DE10137625A1 - Schnellspannmutter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schnellspannmutter zum Festspannen von Trennscheiben und anderen Werkzeugen auf einer Antriebsspindel einer Antriebsmaschine, mit einer Gewindeaufnahmeöffnung für die Antriebsspindel und einem von der Aufnahmeöffnung als weiteres Bauteil getrennt ausgebildeten Haltekörper, der in der Fixierstellung auf das Werkzeug wirkend ausgebildet ist und den Haltekörper (14), der in der Fixierstellung zumindest mittelbar auf eine Anlagefläche der Schnellspannmutter pressend ausgebildet ist, die mit der Aufnahmeöffnung in Verbindung steht, wobei die Anlagefläche von ihrer Arbeitsposition in eine Ruheposition verbringbar ist, in der der Pressdruck des Haltekörpers auf die Anlagefläche zumindest reduziert ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Schnellspannmutter entsprechend des Oberbegriffes des Hauptanspruches.
• Bei Werkzeugen, z. B. Handwerkzeugen, besteht häufig die Notwendigkeit, das Werkzeug zu wechseln, wenn z. B. das alte Werkzeug sich abgenutzt hat bzw. ein andersartiges Werkzeug verwendet werden soll. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird im nachfolgenden die Erfindung anhand einer Schleifmaschine beschrieben. Es ist jedoch so zu verstehen, dass die Erfindung auch weitere Anwendungen der vorgeschlagenen Schnellspannmutter bei andersartigen Werkzeugen nicht ausschließt.
• Zum Festlegen einer Trennscheibe einer Schleifmaschine wird die Trennscheibe auf die Antriebsspindel einer Schleifmaschine aufgesetzt und anschließend wird diese Trennscheibe mit einer Schraubmutter auf der Antriebsspindel axial festgeklemmt. Diese Schraubmutter ist dann, wenn die Trennscheibe wieder abgenommen werden soll, mit einem Werkzeug zu lösen.
• Dies ist umständlich, und daher ist es auch aus dem Stand der Technik bekannt, als Schraubmutter eine sogenannte Schnellspannmutter zu verwenden, die einerseits per Hand festgezogen werden kann, um die Trennscheibe auf der Antriebsspindel zu fixieren und die andererseits wiederum nur von Hand gelöst werden kann, um die Trennscheibe zu entfernen. Der Gebrauch von Werkzeug erübrigt sich hierdurch. Eine entsprechende Schnellspannmutter ist z. B. aus der DE-PS 423 84 466 bekannt.
• Bei den bekannten Schnellspannmuttern ist jedoch problematisch, dass sie zum einen bei einfachem Aufbau eine ausreichende Fixierung der Trennscheiben nicht ermöglichen, insbesondere wenn die Trennscheiben einen sehr großen Durchmesser haben bzw. ein anderer Nachteil bekannter Schnellspannmuttern ist, dass diese sehr kompliziert aufgebaut sind und daher teuer in der Fertigung sind bzw. nach längerem Gebrauch unbrauchbar werden, wenn Steinstaub u. dgl. in das Innere der Schnellspannmutter gerät und dort Bauteile beschädigt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schnellspannmutter für die Fixierung von Werkzeugen an Werkzeugmaschinen zu schaffen, die bei einfachem und kostengünstigem Aufbau eine sichere Fixierung des Werkzeuges an der Werkzeugmaschine ermöglicht und den Gebrauch von Hilfseinrichtungen beim Werkzeugwechsel überflüssig macht.
• Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Lehre des kennzeichnenden Teiles des Hauptanspruches gelöst.
• Mit anderen Worten ausgedrückt, wird eine Schnellspannmutter vorgeschlagen, die in ihrem Fixierzustand, also in dem Zustand, in dem das Werkzeug von der Schnellspannmutter fixiert wird, eine sichere, kraftschlüssige Verbindung herstellt zwischen dem Haltekörper, der gegen das Werkzeug presst und den Bauelementen, die mit der Aufnahmeöffnung für die Antriebsspindel in Verbindung stehen, so dass beim Festziehen der Schnellspannmutter ein hoher Pressdruck axial auf das von der Antriebsspindel gehaltene Werkzeug ausgeübt werden kann und dergestalt auch die Sicherung von Trennscheiben großen Durchmessers ermöglicht, ohne dass die Gefahr eines unbeabsichtigten Lösens der Trennscheibe besteht. Beim Lösen der Schnellspannmutter wird dieser hohe Kraftschluß aufgehoben, indem eine Anlage der Schnellspannmutter, gegen die das Halteelement mittelbar bzw. unmittelbar presst, in eine Position verbracht wird, in der dieser hohe Pressdruck des Haltekörpers nicht mehr besteht, so dass ein einfaches Lösen der Schnellspannmutter ermöglicht wird.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erläutert.
