EP1216117B1

EP1216117B1 - Motorgetriebene handschleifmaschine

Info

Publication number: EP1216117B1
Application number: EP01960139A
Authority: EP
Inventors: Steffen Tiede; Joerg Dehde; Dieter Weninger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-09-23
Filing date: 2001-08-02
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2021-08-02
Also published as: DE10047202A1; EP1216117A1; WO2002024408A1; JP2004508961A; US20020193055A1; US6726553B2

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 Exzenterachse (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

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer motorgetriebenen Handschleifmaschine, insbesondere Exzentertellerschleifmaschine, nach der Gattung des Anspruchs 1.
Es ist eine Handschleifmaschine dieser Art bekannt ( EP 0 254 850 A2 ), bei der die erste Wälzfläche als äußerer Zahnring ausgebildet ist, der mit dem angetriebenen Schleifteller um dessen Achse umläuft, und bei der die zweite Wälzfläche aus einem inneren Zahnring an einem Außenzahnkranz gebildet ist, der in Bezug auf das Maschinengehäuse drehfest gehalten ist und axial mittels einer äußeren Betätigungseinrichtung zwischen einer unwirksamen Stellung und einer mit der ersten Wälzfläche zusammenwirkenden Funktionsstellung verstellbar ist. In der unwirksamen Stellung befindet sich die zweite Wälzfläche außer Eingriff mit der ersten Wälzfläche. In der Funktionsstellung dagegen verläuft die zweite Wälzfläche etwa in der gleichen Diametralebene wie die erste Wälzfläche, so dass sich die erste Wälzfläche beim Umlauf des Schleiftellers an der zweiten Wälzfläche abwälzen kann, so dass der Exzenterbewegung des Schleiftellers 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 Relatiwerschiebung können sich an den Zähnen beider Wälzflächen Schäden ergeben. Nachteilig ist außerdem eine durch diese Anordnung der Wälzflächen bedingte relativ große Bauhöhe der Schleifmaschine.
Die EP 573 916 A1 offenbart eine Exzentertellerschleifmaschine mit einer im Maschinengehäuse gelagerten Arbeitsspindel und einer von dieser zu einer Exzenterbewegung angetriebenen und drehbaren Schleiftellereinheit sowie mit einer zusammen mit der Schleiftellereinheit um die Exzenterachse umlaufenden ringförmigen ersten Wälzfläche eines äußeren Zahnringes einerseits und einer dieser zugeordneten ringförmigen zweiten Wälzfläche andererseits, deren Mittelachse koaxial zur zentrischen Achse der Arbeitsspindel verläuft und an der sich die erste Wälzfläche abwälzen kann, wobei die zweite Wälzfläche um ihre Mittelachse drehbar in einem Lager gelagert ist und dieser zweiten Wälzfläche eine Bremseinrichtung zugeordnet ist, mittels der eine Drehung der zweiten Wälzfläche um ihre Mittelachse wahlweise unterbindbar bzw. freigebbar ist.
Die DE 199 52 108 A offenbart gattungsgemäße eine Exzentertellerschleifmaschine mit einer im Maschinengehäuse gelagerten Arbeitsspindel und einer von dieser zu einer Exzenterbewegung angetriebenen und drehbaren Schleiftellereinheit sowie mit einer zusammen mit der Schleiftellereinheit um die Exzenterachse umlaufenden ringförmigen ersten Wälzfläche eines äußeren Zahnringes einerseits und einer dieser zugeordneten ringförmigen zweiten Wälzfläche andererseits, deren Mittelachse koaxial zur zentrischen Achse der Arbeitsspindel verläuft und an der sich die erste Wälzfläche abwälzen kann, wobei die zweite Wälzfläche um ihre Mittelachse drehbar In einem Lager gelagert ist und dieser zweiten Wälzfläche eine Bremseinrichtung zugeordnet ist, mittels der eine Drehung der zweiten Wälzfläche um ihre Mittelachse wahlweise unterbindbar bzw. freigebbar ist, wobei die Bremseinrichtung ein als Bremsband ausgebildetes Bremsglied mit einer Bremsfläche zum Blockieren der zweiten Wälzfläche hat.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Bandbremse derart zu verbessern, dass sie schneller höhere Kräfte aufnehmen kann. Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße motorgetriebene Handschleifmaschine, insbesondere Exzentertellerschleifmaschine, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat 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.
