DE10047202A1 - Motorgetriebene Handschleifmaschine - Google Patents
Motorgetriebene HandschleifmaschineInfo
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- B24B23/00—Portable grinding machines, e.g. hand-guided; Accessories therefor
- B24B23/02—Portable grinding machines, e.g. hand-guided; Accessories therefor with rotating grinding tools; Accessories therefor
- B24B23/03—Portable grinding machines, e.g. hand-guided; Accessories therefor with rotating grinding tools; Accessories therefor the tool being driven in a combined movement
Abstract
Eine motorgetriebene Handschleifmaschine (10), insbesondere Exzentertellerschleifmaschine, hat eine im Maschinengehäuse (11) gelagerte Arbeitsspindel (13) und eine von letzterer zu einer Exzenterbewegung angetriebene und drehbare Schleiftellereinheit (15). Die Handschleifmaschine (10) weist ferner eine zusammen mit der Schleiftellereinheit (15) um die Exenterachse (19) umlaufende ringförmige erste Wälzfläche (28) und eine letzterer zugeordnete ringförmige zweite Wälzfläche (30) auf, deren Mittelachse koaxial zur zentrischen Achse (17) der Arbeitsspindel (13) verläuft und an der sich die erste Wälzfläche (28) abwälzen kann. Die zweite Wälzfläche (30) ist um ihre Mittelachse drehbar gelagert. Ihr ist eine Bremseinrichtung (35) zugeordnet, mittels der eine Drehung der zweiten Wälzfläche (30) um ihre Mittelachse wahlweise für einen Zwangsantrieb unterbindbar bzw. für einen Freilauf freigebbar ist.
Description
Die Erfindung geht aus von einer motorgetriebenen Hand
schleifmaschine, insbesondere Exzentertellerschleifmaschine,
nach der Gattung des Anspruchs 1.
Es ist eine Handschleifmaschine dieser Art bekannt (EP 0 245 850 A2),
bei der die erste Wälzfläche als äußerer Zahnring aus
gebildet ist, der mit dem angetriebenen Schleifteller um dessen
Achse umläuft, und bei der die zweite Wälzfläche aus einem in
neren Zahnring an einem Außenzahnkranz gebildet ist, der in Be
zug auf das Maschinengehäuse drehfest gehalten ist und axial
mittels einer äußeren Betätigungseinrichtung zwischen einer un
wirksamen Stellung und einer mit der ersten Wälzfläche zusam
menwirkenden Funktionsstellung verstellbar ist. In der unwirk
samen Stellung befindet sich die zweite Wälzfläche außer Ein
griff mit der ersten Wälzfläche. In der Funktionsstellung dage
gen verläuft die zweite Wälzfläche etwa in der gleichen Diame
tralebene wie die erste Wälzfläche, so dass sich die erste
Wälzfläche beim Umlauf des Schleiftellers an der zweiten Wälz
fläche abwälzen kann, so dass der Exzenterbewegung des Schleif
tellers eine diesen um dessen Exzenterachse drehende Bewegung
überlagert ist. Dies führt dazu, dass bei in Funktionsstellung
befindlicher zweiter Wälzfläche ein erhöhter Werkstückabrieb
erzielbar ist. Nachteilig ist bei dieser Handschleifmaschine,
dass die Umstellung zwischen Leerlauf und Zwangsantrieb nicht
während des Betriebes der Handschleifmaschine möglich ist. Bei
der axialen Relativverschiebung können sich an den Zähnen bei
der Wälzflächen Schäden ergeben. Nachteilig ist außerdem eine
durch diese Anordnung der Wälzflächen bedingte relativ große
Bauhöhe der Schleifmaschine.
Die erfindungsgemäße motorgetriebene Handschleifmaschine, ins
besondere Exzentertellerschleifmaschine, mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass eine Umschaltung
zwischen Freilauf und Zwangsmitnahme während des Betriebs der
Handschleifmaschine ohne die Gefahr einer Beschädigung möglich
ist und sich eine reduzierte Bauhöhe bei geringem getrieblichen
Aufwand ergibt.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im An
spruch 1 angegebenen motorgetriebenen Handschleifmaschine mög
lich.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Betäti
gungseinrichtung einen das Bremsglied, betätigenden, z. B. hand
betätigbaren, Exzenterhebel mit einem auf das Bremsglied wir
kenden Exzenter auf.
Hierbei kann der Exzenterhebel schwenkbar im Maschinengehäuse
gelagert sein und als Exzenter einen exzentrischen Zapfen auf
weisen, der in eine Öffnung, z. B. in eine Schlaufe, am Ende
des Bremsgliedes, insbesondere eines Bremsbandes, das die äuße
re Umfangsfläche des Außenzahnkranzes umschlingt, eingreift.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Ex
zenterhebel eine außerhalb des Maschinengehäuses befindliche
Handhabe zur Schwenkbetätigung auf. Vorteilhaft kann es dabei
sein, dass der Exzenterhebel derart gestaltet ist, dass ein
Spannen des Bremsbandes mittels einer Schwenkung um einen Um
fangwinkel von etwa 180° erfolgt. Die Handhabe des Exzenterhe
bels kann somit leicht zwischen zwei Positionen bei Durchlaufen
eines Umfangswinkels von 180° geschwenkt werden und damit die
Umstellung zwischen Zwangsantrieb und Freilauf auch während des
Betriebes der Handschleifmaschine vorgenommen werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
ist der äussere Zahnring Teil, insbesondere einstückiger Teil,
der Schleiftellereinheit, z. B. einstückiger Bestandteil des
Schleiftellers selbst, an dem der äußere Zahnring angespritzt
ist. Dies ist besonders einfach und kostengünstig und trägt zu
einer Reduzierung der Bauhöhe zusätzlich bei.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der
innere Zahnring des Außenzahnkranzes eine größere Zähnezahl als
der äußere Zahnring auf. Die Zähnezahldifferenz kann z. B. 2
betragen. Hierdurch wird erreicht, dass in der Einstellung
Zwangsantrieb der Schleifteller mit einer dadurch vorgegebenen
Drehzahl angetrieben wird. Beträgt z. B. die Schwingzahl
10 000, so ergibt sich bei Zähnezahlverhältnis von 50 : 48 im
Zwangsantrieb eine Schleiftellerdrehzahl von 417 U/min.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die
Schleiftellereinheit eine mit der Arbeitsspindel gekuppelte,
insbesondere drehfest verbundene, Hülse mit einem z. B. endsei
tigen Exzenterzapfen und einen auf letzterem mittels eines La
gers gehaltenen Schleifteller auf, der z. B. mittels einer
Schraube lösbar mit dem Exzenterzapfen verbunden ist.
