Beschreibung

Vorrichtung zum Trennen und Schleifen, Spannvorrichtung und Werkzeug mit Vibrationsdämpfung Technisches Gebiet

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trennen und Schleifen, z.B. einen Winkelschleifer, mit einer Arbeitspindel, auf der ein Werkzeug, z.B. eine Schleif-, Schrupp- oder Trennscheibe, befestigt ist. Die Befestigung erfolgt mittels eines Spannflansches und einer Mutter. Der Spannflansch ist einteilig mit der Arbeits spindel ausgebildet oder sitzt lose aber drehfest auf ihr. Die Mutter ist auf das Ende der Arbeitsspindel aufgeschraubt. Zwischen dem Werkzeug der Mutter sind dabei vibrations- dämpfende Mittel vorgesehen.

[0002] Die Erfindung betrifft außerdem entsprechend ausgebildete Spannvorrichtungen und Werkzeuge, z. B. Schleif-, Trenn- oder Schruppscheiben.

[0003] Bei der Benutzung von Winkelschleifern ohne vibrationsdämpfende Elemente entstehen Vibrationen, die sich über die Haltegriffe, im Allgemeinen ein Haupt- und ein Zusatzhandgriff, auf die Arme des Benutzers übertragen. Beim längeren Arbeiten mit Winkelschleifern kann es daher zu Gesundheitsschäden wie Taubheitsgefühlen im Unterarm kommen. Bei Winkelschleifern enthalten der Haupt- und Zusatzhandgriff daher bisweilen Vibrationsdämpfungen.

Stand der Technik

[0004] DE-OS 26 32 652 zeigt eine Schleifscheibe aus mindestens zwei miteinander verbundenen Schleiftellern, die durch eine dazwischen angeordnete Polymerschicht miteinander verbunden sind. Dadurch sollen Schwingungen reduziert werden.

[0005] Aus DE-GM 76 28 082 ist es bekannt, einen Scheibenring aus elastischem Material zwischen die Schleifscheibe und jeden der beiden Einspannflansche einzufügen. Die Schleifscheibe sitzt mit Spielpassung auf der Schleifspindel. Es werden dadurch ebenfalls Vibrationen vermindert. Eine ähnliche Anordnung ist aus dem US-Patent 3,566,547 bekannt.

[0006] WO 00/27590 beschreibt eine Spanneinrichtung für Schleifscheiben, wobei zwischen dem Spannflansch oder der Spannmutter und der Schleifscheibe ein metallischer Zwischenring angeordnet ist, der mit einer Dämpfungsschicht aus elastischem Material versehen ist. Die Dämpfungsschicht erstreckt sich sowohl in radialer als auch in axialer Richtung.

[0007] Aus JP 95 118 376 ist eine vibrationsgedämpfte Schleifscheibe bekannt, die mittels einer Anordnung aus einem weichen und einem harten Dämpfungselement, die seitlich

an der Schleifscheibe anliegen, mit dem Schaft verbunden ist.

[0008] Aus JP 56 163 882 ist ein Schleifstein bekannt, der mittels Hülsenflanschen auf einem zentralen Dämpfungsrad aus elastischem Material befestigt ist, das wiederum mittels Spannflanschen auf einem Dorn befestigt ist, der auf der Arbeitsspindel sitzt.

[0009] DE-U-76 28 082 zeigt eine Schleifvorrichtung, bei der ein elastischer Scheibenring zwischen der Schleifscheibe und jedem Flansch eingefügt ist und die Schleifscheibe mit Spielpassung auf der Schleifspindel sitzt. Die Fixierung der Schleifscheibe auf der Schleifspindel geschieht hier durch axiale Kräfte.

[0010] DE-U-I 977 726 zeigt einen elastischen Schleifteller, bei dem zwischen einem

Innenring und einem Außenring ein elastischer Zwischenring eingepresst oder einvulkanisiert ist.

[0011] Aus US 3,040,485 ist eine elastische Kupplung für Schleifkörper bekannt, die eine Halsmutter aufweist, auf der ein Schlauchstück sitzt. Am äußeren Ende hat das Schlauchstück einen Bund oder Flansch. Am anderen, inneren Ende steht das Schlauchstück über die Stärke des Schleifkörpers über, jedoch nicht über die Länge der Halsmutter.

[0012] Aus DE-U-I 741 924 ist es schließlich noch bekannt, zwischen einer Spannmutter und dem konischen Boden einer Topfscheibe einen Gummiring einzulegen.