Ein weiterer Vorteil ist, dass das Bremsglied zum Maschinengehäuse in einer ersten Position, in der es mit der zweiten Wälzfläche in einem formschlüssigen Eingriff steht, und in einer zweiten Position festlegbar ist, in der es mit der zweiten Wälzfläche in keinem Eingriff steht. Besonders vorteilhaft ist es dadurch möglich, dass die Bremseinrichtung in allen Betriebszuständen, insbesondere im Leerlauf, Stillstand und unter Last, zwischen der ersten und zweiten Position und umgekehrt schaltbar ist.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, dass 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 Wälzfläche ein. Dadurch wird ein Verschleiß der beiden ineinandergreifenden Teile vermieden und eine Wärmeentwicklung unterbunden.
Besonders vorteilhaft ist es, dass das Bremsglied als ein elastisches Band, insbesondere als ein Zahnrlemen, ausgebildet ist. Das Umschalten von Freilauf zur Zwangsmitnahme ist durch eine solche elastische Zwischenkupplung einfach und mit wenig Toleranz behaftet möglich.
Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen motorgetriebenen Handschleifmaschine möglich.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Betätigungseinrichtung einen das Bremsglied betätigenden, z. B. handbetätigbaren, Exzenterhebel mit einem auf das Bremsglied wirkenden Exzenter auf.
Hierbei kann der Exzenterhebel schwenkbar im Maschinengehäuse gelagert sein und als Exzenter einen exzentrischen Zapfen aufweisen, der in eine Öffnung, z. B. in eine Schlaufe, am Ende des Bremsgliedes, insbesondere eines Bremsbandes, das die äußere Umfangsflache des Außenzahnkranzes umschlingt, eingreift.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Exzenterhebel 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 Umfangwinkel von etwa 180 erfolgt. Die Handhabe des Exzenterhebels 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. endseitigen Exzenterzapfen und einen auf letzterem mittels eines Lagers 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 koaxiale Hülse, drehbar gelagert ist. Das Lager kann z. B. auf die Hülse aufgepresst sein, wobei der Außenzahnkranz mit seinem Lagerring auf den Außenring des Lagers aufgepresst ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist auf der Hülse ein Lüfterrad einer inneren Staubabsaugung befestigt. Alternativ 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 kostengünstige Gestaltung verwirklicht ist.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist der Schleifteller mit dem damit einstückigen, die erste Wälzfläche bildenden äußeren Zahnring aus einem einstückigen Kunststoffspritzteil gebildet, wodurch eine weitere Kostenreduzierung und Vereinfachung erreicht ist.
Bevorzugt ist das Bremsglied, insbesondere das elastische Element, 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 Position nicht nötig, das elastische Band zu knicken, was einen geringen 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 Ausgestaltung ist mechanisch einfach zu realisieren und trotzdem genügend stabil, so dass es zu keiner Fehlbedienung kommt.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Bremsglied aus federelastischem 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 Bremsglied zu verwenden. Somit ergibt sich eine kostengünstige Lösung. Außerdem ist durch eine solche Ausgestaltung eine einfache Betätigung mit geringer Betätigungskraft möglich. Diese Ausgestaltung wirkt gleichzeitig als Überlastungsschutz für den Zwangsbetrieb und als Drehstoßabfederung. Sie benötigt nur einen geringen Platzbedarf; zusätzlich wird ein Ausgleich von Teilungsfehlern des Getriebeteils, beispielsweise durch Verschleiß desselben, ermöglicht.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Rasthebel durch einen Exzenterbolzen verschiebbar ist, der drehbar am Maschinengehäuse 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 (Feinschliff) als auch im Zwangsmitnahmebetrieb (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 elastischen Elements, die in der ersten Position in Eingriff mit der zweiten Wälzfläche sind, größer als 90° ist. Dadurch wird ein Überrasten unter Belastung verhindert.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn sich der Fixierpunkt und der Exzenterbolzen bezüglich der zentrischen Achse im wesentlichen diametral gegenüberliegen und die zusammenwirkenden Flächen vom Bremsglied und der zweiten Wälzfläche unter Belastung, ähnlich einem Servoeffekt, die Haltekraft verstärken. Dadurch wird mit geringem Aufwand eine große Haltekraft erzeugt, 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 Betriebszustand 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.