Vorteilhaft kann es ferner sein, wenn der Außenzahnkranz einen
entlang der Mittelachse in axialem Abstand vom inneren Zahnring
befindlichen Lagerring aufweist und mit dem Lagerring mittels
eines Lagers in Bezug auf die zur Achse der Arbeitsspindel koa
xiale Hülse, drehbar gelagert ist. Das Lager kann z. B. auf die
Hülse aufgepresst sein, wobei der Außenzahnkranz mit seinem La
gerring auf den Außenring des Lagers aufgepresst ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist auf der Hülse
ein Lüfterrad einer inneren Staubabsaugung befestigt. Alterna
tiv dazu kann das Lüfterrad auch unmittelbar drehfest auf der
Arbeitsspindel sitzen und eine in Bezug auf die Spindelachse
exzentrische Hülse aufweisen, in der mittels eines Lagers eine
zylindrische Hülse zur endseitigen Halterung des Schleiftellers
drehbar gelagert ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Hülse
mit endseitigem Exzenterzapfen aus einem Sinterteil gebildet
und damit besonders kostengünstig gestaltet. Von Vorteil kann
es ferner sein, wenn der Außenzahnkranz aus einem Leichtmetall-
oder Zinkdruckgussteil gebildet ist, wodurch ebenfalls eine ko
stengünstige Gestaltung verwirklicht ist.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist der
Schleifteller mit dem damit einstückigen, die erste. Wälzfläche
bildenden äußeren Zahnring aus einem einstückigen Kunst
stoffspritzteil gebildet, wodurch eine weitere Kostenreduzie
rung und Vereinfachung erreicht ist.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass das
Bremsglied zum Maschinengehäuse in einer ersten Position, in
der es mit der zweiten Wälzfläche in einem formschlüssigen Ein
griff steht, und in einer zweiten Position festlegbar ist, in
der es mit der zweiten Wälzfläche in keinem Eingriff steht. Be
sonders vorteilhaft ist es dadurch möglich, dass die Bremsein
richtung in allen Betriebszuständen, insbesondere im Leerlauf,
Stillstand und unter Last, zwischen der ersten und zweiten Po
sition und umgekehrt schaltbar ist.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn das Bremsglied ein
Band mit mehreren Zähnen ist, insbesondere ein Zahnriemen, die
mit einem Zahnkranz der zweiten Wälzfläche in Eingriff bringbar
sind. Gegenüber einem reinen Reibschluss tritt hier kein
Schlupf zwischen der Bremseinrichtung und der zweiten Wälzflä
che ein. Dadurch wird ein Verschleiß der beiden ineinandergrei
fenden Teile vermieden und eine Wärmeentwicklung unterbunden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Bremsglied als ein ela
stisches Band, insbesondere als ein Zahnriemen, ausgebildet
ist. Das Umschalten von Freilauf zur Zwangsmitnahme ist durch
eine solche elastische Zwischenkupplung einfach und mit wenig
Toleranz behaftet möglich.
Bevorzugt ist das Bremsglied, insbesondere das elastische Ele
ment, an einem Fixierpunkt um eine feste Drehachse rotierbar
mit dem Maschinengehäuse verbunden. Dadurch ist es beim Bewegen
des elastischen Elements zwischen der ersten und zweiten Posi
tion nicht nötig, das elastische Band zu knicken, was einen ge
ringen Verschleiß bedeutet.
Vorteilhaft ist es, wenn die Bremseinrichtung einen Rasthebel
aufweist, der über ein Federelement mit dem Maschinengehäuse
verbunden ist, insbesondere wenn das Federelement versucht, den
Rasthebel in eine Position zu drücken, in der das elastische
Element seine erste Position einnimmt. Eine solche Ausgestal
tung ist mechanisch einfach zu realisieren und trotzdem genü
gend stabil, so dass es zu keiner Fehlbedienung kommt.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Bremsglied aus federela
stischem Material ist und einen ersten ausgeformten Bereich mit
einer Verzahnung aufweist, der mit der äußeren Umfangsfläche in
Eingriff bringbar ist und einen zweiten ausgeformten Bereich,
wobei das Bremsglied durch eine Vorspannung in seiner ersten
Position gehalten wird und in seine zweite Position durch eine
Betätigungseinrichtung bringbar ist. Dadurch ist es möglich,
ein einfaches. Teil, beispielsweise ein Stanzteil, als Brems
glied zu verwenden. Somit ergibt sich eine kostengünstige Lö
sung. Außerdem ist durch eine solche Ausgestaltung eine einfa
che Betätigung mit geringer Betätigungskraft möglich. Diese
Ausgestaltung wirkt gleichzeitig als Überlastungsschutz für den
Zwangsbetrieb und als Drehstoßabfederung. Sie benötigt nur ei
nen geringen Platzbedarf; zusätzlich wird ein Ausgleich von
Teilungsfehlern des Getriebeteils, beispielsweise durch Ver
schleiß desselben, ermöglicht.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Rasthebel durch einen
Exzenterbolzen verschiebbar ist, der drehbar am Maschinenge
häuse gelagert ist und mittels der aus dem Maschinengehäuse
herausragenden Betätigungseinrichtung bedienbar ist. Somit ist
ein Umschalten zwischen den beiden Positionen des elastischen
Elements sehr einfach für den. Bediener möglich, ohne dass er
das Gerät ausschalten muss, egal in welchem Betriebszustand es
sich gerade befindet, d. h. sowohl im Freilaufbetrieb (Fein
schliff) als auch im Zwangsmitnabmebetrieb (Grobschliff).
