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Dokumentenidentifikation DE19738095C2 04.05.2000
Titel Exzentertellerschleifer
Anmelder Robert Bosch GmbH, 70469 Stuttgart, DE
Erfinder Berger, Guenther, 73274 Notzingen, DE;
Walz, Roland, 70567 Stuttgart, DE;
Heess, Stefan, 70794 Filderstadt, DE;
Frank, Mario, 73630 Remshalden, DE
Vertreter Gleiss & Große, Patentanwaltskanzlei, 70469 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 01.09.1997
DE-Aktenzeichen 19738095
Offenlegungstag 11.03.1999
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 04.05.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.05.2000
IPC-Hauptklasse B24B 23/03

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Exzentertellerschleifer mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen. Stand der Technik

Ein Exzentertellerschleifer der gattungsgemäßen Art ist aus der DE 42 33 729 A1 bekannt. Hier wird die Drehung eines elektrischen Antriebsmotors über ein Winkelgetriebe auf eine einen exzentrischen Zapfen tragende Welle in die Arbeitsbewegung eines Schleiftellers umgewandelt. Diese Arbeitsbewegung setzt sich aus einer Drehbewegung und einer kreisenden Bewegung des Schleiftellers zusammen. Dies wird erreicht, indem der exzentrische Zapfen Bestandteil einer innerhalb der als Hohlwelle ausgebildeten Welle mit einer Exzentrizität zu dieser angeordneten Exzenterwelle ist. Die Exzenterwelle ist drehfest mit dem Schleifteller gekoppelt. Wird die Hohlwelle über den Antriebsmotor in Rotation versetzt, rotiert und kreist auch der Exzenterzapfen gemeinsam mit der Exzenterwelle und dem Schleifteller mit der gegebenen Exzentrizität um die Drehachse der Hohlwelle. Der Schleifteller und die Exzenterwelle rotieren infolge der Lagerreibung am Exzenterzapfen mit der Hohlwelle mit. Greift während eines bestimmungsgemäßen Einsatzes des Exzentertellerschleifers ein Bremsmoment am Schleifteller oder der Exzenterwelle an, das größer ist als das Drehmoment infolge der Lagerreibung der Exzenterwelle in der Hohlwelle, kreisen Schleifteller und Exzenterwelle ohne zu rotierten.

Der Schleifteller soll während des Einsatzes nur dann rotieren, wenn ein verhältnismäßig hoher Werkstoffabtrag gewünscht ist. Das Rotieren des Schleiftellers ist unerwünscht, wenn der angetriebene Schleifteller das Werkstück nicht berührt, das heißt, das Bremsmoment fehlt, so daß die Drehzahl des Schleiftellers unkontrolliert ansteigen kann. Um diesem sogenannten Hochdreh-Effekt entgegenzuwirken, ist bekannt, den Exzentertellerschleifer mit einer Bremseinrichtung auszustatten, die bei Leerlauf oder bei gewünschter minimaler Abtragsleistung des Schleiftellers eine Rotation des Schleiftellers verhindert.

Eine bekannte Bremseinrichtung umfaßt ein zur Exzenterwelle axial verlagerbares Hohlzahnrad, dessen Innenverzahnung in Eingriff mit einer auf der Exzenterwelle drehfest angeordnetes Stirnzahnrad bringbar ist. Das Hohlzahnrad ist hierbei konzentrisch zur Drehachse der Welle und das Stirnzahnrad konzentrisch zur Drehachse der Exzenterwelle angeordnet. Entsprechend der Axialstellung des Hohlzahnrades steht dieses mit dem Stirnzahnrad in - beziehungsweise außer Eingriff. Zur Axialstellung des Hohlzahnrades ist bekannt, dieses mit einem für einen Bedienenden zugänglichen Betätigungselement auszustatten, wobei durch eine Relativdrehung des Hohlzahnrades zu einem Gehäuse des Exzentertellerschleifers dieses in Wirkkontakt mit gehäusefesten Auflageflächen steht, die an gewindeartig ansteigenden Wendelflächen des Hohlzahnrades angreifen. Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Exzentertellerschleifer mit den im Patentanspruch 1 genannten Merkmalen bietet den Vorteil, daß die Axialstellung der Bremseinrichtung in einfacher Weise realisierbar ist und gegenüber einer Vibrationsbelastung durch den Exzentertellerschleifer unempfindlich arbeitet. Dadurch, daß dem Hohlzahnrad ein koaxial zur Welle angeordnetes Ringelement zugeordnet ist, von dem wenigstens eine Lauffläche radial entspringt, die mit stirnseitigen, gewindeartig ansteigenden Wendelflächen des Hohlzahnrades in Anlagekontakt steht, kann eine Relativdrehung der Bremseinrichtung zu einem Gehäuse des Exzentertellerschleifers in einfacher Weise in eine Axialverlagerung umgesetzt werden. Insbesondere, wenn die Lauffläche eine federnd mit der Wendelfläche in Kontakt kommende Anlagefläche aufweist, ist in einfacher Weise ein - infolge von Herstellungstoleranzen auftretender - Spielausgleich möglich. Somit ist eine exakte, jederzeit zuverlässige, Axialverstellung der Bremseinrichtung möglich.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß von dem Ringelement gleichzeitig wenigstens ein Arretierungsmittel entspringt, mit dem ein eingestelltes Zahnspiel eines Winkeltriebes des Exzentertellerschleifers arretierbar ist. Hierdurch wird eine Verstellung des eingestellten Zahnspiels, beispielsweise durch während des bestimmungsgemäßen Einsatzes auftretende Vibrationen sicher vermieden. Es ist eine Minimierung des Veschleißes und somit eine Standzeiterhöhung des gesamten Exzentertellerschleifers möglich.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen. Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Exzentertellerschleifers;