Zeichnungen

Die Erfindung ist anhand zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1: einen schematischen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Handschleifmaschine,
Fig. 2: eine schematische Draufsicht von Teilen einer Brems-einrichtung 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 Handschleifmaschine in Pfeilrichtung IV in Fig. 1 ohne Schleifteller,
Fig. 5: einen schematischen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel 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 zweiten Wälzfläche befindet und
Fig. 8: eine schematische Teilansicht eines dritten Ausführungsbeispiels einer Bremseinrichtung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer motorgetriebenen Handschleifmaschine 10 gezeigt, die hier als Exzentertellerschleifmaschine ausgebildet ist. Die Handschleifmaschine 10 weist ein insgesamt mit 11 bezeichnetes Maschinengehäuse auf, das einen elektrischen Antriebsmotor 12 mit Arbeitsspindel 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 Arbeitsspindel 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 gelagert. Der Schleifteller 21 ist mittels einer zur Exzenterachse 19 koaxialen Schraube 22, die in den Exzenterzapfen 18 eingeschraubt 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 Handschleifmaschine 10 ist mit einer inneren Staubabsaugung ausgestattet, zu der ein Lüfterrad 24 gehört, das drehfest auf der Hülse 16 gehalten ist. Das Lüfterrad 24 befindet sich in einer Kammer 25, an die ein Staubabsaugkanal 26 angeschlossen ist. Der Schleifteller 21 ist, mit Kanälen und/oder Durchbrechungen 27 für die innere Staubabsaugung versehen.
Die Handschleifmaschine 10 weist eine zusammen mit der Schleiftellereinheit 15 um die Exzenterachse 19 umlaufende ringförmige erste Wälzfläche 28 auf, die hier als äußerer Zahnring 29 ausgebildet 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 zentrischen 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 Lagerring 33 kleineren Durchmessers auf, über den der Außenzahnkranz 32 mittels eines Lagers 34, z. B. eines Kugellagers, auf der Hülse 16 relativ zu dieser drehbar gelagert ist. Der Innenring des Lagers 34 ist drehfest mit der Hülse 16 verbunden, 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 zweiten 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 unterbindbar 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 Ausführungsbeispiel 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 Innenhülse aufweist, in der mittels eines zur Exzenterachse 19 koaxialen 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 Betätigungseinrichtung 37 zum Betätigen des Bremsgliedes 36 auf. Das Bremsglied 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 Außenfläche des Außenzahnkranzes 32 ausgebildet ist. Die zweite Wälzfläche 30 verläuft außen und umringt die erste Wälzfläche 28, wobei sich beide im Wesentlichen innerhalb einer gemeinsamen, 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 Umfangsfläche 40 des Außenzahnkranzes 32.
Das Bremsglied 36 besteht ganz allgemein aus einem solchen Bremsteil, der mit seiner als Bremsfläche 38 ausgebildeten Innenseite an der zugeordneten Fläche 39 der zweiten Wälzfläche 30, insbesondere an der äußeren Umfangsfläche 40 des Außenzahnkranzes 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 Umfangsfläche 40 gespannt werden kann.
Die Betätigungseinrichtung 37 weist einen Exzenterhebel auf, der einen im Maschinengehäuse 11 schwenkbar gelagerten zentrischen 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 zentrischen Teil 41 greift eine außerhalb des Maschinengehäuses 11 befindliche Handhabe 44 zur Schwenkbetätigung an. Diese Betätigungseinrichtung 37, in Form eines erläuterten Exzenterhebels, ist so gestaltet, dass ein Spannen des als Bremsband ausgebildeten Bremsgliedes 36 mittels einer Schwenkung des zentrischen Teils 41 um einen Umfangswinkel von ca. 180° erfolgt. Die gespannte Stellung und damit der gegen Drehung blockierte Zustand des Außenzahnkranzes 32 ist in Fig. 3 gezeigt. Wird die Handhabe 44 im Gegenuhrzeigersinn um etwa 180° in die Position gemäß Fig. 2 geschwenkt, so wird das Bremsglied 36 in Form des Bremsbandes 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 Elektromagneten.
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 Zähnezahldifferenz kann z. B. 2 betragen. Dies führt dazu, dass bei gebremstem