Darstellung der Erfindung

[0013]

Technische Aufgabe

[0014] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gesundheitsschädlichen Vibrationen in den Händen des Benutzers einer handgeführten Trenn- oder Schleifvorrichtung in einfacher Weise möglichst weitgehend zu reduzieren.

Technische Lösung

[0015] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Mutter einer

Halsmutter ist, dass die vibrationsdämpfenden Mittel als ein Schlauchstück zwischen der Innenseite der Nabenbohrung des Werkzeugs und der Außenseite der Halsmutter vorgesehen sind und dass das Schlauchstück vor dem Zusammenbau einen axialen überstand aufweist oder im zusammengebauten Zustand komprimiert oder gestaucht ist.

Vorteilhafte Wirkungen

[0016] Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird das Schlauchstück auf die Halsmutter lediglich aufgesteckt und hat keinen Verbund mit ihr, d. h. das Schlauchstück ist nicht an die Halsmutter gebunden oder mit ihr verklebt und kann von der Mutter auch wieder abgenommen werden und zum Beispiel bei Beschädigung

ersetzt werden.

[0017] Die Halsmutter hat vorzugsweise einen Halsbereich von gleichförmigem, reduziertem Durchmesser und einen flachen Sechskant- Kopf dessen kleinste Querabmessung (Schlüsselweite) größer ist als der Durchmesser der Nabenbohrung der Schleifscheibe. Das Schlauchstück sitzt auf dem Halsbereich und hat einen axialen überstand von etwa 1 mm.

[0018] Der Außendurchmesser des Schlauchstücks entspricht dem Innendurchmesser der Nabenbohrung der Schleifscheibe und die Länge des Halsbereichs entspricht der Stärke des Randes der Nabenbohrung. Die Halsmutter wird mit dem aufgeschobenen Schlauchstück gegen den Spannflansch gespannt. Die Unterseite des Sechskant- Kopfes liegt dabei am Rand der Nabenbohrung auf. Dadurch, dass das Schlauchstück einen axialen überstand von etwa 1 mm hat, wird es gestaucht oder komprimiert, so dass eine Stauch- oder Pressverbindung der Antriebsspindel mit der Schleifscheibe gebildet wird.

[0019] Die üblicherweise verwendete Flanschmutter ist hierbei nicht notwendig bzw. wird durch die Halsmutter ersetzt. Die Halsmutter mit dem Schlauchstück ist bei dieser ersten Ausführungsform mehrmalig verwendbar. Zur Verwendung mit Standard- Schleifscheiben hat der Halsbereich zum Beispiel einen Durchmesser von 18 mm und das Schlauchstück einen solchen von 22,13 mm. Die Länge des Halsbereichs entspricht der Stärke der Schleifscheibe und das Schlauchstück hat einen überstand von 1 mm. Der Sechskant-Kopf hat ein Schlüsselmaß von 24 mm. Das Innengewinde der Halsmutter entspricht dem Schleif spindelgewinde und kann zum Beispiel M 14 sein.

[0020] Vorzugsweise hat das Schlauchstück an dem Ende, das dem Sechskant- Kopf zugewandt ist, einen Bund, dessen Kontur sich mit der des Sechskant-Kopfes deckt. Die Länge des Bundes ist dann so bemessen, dass der restliche Teil des Bundes eine Länge hat, die gleich der Stärke der Schleifscheibe oder des Werkzeugs zuzüglich des überstands ist.

[0021] Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung kann eine ähnliche Halsmutter wie bei der ersten Ausführungsform eingesetzt werden, wobei die Länge des Halsabschnitts jedoch etwa 0,5 mm größer ist als die Stärke der Schleifscheibe im Bereich der Nabenbohrung. Der Durchmesser des Schlauchstücks ist vor dem Zusammenbau etwa 1 mm größer als der Durchmesser der Nabenbohrung. Die Halsmutter mit dem Schlauchstück wird fest mit der Schleifscheibe verbunden, wobei das Schlauchstück zwischen dem Halsabschnitt und der Innenseite der Nabenbohrung eingepresst wird.

[0022] Die eingepresste Mutter wird später zusammen mit der verbrauchten Schleifscheibe weggeworfen.

[0023] Bei beiden Ausführungsformen sind die Abmessungen der Halsmutter und des

Schlauchstücks so auf die Stärke der Schleifscheibe abgestimmt, dass auf die Schleifscheibe keine oder nur sehr geringe axiale Einspannkräfte wirken, wenn die Halsmutter an dem Spannflansch anliegt. Die Schleifscheibe wird daher in erster Linie durch die radial wirkenden Kräfte festegelegt, die durch das komprimierte oder gestauchte Schlauchstück zwischen der Halsmutter und dem Innenrand der Nabenbohrung der Schleifscheibe wirken.

