gesichert. Hierzu dient ein Federring 39, der in einer Nut 40 auf der äußeren Umfangsflache der Nabe 19 der Spannmutter 17 im wesentlichen paßgenau aufgenommen ist, und zwar so, daß der Federring 39 in die Nut 40 etwa mit seinem halben Querschnitt eintaucht, während die andere Hälfte seines Querschnittes radial übersteht. Die Spannscheibe 21 enthält auf der inneren Umfangsflache 27 der Nabe 23 eine dem Federring 39 zugeordnete Nut 41, die jedoch eine größere Axialbreite als der Federring 39 und die Nut 40 aufweist. Die radial gemessene Tiefe der Nut 41 entspricht etwa der anderen Hälfte des Querschnitts des Federringes 39. Nicht besonders gezeigt ist, daß die Flanken der Nut 40 und/oder 41 angeschrägt sein können, wodurch ein leichtes Zusammenschieben und späteres Lösen der Spannscheibe 21 und Spannmutter 17 in Axialrichtung möglich ist.
In den Zwischenräumen zwischen dem Ring 29 und der Spannscheibe 21 auf dessen einer Axialseite sowie dem Flansch 18 der Spannmutter 17 auf dessen anderer Axialseite können nicht weiter gezeigte Dichtelemente, z.B. Schaumgummiringe, angeordnet sein, die eine Abdichtung gegen Eindringen von Schmutz, z.B. Schleifstaub, od. dgl. gewährleisten. Die Dichtelemente werden bei der Montage eingelegt.
Fig. 1 - 3 zeigt die beschriebene Spanneinrichtung in der Spannstellung, in der über die Spannscheibe 21, axial abgestützt über die Kugeln 24 an der Spannmutter 17, das Werkzeug 15 axial am Flansch 16 festgespannt ist.
Soll das Werkzeug 15 entfernt und gewechselt werden, so wird über geeignete Mittel der Flansch 16 und/oder das Werkzeug 15 drehblockiert, was z.B. durch entsprechende Blockierung der Spindel 10 z.B. mittels einer in d er Handwerkzeugmaschine integrierten Spindelarret iereinrichtung erfolgen kann. Unter Umständen reicht evtl. auch die Reibung im Getriebe bis hin zum Motor aus, die Spindel 10 zumindest in Grenzen an einer Drehung in Pfeilrichtung 9 zu hindern. Zum Lösen wird dann das Betätigungsglied 28 in Arbeitsrichtung gemäß Pfeil 9 von Hand gedreht, wobei die Radialstifte 35 von den Kugeln 24 abheben und unter Zusammendrücken der Schraubenfedern 38 in Umfangsrichtung in Richtung auf die Längsstifte 36 der relativ dazu nicht drehenden Spannscheibe 21 mit Spannmutter 17 bewegt werden. Bei dieser Bewegung wälzen sich die Kugeln 24 auf den durch die Ringflächen 25, 26 und 32 gebildeten
Bahnen ab, wobei die Kugeln 24 ebenfalls in Umfangsrichtung gemäß Pfeil 9 wandern. Sobald die Kugeln 24 bei dieser Bewegung die Aussparungen 33 in der Ringfläche 25 der Spannscheibe 21 erreicht haben, tauchen die Kugeln 24 axial in diese Aussparungen 33 ein. In dieser Stellung kann die Spannscheibe 21 axial dem Spanndruck ausweichen, d.h. bei der Betrachtung in Fig. 1 sich axial zumindest geringfügig in Richtung auf die Spannmutter 17 und den Ring 29 verlagern, zumindest so weit, daß eine entsprechende axiale Entspannung erzielt wird. Daraufhin kann die Kompletteinheit, bestehend aus Spannmutter 17 mit Spannscheibe 21 und Betätlgungsglied 28, vollends leicht von Hand abgeschraubt werden. Die relative Schwenkbewegung des Betätigungsgliedes 28 zum axialen Entspannen der Spannscheibe 21 wird dadurch begrenzt, daß die Radialstifte 35 dann, wenn die Schraubenfedern 38 ganz zusammengedrückt sein sollten, an den Längsstiften 36 anschlagen. Sobald die axiale Entspannung erfolgt ist und die Kompletteinheit vollends leicht von Hand abgeschraubt werden kann, erfolgt die. Rückstellung der Kugeln 24 s elbsttät ig aufgrund der sich entspannenden Schraubenfedern 38. Durch den Federdruck auf die Radialstifte 35 wird das Betätigungsglied 28 relativ zur Spannmutter 17 mit Spannscheibe 21 wieder in die in Fig. 1 - 3 gezeigte Ausgangsstellung zurückgedreht, wobei durch die Abrollbewegung der Kugeln 24 diese wieder aus den Aussparungen 23 heraus bewegt und in die gezeegte Position zurück bewegt werden. In dieser Position ist die Kompletteinheit, bestehend aus Spannmutter 17 mit Spannscheibe 21 und Betätigungsglied 28, bereit zum Festspannen eines neuen, eingesetzten Werkzeuges. Hierzu reicht es aus, diese Kompletteinheit beim Aufschrauben auf den Gewindeabsatz 13 gegensinnig zum Pfeil 9 leicht anzuziehen und damit das neue Werkzeug 15 leicht festzuziehen, da beim nachfolgenden Einschalten des Motors sich das Werkzeug 15 im Betrieb von selbst festzieht. Die bei der Relativdrehung zwi s ch en dem Betätigungsglied 28 und der Spannmutter 17 mit Spannscheibe 21 erfolgende Reibung ist dank der Kugeln 24 eine Rollreibung, die somit praktisch vernachlässigbar klein ist.
