DE10055246A1 - Exzenterschleifer mit einer Vorrichtung zur Drehzahlbegrenzung des Schleiftellers - Google Patents

Abstract

Bei einem Exzenterschleifer mit einem Schleifteller 1 und einem Gehäuse 2, in dem eine Vorrichtung 10 zur Drehzahlbegrenzung des Schleiftellers 1 angeordnet ist, mit einer um eine Antriebsachse 8 rotativ angetriebenen Antriebswelle 3, mit einem Exzenterzapfen 7 am freien Ende der Antriebswelle 3, der eine Exzenterachse 9 bildet, die parallel und beabstandet zur Antriebsachse 8 ausgebildet ist, wobei der Schleifteller 1 rotierbar um die Exzenterachse 9 gelagert ist, werden sowohl die Kosten wegen eines geringeren Verschleißes und einer einfacheren Montage der Vorrichtung 10 zur Drehzahlbegrenzung verringert als auch ein einfacheres Handling des Exzenterschleifers dadurch erreicht, dass die Vorrichtung 10 zur Drehzahlbegrenzung ein erstes Eingriffsteil 4 aufweist, das konzentrisch um die Antriebsachse 8 angeordnet ist und mit dem Gehäuse 2 über ein erstes Eingriffsteillager 6 verbunden ist, und am Schleifteller 1 ein zweites Eingriffsteil 11 ausgebildet ist, wobei das erste Eingriffsteil 4 und das zweite Eingriffsteil 11 an mindestens einer Stelle 14 miteinander in Berührung sind, so dass dort ständig eine Kraftübertragung stattfindet.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Exzenterschleifer mit den gattungsbildenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Bei komfortablen Exzenterschleifern ist es für verschiedene Abtragsleistungen oder Schleifbilder möglich, zwischen zwei Arbeitsbewegungen zu wählen. Im Freilauf führt die Achse des Schleiftellers eine Exzenterbewegung aus, wobei für einen besonders feinen Schliff die Achse frei drehbar ist. Dagegen wird bei der Zwangsmitnahme die Schleiftellerachse für hohe Abtragsleistung zusätzlich angetrieben. Dies geschieht da­ durch, dass ein auf der Schleiftellerachse befestigtes Rad sich in einem drehfest im Gehäuse befindlichen Hohlrad form- oder kraftschlüssig abwälzt, so dass die äußeren Schleiftel­ lerpunkte eine hypotrochoidische Bewegung entgegen der Ex­ zenterdrehrichtung ausführen.

Ohne weitere Vorkehrungen besteht dabei im Freilauf das Pro­ blem, dass der Schleifteller, wenn er vom Werkstück abgeho­ ben ist, die Drehzahl der Exzenterwelle annimmt. Dies führt an seinem Außendurchmesser zu einer sehr hohen Bahngeschwin­ digkeit. Beim Aufsetzen auf das Werkstück kommt es dann kurzzeitig zu ungewollt großem Materialabtrag. Um dies zu vermeiden, wird der Schleifteller im Freilauf auf eine nied­ rigere Drehzahl abgebremst. Eine solche Vorrichtung wird in der EP 0 573 916 B1 beschrieben. Hierbei ist das Hohlrad, das drehbar gegenüber dem Gehäuse ist, mit seiner äußeren Umfangsfläche zur Reduzierung der Drehzahl im Freilauf mit der Innenfläche eines Teils des Gehäuses in gleitender Be­ rührung. Eine konkrete Ausgestaltung ist dort jedoch nicht beschrieben.

