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Die
Erfindung betrifft eine Aufnahme zur Befestigung eines Werkzeugs
an einer Antriebswelle, mit einer Befestigungsöffnung, die am Werkzeug oder
an der Antriebswelle ausgebildet ist, durch die eine Mittelachse
der Antriebswelle verläuft
und die mit einem entsprechend geformten, erhaben ausgebildeten
Befestigungsabschnitt an dem anderen der beiden Elemente zusammenwirkt,
um eine formschlüssige
Verbindung zur Übertragung
eines Drehmomentes zwischen der Antriebswelle und dem Werkzeug zu
bilden.
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Die
Erfindung betrifft ferner einen geeigneten Adapter, der verwendet
werden kann, wenn die Befestigungsöffnung und der Befestigungsabschnitt
von Werkzeug bzw. Antriebswelle nicht aufeinander abgestimmt sind.
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Eine
Aufnahme gemäß der eingangs
genannten Art ist aus der
EP
0 369 390 A2 bekannt. Hierbei weist ein U-förmig gewinkeltes
Schneidmesser zum Durchtrennen von Klebewulsten bei Fensterscheiben
von Kraftfahrzeugen zur Befestigung einer oszillierend antreibbaren
Antriebswelle eine sternförmige
Befestigungsöffnung
in Form eines regelmäßigen Vielecks
auf, die auf einen entsprechend geformten Befestigungsabschnitt
der Antriebswelle aufsetzbar ist. Zur Fixierung des Schneidmessers
nach dem Aufstecken mit seiner Befestigungsöffnung auf dem Befestigungsabschnitt
der Antriebswelle ist eine Schraubverbindung, beispielsweise in
Form einer Mutter, vorgesehen, die auf einen Gewindestutzen der
Antriebswelle aufschraubbar ist.
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Eine
derartige Aufnahme zur Befestigung des Werkzeugs an der Antriebswelle
ist insbesondere für
oszillierend antreibbare Werkzeuge vorgesehen, bei denen eine formschlüssige Verbindung
zwischen Antriebswelle und Werkzeug für die Übertragung höherer Drehmomente
notwendig ist.
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Dabei
ist eine Vielzahl von Werkzeugen gebräuchlich, die nicht nur als
Schneidmesser sondern auch für
andere Aufgaben eingesetzt werden, beispielsweise zum Sägen. Mit
solchermaßen
oszillierend angetriebenen Sägeblättern lassen
sich beispielsweise präzise
Schnitte im Karosseriebau herstellen. Zum Sägen an schwer zugänglichen
Stellen sind auch fingerartige Werkzeuge gebräuchlich, um beispielsweise
im Holzbau spezielle Schnitte durchführen zu können. Ein weiteres Einsatzgebiet
ist das Schleifen, wie z.B. in der
EP 0 244 465 A1 beschrieben, oder das Schaben.
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Als
nachteilig hat sich bei der bekannten Aufnahme zur Verbindung zwischen
Werkzeug und Antriebswelle insbesondere bei derartig oszillierend
angetriebenen Werkzeugen herausgestellt, daß die Befestigungsöffnung nach
längerem
Betrieb mit hoher Belastung zum Ausschlagen neigt.
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Der
Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Aufnahme
zur Verbindung zwischen Antriebswelle und Werkzeug zu schaffen, bei
der die Gefahr des Ausschlagens der Befestigungsöffnung verringert wird und
eine Übertragung hoher
Drehmomente auch im Langzeitbetrieb gewährleistet ist.
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Ferner
soll ein geeigneter Adapter angegeben werden, der zur Verbindung
zwischen Werkzeug und Antriebswelle verwendet werden kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer
Aufnahme gemäß der eingangs
genannten Art dadurch gelöst,
daß die
Befestigungsöffnung
eine Mehrzahl von nach außen
weisenden Ausbuchtungen aufweist, und daß benachbarte Ausbuchtungen über zur
Mittelachse hin vorlaufende Krümmungsabschnitte
miteinander verbunden sind.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
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Durch
die neuartige Form wird nämlich
das Auftreten von Drehmomentspitzen bzw. hohen Flächenpressungen
an den bisher verwendeten scharfkantigen Spitzen eines regelmäßigen Vielecks
vermieden. Statt dessen wird das Drehmoment nunmehr überwiegend
durch annähernd
radial verlaufende Seitenflanken übertragen.
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Durch
eine derartige Form werden punktartige Belastungen und damit eine
hohe Flächenpressung,
die bislang an Befestigungsöffnungen
in Form von regelmäßigen Vielecken
auftrat, vermieden.
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Somit
wird eine zuverlässige
Verbindung zwischen Werkzeug und Antriebswelle geschaffen, mit der
außerordentlich
hohe Drehmomente auch bei oszillierenden Antrieben oder stoßartiger
Belastung übertragen
werden können,
ohne daß die
Gefahr eines Ausschlagens von Befestigungsöffnung oder Befestigungsabschnitt
besteht.