Außenzahnkranz 32 sich der auf dessen innerem Zahnring 31 abwälzende 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 beträgt 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 Antriebsbewegung wird der Schleifteller 21 so angetrieben, dass zusätzlich zur Exzenterbewegung eine Rotation um die Exzenterachse 19 geschieht, woraus eine exzentrische Drehbewegung des Schleiftellers 21 resultiert. Aufgrund der aktiven Bremseinrichtung 35 ist der Außenzahnkranz 32 an einer Drehung gehindert, 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 mittels der Betätigungseinrichtung 37 das Bremsglied 36 in den nicht bremsenden Zustand gem. Fig. 2 überführt, ist der Außenzahnkranz 32 frei um die zentrische Achse 17 drehbar aufgrund der Lagerung mittels des Lagers 34 auf der Hülse 16. Der Außenzahnkranz 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 Schleiftellers 21 ist abhängig von der Belastung auf der Unterlage, d. h. davon, wie fest die Handschleifmaschine 10 mit dem Schleifteller 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 ergibt sich für die Handschleifmaschine 10 der Freilaufbetrieb.
Während des Betriebs der eingeschalteten Handschleifmaschine 10 kann von diesem Freilaufbetrieb durch Betätigen der Bremseinrichtung 35 wieder auf den Zwangsantrieb umgeschaltet werden.
Die beschriebene Handschleifmaschine 10 ist einfach, kompakt und kostengünstig. Sie ermöglicht in einfacher Weise durch Hebelbetätigung oder bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel durch Betätigung eines Magneten während des Betriebs der Maschine eine Umschaltung auf einen kontinuierlichen Übergang von Zwangsmitnahme auf Freilauf. Dadurch, dass der äu-βere Zahnring 29 an einem Ringteil des Schleiftellers 21 als damit einstückiges Teil angespritzt ist, ergibt sich der Vorteil reduzierter Bauteile und geringer Bauhöhe. Vorteilhaft ist ferner der geringe Aufwand für die Verwirklichung des Abwälzgetriebes, 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 Wälzfläche 30, die konzentrisch um die zentrische Achse 17 herum angeordnet ist, eingreift. Die Schleiftellereinheit 15 ist über eine koaxiale Schraube 22 mit einer Abtriebswelle 4, die koaxial um die Exzenterachse 19 angeordnet ist, verbunden. Die beschriebenen Teile arbeiten wie jene des ersten Ausführungsbeispiels, so dass auf die dortige Beschreibung verwiesen wird.
Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist die äußere Umfangsfläche 40 der zweiten Wälzfläche 30 nicht im wesentlichen 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 elastischen Elements 7 ausgebildet sind, gut erkennbar. Das elastische Element 7 ist hier in seiner zweiten Position, in der seine Zähne 2 nicht mit dem Zahnkranz 8 der zweiten Wälzfläche 30 in Eingriff stehen, dargestellt. Dadurch kann die zweite Wälzfläche 30 in dieser entkoppelten Stellung frei laufen. Dies bedeutet, 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 seinem 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) gemäß 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 Fixierpunkt 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 gegenüber 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 Position 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 Zwangsmitnahme erreicht und die Handschleifmaschine 10 arbeitet im Grobschliff-Modus. Der Schwingbewegung des Schleiftellers 21 wird dabei eine Rotationsbewegung aufgezwungen. Durch den formschlüssigen 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 Wärmeentwicklung gegen Null geht. Der Eingriff zwischen den Zähnen 2 und dem Zahnkranz 8 wird während des Übergangs von der zweiten Position (Fig. 6) zur ersten Position (Fig. 7) dadurch bewirkt, dass der Exzenterbolzen 1 mittels der nicht gezeigten Betätigungseinrichtung 37 von seiner in Fig. 6 gezeigten Position in seine in Fig. 7 gezeigte Position überführt wird. Für die Bewegung des Exzenterbolzen 1 von seiner in Fig. 7 dargestellten Position in seine in Position 6 dargestellten Position gelten die zum ersten Ausführungsbeispiel gemachten Ausführungen 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 gelagert ist, wird das elastische Element 7 näher an die zweite Wälzfläche 30 heranbewegt, bis der formschlüssige Eingriff erfolgt. 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, ohne die Maschine ausschalten zu müssen. Das Umschalten von Freilauf zu Zwangsmitnahme ist durch eine beschriebene elastische Zwischenkupplung in allen Betriebszuständen, d. h. Leerlauf, Stillstand und unter Last, schaltbar. Die Umschaltung ist au-βerdem 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 einziger 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 Federkraft mit seiner Verzahnung 46 gegen den Zahnkranz 8 der äußeren 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 Elements 7 eine Kraft 49 ausgeübt wird, die die Verrastung aufhebt, 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 ausgeformte Bereich 47 weist eine tangentiale Elastizität auf und dient somit als Drehstoßfederung.
Eine solche Ausgestaltung der Bremseinrichtung 35 ist sehr einfach und kostengünstig. Sie kann unter Aufwendung geringer Betätigungskraft sehr einfach betätigt werden und weist des weiteren 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.