Es ist jedoch allgemein bekannt, als Reibungsvorrichtung eine Filzbremse, eine Bürstenbremse, eine Wirbelstrombrem­ se oder einen Reibring zu verwenden. Am häufigsten wird eine Lösung mittels eine Reibrings verwendet. Bei einem Reibring entstehen jedoch eine Reihe von Problemen: Es tritt sowohl ein Verschleiß der Bremse als auch des Tel­ lers auf, was eine kostenintensive Reparatur nach sich zieht. Außerdem streut das Reibmoment bei Vorliegen eines Qualitätsmangels schon im Neuzustand bzw. durch Ver­ schleiß. Auch dies zieht eine Reparatur nach sich. Der Reibring stellt weiterhin ein zusätzliches Teil dar, das sich in einem höheren Montageaufwand für das Teil nieder­ schlägt. Außerdem erhöht sich die Gefahr des Auftretens eines Qualitätsmangels in Form eines Montagefehlers. Des Weiteren liegt das Reibmoment sowohl im Freilauf als auch unter Zwangsmitnahme ständig an.

Eine weitere Lösung zur Reduzierung der Drehzahl des Schleiftellers im Freilauf verwendet eine elektronische Drehzahlsteuerung. Diese bringt ebenfalls Nachteile hin­ sichtlich der Kosten und der Montage mit sich. Außerdem ist das Handling für den Kunden erschwert.

Vorteile der Erfindung

Ein erfindungsgemäßer Exzenterschleifer mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat dem gegenüber den Vorteil, dass kaum ein Verschleiß der Vorrichtung zur Drehzahlbegrenzung auf­ tritt, sowohl der Montageaufwand als auch das Vorliegen von Montagefehlern äußerst gering ist und das Handling durch den Kunden einfach erfolgt.

Bei einem erfindungsgemäßen Exzenterschleifer übernimmt das Getriebe für die Zwangsmitnahme zusätzlich die Funkti­ on für den gebremsten Freilauf. Das erste Eingriffsteil der Vorrichtung zur Drehzahlbegrenzung ist nicht ständig drehfest mit dem Gehäuse verbunden, sondern wird für den Freilauf entkuppelt. Das Reibmoment zwischen dem ersten Eingriffsteil und dem Eingriffsteillager im Gehäuse bremst den Schleifteller ab, da dieser über das an ihm ausgebil­ dete zweite Eingriffsteil mit dem ersten Eingriffsteil an mindestens einer Stelle in Berührung ist und dort ständig eine Kraftübertragung stattfindet. Da die Drehrichtung des Schleiftellers bei Zwangsmitnahme gegenläufig zur Dreh­ richtung des Schleiftellers im Freilauf ist, entsteht eine größere Drehzahldifferenz. Somit kann mit einem im Ver­ gleich zur bisher bekannten Konstruktion verhältnismäßig kleinen Reibmoment die benötigte Bremsenergie für den völ­ ligen Stillstand der Drehbewegung des Schleiftellers er­ reicht werden. Bei etwas höherem Reibmoment wird sich der Schleifteller sogar entgegengesetzt drehen. Für ein gutes Schleifergebnis ist im Freilauf die Drehrichtung des Schleiftellers jedoch unerheblich, lediglich die Leerlauf­ drehzahl und das Bremsmoment dürfen nicht zu groß sein. Da für die zulässige Leerlaufdrehzahl die Bereiche in beiden Drehrichtungen zur Verfügung stehen, wird eine Verdoppe­ lung der Toleranz erreicht. Dadurch wird ein eventuell nö­ tiger Justieraufwand für das Bremsmoment minimiert.