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn sich der Fixierpunkt und der
Exzenterbolzen bezüglich der zentrischen Achse im wesentlichen
diametral gegenüber liegen und der Winkel zwischen Fixierpunkt
und den Zähnen des elastischem Elements, die in der ersten Po
sition in Eingriff mit der zweiten Wälzfläche sind, größer als
90° ist. Dadurch wird ein Überrasten unter Belastung verhin
dert.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn sich der Fixierpunkt und
der Exzenterbolzen bezüglich der zentrischen Achse im wesent
lichen diametral gegenüberliegen und die zusammenwirkenden
Flächen vom Bremsglied und der zweiten Wälzfläche unter Bela
stung, ähnlich einem Servoeffekt, die Haltekraft verstärken.
Dadurch wird mit geringem Aufwand eine große Haltekraft er
zeugt, wodurch die Zuverlässigkeit der Vorrichtung vergrößert
wird.
Des weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Bremseinrichtung in
allen Betriebszuständen, insbesondere im Leerlauf, Stillstand
und unter Last» zwischen der ersten und zweiten Position und
umgekehrt schaltbar ist. Dadurch muß nicht erst von einem Be
triebszustand in einen anderen umgeschaltet werden, um die
Schaltung zwischen erster und zweiter Position zu ermöglichen.
Dies führt zu einer Zeitersparnis und zu einem größeren Komfort
für den Bediener.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind Gegenstand
der Unteransprüche.
Die Erfindung ist anhand zweier in den Zeichnungen darge
stellter Ausführungsbeispiele im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch ein erstes Aus
führungsbeispiel einer Handschleifmaschine,
Fig. 2 eine schematische Draufsicht von Teilen einer
Bremseinrichtung der Handschleifmaschine in der
Ebene II-II in Fig. 1,
Fig. 3 einen schematischen, teilweisen Schnitt entlang der
Linie III-III in Fig. 1,
Fig. 4 eine schematische Unteransicht von Teilen der Hand
schleifmaschine in Pfeilrichtung IV in Fig. 1 ohne
Schleifteller,
Fig. 5 einen schematischen Schnitt durch ein zweites Aus
führungsbeispiel einer Handschleifmaschine,
Fig. 6 einen schematischen Schnitt entlang der Linie A-A
in Fig. 5, wobei sich die Bremseinrichtung nicht in
Eingriff mit der zweiten Wälzfläche befindet,
Fig. 7 einen schematischen Schnitt wie in Fig. 6, wobei
sich die Bremseinrichtung in Eingriff mit der zwei
ten Wälzfläche befindet und
Fig. 8 eine schematische Teilansicht eines dritten Ausfüh
rungsbeispiels einer Bremseinrichtung.
In Fig. 1 ist schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer
motorgetriebenen Handschleifmaschine 10 gezeigt, die hier als
Exzentertellerschleifmaschine ausgebildet ist. Die Handschleif
maschine 10 weist ein insgesamt mit 11 bezeichnetes Maschinen
gehäuse auf, das einen elektrischen Antriebsmotor 12 mit Ar
beitsspindel 13 enthält, die mittel eines Lagers 14, z. B. in
Form eines Kugellagers, im Maschinengehäuse 11 gelagert ist.
Mit der Arbeitsspindel 13 ist eine allgemein mit 15 bezeichnete
Schleiftellereinheit drehfest verbunden, die mittels der Ar
beitsspindel 13 zu einer Exzenterbewegung angetrieben ist und
drehbar ist. Die Schleiftellereinheit 15 weist eine Hülse 16
auf, die mit der Arbeitsspindel 13 drehfest und axial verbunden
ist. Die Hülse 16 erstreckt sich koaxial zur zentrischen Achse
17 der Arbeitsspindel 13 und weist z. B. am in Fig. 1 unteren
Ende einen Exzenterzapfen 18 auf, dessen Exzenterachse 19 mit
Exzentrizität e zur zentrischen Achse 17 und parallel zu dieser
verläuft. Auf dem Exzenterzapfen 18 ist mittels eines Lagers
20, z. B. eines Kugellagers, ein Schleifteller 21 drehbar gela
gert. Der Schleifteller 21 ist mittels einer zur Exzenterachse
19 koaxialen Schraube 22, die in den Exzenterzapfen 18 einge
schraubt ist, axial fest aber drehbar mit der Hülse 16 und dem
Exzenterzapfen 19 verbunden und kann durch Lösen der Schraube
22 abgelöst werden. Zwischen dem Maschinengehäuse 11 und der in
Fig. 1 oberen Seite des Schleiftellers 21 befindet sich eine
den Zwischenraum abdichtende Manschette 23. Die Handschleifma
schine 10 ist mit einer inneren Staubabsaugung ausgestattet, zu
der ein Lüfterrad 24 gehört, das drehfest auf der Hülse 16 ge
halten ist. Das Lüfterrad 24 befindet sich in einer Kammer 25,
an die ein Staubabsaugkanal 26 angeschlossen ist. Der Schleif
teller 21 ist mit Kanälen und/oder Durchbrechungen 27 für die
innere Staubabsaugung versehen.
