Die Erfindung bezieht sich auf einen Bajonettverschluß zwischen einer verbrauchbaren Schleifscheibe und einer Aufspannscheibe mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1. Ein solcher Bajonettverschluß ist aus der DE 44 30 229 A1, insbesondere Fig. 7 bis 9 mit Beschreibung, an sich bekannt.

Bei verbrauchbaren Schleifscheiben ist das Schleifmittel auf einer Tragscheibe angebracht, die bei Aufbrauch des Schleifmittels entsorgt werden muß. Wenn eine solche verbrauchbare Schleifscheibe im Dauergebrauch stabil sein soll, ist der durch die Anforderung statischer Festigkeit wesentlich mit bestimmten Kostenanteil der verbrauchbaren Tragscheibe an der ganzen verbrauchbaren Schleifscheibe relativ hoch und bietet in erster Linie Anlaß für Überlegungen, den Kostenanteil der verbrauchbaren Tragscheibe deutlich reduzieren zu können. Bei Bajonettverschlüssen der vorliegenden Art geht es darum, den Kostenanteil der verbrauchbaren Tragscheibe an der im ganzen verbrauchbaren Schleifscheibe zu reduzieren und die statische Festigkeit zu einem großen Teil einer Aufspannscheibe zuzuweisen, die als nicht verbrauchbarer Teil mit der Schleifmaschine dauerhaft verbunden ist oder jedenfalls mit dieser verbindbar ist. Nach Verbrauch des Schleifmittels wird dann auf dieselbe Aufspannscheibe eine neue verbrauchbare Schleifscheibe, bei der Schleifmittel auf einer verbrauchbaren Tragscheibe angebracht ist, über einen Bajonettverschluß befestigt.

Es ist an sich bekannt, einen solchen Bajonettverschluß zwischen Tragscheibe und Aufspannscheibe zwischen den Mantelflächen radial innen angeordneter vorstehender Zylinderstutzen auszubilden (z.B. DE 44 30 229 A1, insbesondere Fig. 10 und 12 mit Beschreibung). Das erfordert jedoch einen relativ hohen axialen Raumbedarf, der z.B. auf seiten der Scheibe die Stapelung behindert und auf seiten der Schleifmaschine Arbeitsvolumen verbraucht. Bei dem Bajonettverschluß, der nach der Erfindung weitergebildet wird, sind die zusammenwirkenden Elemente demgegenüber einerseits an der frontalen Stirnfläche der Aufspannscheibe und andererseits an der rückseitigen Stirnfläche der Tragscheibe angeordnet, wodurch der eigene Raumbedarf des Bajonettverschlusses in Achsrichtung deutlich reduziert werden kann.

Bajonettverschlüsse an gegeneinander durch eine relative Drehbewegung zu verriegelnden Bauteilen, hier der Aufspannscheibe und der Tragscheibe, haben stets (erste) Bajonettverschlußelemente, die miteinander im gegeneinander verriegelten Zustand in einen hintergreifenden formschlüssigen Bajonettverschlußeingriff kommen. Bei dem bekannten Bajonettverschluß, von dem der Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgeht, verjüngt sich während der Relativdrehung von Aufspannscheibe und Tragscheibe in den schließlich verriegelten Bajonettverschlußeingriff die axiale relative Führung von Aufspannscheibe und Tragscheibe so, daß bei verriegeltem Bajonettverschlußeingriff die Tragscheibe auf der Aufspannscheibe axial aufgespannt gehalten ist. Zur Fixierung des verriegelten Bajonettverschlußeingriffs dienen in Umfangsrichtung an der frontalen Stirnfläche der Aufspannscheibe und an der rückseitigen Stirnfläche der Tragscheibe zwischen den jeweiligen ersten Bajonettverschlußelementen eingeschachtelte zusammenwirkende zweite Bajonettverschlußelemente, die aber in der Relativstellung des verriegelten Bajonettverschlußeingriffs ihrerseits keine axiale Aufspannkraft ausüben, sondern lediglich eine Verdrehsicherung mit Eingriff von Zapfen und Rastloch darstellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die ersten Bajonettverschlußelemente von den die Fertigung komplizierenden und nicht immer dauerbelastbaren Zusatzaufgaben des Aufspannens der Tragscheibe auf der Aufspannscheibe mindestens teilweise und möglichst ganz zu entlasten.

Diese Aufgabe wird bei einem Bajonettverschluß mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch dessen kennzeichnenden Merkmale gelöst.