Bevorzugt ist die Vorrichtung zur Drehzahlbegrenzung als ein Hohlrad ausgebildet. Dadurch wird eine besonders ein­ fach und preisgünstig zu realisierende Möglichkeit zur Verwirklichung der Vorrichtung zur Drehzahlbegrenzung ge­ schaffen.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die beiden Eingriffs­ teile formschlüssig, insbesondere in Form von Zähnen, und/oder reibschlüssig miteinander verbunden sind. Dadurch wird eine einfache und sichere Möglichkeit der Kraftüber­ tragung zwischen dem ersten Eingriffsteil und dem zweiten Eingriffsteil und somit zwischen dem Schleifteller und dem Gehäuse gewährleistet. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Verbindung zwischen den beiden Eingriffsteilen punkt- oder linienförmig ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn zusätzlich zu der La­ gerreibung im Eingriffsteillager ein Gegenreibmoment ange­ legt wird, insbesondere durch eine Reibung mit einem Fest­ körper und/oder einem Fluid. Der Ort der Einleitung des Gegenreibmoments muss sich relativ zur Antriebswelle ent­ gegengesetzt bewegen. Je größer die Differenz ist, um so langsamer fällt die Drehzahl des Schleiftellers aus, bis hin zu einem Stillstand des Drehtellers. Beispielsweise kann das Gegenreibmoment am Gehäuse oder den Getriebestu­ fen eingeleitet werden.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung zur Drehzahlbegrenzung mittels einer Kupplung an- und aus­ schaltbar ist, insbesondere nur während des Freilaufs des Schleiftellers wirkt. Dadurch kann der Benutzer des Exzen­ terschleifers selbst entscheiden, ob er eine Reduzierung der. Drehzahl des Drehtellers wünscht oder nicht. Im Frei­ lauf ist dies wegen der oben genannten Nachteile des Stan­ des der Technik wünschenswert, jedoch für die Zwangsmit­ nahme eher von geringerer Bedeutung.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Kupplung federnd gegen die Vorrichtung zur Drehzahlbegrenzung bewegbar ist.

Dadurch ist ein einfaches Einschalten der Kupplung auch im Stillstand möglich.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kupplung und die Vorrichtung zur Drehzahlbegrenzung im Falle des Eingriffs ineinander einrasten. Dadurch kommt eine Relativbewegung zwischen festem und beweglichem Kupplungsteil zustande, sobald eine Bewegung auf dem Schleifteller aufgebracht oder der Exzenterschleifer eingeschaltet wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Zeichnungen

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachste­ henden Beschreibung an Hand der zugehörigen Zeichnung nä­ her erläutert.

Die einzige Figur zeigt einen schematischen Schnitt durch einen Schleifteller eines Exzenterschleifers mit einer er­ findungsgemäßen Vorrichtung zur Drehzahlbegrenzung.

In der Figur ist ein Teil eines Exzenterschleifers mit ei­ ner Vorrichtung 10 zur Drehzahlbegrenzung eines Schleif­ tellers 1 gezeigt. In einem Gehäuse 2 des Exzenterschlei­ fers wird eine Antriebswelle 3 um eine zum Gehäuse 2 raum­ feste Antriebsachse 8 rotativ angetrieben. Der Antrieb der Antriebswelle 3 ist bekannt und für die Erfindung ohne Be­ deutung, so dass darauf verzichtet wird, ihn näher zu be­ schreiben. Am abtriebsseitigen Ende der Antriebswelle 3 ist, beabstandet zur Antriebsachse 8, eine dazu parallele Exzenterachse 9 ausgebildet, die durch einen Exzenterzap­ fen 7 verkörpert wird. Der Schleifteller 1 ist über ein Tellerlager 5 um den Exzenterzapfen 7 rotierbar gelagert.