Die Handschleifmaschine 10 weist eine zusammen mit der Schleif
tellereinheit 15 um die Exzenterachse 19 umlaufende ringförmige
erste Wälzfläche 28 auf, die hier als äußerer Zahnring 29 aus
gebildet ist. Dieser äußere Zahnring 29 kann bei einem nicht
gezeigten Ausführungsbeispiel ein eigenständiges Bauteil, z. B.
Zahnrad, darstellen, das drehfest mit der Hülse 16 verbunden
ist. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Zahnring 29 in
besonders einfacher Weise Teil, insbesondere einstückiger Teil,
der Schleiftellereinheit 15, und hierbei insbesondere des
Schleiftellers 21, der in dieser einstückigen Gestaltung mit
Vorteil aus einem Kunststoffspritzteil gebildet ist. Der ersten
Wälzfläche 28, insbesondere dem äußeren Zahnring 29, ist eine
ringförmige zweite Wälzfläche 30 zugeordnet, die die erste
Wälzfläche 28 umringt und deren Mittelachse koaxial zur zentri
schen Achse 17 der Arbeitsspindel 13 verläuft. An der zweiten
Wälzfläche 30 kann sich die erste Wälzfläche 28 bei eingeschaltetem
Antriebsmotor 12 abwälzen. Die zweite Wälzfläche 30 ist
mit Vorzug als innerer Zahnring 31 eines Außenzahnkranzes 32
ausgebildet. Die zweite Wälzfläche 30, insbesondere der diese
tragende Außenzahnkranz 32, ist um die zentrische Achse 17
drehbar gelagert. Beim gezeigten ersten Ausführungsbeispiel
weist der Außenzahnkranz 32 einen entlang der zentrischen Achse
17 in axialem Abstand vom inneren Zahnring 31 angeordneten La
gerring 33 kleineren Durchmessers auf, über den der
Außenzahnkranz 32 mittels eines Lagers 34, z. B. eines Kugella
gers, auf der Hülse 16 relativ zu dieser drehbar gelagert ist.
Der Innenring des Lagers 34 ist drehfest mit der Hülse 16 ver
bunden, während der Außenring des Lagers 34 drehfest mit dem
Lagerring 33 und damit mit dem Außenkranz 32 verbunden ist.
Der zweiten Wälzfläche 30 ist eine allgemein mit 35 bezeichnete
Bremseinrichtung zugeordnet, mittels der eine Drehung der zwei
ten Wälzfläche 30 um ihre Mittelachse, d. h. um die zentrische
Achse 17, wahlweise unterbindbar bzw. freigebbar ist. Dabei ist
die Anordnung so getroffen, dass die Drehbarkeit der zweiten
Wälzfläche 30, insbesondere des Außenzahnkranzes 32, mittels
der Bremseinrichtung 35 während des Maschinenbetriebes unter
bindbar bzw. freigebbar ist.
Der Außenzahnkranz 32 ist als einstückiges Bauteil gestaltet
und besteht mit Vorteil aus einem Leichtmetalldruckgussteil.
Die Hülse 16 mit endseitigem Exzenterzapfen 18 ist mit Vorteil
aus einem Sinterteil gebildet.
Beim gezeigten ersten Ausführungsbeispiel ist das Lüfterrad 24
als Teil der inneren Staubabsaugung auf der Hülse 16 drehfest
angeordnet. Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbei
spiel ist statt dessen das Lüfterrad 24 an einer Lüfterhülse
ausgebildet, die drehfest auf der Arbeitsspindel 13 angeordnet
ist und die eine zur zentrischen Achse 17 exzentrische Innen
hülse aufweist, in der mittels eines zur Exzenterachse 19 koa
xialen Lagers eine zylindrische Hülse ähnlich der Hülse 16
drehbar und axial fest gehalten ist, an der endseitig der
Schleifteller 21 mittels der Schraube 22 lösbar befestigt ist.
Die Bremseinrichtung 35 weist ein auf die zweite Wälzfläche 30
bremsend einwirkendes Bremsglied 36 und eine Betätigungsein
richtung 37 zum Betätigen des Bremsgliedes 36 auf. Das Brems
glied 36 ist mit einer Bremsfläche 38 versehen, mit der das
Bremsglied 36 flächig zum Drehblockieren der zweiten Wälzfläche
30 an einer zugeordneten Fläche 39 der zweiten Wälzfläche 30
angreifen kann, wobei diese Fläche 39 insbesondere als Außen
fläche des Außenzahnkranzes 32 ausgebildet ist. Die zweite
Wälzfläche 30 verläuft außen und umringt die erste Wälzfläche
28, wobei sich beide im Wesentlichen innerhalb einer gemeinsa
men, zur zentrischen Achse 17 der Arbeitsspindel 13 diametralen
Ebene erstrecken. Die als Außenfläche gestaltete Fläche 39 der
zweiten Wälzfläche 30 besteht insbesondere aus der äußeren Um
fangsfläche 40 des Außenzahnkranzes 32.
Das Bremsglied 36 besteht ganz allgemein aus einem solchen
Bremsteil, der mit seiner als Bremsfläche 38 ausgebildeten In
nenseite an der zugeordneten Fläche 39 der zweiten Wälzfläche
30, insbesondere an der äußeren Umfangsfläche 40 des Außenzahn
kranzes 32, zur Drehblockierung anliegen kann. In besonders
einfacher Gestaltung besteht das Bremsglied 36 aus einem Bremsband,
das die äußere Umfangsfläche 40 des Außenzahnkranzes 32
umschlingt und zur Drehblockierung gegen die äußere Umfangsflä
che 40 gespannt werden kann.