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Ringelementes;

Fig. 3 ein Hohlzahnrad einer Bremseinrichtung;

Fig. 4 eine vergrößerte Detailansicht des Ringelementes;

Fig. 5 eine Detailansicht einer Arretierung einer Zahnspieleinstellung eines Winkeltriebes und

Fig. 6 eine weitere Detailansicht des Ringelementes.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist eine Schnittdarstellung eines Exzentertellerschleifers 10 gezeigt. Der Exzentertellerschleifer 10 umfaßt ein Motorgehäuse 12, innerhalb dem ein Elektromotor 14 angeordnet ist. Am Motorgehäuse 12 ist ein Winkeltriebgehäuse 16 angeflanscht, das einen mit einem Schleifteller 18 wirkverbundenen Winkeltrieb 20 aufnimmt. Der Winkeltrieb 20 besteht aus einem, auf einer Motorwelle 22 drehfest angeordneten Kegelrad 24, das ein Tellerrad 26 kämmt. Das Tellerrad 26 umgreift konzentrisch, drehfest eine um eine Drehachse 28 drehbare, als Hohlwelle ausgestaltete Welle 30. Die Hohlwelle 30 ist im Winkeltriebgehäuse 16 in Lagern 32 und 34 gelagert.

Die Hohlwelle 30 besitzt eine zur Drehachse 28 exzentrische, gestufte, durchgehende Bohrung 36. In der Bohrung 36 ist konzentrisch eine Exzenterwelle 38 angeordnet, deren Längsachse 40 parallel zur Drehachse 28 mit einer Exzentrizität verläuft. Die Exzenterwelle 38 ist in Lagern 42 und 44 geführt. Die Exzenterwelle 38 trägt an ihrem unteren Ende den Schleifteller 18.

Auf dem Lager 42 stützt sich ein Federelement 46 ab, das ein Stirnzahnrad 48, eine Ringscheibe 50 mit einer Außenverzahnung 52, eine Gegenscheibe 54 und als axiale Sicherung einen Sprengring 56 trägt.

Das Stirnzahnrad 48 und die Gegenscheibe 54 sind drehfest, axial verschieblich an der Exzenterwelle 38 angeordnet. Die Ringscheibe 50 ist gegenüber der Exzenterwelle 38 losradartig verdrehbar. Sie stützt sich bremsend zwischen dem Stirnzahnrad 48 und der Gegenscheibe 54 ab.