Dadurch führt der Schleifteller 1 beim Antrieb der An­ triebswelle 3 eine Exzenterbewegung um die Antriebswelle 3 herum aus. Konzentrisch um die Exzenterachse 9 ist ein zweites Eingriffsteil am Schleifteller 1 ausgebildet. Die­ ses zweite Eingriffsteil 11 steht über die der Arbeitsflä­ che des Schleiftellers 1 abgewandte Fläche in Richtung der Antriebsseite der Antriebswelle 3 heraus. Die Antriebsach­ se 8 der Antriebswelle 3 ist so im Gehäuse 2 gelagert, dass dieses im dargestellten Bereich konzentrisch um die Antriebsachse 8 ausgebildet ist. Zwischen dem Gehäuse 2 und dem Schleifteller 1 ist eine Verbindung gegeben. Dazu ist konzentrisch um die Antriebsachse 8 im Gehäuse 2 ein Eingriffsteillager 6 eingesetzt, welches an seiner zur An­ triebsachse 8 weisenden Fläche von einem Eingriffsteil 4 beaufschlagt wird. Das Eingriffsteil 4 kann somit inner­ halb des Gehäuses 2 über das Eingriffsteillager 6 rotativ um die Antriebsachse 8 bewegt werden. Auf Grund der Lager­ reibung zwischen Gehäuse 2, Eingriffsteillager 6 und Ein­ griffsteil 4 wird eine Rotation des Eingriffsteils 4 abge­ bremst. Das Eingriffsteil 4 ist als Hohlrad ausgebildet, wobei seine Innenfläche und seine Außenfläche konzentrisch zur Antriebsachse 8 ausgebildet sind. An ihrem antriebs­ fernen Ende, das heißt dem Schleifteller 1 zugewandt, weist das erste Eingriffsteil 4 einen Innenzahnkranz 15 auf. Dieser Innenzahnkranz 15 greift entlang einer Ein­ griffslinie 14 in einen Außenzahnkranz 16 am zweiten Ein­ griffsteil 11 ein.

Dadurch wird im Freilauf des Schleiftellers 1 die Rotation des Schleiftellers 1 um die Exzenterachse 9 abgebremst, da eine Reibung zwischen dem zweiten Eingriffsteil 11 und dem Gehäuse 2 besteht. Die Reibung im Eingriffsteillager 6 ist dabei so groß, dass der Schleifteller 1 stark abgebremst wird. Dadurch wird verhindert, dass der Schleifteller 1 beim Freilauf derart beschleunigt wird, dass er dieselbe hohe Umdrehungsgeschwindigkeit aufweist wie die Antriebs­ welle 3. Neben dieser Gleitreibung ist es auch möglich, dass die Reibung im Eingriffsteillager 6 so hoch ist, dass die beiden Eingriffsteile 4, 11 und somit auch der Schleifteller 1 gänzlich stehen bleibt. Dann bewegt man sich im Bereich der Haftreibung. Dadurch ist gewährlei­ stet, dass der Exzenterschleifer, wenn er von dem zu bear­ beitenden Material abgehoben ist, im Freilauf nicht mit ei­ ner hohen bzw. gar keiner Geschwindigkeit rotiert. Dadurch kann ausgeschlossen werden, dass beim Aufsetzen des Exzen­ terschleifers auf die zu bearbeitende Fläche ein zu hoher Abtrag erfolgt, wie dies der Fall wäre, wenn sich der Schleifteller 1 mit hoher Geschwindigkeit bewegen würde.

Als Eingriffsteillager 6 wird ein Gleit- oder Wälzlager verwendet. Dies reicht in Verbindung mit der Scher- und Walkarbeit des Schmiermittels aus, die Drehzahl des Schleiftellers 1 im erforderlichen Maß abzusenken. Genauso gut sind auch andere Lager denkbar.

Durch die Ausbildung des ersten Eingriffsteils 4 als Hohl­ rad entsteht die Wärme der durch Reibung zu vernichtenden Rotationsenergie des Schleiftellers 1 direkt an der Innen­ wand des Gehäuses 2 und kann von dort gut abgeführt wer­ den. Dadurch entsteht im Inneren des Getriebes kein allzu großes Temperaturgefälle.