Die Betätigungseinrichtung 37 weist einen Exzenterhebel auf,
der einen im Maschinengehäuse 11 schwenkbar gelagerten zentri
schen Teil 41 und einen exzentrischen Zapfen 42 daran aufweist,
der in eine Öffnung 43, z. B. eine Schlaufe, an einem Ende des
als Bremsband gestalteten Bremsgliedes 36 eingreift. Am zentri
schen Teil 41 greift eine außerhalb des Maschinengehäuses 11
befindliche Handhabe 44 zur Schwenkbetätigung an. Diese Betäti
gungseinrichtung 37, in Form eines erläuterten Exzenterhebels,
ist so gestaltet, dass ein Spannen des als Bremsband ausgebil
deten Bremsgliedes 36 mittels einer Schwenkung des zentrischen
Teils 41 um einen Umfangswinkel von ca. 180° erfolgt. Die ge
spannte Stellung und damit der gegen Drehung blockierte Zustand
des Außenzahnkranzes 32 ist in Fig. 3 gezeigt. Wird die Handha
be 44 im Gegenuhrzeigersinn um etwa 180° in die Position gemäß
Fig. 2 geschwenkt, so wird das Bremsglied 36 in Form des Brems
bandes entspannt, so dass der Außenzahnkranz 32 nicht blockiert
ist und daher dessen Drehung um die zentrische Achse 17, die
zugleich dessen Mittelachse darstellt, freigegeben ist.
Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel weist
die. Betätigungseinrichtung 37 einen das Bremsglied 36 z. B. in
Form eines Bremsbandes betätigenden, insbesondere das Bremsband
spannenden, Magneten auf, z. B. einen steuerbaren Elektromagne
ten.
Eine weiteren Besonderheit der Handschleifmaschine 10 liegt
darin, dass der innere Zahnring 31 des Außenzahnkranzes 32 eine
größere Zähnezahl als der äußere Zahnring 29 aufweist. Die Zäh
nezahldifferenz kann z. B. 2 betragen. Dies führt dazu, dass
bei gebremstem
Außenzahnkranz 32 sich der auf dessen innerem Zahnring 31 ab
wälzende äußere Zahnring 29 pro 180° Exzenterbewegung um einen
Zahn weiter dreht und somit hinsichtlich des mit dem äußeren
Zahnring 29 versehenen Schleiftellers 21 eine Drehzahl dieses
beim Abwälzen entsteht. Die Drehzahl des Schleiftellers 21 be
trägt bei einer angenommenen Schwingzahl von 10 000 und einem
Zähnezahlverhältnis von 50 : 48 z. B. 417 U/min.
Ist die Bremseinrichtung 35 in Bremsstellung entsprechend Fig.
3 gebracht und ist der Antriebsmotor 12 eingeschaltet, so wird
über diesen die Antriebsspindel 13 und die Hülse 16 mitsamt dem
Lüfterrad 24 und etwaiger, hier nicht besonders dargestellter
Ausgleichsmassen rotatorisch angetrieben, z. B. mit etwa 10 000 U/min.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt der Antrieb
von der Arbeitsspindel 13 direkt auf die Hülse 16. Bei einem
anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist statt dessen
noch ein Getriebe dazwischen geschaltet. Aufgrund dieser An
triebsbewegung wird der Schleifteller 21 so angetrieben, dass
zusätzlich zur Exzenterbewegung eine Rotation um die Exzenter
achse 19 geschieht, woraus eine exzentrische Drehbewegung des
Schleiftellers 21 resultiert. Aufgrund der aktiven Bremsein
richtung 35 ist der Außenzahnkranz 32 an einer Drehung gehin
dert, so dass sich der äußere Zahnring 29 beim Umlauf auf dem
inneren Zahnring 31 abwälzen kann. In diesem Stadium erfolgt
somit ein Zwangsantrieb des Schleiftellers 21 zusätzlich um die
Exzenterachse 19.
Wird nun während des Betriebes der Handschleifmaschine 10 mit
tels der Betätigungseinrichtung 37 das Bremsglied 36 in den
nicht bremsenden Zustand gem. Fig. 2 überführt, ist der Außen
zahnkranz 32 frei um die zentrische Achse 17 drehbar aufgrund
der Lagerung mittels des Lagers 34 auf der Hülse 16. Der Außen
zahnkranz 32 kann sich nun aufgrund der Reibung im Lager 34
mitdrehen. Es entsteht je nach den Reibungsverhältnissen eine
Relativbewegung des Außenzahnkranzes 32 in entgegengesetzter
Drehrichtung zum Schleifteller 21. Die Drehzahl des Schleiftel
lers 21 ist abhängig von der Belastung auf der Unterlage, d. h.
davon, wie fest die Handschleifmaschine 10 mit dem Schleiftel
ler 21 und einem daran lösbar, z. B. mittels Klettverschluss,
befestigten Schleifblatt gegen ein zu bearbeitendes Werkstück
angedrückt wird. Die Drehzahl des Schleiftellers 21 kann je
nach den Gegebenheiten auch Null werden. In diesem Stadium er
gibt sich für die Handschleifmaschine 10 der Freilaufbetrieb.
Während des Betriebs der eingeschalteten Handschleifmaschine 10
kann von diesem Freilaufbetrieb durch Betätigen der Bremsein
richtung 35 wieder auf den Zwangsantrieb umgeschaltet werden.
Die beschriebene Handschleifmaschine 10 ist einfach, kompakt
und kostengünstig. Sie ermöglicht in einfacher Weise durch He
belbetätigung oder bei einem anderen, nicht gezeigten Ausfüh
rungsbeispiel durch Betätigung eines Magneten während des Be
triebs der Maschine eine Umschaltung auf einen kontinuierlichen
Übergang von Zwangsmitnahme auf Freilauf. Dadurch, dass der äußere
Zahnring 29 an einem Ringteil des Schleiftellers 21 als
damit einstückiges Teil angespritzt ist, ergibt sich der Vor
teil reduzierter Bauteile und geringer Bauhöhe. Vorteilhaft ist
ferner der geringe Aufwand für die Verwirklichung des Abwälzge
triebes, bestehend aus äußerem Zahnring 29 und innerem Zahnring
31.