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Die
Ausbuchtungen und die zwischen benachbarten Ausbuchtungen zur Mittelachse
hin vorlaufenden Krümmungsabschnitte
bilden vorzugsweise eine geschlossene, durchgehend stetige Kurve, wobei
stetig im mathematischen Sinn, d.h. ohne Unstetigkeiten wie Stufen
oder dergleichen, zu verstehen ist.
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Bei
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Befestigungsöffnung mindestens drei,
vorzugsweise sechs nach außen
weisende Ausbuchtungen auf, wobei je zwei benachbarte Ausbuchtungen
durch einen zur Mittelachse hin vorlaufenden Krümmungsabschnitt stetig miteinander
verbunden sind.
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Mit
einer solchen Ausführung
ergibt sich eine besonders gleichmäßige Drehmomentübertragung, die
hohe Flächenpressungen
vermeidet.
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Die
Ausbuchtungen stellen nach außen
konvexe Krümmungen
dar und sind vorzugsweise als abgerundete Spitzen ausgebildet.
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In
zusätzlicher
Weiterbildung der Erfindung sind die Krümmungsabschnitte bogenförmig, vorzugsweise
kreisbogenförmig
ausgebildet.
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In
vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sind benachbarte Ausbuchtungen
jeweils über
Hohlkehlungen verbunden, deren Seitenflanken in einem gemeinsamen
Scheitelpunkt zusammenlaufen.
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Auf
diese Weise wird eine besonders günstige Form mit stetigen, sanften Übergängen geschaffen,
wobei die Drehmomentübertragung überwiegend über die
Seitenflanken der Hohlkehlungen bzw. über die Ausbuchtungen erfolgt,
so daß stoßartige Beanspruchungen
und punktartige Belastungen vermieden werden.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung liegen die abgerundeten Spitzen
auf einem ersten Kreis mit einem ersten Durchmesser und die Scheitelpunkte
auf einem zweiten Kreis mit einem zweiten Durchmesser, wobei das
Verhältnis
zwischen dem ersten und dem zweiten Durchmesser ein Durchmesserverhältnis definiert,
das zwischen etwa 4 bis 6, vorzugsweise etwa 4,5 bis 5,5, insbesondere etwa
5,1 beträgt.
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In
zusätzlicher
Weiterbildung der Erfindung liegen die abgerundeten Spitzen auf
einem ersten Kreis mit einem ersten Durchmesser, während die abgerundeten
Spitzen in ihrem äußeren Bereich kreisbogenförmig mit
einem Radius gekrümmt
sind, wobei das Verhältnis
zwischen dem ersten Durchmesser und dem Radius etwa 30 bis 60, vorzugsweise
etwa 34 bis 42, insbesondere etwa 37 beträgt.
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Durch
diese Merkmale läßt sich
eine besonders günstige
Drehmomentübertragung
zwischen Antriebswelle und Werkzeug gewährleisten, ohne daß die Gefahr
eines Ausschlagens bei oszillierender oder stoßartiger Belastung besteht.
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Vorzugsweise
ist die Befestigungsöffnung am
Werkzeug und der Befestigungsabschnitt an der Antriebswelle ausgebildet.
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Hierdurch
läßt sich
eine einfache Herstellung insbesondere durch Ausstanzen der Befestigungsöffnung am
Werkzeug erzielen.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfaßt die Aufnahme eine Befestigungsschraube,
die in ein Gewindesackloch der Antriebswelle einschraubbar ist.
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Hierbei
weist die Befestigungsschraube vorzugsweise einen Kopf auf, der
zur Auflage auf dem Werkzeug dimensioniert ist.
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In
zusätzlicher
Weiterbildung der Erfindung ist ein Spannflansch vorgesehen, der
eine zentrale Öffnung
zur Durchführung
der Befestigungsschraube aufweist, und der auf seiner der Antriebswelle
zugewandten Seite einen Ringsteg aufweist, der einen größeren Innendurchmesser
als der Durchmesser der Befestigungsöffnung des Werkzeugs besitzt.
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Durch
diese Maßnahme
läßt sich
ein guter Anpreßdruck
zur Befestigung erreichen.
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In
zusätzlicher
Weiterbildung dieser Ausführung
weist der Spannflansch auf seiner der Antriebswelle zugewandten
Seite eine Vertiefung auf, die in Form und Größe auf den Befestigungsabschnitt
der Antriebswelle abgestimmt ist.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Spannflansch drehbar
an der Befestigungsschraube festgelegt.
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Auf
diese Weise wird die Handhabung vereinfacht.
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Sofern
der Befestigungsabschnitt an der Antriebswelle der Werkzeugmaschine
vorgesehen ist, weist die Antriebswelle werkzeugseitig vorzugsweise einen
Halteflansch auf, an dessen dem Werkzeug zugewandter Seite der Befestigungsabschnitt
ausgebildet ist.
