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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trennen und Schleifen, z.
B. einen Winkelschleifer, mit einer Arbeitsspindel, auf der ein
Werkzeug, z.B. eine Schleif-, Schrupp- oder Trennscheibe, befestigt ist. Die
Befestigung erfolgt mittels eines Flansches, der einteilig an der
Arbeitsspindel ausgebildet ist oder lose aber drehfest auf ihr sitzt,
und einer Haltemutter, die auf das Ende der Arbeitsspindel aufgeschraubt ist.
Das Werkzeug wird zwischen dem Flansch und der Haltemutter festgespannt.
Zwischen dem Werkzeug und dem Flansch, der Haltemutter und der Arbeitsspindel
sind dabei vibrationsdämpfende
Elemente vorgesehen. Die Erfindung betrifft außerdem ein dafür geeignetes
Werkzeug.
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Bei
der Benutzung von Winkelschleifern ohne vibrationsdämpfende
Elemente entstehen starke Vibrationen, die sich über die Haltegriffe, im Allgemeinen
ein Haupt- und ein Zusatzhandgriff, auf die Arme des Benutzers übertragen.
Beim längeren
Arbeiten mit Winkelschleifern kann es daher zu Gesundheitsschäden wie
Taubheitsgefühlen
im Unterarm kommen.
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Es
ist ein Winkelschleifer bekannt, bei dem der Haupt- und Zusatzhandgriff
Vibrationsdämpfungen
enthalten.
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Aus
JP 95 118 376 ist eine
vibrationsgedämpfte
Schleifscheibe bekannt, die mittels einer Anordnung aus einem weichen
und einem harten Dämpfungselement,
die seitlich an der Schleifscheibe anliegen, mit dem Schaft verbunden
ist.
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Aus
JP 56 163 882 ist ein Schleifstein
bekannt, der mittels Hülsenflanschen
auf einem zentralen Dämpfungsrad
aus elastischem Material befestigt ist, das wiederum mittels Flanschen
auf einem Dorn befestigt ist, der auf der Arbeitsspindel sitzt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gesundheitsschädlichen
Vibrationen in den Händen
des Benutzers einer handgeführten
Trenn- oder Schleifvorrichtung in einfacher Weise möglichst
weitgehend zu reduzieren.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe dadurch gelöst,
dass zwischen den Befestigungsmitteln und dem Werkzeug eine elastische
Schicht angeordnet ist.
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Die
Schicht ist vorzugsweise auf beiden Seiten des Werkzeugs sowie innerhalb
der Befestigungsbohrung vorgesehen, mit der das Werkzeug auf der
Arbeitsspindel festgespannt wird. Das Schleifwerkzeug hat dadurch
keinen unmittelbaren Kontakt mit den Befestigungsmitteln, d.h. der
Arbeitsspindel, dem Flansch und der Haltemutter, und alle Kontakt-
oder Spannflächen
sind mit dem elastischen Material versehen. Die Übertragungen der Vibration von
dem Schleifwerkzeug auf die Arbeitsspindel und damit die Antriebseinheit
wird dadurch bereits am Anfang des Übertragungsweges reduziert,
so dass die Vibrationen bereits stark gedämpft werden, bevor sie auf
die Antriebseinheit übertragen
werden.
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Die
Schicht aus elastischem Material kann dabei jeweils auf einer oder
auf beiden der aneinander liegenden Spannflächen des Werkzeugs und der Befestigungsmittel
vorgesehen sein.
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Die
Schicht aus elastischem Material kann eine Beschichtung auf dem
Werkzeug oder auf den Befestigungsmitteln sein. Die Schicht aus
elastischem Material kann auch ein separates Bauteil sein, das zwischen
dem Werkzeug und den Befestigungsmitteln angeordnet wird. Beide
Möglichkeiten
können auch
kombiniert werden, indem zum Beispiel der innere Rand der Befestigungsbohrung
des Werkzeuges mit einer Beschichtung versehen ist und auf einer oder
auf beiden Seiten des Werkzeugs zwischen dem Werkzeug und dem Flansch
oder dem Werkzeug und der Haltemutter eine dünne Scheibe aus dem elastischen
Material untergelegt wird.