In Fig. 5 ist schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel einer
motorgetriebenen Handschleifmaschine 10 gezeigt. Der Antrieb
der Schleiftellereinheit 15 sowie diese Schleiftellereinheit 15
selbst sind prinzipiell gleich aufgebaut wie jene des ersten
Ausführungsbeispiels. Eine Arbeitsspindel 13 wird von einem
nicht gezeigten Antriebsmotor 12 um eine zentrische Achse 17
rotierbar angetrieben. An ihrem abtriebseitigen Ende weist die
Arbeitsspindel 13 einen Exzenterzapfen 18 auf. Dieser bildet
eine Exzenterachse 19. Konzentrisch um die Exzenterachse 19 ist
eine erste Wälzfläche 28 ausgebildet, die mit ihrem äußeren
Zahnring 29 in einen inneren Zahnring 31 einer zweiten Wälzflä
che 30, die konzentrisch um die zentrische Achse 17 herum ange
ordnet ist, eingreift. Die Schleiftellereinheit 15 ist über ei
ne koaxiale Schraube 22 mit einer Abtriebswelle 4, die koaxial
um die Exzenterachse 19 angeordnet ist, verbunden. Die be
schriebenen Teile arbeiten wie jene des ersten Ausführungsbei
spiels, so dass auf die dortige Beschreibung verwiesen wird.
Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist die äußere
Umfangsfläche 40 der zweiten Wälzfläche 30 nicht im wesentli
chen glatt ausgeführt, sondern weist einen Zahnkranz 8 auf. Das
Bremsglied 36 ist als elastisches Element 7 ausgebildet und mit
Zähnen 2, im Unterschied zum im wesentlichen glatten Bremsglied
36 des ersten Ausführungsbeispiels, versehen, die dem Zahnkranz
8 gegenüberliegen.
In Fig. 6 wird die räumliche Anordnung zwischen den Zähnen 2,
die an der dem Zahnkranz 8 gegenüberliegenden Seite des elasti
schen Elements 7 ausgebildet sind, gut erkennbar. Das elasti
sche Element 7 ist hier in seiner zweiten Position, in der sei
ne Zähne 2 nicht mit dem Zahnkranz 8 der zweiten Wälzfläche 30
in Eingriff stehen, dargestellt. Dadurch kann die zweite Wälz
fläche 30 in dieser entkoppelten Stellung frei laufen. Dies be
deutet, dass der Schleifteller 21 nur eine Schwingbewegung und
eine geringfügige Drehbewegung, abhängig von der Lagerreibung
im Lager 20, ausführt. Die Handschleifmaschine 10 befindet sich
somit im Feinschliff-Modus. Je höher die Lagerreibung, desto
stärker ist die Drehbewegung. Das elastische Element 7 weist an
seinem einen Ende einen Fixierpunkt 3 auf, der über eine feste
Drehachse 5 mit dem Maschinengehäuse 11 verbunden ist. An sei
nem anderen Ende ist das elastische Element 7 als Rasthebel 6
ausgebildet. Der Rasthebel 6 wird mittels eines Exzenterbolzens
1, der mit einer Betätigungseinrichtung 37 (nicht gezeigt) ge
mäß dem ersten Ausführungsbeispiel verbunden ist, betätigt. Der
Rasthebel 6 wird dabei ständig durch ein Federelement 9, das
sich am Maschinengehäuse 11 abstützt, gegen den Exzenterbolzen
1 gedrückt. Die Zähne 2 am elastischen Element 7 sind näher
beim Rasthebel 6 ausgebildet, als am Fixierpunkt 3. Der Fixier
punkt 3 und der Rasthebel 6 sind im wesentlichen diametral zur
zentrischen Achse 17 angeordnet. Dies bedeutet für den Winkel α
zwischen dem Fixierpunkt 3 und den Zähnen 2, dass er größer als
90° ist. Dadurch wird nicht nur ein Überrasten der Zähne 2 ge
genüber dem Zahnkranz 8 unter Belastung verhindert, sondern es
wird in der Art eines Servoeffekts eine Haltekraft zwischen den
Zähnen 2 und dem Zahnkranz 8 verstärkt.
In Fig. 7 ist das elastische Element 7 in seiner ersten Positi
on dargestellt. Die Zähne 2 des elastischen Elements 7 greifen
formschlüssig in den Zahnkranz 8 an der äußeren Umfangsfläche
40 der zweiten Wälzfläche 30 ein. Somit wird eine Zwangsmitnah
me erreicht und die Handschleifmaschine 10 arbeitet im Grob
schliff-Modus. Der Schwingbewegung des Schleiftellers 21 wird
dabei eine Rotationsbewegung aufgezwungen. Durch den form
schlüssigen Eingriff zwischen den Zähnen 2 und dem Zahnkranz 8
kommt es zu keinem Schlupf zwischen der Bremseinrichtung 35 und
der zweiten Wälzfläche 30, so dass der Verschleiß und die Wär
meentwicklung gegen Null geht. Der Eingriff zwischen den Zähnen
2 und dem Zahnkranz 8 wird während des Übergangs von der zwei
ten Position (Fig. 6) zur ersten Position (Fig. 7) dadurch be
wirkt, dass der Exzenterbolzen 1 mittels der nicht gezeigten
Betätigungseinrichtung 37 von seiner in Fig. 6 gezeigten Posi
tion in seine in Fig. 7 gezeigte Position überführt wird. Für
die Bewegung des Exzenterbolzen 1 von seiner in Fig. 7 darge
stellten Position in seine in Position 6 dargestellten Position
gelten die zum ersten Ausführungsbeispiel gemachten Ausführun
gen entsprechend. Dabei drückt das Federelement 9 ständig den
Rasthebel 6 gegen den Exzenterbolzen 1. Da das eine Ende des
elastischen Elements 7 drehbar um die feste Drehachse 5 gela
gert ist, wird das elastische Element 7 näher an die zweite
Wälzfläche 30 heranbewegt, bis der formschlüssige Eingriff er
folgt. Der Exzenterbolzen 1 wird dabei um ca. 4° bezüglich der
zentrischen Achse 17 bewegt.