Bezugszeichenliste

1: Exzenterbolzen
2: Zähne
3: Fixierpunkt
4: Abtriebswelle
5: feste Drehachse
6: Rasthebel
7: elastisches Element
8: Zahnkranz
9: Federelement
10: Handschleifmaschine
11: Maschinengehäuse
12: Antriebsmotor
13: Antriebsspindel
14: Lager
15: Schleiftellereinheit
16: Hülse
17: zentrische Achse
18: Exzenterzapfen
19: Exzenterachse
20: Lager
21: Schleifteller
22: koaxiale Schraube
23: Manschette
24: Lüfterrad
25: Kammer
26: Staubabsaugkanal
27: Durchbrechung
28: erste Wälzfläche
29: äußerer Zahnring
30: zweite Wälzfläche
31: innerer Zahnring
32: Außenzahnkranz
33: Lagerring
34: Lager
35: Bremseinrichtung
36: Bremsglied
37: Betätigungseinrichtung
38: Bremsfläche
39: Fläche
40: äußere Umfangsfläche
41: zentrischer Teil
42: exzentrischer Zapfen
43: Öffnung
44: Handhabe
45: Erster ausgeformter Bereich
46: Verzahnung
47: Zweiter ausgeformter Bereich
48: Zweites Ende
49: Kraft
50: Drehfedergelenk
51: Erstes Ende