Eine nicht gezeigte weitere Ausgestaltung einer erfinderi­ schen Vorrichtung 10 zur Drehzahlbegrenzung des Schleif­ tellers 1 weist eine schaltbare Arretierung des als Hohl­ rad ausgebildeten ersten Eingriffsteils 4 auf. Die Arre­ tierung kann sowohl kraftschlüssig als auch formschlüssig jeweils am Umfang oder an einer der beiden Stirnseiten des ersten Eingriffsteils 4 hergestellt werden. Bei einer kraftschlüssigen Kupplung kann durch die Begrenzung des Moments ein Überlastungsschutz für den Exzenterschleifer ausgebildet werden. Eine mögliche Ausführung einer kraft­ schlüssigen Kupplung kann in Zwischenstellungen für die Zwangsmitnahme das Reibmoment herabsetzen, wodurch sich die Zwangsdrehzahl vermindert. Dadurch ergibt sich ein we­ niger aggressiver Schliff und ein günstigeres Schliffbild. Ebenso ist es denkbar, dass durch die Kupplung eine form­ schlüssige Arretierung erreicht wird. Um ein einfaches Einschalten der Kupplung auch im Stillstand zu ermögli­ chen, werden die Kupplungselemente federnd bewegt. Auch wenn dann ein Zahn auf einen anderen Zahn trifft, kann das Betätigungsmittel in die gewünschte Endstellung gebracht werden und die Kupplungshälften rasten ein, sobald sich der Schleifteller 1 bewegt oder der Exzenterschleifer ein­ geschaltet wird, da dadurch eine Relativbewegung zwischen festem und beweglichen Kupplungsteil erfolgt.

Claims (10)

1. Exzenterschleifer mit einem Schleifteller (1) und einem Gehäuse (2), in dem eine Vorrichtung (10) zur Drehzahlbe­ grenzung des Schleiftellers (1) angeordnet ist, mit einer um eine Antriebsachse (8) rotativ angetriebenen Antriebs­ welle (3), mit einem Exzenterzapfen (7), wobei der Schleifteller (1) rotierbar um den Exzenterzapfen (9) ge­ lagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) zur Drehzahlbegrenzung ein erstes Eingriffsteil (4) aufweist, das, insbesondere konzentrisch, um die Antrieb­ sachse (8) angeordnet ist und mit dem Gehäuse (2), vorzugs­ weise über ein erstes Eingriffsteillager (6), verbunden ist, und am Schleifteller (1) ein zweites Eingriffsteil (11) aus­ gebildet ist, wobei das erste Eingriffsteil (4) und das zweite Eingriffsteil (11) an mindestens einer Stelle (14) miteinander in Berührung sind, wobei ständig eine Kraftüber­ tragung stattfindet.

2. Exzenterschleifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass die Vorrichtung (10) zur Drehzahlbegrenzung als ein Hohlrad (13) ausgebildet ist.

3. Exzenterschleifer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Eingriffsteile (4, 11) formschlüssig, insbesondere in Form von Zähnen, und/oder reibschlüssig miteinander verbunden sind.

4. Exzenterschleifer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen den beiden Eingriffsteilen (4, 11) punkt- oder linienförmig ist.

5. Exzenterschleifer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu der Lagerreibung im Eingriffsteillager (6) ein Gegenreibmoment angelegt wird, insbesondere durch eine Reibung mit einem Festkörper und/oder einem Fluid.

6. Exzenterschleifer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) zur Dreh­ zahlbegrenzung mittels einer Kupplung an- und ausschaltbar ist, insbesondere nur während des Freilaufs des Schleiftel­ lers (1) wirkt.

7. Exzenterschleifer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, dass die Kupplung an mehreren Punkten, insbesondere entlang des ganzen Umfangs, an der Vorrichtung (10) zur Drehzahlbegrenzung angreift.

8. Exzenterschleifer nach einem der Ansprüche 6 oder 7, da­ durch gekennzeichnet, dass die Kupplung federnd gegen die Vorrichtung (10) zur Drehzahlbegrenzung bewegbar ist.

9. Exzenterschleifer nach einem der Ansprüche 6 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, dass die Kupplung und die Vorrichtung (10) zur Drehzahlbegrenzung im Falle des Eingriffs ineinan­ der einrasten.

10. Exzenterschleifer nach einem der Ansprüche 6 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, dass die Kupplung und die Vorrichtung (10) zur Drehzahlbegrenzung an deren Umfang oder Stirnseite wirkt.