Der Bediener hat somit die Möglichkeit, über einen Schalthebel
vom Feinschliff-Modus in den Grobschliff-Modus zu wechseln, oh
ne die Maschine ausschalten zu müssen. Das Umschalten von Frei
lauf zu Zwangsmitnahme ist durch eine beschriebene elastische
Zwischenkupplung in allen Betriebszuständen, d. h. Leerlauf,
Stillstand und unter Last, schaltbar. Die Umschaltung ist au
ßerdem einfach und mit geringer Toleranz behaftet.
In Fig. 8 ist elastisches Element 7 in einer besonders einfach
zu realisierenden Ausführungsform ausgebildet. Es ist in seiner
ersten Position dargestellt. Das elastische Element 7 ist als
ein Formteil aus Federstahl ausgebildet, das im wesentlichen
kreisbogenförmig ist. An seinem ersten Ende 51 ist es in einem
Drehfedergelenk 50, das starr mit dem Maschinengehäuse (nicht
gezeigt) ausgebildet ist. Das elastische Element 7 weist einen
ersten ausgeformten Bereich 45 auf, der als eine Verzahnung 46
ausgebildet ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es
sich dabei um zwei Zähne. Es sind aber genausogut nur ein ein
ziger Zahn als auch mehr als zwei Zähne, beispielsweise drei
oder vier Zähne, möglich. Das elastische Element 7 ist so im
Drehfedergelenk 50 eingespannt, dass es auf Grund seiner Feder
kraft mit seiner Verzahnung 46 gegen den Zahnkranz 8 der äuße
ren Umfangsfläche 40 der zweiten Wälzfläche 30 drückt. Der
Zahnkranz 8 rastet dabei in die Verzahnung 46 des elastischen
Elements 7 ein. Diese formschlüssige Verbindung kann dadurch
gelöst werden, dass auf das zweite Ende 48 des elastischen Ele
ments 7 eine Kraft 49 ausgeübt wird, die die Verrastung auf
hebt, indem die Verzahnung 46 vom Zahnkranz 8 wegbewegt wird.
Dies geschieht gegen die Federkraft des elastischen Elements 7
aufgrund seiner Einspannung im Drehfedergelenk 50. Das elastische
Element 7 weist außer dem ersten ausgeformten Bereich 45
einen zweiten ausgeformten Bereich 47 auf. Dieser zweite ausge
formte Bereich 47 weist eine tangentiale Elastizität auf und
dient somit als Drehstoßfederung.
Eine solche Ausgestaltung der Bremseinrichtung 35 ist sehr ein
fach und kostengünstig. Sie kann unter Aufwendung geringer Be
tätigungskraft sehr einfach betätigt werden und weist des wei
teren eine Drehstoßabfederung sowie einen Überlastungsschutz
für den Zwangsbetrieb auf. Neben dem Vorteil eines geringen
Platzbedarfs können durch sie Teilungsfehler des Getriebeteils,
die beispielsweise durch Verschleiß bedingt sind, ausgeglichen
werden.
Claims (21)
1. Motorgetriebene Handschleifmaschine, insbesondere Ex
zentertellerschleifmaschine, mit einer im Maschinenge
häuse (11) gelagerten Arbeitsspindel (13) und einer von
dieser zu einer Exzenterbewegung angetriebenen und
drehbaren Schleiftellereinheit (15) sowie mit einer zu
sammen mit der Schleiftellereinheit (15) um die Exzen
terachse (19) umlaufenden ringförmigen ersten Wälzflä
che (28) einerseits und einer dieser zugeordneten ring
förmigen zweiten Wälzfläche (30) andererseits, deren
Mittelachse koaxial zur zentrischen Achse (17) der Ar
beitsspindel (13) verläuft und an der sich die erste
Wälzfläche (28) abwälzen kann, dadurch gekennzeichnet,
dass die zweite Wälzfläche (30) um ihre Mittelachse
drehbar in einem Lager (34) gelagert ist und dass der
zweiten Wälzfläche (30) eine Bremseinrichtung (35) zu
geordnet ist, mittels der eine Drehung der zweiten
Wälzfläche (30) um ihre Mittelachse wahlweise unter
bindbar bzw. freigebbar ist.
2. Motorgetriebene Handschleifmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Drehbarkeit der zwei
ten Wälzfläche (30) mittels der Bremseinrichtung (35)
während des Maschinenbetriebes unterbindbar, bzw. frei
gebbar ist.
3. Motorgetriebene Handschleifmaschine nach einem der vor
stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Bremseinrichtung (35) ein auf die zweite Wälzfläche
(30) bremsend einwirkendes Bremsglied (36) und eine Betätigungseinrichtung
(37) zum Betätigen des Bremsglie
des (36) aufweist.
4. Motorgetriebene Handschleifmaschine nach einem der vor
stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das
Bremsglied (36) eine Bremsfläche (38) aufweist, mit der
das Bremsglied (36) flächig zum Blockieren der zweiten
Wälzfläche (30) an einer zugeordneten Fläche (39) der
zweiten Wälzfläche (30), insbesondere an einer Außen
fläche, angreifen kann.