• In vorteilhafter Ausgestaltung ist zwischen Haltekörper einerseits und Anlagefläche andererseits ein elastischer Körper zwischengelagert, um hier einen zu hohen Kraftschluß zwischen beiden Elementen zu verhindern.
• In vorteilhafter Ausgestaltung kann dieser elastische Körper als Tellerfeder ausgebildet sein bzw. als Sternscheibe, um durch diese einfachen und robusten Bauteile zum einen einen sehr hohen Kraftschluß zwischen den Elementen der Schnellspannmutter zu ermöglichen und andererseits eine leichte Demontierbarkeit der Schnellspannmutter zu erreichen.
• In vorteilhafter Ausgestaltung ist zwischen Haltekörper einerseits und dem die Aufnahmeöffnung andererseits tragendem Bauteil ein Lager vorgesehen, um ein leichtes Lösen der Schnellspannmutter zu erreichen.
• Eine einfache Ausführbarkeit der Erfindung ist dann gegeben, wenn die Anlagefläche der Schnellspannmutter radial in der Schnellspannmutter bewegbar ist, um durch eine recht geringe Bewegung der Anlagefläche eine wirkungsvolle Veränderlichkeit des Anpressdruckes des Haltekörpers mittelbar oder unmittelbar auf die Anlagefläche zu erreichen.
• In vorteilhafter Ausgestaltung ist die Anlagefläche als Feder ausgebildet, die in ihrer entspannten Position in ihrer Klemmposition angeordnet ist.
• In vorteilhafter Ausgestaltung ist die Auflagefläche als Ringfeder ausgebildet, die in ihrer Herstellung kostengünstig ist und die auch nach langem Betrieb noch robust und wirkungsvoll ihren Dienst verrichtet.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt, wobei
• Fig. 1 in einer auseinandergezogenen Darstellungsweise die Schnellspannmutter darstellt,
• Fig. 2 zeigt die Schnellspannmutter in einer Draufsicht,
• Fig. 3 zeigt die Schnellspannmutter in einem Querschnitt in ihrer gelösten Position, in
• Fig. 4 zeigt in einem Querschnitt die Schnellspannmutter in ihrer festgeschraubten Position und die
• Fig. 5 u. 6 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel.
• Bezugnehmend auf Fig. 1 ist mit 1 andeutungsweise die Antriebsspindel z. B. einer Schleifmaschine dargestellt, wobei die Antriebsspindel 1 mit einem Außengewinde versehen ist. Auf diese Antriebsspindel 1 ist eine Trennscheibe 2 aufsteckbar, und um die Trennscheibe auf der Antriebsspindel 1 sicher axial fixieren zu können, wird eine Schnellspannmutter 3 verwendet, die ein Innengewinde 4 aufweist, das im Zentrum einer Gewindescheibe 5 angeordnet ist, wobei die Abmessungen des Innengewindes so bemessen, dass es auf das Gewinde der Antriebsspindel 1 aufschraubbar ist.
• Weitere Komponenten der Schnellspannmutter 3 sind:
  Ein an seinem Außenumfang zur leichteren Betätigung mit Riffeln versehener Betätigungsring 6, der an seiner Innenseite eine nach innen vorspringende Nase 7 aufweist, ein Nadellager 8, eine Ringfeder 9, die eine Lücke 10 aufweist, deren Weite im wesentlichen der Breite der Nase 7 entspricht und deren eines Ende 11 nach außen aus der Ebene der Ringfeder herausgebogen ist, eine Sternscheibe 12 sowie einen Haltekörper 14 und einen die Bauteile zusammenhaltenden Sicherungsring 15, der in eine Nut 16 eines vorspringenden Kragens 17 der Gewindescheibe 5 eingesetzt werden kann.