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Bei
der elastischen Schicht oder Beschichtung handelt es sich vorzugsweise
um ein Polyurethan-Elastomer, z. B. Vulkollan, mit einer Rückprallelastizität [DIN 53512]
von 70% und einer Härte
[DIN 53505] von 80 ± 5
Shore A.
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Die
Beschichtung der Spannflächen
des Flansches und der Haltemutter oder die stattdessen vorgesehene
Beschichtung der die Befestigungsbohrung umgebenden Bereiche des
Werkzeugs hat vorzugsweise eine Stärke von 1,5 mm. Die Beschichtung
des inneren Randes der Befestigungsbohrung des Werkzeugs bzw. die
stattdessen vorgesehene Beschichtung, der Kragen des Flansches und
der Haltemutter hat vorzugsweise eine Stärke von 2,5 mm.
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Bei
einer ersten Ausgestaltung der Erfindung sind die Spannflächen des
Werkzeuges nicht mit einer Beschichtung versehen und sind nur die
Spannflächen
des Flansches und der Haltemutter einschließlich des Umfangs des jeweiligen
Kragens mit einer Beschichtung versehen. Bei dieser Ausführungsform
können
Schleifscheiben mit den üblichen Abmessungen,
insbesondere dem üblichen
Durchmesser der Befestigungsbohrung von 22,23 mm verwendet werden.
Der Durchmesser des Kragens des Flansches und der Haltemutter ohne
Beschichtung wird dabei soweit reduziert, dass mit der Beschichtung
dann der übliche
Durchmesser von 22,20 mm erreicht wird. Die Kragen haben dazu einen
ursprünglichen
Durchmesser von z.B. 17,2 mm, und die Beschichtung hat eine Stärke von
2,5 mm.
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Bei
einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung sind die Befestigungsmittel
nicht mit einer Beschichtung versehen und sind die Spannflächen auf beiden
Seiten des Werkzeuges und der innere Rand der Befestigungsbohrung
des Werkzeuges mit einer Beschichtung versehen. Der Flansch und
die Haltemutter sind somit unverändert.
Die Befestigungsbohrung des Werkzeuges hat dann ohne Beschichtung z.B.
einen Durchmesser von 25,4 mm, der durch eine Beschichtung von 1,585
mm Stärke
dann auf 22,23 mm reduziert wird. Der besondere Vorteil dieser Ausgestaltung
liegt darin, dass der Flansch und die Haltemutter Standardabmessungen
haben und somit unverändert
sind. Das in der beschriebenen Weise beschichtete Werkzeug kann
daher an Stelle herkömmlicher
Werkzeuge eingesetzt werden, ohne dass der Flansch oder die Haltemutter
ausgetauscht werden müssen.
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In
einer dritten Ausgestaltung der Erfindung ist der innere Rand der
Befestigungsbohrung des Werkzeuges mit einer Beschichtung versehen
und sind die Kontakt- oder Spannflächen des Flansches und der
Haltemutter ebenfalls mit einer Beschichtung versehen. Die Spannflächen des
Werkzeuges sind dagegen nicht mit einer Beschichtung versehen. Der Flansch
und die Haltemutter haben jeweils einen Kragen, der sich in die
Befestigungsbohrung des Werkzeuges erstreckt, und die Umfangsflächen dieser Kragen
tragen ebenfalls keine Beschichtung in dem Bereich, der über die
Beschichtung der Spannflächen
vorsteht. Auch hierbei besteht der Vorteil, dass der Flansch und
die Haltemutter Standardabmessungen haben können.
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Bei
einer vierten Ausgestaltung der Erfindung ist ähnlich wie bei der dritten
Ausgestaltung der innere Rand der Befesti gungsbohrung des Werkzeuges
mit einer Beschichtung versehen. Die Spannflächen des Werkzeuges und des
Flansches und der Haltemutter tragen jedoch keine Beschichtung,
und stattdessen wird jeweils ein dünner Ring aus dem elastischen
Material zwischen dem Flansch und dem Werkzeug, sowie dem Werkzeug
und der Haltemutter eingelegt. Auch hierbei können der Flansch und die Haltemutter
Standardabmessungen haben.