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Auf
diese Weise kann das Werkzeug mit der Antriebswelle verschraubt
werden, wobei der Halteflansch als Anlage dient.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird ferner durch einen Adapter zum Spannen
eines Werkzeugs mit einer Befestigungsöffnung an einer Antriebswelle
einer Werkzeugmaschine gelöst,
an der ein nicht passend zur Befestigungsöffnung ausgebildeter Befestigungsabschnitt,
vorzugsweise in Form eines regelmäßigen Vielecks, vorgesehen
ist, wobei eine Adapterscheibe vorgesehen ist, an deren erster Seite
eine Vertiefung vorgesehen ist, die auf die Form des Befestigungsabschnitts
an der Antriebswelle abgestimmt ist, um damit eine formschlüssige Verbindung
zu bilden, und auf deren zweiter Seite ein erhabener Befestigungsabschnitt
vorgesehen ist, der der zuvor beschriebenen Form entspricht.
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Auf
diese Weise wird es ermöglicht,
Werkzeuge, die bereits mit der erfindungsgemäßen Aufnahme versehen sind,
auf Werkzeugmaschine mit Antriebswellen zu verwenden, die einen
herkömmlichen
Befestigungsabschnitt, etwa in Form eines Mehrkants, aufweisen.
Auf diese Weise wird sichergestellt, daß nicht sogleich sämtliche
bei Anwendern bereits vorhandenen Werkzeugmaschinen ausgetauscht
werden müssen,
sofern hierzu schon die neuen Werkzeuge mit der erfindungsgemäßen Befestigungsöffnung verwendet
werden sollen.
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Hierbei
weist die Adapterscheibe vorzugsweise eine zentrale Öffnung zur
Durchführung
einer in die Antriebswelle einschraubbaren Befestigungsschraube
auf.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird ferner durch einen Adapter zum Spannen
eines Werkzeuges mit einer Befestigungsöffnung an einer Antriebswelle
einer Werkzeugmaschine gelöst,
die einen Befestigungsabschnitt der erfindungsgemäßen Form
aufweist, wobei die Form der Befestigungsöffnung des Werkzeugs nicht
auf die Form des Befestigungsabschnitts abgestimmt ist und vorzugsweise
die Form eines regelmäßigen Vielecks
aufweist, wobei der Adapter einen Befestigungsabschnitt aufweist,
der auf die Form der Befestigungsöffnung des Werkzeugs abgestimmt
ist und von einer Befestigungsöffnung der
erfindungsgemäßen Form
durchsetzt ist, die auf den Befestigungsabschnitt der Antriebswelle
abgestimmt ist.
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Durch
einen derartigen Adapter wird es ermöglicht, auf einer Werkzeugmaschine
mit einer Antriebswelle, die einen erfindungsgemäßen Befestigungsabschnitt aufweist,
noch Werkzeuge alter Bauart zu spannen, die eine Befestigungsöffnung anderer
Form, etwa die Form eines regelmäßigen Vielecks,
besitzen.
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In
zusätzlicher
Weiterbildung dieser Ausführung
umfaßt
der Adapter einen Spannflansch, der eine zentrale Öffnung zur
Durchführung
einer in die Antriebswelle einschraubbaren Befestigungsschraube
aufweist, und der werkzeugseitig einen Ringsteg aufweist, der zur
Auflage auf dem Werkzeug dimensioniert ist.
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Auf
diese Weise läßt sich
eine gleichmäßige Kraftverteilung
und einer guter Anpreßdruck
beim Fixieren des Werkzeugs mittels einer Befestigungsschraube gewährleisten.
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In
vorteilhafter Weiterbildung dieser Ausführung ist der Spannflansch
drehbar an der Befestigungsschraube festgelegt.
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Hierdurch
wird die Handhabung des Adapters vereinfacht.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfaßt der Adapter eine seitlich
flanschartig abstehende Adapterscheibe, auf der der Befestigungsabschnitt ausgebildet
ist, wobei zwischen der Befestigungsschraube und der Adapterscheibe
ein Federelement angeordnet ist, das auf die Adapterscheibe wirkt.
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Durch
diese Maßnahme
wird ein Lösen
der Befestigungsschraube auch nach längerem Betrieb unter den unterschiedlichsten
Betriebsbedingungen verhindert und eine gute Anpressung des Werkzeugs an
die Antriebswelle gewährleistet.
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Gemäß einer
alternativen Ausführung
weist der Adapter eine in ein Gewindesackloch der Antriebswelle
einschraubbare Befestigungsschraube auf, die einen Kopf besitzt,
der zur Auflage auf dem Werkzeug dimensioniert ist.
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Auf
diese Weise wird auf einen Spannflansch verzichtet und dessen Funktion
bereits von der Befestigungsschraube selbst übernommen. Auch hierdurch wird
eine gleichmäßige Kraftverteilung
und gute Anlage des Werkzeugs an der Antriebswelle gewährleistet.