Konzentrisch zur Hohlwelle 30 ist ein Hohlrad 58 und ein Stellring 60 angeordnet. Das Hohlrad 58 besitzt eine Innenverzahnung 62, die auf einem Teilkreis liegt, der eine Außenverzahnung 64 des Stirnzahnrades 48 tangiert. Der Stellring 60 besitzt eine Innenverzahnung 66, die auf einem Teilkreis liegt, der die Außenverzahnung 52 der Ringscheibe 50 tangiert. Dies bedeutet, daß die Innenverzahnungen 62 des Hohlrades 58 und die Außenverzahnungen 64 des Stirnzahnrades 48 auf Kreislinien mit unterschiedlichen Durchmessern liegen. Ein Durchmesser der Außenverzahnung 64 ist kleiner als ein Durchmesser der Innenverzahnung 62, so daß der in Fig. 1 gezeigte punktuelle Eingriff gegeben ist. Auf der linken Seite stehen die Verzahnungen 62, 64 in Eingriff, während auf der rechten Seite ein Abstand zwischen den Verzahnungen 62, 64 gegeben ist. Der Stellring 60 ist axial verschieblich angeordnet, so daß er in beziehungsweise außer Eingriff mit der Ringscheibe 50 bringbar ist. Als Betätigungsmittel 68 zum axialen Verschieben des Stellringes 60 dient eine Zahnradwelle 70, die über ein Hebelarm 72 drehbar ist. Eine Verzahnung 74 der Zahnradwelle 70 steht in Eingriff mit einer am Außenumfang des Stellringes 60 angeordneten Umschaltverzahnung 76.

Das Winkeltriebgehäuse 16 besteht aus einem Gehäuseunterteil 78 sowie einem Gehäusedeckel 80. Beim Fügen des Gehäuseunterteiles 78 und dem Gehäusedeckel 80 über Spannelemente 82 wird ein Ringelement 84 in einer definierten Lage positioniert, dessen Aufbau und Funktion anhand der nachfolgenden Figuren noch verdeutlicht wird.

Der Exzentertellerschleifer 10 zeigt folgende Funktion:

Beim Einschalten des Elektromotors 14 kämmt das Kegelrad 24 mit dem Tellerrad 26, so daß mit dem Tellerrad 26 die Hohlwelle 30 um die Drehachse 28 rotiert. Die Hohlwelle 30 nimmt die Exzenterwelle 38 und den Schleifteller 18 mit. Diese kreisen um die Drehachse 28 mit der gegebenen Exzentrizität und rotieren infolge der Reibung in den Lagern 42 und 44 um ihre Längsachse 40. Der Bewegung der Exzenterwelle 38 folgen das Stirnzahnrad 48, die Ringscheibe 50 sowie die Gegenscheibe 54. Durch axiales Verschieben des Hohlrades 58 über das Betätigungsmittel 68 kann die Außenverzahnung 52 der Ringscheibe 50 in beziehungsweise außer Eingriff mit der Innenverzahnung 66 des Stellringes 60 gebracht werden. Diese möglichen Positionen entsprechen einem Freilauf der Exzenterwelle 38 oder einer Zwangsmitnahme der Exzenterwelle 38. Steht die Innenverzahnung des Stellringes 60 mit der Außenverzahnung 52 der Ringscheibe 50 in Eingriff, kann diese je nach Zähnezahl-Unterschied der Innenverzahnung 66 beziehungsweise der Außenverzahnung 52 ohne Rotation entlang der Innenverzahnung 66 schwingen (Zähnezahlunterschied 0 = Freilauf). Hierbei hält die Ringscheibe 50 die Exzenterwelle 38 so weit abbremsend fest, daß das Drehmoment infolge der Reibung der Lager 42 und 44 neutralisiert werden kann. Der Schleifteller 18 kann somit ohne die Gefahr eines Hochdrehens mehr oder weniger schnell rotierend eingestellt werden.

In der Fig. 2 ist eine vergrößerte Darstellung des Ringelementes 84 gezeigt. Dieses besteht aus einem, beispielsweise aus einem aus Federblech bestehenden, Blechformteil. Das Ringelement 84 besitzt in axialer Richtung zur Drehachse 28 entspringende Abkantungen 86, die in eine Lauffläche 88 übergehen. Die Laufflächen 88 sind - wie Fig. 4 näher zeigt - in eine tangentiale Betrachtungsebene projiziert unter einem Radius R gekrümmt ausgeführt.

In Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht des Stellringes 60 mit seiner Innenverzahnung 66 gezeigt. Am Außenumfang 90 des Stellringes 60 sind unter einer gewindeartigen Steigung verlaufende Wendelflächen 92 vorgesehen, deren Grundflächen radial zur Drehachse 28 verlaufen. Im montierten Zustand des Exzentertellerschleifers 10 liegen die Laufflächen 88 des Ringelementes 84 mit ihrem Radius R an den Wendelflächen 92 an. Durch die Ausbildung als Federblech können die Laufflächen 88 mit einer Vorspannung an den Wendelflächen 92 anliegen. Durch die Laufflächen 88 erfolgt eine Führung des Stellringes 60, wobei entsprechend einer Relativdrehung des Stellringes 60 über das Betätigungsmittel 68 die Wendelflächen 92 an den Laufflächen 88 entlang geführt werden. Durch die Steigung der Wendelflächen 92 erfolgt die axiale Verschiebung des Stellringes 60.