[0024] Der Spannflansch ist von üblicher Bauart und kann einteilig an der Antriebsspindel vorgesehen sein oder lose aber drehfest aufgesteckt sein. Die Halsmutter mit dem Schlauchstück ist dagegen neu und Gegenstand der Erfindung ist daher auch eine Spannvorrichtung für Schleifscheiben, die die vorausgehend beschriebene Halsmutter mit dem Schlauchstück beinhaltet.

[0025] Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Schleifscheibe oder ein ähnliches

Werkzeug mit der eingepressten Halsmutter gemäß der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform der Erfindung.

[0026] Bei dem elastischen Material des Schlauchstücks handelt es sich vorzugsweise um ein Polyurethan-Elastomer, z. B. Vulkollan, mit einer Rückprallelastizität [DIN 53512] von 70% und einer Härte [DIN 53505] von 80 + 5 Shore A.

[0027] Bei der Schleifscheibe kann es sich um einen Schleiftopf, eine Trennscheibe, eine Schruppscheibe oder dergleichen Werkzeug handeln. Beim Arbeiten mit derartigen Werkzeugen entstehen Vibrationen, die von dem Werkzeug auf die Antriebseinheit und über deren Handgriffe auf den Benutzer übertragen werden. Durch die Erfindung wird die übertragung der Vibrationen auf die Antriebseinheit reduziert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0028] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen: [0029] Fig. 1 im Schnitt die auf die Arbeitsspindel aufgespannte Schleifscheibe nach der ersten Ausführungsform der Erfindung; [0030] Fig. 2 in Draufsicht die Halsmutter von Fig. 1 ; [0031] Figuren 3, 4 und 5 die Halsmutter von Fig. 1 mit aufgeschobenem Schlauchstück für Schleifscheiben unterschiedlicher Stärke; [0032] Fig. 6 im Schnitt auf die Arbeits spindel aufgespannte Schleifscheibe nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung; [0033] Fig. 7 in Draufsicht die Halsmutter von Fig. 6; [0034] Figuren 8 bis 10 die Halsmutter von Fig. 6 mit aufgeschobenem Schlauchstück für

Schleifscheiben unterschiedlicher Stärke.

Weg(e) zur Ausführung der Erfindung

[0035] Die Figuren 1 bis 5 zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung. Auf einer

Arbeitsspindel 12 einer weiter nicht dargestellten Antriebsmaschine ist ein Spannflansch 14 drehfest, aber lösbar aufgesetzt. Mittels einer Halsmutter 16 ist eine Schleifscheibe 18 auf die Arbeitsspindel 12 festgelegt.

[0036] Die Halsmutter 16 ist in den Figuren 2 und 3 mehr im Detail dargestellt. Die

Halsmutter 16 hat einen Halsbereich 20 mit einer zylinderförmigen Oberfläche und an einem Ende einen flachen Sechskant- Kopf 22, der an diesem Ende einen Flansch bildet. Sie hat ferner ein durchgehendes Innengewinde 24.

[0037] Auf dem Halsbereich 20 sitzt ein Schlauchstück 26, das den gesamten Halsbereich 20 abdeckt und an dem dem Sechskant- Kopf 22 gegenüberliegenden Ende der Halsmutter 16 mit einem überstand 28 von etwa 1 mm vorsteht. Das Schlauchstück 26 hat an dem Ende, das an dem Sechskant- Kopf 22 anliegt, einen schmalen Bund 30, dessen äußerer Rand sich mit dem des Sechskant- Kopfes 22 deckt.

[0038] Die Länge des Schlauchstücks 26 ohne den Bund 30 ist um etwa 1 mm größer als die Stärke der Schleifscheibe 18 im Bereich der Nabenbohrung 19. Der überstand 28 steht daher auch von der Schleifscheibe 18 vor, wenn diese auf die Halsmutter 16 und das Schlauchstück 26 aufgesetzt wird. In Figur 1 ist demgemäß ein schmaler Spalt zwischen den Spannflansch 14 einerseits und der Halsmutter 16 und der Schleifscheibe 18 andererseits dargestellt. Wenn die Halsmutter 16 angezogen wird, so verschwindet dieser Spalt und das Schlauchstück 26 wird in axialer Richtung gestaucht. Aufgrund seiner Elastizität überträgt das Schlauchstück 26 den Druck auch in radialer Richtung, so dass sich eine Press- oder Stauchverbindung zwischen der Arbeitsspindel 12 und der Schleifscheibe 18 ergibt.