Die beschriebene Spanneinrichtung ist einfach, kostengünstig und schnell, sicher und leicht zu handhaben. Sie ermöglicht einen schnellen und sicheren Wechsel des Werkzeuges 10, ohne daß man hierzu zusätzliche, besondere Werkzeuge benötigt. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß auch vorhandene Handwerkzeugmaschinen, insbesondere Schleifmaschinen, nachträglich ohne sonstigen Umbau mit dieser Spanneinrichtung ausgerüstet werden können. Hierzu muß lediglich deren herkömmliche Spannmutter ersetzt werden durch das Kompletteil, bestehend aus Spannmutter 17 mit Spannscheibe 21 und Betätigungsglied 28. Im übrigen kann die Spannmutter 17 so ausgebildet werden, daß diese nach wie vor erforderl ichenfalls auch einen Angriff eines besonderen Werkzeuges, z.B. in Form eines Zweilochmutterdrehers, ermöglicht, so daß darüber die Spannmutter 17 und mithin das gesamte Kompletteil in besonders hartnäckigen Fällen, z.B. im angerosteten Zustand, auch noch in üblicher Weise mittels eines solchen Hilfswerkzeuges gelöst werden kann. Die Spanneinrichtung ist nicht auf eine Schleifscheibe als Werkzeug 15 beschränkt. Vielmehr können in gleicher Weise werkzeuglos auch sonstige Werkzeuge, z. B. Spannscheiben, Bürsten, Gummiteller od. dgl., gespannt werden.

Claims

Ansprüche
1. Spanneinrichtung zum axialen Festspannen eines Werkzeuges (15), insbesondere einer Scheibe, an einem Flansch (16) einer angetriebenen Spindel (10) mit einer auf einem endseitigen Gewindeabsatz (13) der Spindel (10] aufschraubbaren Spannmutter (17) und einer axial zwischen dem Werkzeug (15) und der Spannmutter (17) angeordneten und an der Spannmutter (17) abgestützten Spannscheibe (21), die gegen das Werkzeug (15) drücken und dieses gsgen den Flansch (16) anpressen kann, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Spannscheibe (21) mit der Spannmutter (17) axial verschiebbar jedoch undrehbar gekoppelt und mittels auf Bahnen (25, 26) der Spannscheibe (21) und der Spannmutter (17) geführter Rollkörper (24) axial abgestützt ist und daß zwischen der Spannscheibe (21) und der Spannmutter (17) ein an den Rollkörpern (24) angreifendes Betätigungsglied (28) angeordnet ist, das die Rollkörper (24) in der der Festsoannrichtung entsprechenden einen Richtung gegen Anschläge (31) der Spannscheibe (21) drückt und gegensinnig dazu längs der Bahnen (25, 26) bis in darin einmündende, jeweils zugeordnete axiale und/oder radiale Aussparungen (33) unter Entlastung der Spannscheibe (21) vom Spanndruck bewegen kann.
2. Spanneinrichtung nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h drei in etwa gleichen Umfangswinkelabständen voneinander angeordnete Rollkörper (24).
3. Spanneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Rollkörper (24) als Kugeln ausgebildet sind.
4. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Betätigungsglied (28) aus einem Ring (29) besteht, der axial zwischen den Spannscheibe (21) und der Spannmutter (17) angeordnet und relativ dazu drehbar gehalten ist, und daß der Ring (29) eine innere, den Rollkörpern (24), insbesondere Kugeln, zugeordnete Bahn (32) aufweist, mit der die Rollkörper (24) in Berührung stehen.
5. Spanneinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Bahnen aus im
Querschnitt kreisbogenabschnittförmigen, dem Kugelradius der Kugeln (24) angepaßten Ringflächen (25, 26, 32) an der Spannscheibe (21), an der Spannmutter (17) und am Betätigungsglied (28) gebildet sind, die zusammen eine Führungsrille für die Kugeln (24) bilden, in der die Kugeln (24) in Umfangsrichtung bei Relativdrehung zwischen dem Betätigungsglied (28) einerseits und der Spannscheibe (21) mit Spannmutter (17) andererseits abrollen.
6. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Aussparungen (33) im Bereich der Bahn, insbesondere Ringfläche (25), der Spannscheibe (21) vorgesehen sind.
7. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Aussparungen (33) aus Vertiefungen in der Bahn, insbesondere Ringflache (25), der Spannscheibe (21) bestehen.
8. Spanneinrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Vertiefungen als axiale, vorzugsweise auch radial nach außen offene, Kugeltaschen ausgebildet sind, in die die Kugeln (24) bei Rollbetätigung infolge Drehung des Betätigungsgliedes (28) in Löeerichtung (Pfeil 9) unter Axialversatz ausweichen können.
9. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Betätigungsglied (28) gegensinnig zur Löserichtung (Pfeil 9) federbelastet ist.
10. Spanneinrichtung nach einem der Anspruchs 1 - 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Betätigungsglied (28) je Rollkörper (24), insbesondere Kugel, einen festen Mitnehmer (34) aufweist, der in die Bahn des Rollkörpers (24) ragt und am Rollkörper (24) in der einen Richtung anschlägt.
11. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Spannscheibe (21) und/oder die Spannmutter (17) je Rollkörper (24), insbesondere Kugel, einen die Bahn quer durchsetzenden Anschlag (31) aufweist, an dem der jeweilige Rollkörper (24) in der einen Richtung anschlägt.
12. Spanneinrichtung nach Anspruch 10 und 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der jeweilige Mitnehmer (34) aus einem Radialstift (35) und der jeweilige Anschlag (31) aus einem etwa achsparallelen Längsstift (36) gebildet ist.
13. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 9 - 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in der der Festspannrichtung entsprechenden einen Umfangsrichtung betrachtet im Umfangsbereich zwischen jeweils einem Anschlag (31 ) insbesondere Längsstift (36), einerseits und einem Mitnehmer (34), insbesondere Radialstift (35), andererseits eine an beiden abgestützte und in Umfangsrichtung wirksame Feder (38) angeordnet ist, mittels der das Betätigungsglied (28) relativ zur Spannmutter (17) mit Spannscheibe (21) in dieser Richtung derart beaufschlagt ist, daß dessen jeweiliger Mitnehmer (34), insbesondere Radialstift (35), den jeweils vorgelagerten Rollkörper (24), insbesondere die Kugel, gegen den diesem vorgelagerten Anschlag (31), insbesondere Längsstift (36), drückt.
14. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Spannscheibe (21) mit ihrer inneren Umfangsflache (27) auf einer zylinderhülsenförmigen Nabe (19) der Spannmutter (17) zentriert und in Grenzen axial beweglich gehalten und geführt ist.
15. Spanneinrichtung nach Anspruch 14, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen Federring (39) in einer Ringnut des einen Teils, der in eine Nut des anderen Teils formschlüssig eingreift, wobei eine dieser beiden Nuten (40, 41) eine größere Axialbreite als der Querschnitt des Federringes (39) aufweist.
16. Spanneinrichtung nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die den Federring (39) etwa paßgenau aufnehmende eine Nut (40) in der äußeren Umfangsfläche der Nabe (19) und die andere Nut (41) größerer Axialbreite in der inneren Umfangsfläche (27) der Spannscheibe (21) angeordnet ist.
17. Spanneinrichtung nach einem der Ansprüche 11 - 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Anschläge (31), insbesondere Längsstifte (36), der Spannscheibe (21) zugleich zur in Umfangsrichtung formschlüssigen Verbindung der Spannscheibe (21) mit der Spannmutter (17) ausgeblldet sind.
18. Spanneinrichtung nach Anspruch 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Anschläge (31), insbesondere Längsstifte (36), fest an der Spannscheibe (21) angeordnet sind und bis zu Bohrungen (37) in der Spannmutter (17) reichen, in die sie mit Schiebespiel eingreifen.
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