Von dem Ringelement 84 entspringt ferner eine axial in Richtung des Schleiftellers 18 vorgespannte Federzunge 94. In Fig. 5 ist das Ringelement 84 ausschnittsweise mit seiner axial vorgespannten Federzunge 94 gezeigt. Am Ende der Federzunge 94 ist eine axial verlaufende Abbiegung 96 vorgesehen, die in Eingriff mit einer stirnseitigen Verzahnung 98 eines Einstellringes 100 bringbar ist. Der Einstellring 100 (Fig. 1) ist Bestandteil einer Justier-Anordnung zum Einstellen eines Zahnspieles des Winkeltriebes 20 zwischen dem Kegelrad 24 und dem Tellerrad 26. Der Einstellring 100 besitzt ein Außengewinde 102, das mit einem Innengewinde des Gehäuseunterteiles 78 in Eingriff steht. Durch Verdrehen des Einstellringes 100 kann ein Lageraußenring des Lagers 32 mit einer axialen Kraft beaufschlagt werden, so daß über das Lager 32 und die Hohlwelle 30 das an der Hohlwelle 30 drehfest angeordnete Tellerrad 26 zu dem Kegelrad 24 einjustiert werden kann. Im montierten Zustand des Exzentertellerschleifers 10 greift die Federzunge 94 mit ihrer Abbiegung 96 in die Verzahnung 98 des Einstellringes 100 ein. Durch die Vorspannung der Federzunge 94 wird diese im montierten Zustand mit einer der Vorspannung entsprechenden Federkraft auf den Einstellring 100 gedrückt. Durch das Einrasten der Abbiegung 96 in die Verzahnung 98 ist eine Verdrehsicherung des Einstellringes 100 und somit eine Beibehaltung des eingestellten Spiels zwischen dem Kegelrad 24 und dem Tellerrad 26 gegeben.

Das Ringelement 84 bildet ferner eine Federzunge 102 aus, die axial in Richtung der Drehachse 28 - entgegengesetzt zur Federzunge 94 - vorgespannt ist. Die Federzunge 102 geht, wie die vergrößerte Detailansicht des Ringelementes 84 in Fig. 6 verdeutlicht, in eine unter einem Radius abgewinkelte Stützfläche 104 über die im montierten Zustand des Exzentertellerschleifers 10 an der Wendelfläche 92 des Stellringes 60 anliegt, die unterhalb der Umschaltverzahnung 76 angeordnet ist. Mit der Stützfläche 104 erfolgt eine Unterstützung des Stellringes 60 im Bereich der Umschaltverzahnung 76, die mit der Verzahnung 74 des Betätigungsmittels 68 (Fig. 1) kämmt. Hierdurch wird sichergestellt, daß eine ungewollte axiale Verstellung des Stellringes 60 nicht erfolgen kann. Die Verzahnung 74 bleibt hierdurch immer mit der Umschaltverzahnung 76 in Wirkeingriff. Bei gewollter axialer Verstellung des Stellringes 60 wird die Stützfläche 104 - analog der Laufflächen 88 - an der Wendelfläche 92 entlang geführt.

Schließlich weist das Ringelement 84 den Abkantungen 86 zugeordnete, ebenfalls axial zur Drehachse 28 verlaufende Anlagelaschen 106 auf. Diese Anlagelaschen 106 liegen im Betriebszustand der Zwangsmitnahme, also wenn das Stirnzahnrad 48 mit dem Hohlrad 58 in Eingriff steht, als Verschleißschutz zwischen nicht näher bezeichneten Anschlagnocken des Gehäuseunterteiles 78 des Winkeltriebgehäuses 16 und ebenfalls nicht näher bezeichneten Anschlagnocken des Hohlrades 58. Hierdurch wird verhindert, daß beim Betrieb des Exzentertellerschleifers 10 auftretende Vibrationen und Schläge zu einem übermäßigen Verschleiß der Anschlagnocken sowohl des Winkeltriebgehäuses 16 als auch des Hohlrades 58 führen.