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In
allen Fällen
zeichnet sich die erfindungsgemäße Lösung somit
dadurch aus, dass entweder der Flansch und die Haltemutter so ausgebildet
sind, dass eine Standardschleifscheibe mit üblichen Abmessungen eingespannt
werden kann, oder dass die Schleifscheibe so ausgebildet ist, dass
sie mittels eines Standardflansches und einer Standardhaltemutter üblicher
Abmessungen eingespannt werden kann.
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Die
Werkzeuge können
eine gerade oder gekröpfte
Form haben, und die Antriebseinheit kann einen Elektromotor, insbesondere
Hochfrequenzmotor, Druckluftmotor oder benzingetriebenen Motor aufweisen.
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Besonders
vorteilhaft ist die Erfindung naturgemäß bei handgeführten Vorrichtungen
zum Trennen und Schleifen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigen:
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1 einen
Winkelschleifer mit aufgespanntem Werkzeug;
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2 im
Schnitt ein Werkzeug und die Befestigungsmittel nach dem ersten
Ausführungsbeispiel
in einer auseinander gezogenen Darstellung;
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3 die
Anordnung von 2 im zusammengebauten Zustand;
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4 im
Schnitt ein Werkzeug und Befestigungsmittel nach dem zweiten Ausführungsbeispiel in
einer auseinander gezogenen Darstellung;
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5 eine
Anordnung von 4 im zusammengebauten Zustand;
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6 im
Schnitt ein Werkzeug und Befestigungmittel nach dem dritten Ausführungsbeispiel
und
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7 im
Schnitt ein Werkzeug und die Befestigungsmittel nach dem vierten
Ausführungsbeispiel.
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Der
in 1 schematisch dargestellte Winkelschleifer enthält eine
Antriebseinheit 10, die über ein Winkelgetriebe eine
Arbeitsspindel 14 antreibt, und einen Handgriff 18.
Die Arbeitsspindel 14 weist einen Flansch 16 auf,
der ein Lager für
ein Werkzeug 20 darstellt. Das äußere Ende der Arbeitsspindel 14 ist
mit einem Außengewinde 22 versehen,
auf das eine Haltemutter 24 aufgedreht wird, so dass das Werkzeug 20 zwischen
dem Flansch 16 und der Haltemutter 24 festgespannt
wird. Der Flansch 16 und die Haltemutter 24 haben
einander zugewandte Spannflächen 30 (s.
z. B. 2), zwischen denen das Werkzeug 20 festgespannt
wird. Der Flansch 16 kann einteilig mit der Arbeitsspindel 14 ausgebildet sein
oder ein getrenntes Bauteil sein, wobei er dann lösbar aber
drehfest auf der Arbeitsspindel 14 sitzt. Um den Rand seiner
zentralen Öffnung
bzw. um den Schaft der Antriebsspindel 14 herum kann der Flansch 16 einen
Kragen 26 aufweisen, auf dem das Werkzeug 20 sitzt.
Die Haltemutter 24 hat üblicherweise
ebenfalls einen solchen Kragen. Der Flansch 16 und die
Haltemutter 24 bilden zusammen mit der Arbeitsspindel 14 die
Befestigungsmittel für
das Werkzeug 20. Wie üblich
ist das Werkzeug teilweise von einer Schutzhaube 12 abgedeckt,
die sich um etwa 180° des
Umfangs des Werkzeugs 20 erstreckt.
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Bei
dem Werkzeug 20 handelt es sich um eine Schleifscheibe,
einen Schleiftopf, eine Trennscheibe, eine Schruppscheibe oder dergleichen. Beim
Arbeiten mit derartigen Werkzeugen entstehen Vibrationen, die von
dem Werkzeug 20 auf die Antriebseinheit 10 und über deren
Handgriffe 18 auf den Benutzer übertragen werden. Um die Übertragung der
Vibrationen auf die Antriebseinheit zu reduzieren, ist zwischen
dem Werkzeug 20 und den Einspannmitteln, das heißt dem Flansch 16,
der Haltemutter 24 und der Arbeitsspindel 14,
eine Schicht aus elastischem Material vorgesehen. Es besteht dadurch kein
direkter Kontakt zwischen dem Werkzeug 20 und den Befestigungsmitteln.