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Gemäß einer
weiteren Ausführung
der Erfindung ist ein Adapter vorgesehen, der zum Spannen eines
Werkzeuges mit einer Befestigungsöffnung der erfindungsgemäßen Form
an einer Antriebswelle einer Werkzeugmaschine ausgebildet ist, an
der ein passend zur Befestigungsöffnung
des Werkzeuges ausgebildeter Befestigungsabschnitt vorgesehen ist. Hierbei
weist der Adapter eine Adapterscheibe auf, an deren erster Seite
eine Vertiefung vorgesehen ist, die auf die Form des Befestigungsabschnitts
an der Antriebswelle abgestimmt ist, um damit eine formschlüssige Verbindung
zu bilden und auf deren zweiter Seite ein erhabener Befestigungsabschnitt
vorgesehen ist, der gleichfalls auf die Form der Befestigungsöffnung des
Werkzeuges abgestimmt ist. Der erhabene Befestigungsabschnitt an
der Adapterscheibe des Werkzeuges ist jedoch gegenüber der Vertiefung
an der gegenüberliegenden
Seite der Adapterscheibe winkelmäßig versetzt
angeordnet.
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Weist
der Befestigungsabschnitt beispielsweise sechs abgerundete Spitzen
auf, so führt
ein winkelmäßiger Versatz
des Befestigungsabschnitts an der einen Seite der Adapterscheibe
gegenüber der
entsprechend geformten Vertiefung an der gegenüberliegenden Seite der Adapterscheibe
dazu, daß Werkzeuge
an der Antriebswelle nicht mehr nur jeweils um Inkremente von 60° verdreht
aufgenommen werden können,
wie dies ohne Adapter möglich wäre, sondern
daß das
Werkzeug nunmehr gegenüber
der Antriebswelle in Inkrementen von jeweils 30° verdreht werden und befestigt
werden kann.
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Es
versteht sich, daß die
vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale
der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination,
sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind,
ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
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1 eine
stark vereinfachte, schematische Ansicht einer Werkzeugmaschine,
deren Antriebswelle mit einer erfindungsgemäßen Aufnahme zur Befestigung
eines Werkzeugs versehen ist;
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2 eine
Ansicht auf die Antriebswelle gemäß 1 von außen;
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3 einen
Querschnitt durch die Aufnahme der Werkzeugmaschine gemäß 1 mit
einem darauf aufgesetzten Werkzeug;
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4 einen
Schnitt gemäß der Linie
IV-IV gemäß 3;
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5 einen
Schnitt gemäß der Linie
V-V gemäß 3;
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6 eine
Ansicht des bei der Aufnahme gemäß den 3 bis 5 verwendeten
Spannflansches von seiner der Antriebswelle zugewandten Seite;
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7 einen
Querschnitt des Spannflansches gemäß 6;
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8 eine
alternative Ausführung
einer Befestigungsschraube zur Verwendung mit der Aufnahme gemäß den 1 und 2;
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9 einen
Querschnitt durch einen Adapter zur Befestigung eines Werkzeugs
mit einer erfindungsgemäßen Befestigungsöffnung an
einer Antriebswelle einer Werkzeugmaschine herkömmlicher Bauart mit anders
geformtem Befestigungsabschnitt;
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10 eine
Ansicht auf den Adapter gemäß 9 von
der Antriebswelle aus gesehen;
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11 eine
Ansicht des Adapters von seiner dem Werkzeug zugewandten Außenseite
aus gesehen;
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12 einen
Schnitt durch den äußeren Bereich
einer Antriebswelle mit aufgesetztem Werkzeug unter Zwischenlage
des Adapters gemäß 9 in Einbaustellung;
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13 einen
Querschnitt eines weiteren Adapters zur Befestigung von Werkzeugen
mit herkömmlich
geformten Befestigungsöffnungen
an Werkzeugmaschinen, deren Antriebswelle mit einem erfindungsgemäß geformten
Befestigungsabschnitt versehen ist;
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14 eine
Ansicht des Adapters gemäß 13 von
seiner der Antriebswelle abgewandten Seite her gesehen;
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15 einen
Schnitt durch eine Antriebswelle mit aufgesetztem Werkzeug unter
Zwischenlage des Adapters gemäß 13 und 14 in
Einbaustellung;
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16 eine
leicht gegenüber
der Ausführung
gemäß 15 abgewandelte
Ausführung
zur Befestigung des Werkzeugs an der Antriebswelle unter Zwischenlage
eines abgewandelten Adapters in Einbaustellung;
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17 eine
Ansicht des Adapters gemäß 16;
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18 eine
Aufsicht einer weiteren Ausführung
eines erfindungsgemäßen Adapters;
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19 einen
Querschnitt des Adapters gemäß 18 und
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20 eine
Unteransicht des Adapters gemäß 18.
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In 1 ist
eine Werkzeugmaschine, die insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichnet
ist, äußerst schematisch
dargestellt. Die Werkzeugmaschine 10 umfaßt einen
mit der Ziffer 12 angedeuteten Antrieb, der über ein
mit 14 angedeutetes Getriebe eine Antriebswelle 16 antreibt.
Am äußeren Ende
der Antriebswelle 16 ist ein Halteflansch 22 vorgesehen,
dessen Außendurchmesser
größer als
der Durchmesser der Antriebswelle 16 ist und von dessen
Stirnfläche
aus ein Befestigungsabschnitt 24 nach außen hervorsteht.