[0039] Die in Figur 3 gezeigte Halsmutter 16 hat ohne den Bund 30 eine Länge von 9 mm und ist daher zum Aufspannen von Schleifscheiben 18 mit einer Stärke von 8 mm vorgesehen. In den Figuren 4 und 5 sind Halsmuttern 16 mit einem Schlauchstück 26 dargestellt, bei denen der Bund 30 um 1 bzw. um 2 mm verlängert ist, so dass diese Halsmuttern 16 zum Aufspannen von Schleifscheiben 18 mit einer Stärke von 7 bzw. 6 mm geeignet sind. Für Schleifscheiben 18 unterschiedlicher Dicke kann daher ein und dieselbe Halsmutter 16 verwendet werden und braucht lediglich das Schlauchstück 26 ausgewechselt werden. Die Länge des Bundes 30 ist dabei jeweils so bemessen, dass die Schleifscheibe 18 bündig mit der Halsmutter 16 abschließt und zwischen beiden der überstand 28 von etwa 1 mm vorsteht.

[0040] Wenn die Halsmutter 16 angezogen wird, so wird sie unmittelbar gegen den

Spannflansch 14 gespannt, während die Schleifscheibe 18 durch das komprimierte und gestauchte Schlauchstück 26 festgelegt wird. Zwischen der Oberseite der Schleifscheibe 18 und der Unterseite des Sechskant- Kopfes 22 der Halsmutter 16 befindet sich dabei der Bund 30, so dass die Schleifscheibe 18 hier nicht unmittelbar an der Halsmutter 16 anliegt. Nur auf ihrer Unterseite liegt die Schleifscheibe 18 un-

mittelbar an dem Spannflansch 14 an.

[0041] ähnlich sind die Verhältnisse bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung, die in den Figuren 6 bis 10 dargestellt ist. Hier wird in die Nabenbohrung 19 der Schleifscheibe 18 bereits bei der Herstellung die Einheit aus der Halsmutter 16 und dem Schlauchstück 26 eingepresst. Das Schlauchstück 26 hat hierbei keinen überstand. Im Ausgangszustand, d. h. vor dem Einpressen, hat das Schlauchstück 26 jedoch einen etwa 1 mm größeren Durchmesser als die Nabenbohrung 19 der Schleifscheibe 18, so dass letzten Endes auch hier eine Press- oder Stauchverbindung zwischen der Halsmutter 16 und der Schleifscheibe 18 vorliegt. Das Schlauchstück 26 hat wiederum einen Bund 30 und das Schlüsselmaß des Sechskant- Kopfes 22 ist so bemessen, dass dieser an jeder Stelle den Rand der Nabenbohrung 19 um mindestens etwa 1 mm überdeckt.

[0042] Die Länge des Schlauchstücks 26 ohne den Bund 30 ist geringfügig, etwa 0,5 mm, größer als die Dicke der Schleifscheibe 18, so dass auch hier die Schleifscheibe 18 nicht axial zwischen der Unterseite des Sechskant-Kopfes 22 und dem Spannflansch 14 eingespannt wird, sondern durch radiale Kräfte durch das gepresste und gestauchte Schlauchstück 26 auf der Halsmutter 16 festgelegt ist.

[0043] Die Figuren 8 bis 10 zeigen Halsmuttern 16 mit Schlauchstücken 26 für unterschiedlich dimensionierte Schleifscheiben von 8, 7 bzw. 6 mm Stärke. Die Länge des Schlauchstücks 26 ohne den Bund 30 beträgt dabei 8,5, 7,5 bzw. 6,5 mm und ist damit 0,5 mm größer als die Stärke der Schleifscheibe 18. Der Bund 30 hat jeweils eine Länge von 1 mm und die Stärke des Sechskant- Kopfes 22 ist entsprechend vergrößert, so dass die Halsmutter 16 jeweils die gleiche Länge hat.

[0044] Liste der Bezugszeichen 12 Arbeits spindel 14 Spannflansch 16 Halsmutter

18 Schleifscheibe

19 Nabenbohrung

20 Halsbereich

22 Sechskant-Kopf 24 Innengewinde 26 Schlauchstück 28 überstand 30 Bund