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Die 2 und 3 zeigen
ein erstes Ausführungsbeispiel,
wobei die Spannfläche 30 des Flansches 16 und
die Spannfläche 32 der
Haltemutter 24 eine Beschichtung 34 tragen. Der
Flansch 16 und die Haltemutter 24 haben einen
Kragen 26, um dessen Umfang die Beschichtung 34 hochgezogen ist.
Das Werkzeug 20 hat weder in der Befestigungsbohrung 28 noch
in den die Befestigungsbohrung 28 umgebenden Bereichen
eine Beschichtung.
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3 zeigt
das Werkzeug 20 eingespannt zwischen dem Flansch 16 und
der Haltemutter 24. Infolge der Beschichtung 34 des
Flansches 16 und der Haltemutter 24 besteht an
keiner Stelle ein unmittelbarer Kontakt zwischen den Metallkörpern des
Flansches 16 und der Haltemutter 24 mit dem Werkzeug 20,
wodurch Vibrationen wirksam gedämpft
werden. Da bei diesem Ausführungsbeispiel
nur die Befestigungsmittel die Beschichtung tragen, und der Außendurchmesser
des Kragens 26 einschließlich der Beschichtung 34 den üblichen
Durchmesser der Befestigungsbohrung von 22, 23 mm hat, können Werkzeuge
mit üblichen
Abmessungen eingespannt werden.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
der 4 und 5 trägt nur das Werkzeug 20 die
Beschichtung 34. Der innere Rand der Befestigungsbohrung 28 und
der sich daran anschließende
Ringbereich auf beiden Seiten des Werkzeuges 20, dessen
Durchmesser sich mit dem des Flansches 16 und der Haltemutter 24 deckt,
trägt die
Beschichtung 34, die auf diesen Flächen eine Stärke von
1,5 mm und innerhalb der Befestigungsbohrung 28 eine Stärke von
2,5 mm hat.
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6 zeigt
ein drittes Ausführungsbeispiel der
Erfindung, wobei der innere Rand der Befestigungsbohrung 28 des
Werkzeugs 20 eine Beschichtung 34 trägt, während die
sich auf beiden Seiten des Werkzeugs 20 daran anschließenden Flächen keine Beschichtung
tragen. Stattdessen tragen die Spannflächen 30, 32 des
Flansches 16 und Haltemutter 24 eine Beschichtung 34.
Der über
diese Beschichtung vorstehende Bereich, der Kragen 26,
trägt keine
Beschichtung.
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7 zeigt
ein viertes Ausführungsbeispiel der
Erfindung, bei dem ebenso wie bei dem dritte Ausführungsbeispiel
das Werkzeug 20 nur am inneren Rand der Befestigungsbohrung 28 die
Beschichtung 34 trägt.
Der Flansch 16 und die Haltemutter 24 tragen jedoch
keine Beschichtung. Stattdessen sind zwei Scheiben 36 aus
dem elastischen Material vorgesehen, die auf die Spannflächen 30, 32 des
Flansches 16 und der Haltemutter 24 aufgelegt
werden. Der Innen- und der Außendurchmesser
der Scheiben 36 stimmt mit dem der Spannflächen 30, 32 überein. Auch
bei diesem Ausführungsbeispiel
besteht daher kein unmittelbarer Kontakt zwischen dem eingespannten
Werkzeug 20 und der Arbeitsspindel 14, dem Flansch 16 und
der Haltemutter 24. Der Kontakt zwischen diesen Bauteilen
erfolgt immer über
die Beschichtung 34 bzw. die Scheiben 36 aus elastischem Material.
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- 10
- Antriebseinheit
- 12
- Schutzhaube
- 14
- Arbeitsspindel
- 16
- Flansch
- 18
- Handgriff
- 20
- Werkzeug
- 22
- Außengewinde
- 24
- Haltemutter
- 26
- Kragen
- 28
- Befestigungsbohrung
- 30
- Spannfläche Flansch
- 32
- Spannfläche Haltemutter
- 34
- Beschichtung
- 36
- Scheiben