• Die Zusammenschau der oben erwähnten Bauteile ist aus den Fig. 2, 3 und 4 ersichtlich, wobei Fig. 2 eine Aufsicht auf einen Teil der Schnellspannmutter 3 dargestellt mitsamt der Gewindescheibe 5 mitsamt dem Innengewinde 4, wobei auf der Gewindescheibe 5 die Ringfeder 9 aufgelegt ist, deren eines Ende 11 in eine Öffnung in der Gewindescheibe 5 eingreift, so dass dort die Ringfeder 9 festgelegt ist. Das andere Ende der Ringfeder 9 ist lose. Zwischen den beiden Endungen der Ringfeder 9 ist eine Lücke 10 ausgebildet, in die die Nase 7 des Betätigungsringes 6 eingreift. Wenn der Betätigungsring 6 gegen den Uhrzeigersinn bewegt wird, wird das freie Ende der Ringfeder 9 nach außen bewegt. Wenn der Betätigungsring 6 im Uhrzeigersinn bewegt wird, drückt die Nase 7 des Betätigungsringes 6 gegen das fixierte Ende 11 der Ringfeder 9 und bewirkt dadurch eine Bewegung der gesamten Gewindescheibe 5 mitsamt des daran angeordneten Innengewindes 4 zugunsten eines Aufschraubens der Schnellspannmutter 3 auf die Antriebsspindel 1.
• Zusätzlich ist in Fig. 2 das aufgelegte Nadellager 8 ersichtlich.
• Die Fig. 3 und 4 zeigen Querschnitte durch die Schnellspannmutter, wobei in Fig. 3 die Schnellspannmutter sich in einem gelösten Ruhezustand befindet und in Fig. 4 befindet sie sich in ihrer Arbeitsstellung, in der sie z. B. die Trennscheibe auf der Antriebsspindel 1 fixiert.
• Zur Wirkungsweise der Schnellspannmutter 3 folgendes:
  Das Innengewinde 4 der Gewindescheibe 5 wird auf das Außengewinde der Antriebsspindel 1 aufgeschraubt.
• Die Schnellspannmutter 3 wird so lange auf die Antriebsspindel 1 aufgeschraubt, bis der Haltekörper 14 mit seiner Vorderseite an der Trennscheibe 2 anliegt. Bei einem weiteren Anziehen der Schnellspannmutter 3 über den Betätigungsring 6 erfolgt ein weiterer Druck auf den Haltekörper 14, da die Gewindescheibe 5 über das Nadellager 8 und die Sternscheibe 12 auf die Rückseite des Haltekörpers 14 wirkt. Wichtig dabei ist, dass die Ringfeder ebenfalls auf die Sternscheibe 12 pressend ausgebildet ist, die zwar in Grenzen elastisch ausgebildet ist, jedoch aufgrund des kurzen Abstandes zwischen den Punkten A und B den durch die Ringfeder 9 in die Sternscheibe eingeleiteten Druck auf den Haltekörper 14 überträgt und somit zu einem hohen Kraftschluß zwischen der Gewindescheibe 5 einerseits und dem Haltekörper 14 andererseits beiträgt.
• Die Geometrie der Innenseite des Haltekörpers 14 kann auch dahingehend verändert werden, dass der Punkt B weiter an die Außenseite des Haltekörpers 14 verlagert werden kann, und hierdurch würde der Abstand zwischen A und B weiter reduziert werden und es würde noch zu einem Ansteigen des erreichbaren Pressdruckes zwischen der Gewindescheibe 5 und dem Haltekörper 14 kommen. Bei einer Verlagerung des Punktes B zur Innenseite des Haltekörpers 14 würde der Abstand zwischen A und B vergrößert werden, und aufgrund der zunehmenden Elastizität der Sternscheibe 12 zwischen A und B würde der maximale Kraftschluß zwischen beiden zu verbindenden Bauteilen geringer werden.
• Mit anderen Worten ausgedrückt, kann durch eine Veränderung der Geometrie der Innenseite des Haltekörpers 14 das übertragbare Drehmoment durch die Schnellspannmutter in einfacher Weise variiert werden.
• Beim Anfahren der Schleifmaschine und bei einer beginnenden Drehung der Trennscheibe 2 kommt es zu einem automatischen Sichfestziehen der Schnellspannmutter, und somit wird aufgrund der durch die als Anlagefläche ausgebildete Ringfeder 9 ein hoher Kraftschluß zwischen Haltekörper 14 und Gewindescheibe 5 bzw. dem Gewinde 4 erreicht, so dass ein Durchdrehen des gehaltenen Werkzeuges ausgeschlossen ist.
• Wenn nun die Schnellspannmutter 3 - ohne Werkzeug - zu lösen ist, wird der Betätigungsring 6 in die andere Richtung gedreht als ein Festspannen der Schnellspannmutter und aufgrund der an der Innenseite des Betätigungsringes 6 angeordneten Nase 7, die in die Lücke 10 der Ringfeder 9 hineinragt, erfolgt ein Spannen der Ringfeder 9, da ein Ende 11 der Ringfeder 9 in einer Bohrung 19 der Gewindescheibe 5 fixiert ist. Bei einem Spannen der derartig an einem Ende festgelegten Ringfeder erfolgt ein Auseinanderdrücken der Ringfeder 6 durch die Nase 7 und die Ringfeder 9 wird radial nach außen innerhalb der Schnellspannmutter 3 bewegt, wie dies aus Fig. 4 ersichtlich wird, in der die Lage der Ringfeder 9 nach Spannen derselben gestrichelt dargestellt ist. Dies hat den Effekt, dass der Pressdruck der Sternscheibe 12 (oder beispielsweise einer Tellerfeder) auf die als Anlagefläche dienende Ringfeder 9 deutlich reduziert wird, so dass die Schnellspannmutter auf einfache Weise wieder ohne Werkzeug losgedreht werden kann. Die einfache Lösbarkeit wird zusätzlich durch das Nadellager 8 unterstützt, das die Reibung beim Losdrehen zwischen der Sternscheibe 12 und der Gewindescheibe 5 reduziert.