Auf den Befestigungsabschnitt 24 der Antriebswelle 16 kann
ein in den 1 und 2 nicht
dargestelltes Werkzeug von außen
aufgesteckt und mit der Antriebswelle 16 verschraubt werden.
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Im
vorliegenden Fall ist die Werkzeugmaschine 10 derart ausgebildet,
daß die
Antriebswelle 16 durch das Getriebe 14 in einer
um ihre Mittelachse 18 hin- und heroszillierende Oszillationsbewegung mit
hoher Frequenz von z.B. etwa 5.000 bis 30.000 Schwingungen pro Minute
und kleinem Verschwenkwinkel von beispielsweise etwa 0,5° bis 5° versetzt wird.
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Um
eine formschlüssige
Verbindung zwischen dem Werkzeug und der Antriebswelle 16 zu
ermöglichen,
weist der Befestigungsabschnitt 24 der Antriebswelle 16 eine
spezielle Form auf, durch die mit einer entsprechend geformten Befestigungsöffnung des
Werkzeugs eine formschlüssige
Verbindung zwischen Werkzeug und Antriebswelle 16 gewährleistet
wird.
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Die
Form des Befestigungsabschnitts, die der Form der Befestigungsöffnung des
Werkzeugs entspricht, ist aus 2 näher zu ersehen.
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Der
Befestigungsabschnitt weist insgesamt sechs abgerundete Spitzen 26 oder
Ausbuchtungen auf, die in gleichmäßigen Winkelabständen von
jeweils 60° um
die Mittelachse 18 der Antriebswelle 16 herum
angeordnet sind. Dabei sind jeweils zwei benachbarte, abgerundete
Spitzen 26 durch einen Krümmungsabschnitt 28 verbunden,
der zur Mittelachse 18 hin vorläuft. Die Krümmungsabschnitte 28 sind
kreisbogenförmig
ausgebildet und gehen von einem Scheitelpunkt aus, der der Mittelachse
18 am nächsten
kommt, stetig über
ihren beiden Enden jeweils unmittelbar in die abgerundeten Spitzen 26 über, die
ihrerseits im Außenbereich
gleichfalls kreisbogenförmig
gekrümmt
sind. Benachbarte abgerundete Spitzen 26 sind auf diese
Weise über
die Krümmungsabschnitte 28,
die Hohlkehlungen bilden, stetig miteinander verbunden. Insgesamt
entsteht so durch die Ausbuchtungen oder abgerundeten Spitzen 26 und
die Krümmungsabschnitte 28 eine
geschlossene, stetige Kurve.
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In
diesem Zusammenhang ist der Begriff "stetig" in seiner mathematischen Bedeutung
zu verstehen, d.h. ohne sprunghafte Übergänge, wie etwa Stufen.
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Bei
dem in 2 dargestellten Befestigungsabschnitt 24 beträgt der Durchmesser
des Kreises, der durch die äußersten
Enden der abgerundeter Spitzen 26 definiert ist und der
durch d bezeichnet ist, etwa 18 mm. Der Krümmungsradius r1 der Krümmungsabschnitte 28 zwischen
zwei benachbarten abgerundeten Spitzen 26 beträgt im dargestellten Fall
etwa 3,56 mm. Dagegen beträgt
der Krümmungsradius
r2 einer jeden abgerundeten Spitze 26 etwa
0,95 mm.
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Es
versteht sich, daß die
Form einer Befestigungsöffnung
eines auf den Befestigungsabschnitt 24 aufzusetzenden Werkzeugs
unmittelbar auf den Befestigungsabschnitt 24 abgestimmt
ist, um eine Aufnahme und formschlüssige Verbindung zu gewährleisten.
Die Toleranzen der entsprechenden Befestigungsöffnung sind in geeigneter Weise
an die Form des Befestigungsabschnitts 24 angepaßt, um eine
gute Mitnahme zu gewährleisten,
ein Klemmen jedoch zu vermeiden.
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So
könnte
das Maß d
bei der Befestigungsöffnung
etwa 18,1 mm betragen, während
für den Krümmungsradius
r1 ein Radius von etwa 3,53 mm verwendet
werden könnte
und für
den Radius der abgerundeten Spitzen ein Radius von etwa 1,0 mm.
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Durch
eine derartige formschlüssige
Verbindung zwischen Befestigungsöffnung
und Befestigungsabschnitt wird eine formschlüssige Kraftübertragung zwischen Werkzeug
und Antriebswelle ermöglicht,
wobei gleichzeitig die Gefahr eines Ausschlagens der Befestigungsöffnung oder
der abgerundeten Spitzen des Befestigungsabschnitts auch bei Übertragung
hoher Drehmomente bei oszillierender oder sogar stoßartiger
Belastung vermieden wird. Dies wird im wesentlichen dadurch erreicht,
daß die Seitenflanken
der Krümmungsabschnitte 28 in
Teilbereichen annähernd
radial verlaufen.