Claims

Exzentertellerschleifmaschine mit einer im Maschinengehäuse (11) gelagerten Arbeitsspindel (13) und einer von dieser zu einer Exzenterbewegung angetriebenen und drehbaren Schleiftellereinheit (15) sowie mit einer zusammen mit der Schleiftellereirlheit (15) um die Exzenterachse (19) umlaufenden ringförmigen ersten Wälzfläche (28) eines äußeren Zahnringes (29) einerseits und einer dieser zugeordneten ringförmigen zweiten Wälzfläche (30) andererseits, deren Mittelachse koaxial zur zentrischen Achse (17) der Arbeitsspindel (13) verläuft und an der sich die erste Wälzfläche (28) abwälzen kann, wobei die zweite Wälzfläche (30) um ihre Mittelachse drehbar in einem Lager (34) gelagert ist und dieser zweiten Wälzfläche (30) eine Bremseinrichtung (35) zugeordnet ist mittels der eine Drehung der zweiten Wälzfläche (30) um ihre Mittelachse wahlweise unterbindbar bzw. freigebbar ist, wobei die Bremseinrichtung (35) ein als Bremsband ausgebildetes Bremsglied (36) mit einer Bremsfläche (38) zum Blockieren der zweiten Wälzfläche (30) hat, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung ein als elastisches Element (7) ausgebildetes Bremsglied (36) zum Blockieren der zweiten Wältzfläche (30) hat, wobei das Bremsglied (7, 36) eine erste und eine zweite Einstellposition hat, in der es mit der zweiten Wälzfläche (30) in einem formschlüssigen Eingriff und außer Eingriff ist, wobei es als Zahnriemen (7) mit mehreren Zähnen (2) ausgestaltet ist, die mit einem Außenzahnkranz (8) der zweiten Wälzfläche (30) in und außer Eingriff bringbar sind.
Exzentertellerschleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (35) ein auf die zweite Wälzfläche (30) bremsend einwirkendes Bremsglied (36) und eine Betätigungseinrichtung (37) zum Betätigen des Bremsgliedes (36) aufweist.
Exzentertellerschleifmaschine nach einem der vorstehenden 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 Ebene erstrecken.
Exzentertellerschleifmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenfläche, insbesondere eine äußere Umfangsfläche (40) der zweiten Wälzfläche (30), insbesondere des Außenzahnkranzes (32), als mit dem Bremsglied (36) zur Drehblockierung zusammenwirkende Fläche ausgebildet ist.
Exzentertellerschleifmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (37) einen das Bremsglied (36) betätigenden Magneten, insbesondere einen steuerbaren Elektromagneten, oder einen z. B. handbetätigbaren Exzenterhebel mit einem auf das Bremsglied (36) wirkenden Exzenter (42) aufweist.
Exzentertellerschleifmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsglied (36) der Bremseinrichtung (35) mit einer als Bremsfläche (38) ausgebildeten Innenfläche an der zugeordneten Fläche (39), insbesondere an der äußeren Umfangsfläche (40) des Außenzahnkranzes (32), zur Drehblockierung anliegen kann.
Exzentertellerschleifmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, 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.
Exzentertellerschleifmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (35) einen Rasthebel (6) aufweist, der über ein Federelement (9) mit dem Maschinengehäuse (11) verbunden ist.
Exzentertellerschleifmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (9) versucht, den Rasthebel (6) in eine Position zu drücken, in der das elastische Element (7) seine erste Position einnimmt
Exzentertellerschfeifmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsglied (36) aus federelastischem Material ist und einen ersten ausgeformten Bereich (45) mit einer Verzahnung (46) aufweist, der mit der äußeren Umfangsfläche (40) in Eingriff bringbar ist und einen zweiten ausgeformten Bereich (47), wobei das Bremsglied (36) durch eine Vorspannung in seiner ersten Position gehalten wird und in seine zweite Position durch eine Betätigungseinrichtung (37) bringbar ist.
Exzentertellerschleifmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, 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.
Exzentertellerschleifmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Fixierpunkt (3) und der Exzenterbolzen (1) bezüglich der zentrischen Achse (17) im wesentlichen diametral gegenüberliegen und der Winkel (a) zwischen Fixierpunkt (3) und den Zähnen (2) des elastischen Elementes (7), die in der ersten Position in Eingriff mit der zweiten Wälzfläche (39) sind, größer als 90 ist.
Exzentertellerschleifmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Fixierpunkt (3) und der Exzenterbolzen (1) bezüglich der zentrischen Achse (17) im wesentlichen diametral gegenüberliegen und die zusammenwirkenden Flächen vom Bremsglied (36) und der zweiten Wälzfläche (30) unter Belastung, ähnlich einem Servoeffekt, die Halte kraft verstärken.
Exzentertellerschleifmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (35) in allen Betriebszuständen, insbesondere im Leerlauf, Stillstand und unter Last, zwischen der ersten und zweiten Position und umgekehrt schaltbar ist