• Ein wesentlicher Vorteil der vorgeschlagenen Schnellspannmutter 3 ist, dass hohe Drehmomente auf das gehaltene Werkzeug übertragbar sind, ohne dass zum Festspannen bzw. Lösen der Schnellspannmutter Werkzeuge erforderlich sind, und zudem ist der Aufbau der vorgeschlagenen Schnellspannmutter durch eine Reduzierung der Einzelteile geprägt, die darüber hinaus kostengünstig und robust ausgebildet sind. Kostspielige Sonderanfertigungen sind nicht erforderlich und es können handelsübliche Bauteile verwendet werden.
• Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in den Fig. 5 und 6 dargestellt, wobei in Fig. 5 ein Antrieb für eine Antriebsspindel 1 dargestellt ist, wobei auf der Antriebsspindel 1 eine Gleitachse 20 aufgeschraubt ist, die mit einem Gewinde versehen ist, so dass eine erste Trennscheibe 2a über eine Schnellspannmutter 3 axial auf der Antriebsspindel 1 fixiert werden kann.
• Zusätzlich kann eine zweite Trennscheibe 2b auf dieser Gleitachse 20 befestigt werden, wobei die Gleitachse z. B. unrund ausgebildet sein kann, wie dies aus dem Querschnitt neben Fig. 5 ersichtlich ist. Auf dieser Gleitachse 20 kann ein Schiebeblock 21 aufgesetzt werden, der zum einen einen Flansch aufweist, gegen den sich eine weitere Trennscheibe 2b abstützen kann. Die Trennscheibe 2b wird dann auf ein Gewinde dieses Schiebeblockes 21 aufgeschraubt, so dass die Trennscheibe 2b zwischen Flansch 22 und Schnellspannmutter 3a axial fixiert und festgeklemmt wird. Die Schnellspannmutter 3a weist eine zweite Sternscheibe 23 auf, die auch deutlich in Fig. 6 dargestellt ist, und in ihrem entspannten Zustand lehnt sich die Sternscheibe 23 an eine Flanke 24 der Schnellspannmutter 3a an. Der Innendurchmesser der Sternscheibe 23 ist so bemessen, dass beim Festziehen der Schnellspannmutter 3a auf den Schiebeblock 21 die Stirnseite des Gewindeteiles des Schiebeblockes 21 auf die Rückseite der Sternscheibe 23 wirkt, und bei einem weiteren Festziehen der Schnellspannmutter 3a gerät die Sternscheibe in eine Geradeausrichtung, die in Fig. 6 dargestellt ist, und in dieser Position wird gegenüber dem gelösten Zustand der Sternscheibe 23 der freie Innendurchmesser der Sternscheibe verringert, was zur Folge hat, dass also bei einem Festziehen der Schnellspannmutter 3a auf dem Schiebeblock 21 eine Fixierung der Schnellspannmutter auf der Gleitachse 20 erfolgt.
• In ihrem gelösten Zustand weicht die Sternscheibe 23 aufgrund ihrer Elastizität wieder zurück und liegt an den Flanken 24 der Schnellspannmutter 3a an, so dass der Innendurchmesser der Sternscheibe 23 sich aufweitet und deren Innenränder nicht mehr auf der Gleitachse 20 aufliegen.
• Durch die axiale Verstellbarkeit des Schiebeblockes 21 auf der Gleitachse 20 kann also der axiale Abstand zwischen Trennscheiben 2a und 2b stufenlos eingestellt werden. Beim Erreichen des richtigen Abstandes erfolgt ein Anziehen der Schnellspannmutter 3a, so dass hierdurch der Schiebeblock 21 auf der Gleitachse 20 festgelegt werden kann, allein durch ein Festziehen der Schnellspannmutter 3a von Hand. Die Zuhilfenahme von Werkzeug wird also auch bei der Festlegung der zweiten Trennscheibe 2b überflüssig.
• Ein wesentlicher Grundgedanke dieser Schnellspannmutter 3a ist, dass sie nicht nur eine axiale Fixierung einer aufgenommenen Trennscheibe auf einer Antriebsachse ermöglicht, sondern dass sie auch eine radiale Fixierung auf eine Antriebsachse ermöglicht.