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Es
versteht sich, daß die
Verhältnisse
zwischen dem Abstand d zwischen zwei abgerundeten Spitzen 26 einerseits
und den Krümmungsradien
der Krümmungsabschnitte 28 bzw.
der abgerundeten Spitzen 26 andererseits in weiten Grenzen
variiert werden können,
ohne die Vorteile der zuverlässigen und
gleichmäßigen Kraftübertragung
zu verlieren. Ferner können
auch mehr oder weniger als sechs Spitzen 26, die vorzugsweise
abgerundet sind, vorgesehen sein.
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Die
Befestigung eines Werkzeugs an einer Werkzeugantriebswelle 16 mit
einem Befestigungsabschnitt 24 gemäß den 1 und 2 wird
im folgenden näher
anhand der 3 bis 7 erläutert.
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Bei
dem Werkzeug 50 handelt es sich um einen dreieckförmigen Schleifteller
mit nach außen konvex
gewölbten
Seitenkanten bekannter Bauart. Das Werkzeug 50 weist eine
Halteplatte 52 auf, die beispielsweise aus Aluminium bestehen
kann und an deren Unterseite ein nachgiebiges Kissen 54,
das etwa aus einem Polyurethan-Schaum
bestehen kann, vorgesehen ist. An der äußeren Seite des Kissens 54 ist
eine Aufnahmefläche 56 vorgesehen,
die etwa mit einer Klettaufnahme für ein entsprechend geformtes
Schleifpapier versehen sein kann. Alternativ könnte ein Schleifpapier beispielsweise
durch Aufkleben auf dem Kissen 54 befestigt werden. An
der Halteplatte 52 des Werkzeugs 50 ist eine Befestigungsöffnung 60 vorgesehen,
die der zuvor anhand von 2 erläuterten Form entspricht und
in ihrer Größe entsprechend
angepaßt
ist. Innerhalb des Kissens 54 ist ferner eine Ausnehmung 58 vorgesehen, die
es gestattet, das Werkzeug 50 bei auf dem Befestigungsabschnitt 24 aufgesteckter
Halteplatte 52 von außen
her durch Aufstecken eines Spannflansches 30 zu sichern
und diesen durch eine zentrale Befestigungsschraube 36,
die in die Antriebswelle 16 eingeschraubt wird, zu befestigen.
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Wie
vorstehend bereits erwähnt,
ist die Form der Befestigungsöffnung 60 in
der Halteplatte 52 des Werkzeugs 50 auf die Form
des Befestigungsabschnitts 24 der Antriebswelle 16 abgestimmt.
Der Spannflansch 30 weist eine zentrale Öffnung 32 zur Durchführung der
z.B. genormten Befestigungsschraube 36 auf.
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Auf
seiner der Antriebswelle 16 zugewandten Seite weist der
Spannflansch 30 ferner eine Vertiefung 34 auf,
die gleichfalls in Form und Größe auf die
Form des Befestigungsabschnitts 24 der Antriebswelle 16 abgestimmt
ist. Somit ist nicht nur die Befestigungsplatte 52 sondern
auch der Spannflansch 30 formschlüssig mit dem Befestigungsabschnitt 24 der
Antriebswelle 16 verbunden. Die Befestigungsschraube 36 verläuft durch
die Öffnung 32 hindurch
und ist auf der Seite der Antriebswelle 16 durch einen
Sprengring 44 unverlierbar mit dem Spannflansch 30 verbunden.
Innerhalb des Kopfes 38 der Befestigungsschraube 36,
die gemeinsam mit dem Spannflansch 30 vollständig versenkt
innerhalb der Ausnehmung 58 des Kissens 54 aufgenommen ist,
ist ein Inbus 40 vorgesehen, um eine Betätigung der
Schraube 36 von außen
zu ermöglichen.
Im, in den 4 und 5 dargestellten,
zusammengebauten Zustand ist die Befestigungsschraube 36 mit ihrem
Gewindeabschnitt 42 in ein Gewindesackloch 64 der
Antriebswelle 16 eingeschraubt.
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Um
eine gute Flächenpressung
zwischen dem Spannflansch 30 und der Befestigungsplatte 52 beim
Anpressen der Befestigungsplatte 52 gegen den Halteflansch 22 der
Antriebswelle 16 zu gewährleisten
und gleichzeitig ein Lösen
der Befestigungsschraube 36 im Betrieb zu vermeiden, weist
der Spannflansch 30 auf seiner der Antriebswelle 16 zugewandten
Seite eine Eindrehung 63 geringer Tiefe auf, durch die
ein am Außenumfang
verbleibender, in Richtung auf die Antriebswelle 16 hervorstehender Ringsteg 62 gebildet
ist.
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Die
Form des Spannflansches ist zusätzlich noch
aus den 6 und 7 näher zu ersehen.
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Statt
der Verwendung eines Spannflansches 30 besteht natürlich auch
die Möglichkeit,
das Werkzeug 50 unmittelbar durch eine Befestigungsschraube
mit entsprechend geformtem Kopf an der Antriebswelle 16 zu
befestigen.