Insgesamt wird deutlich, daß mittels des Ringelementes 84 ein multifunktionelles Bauelement des Exzentertellerschleifers 10 geschaffen ist, das neben einer Arretierung der Zahnspieleinstellung zwischen dem Kegelrad 24 und dem Tellerrad 26 sowie einem Ausgleich von Fertigungstoleranzen beim Umschalten zwischen Freilauf und Zwangsmitnahme über den Stellring 60 eine Sicherung des Zahneingriffs der Umschaltverzahnung 76 mit der Verzahnung 74 des Betätigungsmittels 68 gewährleistet. Das Ringelement 84 ist als Blechformteil durch einfache Herstellungsschritte, beispielsweise Stanz- und Biegeschritte, kostengünstig in für eine Massenproduktion geeignete Weise herstellbar.


Anspruch[de]
  1. 1. Exzentertellerschleifer mit einem Motorgehäuse, in dem ein Motor eine Welle und diese einen mit einem Schleifteller drehfeste Exzenterwelle antreibt, die zur Achse der Welle exzentrisch kreisend und drehend bewegt wird, wobei die Exzenterwelle gegenüber der Welle drehbar ist und die Bewegung des Schleiftellers durch eine mechanisch wirkende Bremseinrichtung - zur Umschaltung eines Betriebszustandes des Exzentertellerschleifers - verzögerbar ist, wobei die Bremseinrichtung zur Exzenterwelle axial verlagerbar ist, und zwischen der Exzenterwelle und der Bremseinrichtung ein Reibschluß erzielbar ist, indem ein konzentrisch zur Welle angeordnetes Hohlzahnrad axial verlagerbar ist, und dessen Innenverzahnung hierdurch mit einer Außenverzahnung eines auf der Exzenterwelle angeordneten Ringscheibe in Eingriff kommt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Hohlzahnrad (60) ein koaxial zur Welle (30) angeordnetes Ringelement (84) zugeordnet ist, von dem wenigstens eine Lauffläche (88) radial entspringt, die mit stirnseitigen, gewindeartig ansteigenden Wendelflächen (92) des Hohlzahnrades (60) in Anlagekontakt steht.
  2. 2. Exzentertellerschleifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Lauffläche (88) an axial zur Drehachse (28) entspringenden Abkantungen (86) des Ringelementes (84) ausgebildet ist und radial zur Drehachse (28) verläuft.
  3. 3. Exzentertellerschleifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Lauffläche (88) einen tangential zum Ringelement (84) verlaufenden Radius (R) aufweist, so daß die Lauffläche (88) in Umfangsrichtung des ringscheibenförmigen Ringelementes (84) abfällt beziehungsweise ansteigt.
  4. 4. Exzentertellerschleifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringelement (84) drei, über den Umfang jeweils um 120° versetzt angeordnete Laufflächen (88) aufweist.
  5. 5. Exzentertellerschleifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufflächen (88) in Richtung des Stellringes (60) federartig vorgespannt sind.
  6. 6. Exzentertellerschleifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Ringelement (84) eine axial vorgespannte Federzunge (94) entspringt, die der Arretierung eines Spiels eines Winkeltriebs des Exzentertellerschleifers (10) dient.
  7. 7. Exzentertellerschleifer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federzunge (94) axial an eine Verzahnung (98) eines Einstellringes (100) eingreift, mittels dem das Spiel zwischen einem Kegelrad (24) und einem Tellerrad (26) des Winkeltriebes einjustierbar ist, indem der Einstellring (100) um die Drehachse (28) axial verschieblich drehbar gelagert ist.
  8. 8. Exzentertellerschleifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringelement (84) eine Federzunge (102) aufweist, die axial in Richtung des Stellringes (60) vorgespannt ist und über eine Stützfläche (104) sich an einer Wendelfläche (92) des Stellringes (60) abstützt, die unterhalb einer Umschaltverzahnung (76) des Stellringes (60) angeordnet ist.
  9. 9. Exzentertellerschleifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringelement (84) axial zur Drehachse (28) verlaufende Anlagelaschen (106) ausbildet, die zwischen Anschlagsnocken eines Gehäuseunterteiles (78) eines Winkeltriebgehäuses (16) und eines Hohlrades (58) der Bremseinrichtung eingreifen.
  10. 10. Exzentertellerschleifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringelement (84) ein Blechformteil ist.
  11. 11. Exzentertellerschleifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Ringelementes (84) aus einem Federblech besteht.






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