Claims (11)

1. Schnellspannmutter zum Festspannen von Trennscheiben und anderen Werkzeugen auf einer Antriebsspindel einer Antriebsmaschine, mit einer Aufnahmeöffnung für die Antriebsspindel (1) und einem von der Aufnahmeöffnung als weiteres Bauteil getrennt ausgebildeten Haltekörper, der in der Fixierstellung auf das Werkzeug wirkend ausgebildet ist, gekennzeichnet durch den Haltekörper (14), der in der Fixierstellung zumindest mittelbar auf eine Anlagefläche der Schnellspannmutter pressend ausgebildet ist, die mit der Aufnahmeöffnung in Verbindung steht, wobei die Anlagefläche von ihrer Arbeitsposition in eine Ruheposition verbringbar ist, in der der Pressdruck des Haltekörpers (14) auf die Anlagefläche zumindest reduziert ist.

2. Schnellspannmutter gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen elastischen Körper zwischen Haltekörper (14) und Anlagefläche.

3. Schnellspannmutter gemäß Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Tellerfeder zwischen Haltekörper (14) und Anlagefläche.

4. Schnellspannmutter gemäß Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Sternscheibe (12) zwischen Haltekörper (14) und Anlagefläche.

5. Schnellspannmutter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Lager (8) zwischen dem Haltekörper (14) und dem die Aufnahmeöffnung tragenden Bauteil.

6. Schnellspannmutter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Anlagefläche, die radial in der Schnellspannmutter (3) bewegbar ist.

7. Schnellspannmutter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die als Feder ausgebildete Anlagefläche, die in ihrer entspannten Position in ihrer Klemmposition angeordnet ist.

8. Schnellspannmutter gemäß Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Ringfeder (9) als Anlagefläche.

9. Schnellspannmutter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die mit Gewinde versehene Aufnahmeöffnung der Schnellspannmutter (3).

10. Schnellspannmutter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens ein Fixierelement, das von einer in die Aufnahmeöffnung ragenden, die von der Aufnahmeöffnung aufgenommene Antriebsspindel oder sonstige Antriebsachse festklemmenden Position in eine die Antriebsspindel oder sonstige Antriebsachse freigebende Position verbringbar ist.

11. Schnellspannmutter gemäß Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Federscheibe (23) als Fixierelement.