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Eine
derartige Befestigungsschraube 36a ist in 8 dargestellt.
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Der
Kopf 38a der Befestigungsschraube 36a ist flanschartig
nach außen
verbreitert, etwa in der Form des zuvor beschriebenen Spannflansches 30. Der
Kopf 38a ist an seiner der Antriebswelle 16 zugewandten
Seite mit einer kreisringförmigen
Eindre hung 63a versehen, so daß am äußeren Rand einen Ringsteg 62a verbleibt,
mit dem der Kopf 38a unmittelbar an die Befestigungsplatte 52 des
Werkzeugs 50 anpreßbar
ist. Wiederum ist der Kopf 38a mit einem Inbus 40a versehen.
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Anhand
der 9 bis 12 wird nunmehr ein Adapter
erläutert,
der es ermöglicht,
ein Werkzeug, das mit einer erfindungsgemäß geformten Befestigungsöffnung versehen
ist, an der Antriebswelle einer Werkzeugmaschine zu spannen, die
mit einem Befestigungsabschnitt herkömmlicher Bauart, etwa in Form
eines Sechskantes, versehen ist. Somit können mit der neuen Aufnahme
versehene Werkzeuge auch bei bereits vorhandenen Werkzeugmaschinen verwendet
werden, womit vermieden werden kann, daß nebeneinander verschiedenartige
Werkzeuge produziert werden müssen,
da für
bereits vorhandene Werkzeugmaschinen natürlich nach wie vor geeignete
Werkzeuge bereitgestellt werden müssen.
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Der
insgesamt mit der Ziffer 70 bezeichnete Adapter umfaßt eine
Adapterscheibe 72, deren Form im einzelnen aus den 9 bis 11 zu
ersehen ist. Die Adapterscheibe 72 besitzt auf ihrer der
Antriebswelle zugewandten Seite eine Vertiefung 84, die
in Form und Größe der Form
des Befestigungsabschnitts 24b der Antriebswelle 16b gemäß 12 angepaßt ist.
Im dargestellten Fall ist der Befestigungsabschnitt 24b der
Antriebswelle 16b sechskantförmig ausgebildet, während die
Vertiefung 84 in Form eines Sechskants mit jedoch insgesamt
zwölf Außenecken
ausgebildet ist, so daß sich
insgesamt eine sternförmige
Form ergibt, wie aus 10 zu ersehen ist. Statt dessen
könnte
auch eine sechskantförmige
Ausnehmung verwendet werden, die unmittelbar der Form des Befestigungsabschnitts 24b entspricht.
Auf der gegenüberliegenden,
der Antriebswelle 16b abgewandten Seite ist die Adapterscheibe 72 mit
einem erhaben hervorstehenden Befestigungsabschnitt 86 versehen,
der der Form der erfindungsgemäßen Aufnahme
mit abgerundeten Spitzen entspricht. Das Werkzeug 50b weist
gemäß 12 eine
entsprechend geformte Befestigungsöffnung 60b auf, die
eine formschlüssige
Verbindung mit dem Befestigungsabschnitt 86 der Adapterscheibe 72 ermöglicht.
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Wiederum
wird eine Befestigungsschraube 36b zur Befestigung des
Werkzeugs 50b an der Antriebswelle 16b verwendet.
Die Befestigungsschraube 36b entspricht weitgehend der
anhand von 8 beschriebenen Befestigungsschraube,
jedoch ist in Abwandlung von der in 8 beschriebenen
Ausführung
an der Außenseite
kein Inbus vorgesehen, sondern zwei Vertiefungen 87, in
die ein Steckschlüssel einsteckbar
ist. Bei dem Werkzeug 50b kann es sich in Abwandlung von
dem zuvor anhand der 4 und 5 beschriebenen
Werkzeug beispielsweise um ein Schneidwerkzeug handeln, an dessen
Befestigungsabschnitt oder Befestigungsplatte 52b die Befestigungsöffnung 60b vorgesehen
ist. Wiederum ist die Befestigungsschraube 36b mit ihrem
Gewindeabschnitt 42b in die Antriebswelle 16b eingeschraubt.
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Anhand
der 13 bis 15 wird
ein weiterer Adapter 90 erläutert, der dazu verwendet werden
kann, um an Werkzeugmaschinen, deren Antriebswelle mit einem erfindungsgemäßen Befestigungsabschnitt
versehen ist, herkömmliche
Werkzeuge aufspannen zu können,
deren Befestigungsöffnung
eine andere Form, beispielsweise die Form eines regelmäßigen Vielecks
gemäß 10 aufweist.
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Der
Adapter 90 umfaßt
eine Adapterscheibe 92, die von einer Befestigungsöffnung 94 der
erfindungsgemäßen Form
durchsetzt ist und mit der die Adapterscheibe unmittelbar formschlüssig auf
dem Befestigungsabschnitt 24 der Antriebswelle 16 aufgenommen
werden kann. Wie aus den 13 und 14 ersichtlich,
weist die Adapterscheibe 92 auf ihrer der Antriebswelle 16 abgewandten
Seite ein Befestigungsteil 96 auf, das sechskantförmig ausgebildet
ist und erhaben von der Oberfläche
der Adapterscheibe 92 in Richtung auf das Werkzeug hervorsteht und
innerhalb deren die Befestigungsöffnung 94 vorgesehen
ist.