5. Motorgetriebene Handschleifmaschine nach einem der vor
stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
zweite Wälzfläche (30) außen verläuft und die erste
Wälzfläche (28) umringt und dass sich beide Wälzflächen
(28, 30) im wesentlichen innerhalb einer gemeinsamen,
zur Achse (17) der Arbeitsspindel (13) diametralen Ebe
ne erstrecken.
6. Motorgetriebene Handschleifmaschine nach einem der vor
stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
zweite Wälzfläche (30) als innerer Zahnring (31) eines
Außenzahnkranzes (32) und die erste Wälzfläche (28) als
äußerer Zahnring (29) ausgebildet sind.
7. Motorgetriebene Handschleifmaschine nach einem der vor
stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine
Außenfläche, insbesondere eine äußere Umfangsfläche
(40) der zweiten Wälzfläche (30), insbesondere des Au
ßenzahnkranzes (32), als mit dem Bremsglied (36) zur
Drehblockierung zusammenwirkende Fläche ausgebildet
ist.
8. Motorgetriebene Handschleifmaschine nach einem der An
sprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung
(37) einen das Bremsglied (36) betä
tigenden Magneten, insbesondere einen steuerbaren Elek
tromagneten, oder einen z. B. handbetätigbaren Exzen
terhebel mit einem auf das Bremsglied (36) wirkenden
Exzenter (42) aufweist.
9. Motorgetriebene Handschleifmaschine nach einem der An
sprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das
Bremsglied (36) der Bremseinrichtung (35) mit einer als
Bremsfläche (38) ausgebildeten Innenfläche an der zuge
ordneten Fläche (39), insbesondere an der äußeren Um
fangsfläche (40) des Außenzahnkranzes (32), zur Dreh
blockierung anliegen kann.
10. Motorgetriebene Handschleifmaschine nach einem der An
sprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das
Bremsglied (36) aus einem Bremsband gebildet ist, das
zur Drehblockierung gegen die Fläche (39), insbesondere
die äußere Umfangsfläche (40) des Außenzahnkranzes
(32), gespannt werden kann.
11. Motorgetriebene Handschleifmaschine nach einem der vor
stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das
Bremsglied (36) zum Maschinengehäuse (11) in einer er
sten Position, in der es mit der zweiten Wälzfläche
(30) in einem formschlüssigen Eingriff steht, und in
einer zweiten Position festlegbar ist, in der es mit
der zweiten Wälzfläche (30) in keinem Eingriff steht.
12. Motorbetriebene Handschleifmaschine nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsglied (36) ein
Band mit mehreren Zähnen (2) ist, insbesondere ein
Zahnriemen, die mit einem Zahnkranz (8) der zweiten
Wälzfläche (30) in Eingriff bringbar sind.
13. Motorbetriebene Handschleifmaschine nach Anspruch 11
oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsglied
(36) als ein elastisches Element (7), insbesondere als
ein Zahnriemen, ausgebildet ist.
14. Motorbetriebene Handschleifmaschine nach einem der An
sprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das
Bremsglied (36), insbesondere das elastische Element
(7), an einem Fixierpunkt (3) um eine feste Drehachse
(5) rotierbar mit dem Maschinengehäuse (11) verbunden
ist.
15. Motorbetriebene Handschleifmaschine nach einem der An
sprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die
Bremseinrichtung (35) einen Rasthebel (6) aufweist, der
über ein Federelement (9) mit dem Maschinengehäuse (11)
verbunden ist.
16. Motorbetriebene Handschleifmaschine nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (9) ver
sucht, den Rasthebel (6) in eine Position zu drücken,
in der das elastische Element (7) seine erste Position
einnimmt.
17. Motorbetriebene Handschleifmaschine nach einem der An
sprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das
Bremsglied (36) aus federelastischem Material ist und
einen ersten ausgeformten Bereich (45) mit einer Ver
zahnung (46) aufweist, der mit der äußeren Umfangsflä
che (40) in Eingriff bringbar ist und einen zweiten
ausgeformten Bereich (47), wobei das Bremsglied (36)
durch eine Vorspannung in seiner ersten Position gehal
ten wird und in seine zweite Position durch eine Betä
tigungseinrichtung (37) bringbar ist.
18. Motorbetriebene Handschleifmaschine nach einem der An
sprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der
Rasthebel (6) durch einen Exzenterbolzen (1) verschieb
bar ist, der drehbar am Maschinengehäuse (11) gelagert
ist und mittels der aus dem Maschinengehäuse (11) her
ausragenden Betätigungseinrichtung (37) bedienbar ist.
19. Motorbetriebene Handschleifmaschine nach einem der An
sprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass sich
der Fixierpunkt (3) und der Exzenterbolzen (1) bezüg
lich der zentrischen Achse (17) im wesentlichen diame
tral gegenüberliegen und der Winkel (α) zwischen Fi
xierpunkt (3) und den Zähnen (2) des elastischen Ele
mentes (7), die in der ersten Position in Eingriff mit
der zweiten Wälzfläche (39) sind, größer als 90° ist.
20. Motorbetriebene Handschleifmaschine nach einem der An
sprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass sich
der Fixierpunkt (3) und der Exzenterbolzen (1) bezüg
lich der zentrischen Achse (17) im wesentlichen diame
tral gegenüberliegen und die zusammenwirkenden Flächen
vom Bremsglied (36) und der zweiten Wälzfläche (30) un
ter Belastung, ähnlich einem Servoeffekt, die Halte
kraft verstärken.
21. Motorbetriebene Handschleifmaschine nach einem der An
sprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die
Bremseinrichtung (35) in allen Betriebszuständen, ins
besondere im Leerlauf, Stillstand und unter Last, zwi
schen der ersten und zweiten Position und umgekehrt
schaltbar ist.
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