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Im
zusammengebauten Zustand mit einem Werkzeug 50c unter Zwischenlage
der Adapterscheibe 92 ergibt sich die Darstellung gemäß 15.
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Bei
dem Werkzeug 50c kann es sich beispielsweise um ein Sägeblatt
handeln, das in seiner Mitte einen konisch hervorstehenden Befestigungsabschnitt 97 besitzt,
inner halb dessen eine sechskantförmige
oder sternförmige
Befestigungsöffnung 60c mit
sechs Kanten und zwölf
Außenecken
gemäß 10 vorgesehen
ist. Die Verschraubung mit der Antriebswelle 16 erfolgt
entweder gemäß 15 unter
Verwendung eines Spannflansches 30c oder gemäß 16 unter
Verwendung einer Befestigungsschraube 36d, die etwa der
Befestigungsschraube gemäß 8 entspricht.
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Gemäß 15 ist
ein Spannflansch 30c vorgesehen, der mit einem Ringsteg 62c den
Befestigungsteil gegen die Adapterscheibe 92 bzw. gegen den
Halteflansch 22 der Antriebswelle 16 anpreßt.
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Zur
Befestigung an der Antriebswelle 16 dient eine Befestigungsschraube 36c mit
einem Kopf 38c, in der ein nicht dargestellter Inbus vorgesehen ist
und die mit ihrem Gewindeabschnitt 42c in die Antriebswelle 16 eingeschraubt
ist.
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Eine
alternative Befestigungsmöglichkeit
zur Befestigung des Werkzeugs 50c unter Verwendung eines
leicht abgewandelten Adapters 90d ist in den 16 und 17 dargestellt.
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Hierbei
wird auf einen separaten Spannflansch 30c verzichtet. Statt
dessen ist der Kopf 38d der Befestigungsschraube 36d flanschartig
ausgebildet. Der Kopf 38d der Befestigungsschraube 36d weist
eine Ringschulter 102 auf, die den Befestigungsabschnitt 97 des
Werkzeugs 50c gegen den Adapter 92d beaufschlagt.
Der Adapter 90d weist gemäß 17 entgegen
der Ausführung
gemäß 14 keine
flanschartige Adapterscheibe auf, sondern ist an seiner Außenseite
lediglich mit dem Befestigungsteil 96 gemäß 14 versehen,
das in die Befestigungsöffnung 60c des
Werkzeugs 50C paßt.
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Zusätzlich ist
in einer Vertiefung 100 auf der der Antriebswelle 16 zugewandten
Seite des Kopfes 38d ein Federelement 98 in Form
einer Tellerfeder aufgenommen, die auf dem Adapter 90d aufliegt. Beim
Anziehen der Befestigungsschraube 36d unter Verwendung
eines in den Inbus 40d einsteckbaren Inbusschlüssels wird
das Feder element 98 somit gegen den Adapter 90d vorgespannt
und verhindert ein Lösen
der Befestigungsschraube 36d während des Betriebs.
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In
den 18 bis 20 ist
ein weiterer erfindungsgemäßer Adapter
dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 110 bezeichnet.
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Der
Adapter 110 weist eine Adapterscheibe 112 auf,
an deren Oberseite ein erhabener Befestigungsabschnitt 116 ausgebildet
ist, dessen Form und Größe vollständig der
Form des Befestigungsabschnitts gemäß der 1 und 2 entspricht,
wie aus 18 zu ersehen ist.
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An
der gegenüberliegenden
Seite oder Bodenseite der Adapterschiebe 112 ist eine Vertiefung 114 ausgebildet,
deren Form und Größe vollständig auf
den Befestigungsabschnitt 116 abgestimmt ist, jedoch winkelmäßig gegenüber diesem
versetzt angeordnet ist, vorzugsweise um 30°, wie aus 20 zu
ersehen ist, in der der Befestigungsabschnitt 116 zusätzlich gestrichelt
eingezeichnet ist.
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Der
Adapter 110 weist wiederum eine zentrale Öffnung 118 zur
Durchführung
einer Befestigungsschraube auf, die in ein Gewindesackloch an der
Antriebswelle eingeschraubt werden kann.
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Solch
ein Adapter 110 kann vorteilhaft verwendet werden, wenn
eine Verdrehung des Werkzeuges gegenüber der Antriebswelle um von
60° abweichende
Zwischenwinkel, erwünscht
ist. Im vorliegenden Fall kann das Werkzeug gegenüber der
Antriebswelle in Inkrementen von 30° verdreht und befestigt werden.
Würde man
den Befestigungsabschnitt 24 mit zwölf Spitzen 26 ausbilden,
wäre eine Verstellung
um 30° auch
möglich.
Dies ist bei der geringen Baugröße jedoch
nur schwer herstellbar.