In neuartiger Weise wird nach der Erfindung die technische Aufgabe, in der formschlüssig durch die ersten Bajonettverschlußelemente verriegelten Endstellung des Bajonettverschlußeingriffs die Tragscheibe auf der Aufspannscheibe axial aufzuspannen, mindestens teilweise und vorzugsweise gänzlich den zweiten Bajonettverschlußelementen zugewiesen. Es ist dabei möglich und sogar bevorzugt, die ersten Bajonettverschlußelemente gänzlich von der Funktion des Aufbringens einer axialen Aufspannkraft zwischen Tragscheiben/Aufspannscheibe zu entlasten und diese Funktion gänzlich den zweiten Bajonettverschlußelementen zuzuweisen, selbst wenn diese gemäß Anspruch 7 in Zusatzfunktion und nicht wie bei der DE 44 30 229 A1 in einziger Funktion auch noch eine Verrastung der relativen Drehposition von Aufspannscheibe und Tragscheibe im formschlüssigverriegelten Bajonetteingriff der ersten Bajonettverschlußelemente bewirken. Selbst bei einer solchen Verrastung erzeugen dann nach der Erfindung die zweiten Bajonettverschlußelemente mindestens teilweise und vorzugsweise gänzlich die relative axiale Aufspannkraft der Tragscheibe auf der Aufspannscheibe. Dadurch wird zugleich die Aufgabe der Formgebung des formschlüssigen Eingriffs der ersten Bajonettverschlußelemente miteinander vereinfacht, selbst wenn diese noch einen Anteil der axialen Aufspannkraft der Tragscheibe auf der Aufspannscheibe, dann zweckmäßig einen hälftigen Anteil oder vorzugsweise einen kleineren Anteil übernehmen. Eine teilweise Zuweisung der axialen Aufspannkraft noch zu den ersten Bajonettverschlußelementen kommt insbesondere dann in Frage, wenn die Orte der axialen lokalen Aufspannung möglichst zahlreich rings um die Achse angeordnet sein sollen, z.B. weil sich sonst die verbrauchbare Tragscheibe mitsamt dem auf ihr aufgebrachten Schleifmittel verschieben kann.

Den Ansprüchen 2 und 10 liegt die Idee zugrunde, erhabene und gegebenenfalls auch ihrer Art nach bruchgefährdete Bajonettverschlußelemente an der nicht verbrauchbaren Aufspannscheibe auszubilden, welche zur Gewinnung stabiler Strukturen relativ hohe Herstellungskosten rechtfertigt. Demzufolge wird auch gemäß Anspruch 14 die Aufspannscheibe zweckmäßig integral aus Metall oder einem hochfesten Kunststoff gefertigt. Im Grenzfall läßt sich dann die Tragscheibe ohne oder ganz ohne an ihrer rückseitigen Stirnfläche hervorragende Bajonettverschlußelemente formen; jedenfalls wird dadurch eine Stapelbarkeit der verbrauchbaren Schleifscheiben begünstigt.

Die hintergreifenden Elemente der ersten Bajonettverschlußelemente sind axial auf Zug beansprucht. Eine besonders einfache Gestalt ist die Pilzform gemäß Anspruch 3, deren einfachste Formgebung durch einen zylindrischen Schaft mit einer Kreisscheibe als Kopf sein kann. Dies läßt sich stabil an der nicht dem Verschleiß unterliegenden Aufspannscheibe realisieren.

Derartige erste Bajonettverschlußelemente können besonders vorteilhaft mit den frei von Erhebungen gestaltbaren ersten Bajonettverschlußelementen an der Tragscheibe gemäß Anspruch 4 zusammenwirken. Dabei kann fakultativ im Sinne von Anspruch 5 eine Einsetzführung mit ausgeformt sein, die jedoch im später beschriebenen Ausführungsbeispiel nicht realisiert ist.

Man könnte auch in einer Weise, die im Ausführungsbeispiel auch nicht realisiert ist, gemäß Anspruch 6 zwischen den zusammenwirkenden ersten Bajonettverschlußelementen einen Endanschlag ausbilden, welcher die Endstellen definiert, wenn die Tragscheibe relativ zur Aufspannscheibe in die Endstellung des Bajonetteingriffs gedreht wird. Einfacher zu realisieren und daher auch bevorzugt ist jedoch die schon oben angesprochene Verrastungsmöglichkeit gemäß Anspruch 7.

Die Verrastung nach Anspruch 7 fixiert die relative Winkelstellung der Tragscheibe auf der Aufspannscheibe in der Endstellung des Bajonettverschlußeingriffs. Zusätzlich sollte noch nach Anspruch 11 - mit den vorzugsweisen Weiterbildungen nach den Ansprüchen 12 und 13 - eine Sicherung gegen relative Translationsverschiebungen quer zur Achse von Tragscheibe und Aufspannscheibe realisiert sein.

Gemäß Anspruch 15 ist die verbrauchbare Tragscheibe mitsamt den an ihr angeordneten Elementen der ersten und zweiten Bajonettverschlußelemente integral aus einem Kunststoff, vorzugsweise als Spritzgußteil, gefertigt.

In einem solchen Fall kann man geringen Materialeinsatz mit hinreichend hoher Stabilität der Tragscheibe erreichen, wenn diese skelettartig aus Stegen aufgebaut ist, mit denen dann zweckmäßig auch die zugehörigen Elemente der ersten und zweiten Bajonettverschlußelemente realisiert sind.

Es sind hier verschiedenerlei Realisierungsmöglichkeiten dieses Konzepts denkbar. Die Ansprüche 17 bis 21 beschreiben dabei eine praxisgerechte bevorzugte Möglichkeit.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert.

Es zeigen:

• Fig. 1a, 1b und 1c Ansichten einer verbrauchbaren Tragscheibe einer im ganzen verbrauchbaren Schleifscheibe, und zwar in Draufsicht auf die frontale Stirnseite, in perspektivischer Ansicht schräg von oben und in Seitenansicht,
• Fig. 2a, 2b und 2c Ansichten einer mit der Welle einer Schleifmaschine dauerhaft verbundenen oder verbindbaren und nicht zum Verbrauch vorgesehenen Aufspannscheibe, und zwar in Draufsicht auf die Rückseite, in perspektivischer Ansicht schräg von oben und in Seitenansicht, die mit der Tragscheibe gemäß den Fig. 1a, 1b und 1c über einen Bajonettverschluß koppelbar ist, und
• Fig. 2d das Detail A in den Fig. 2a und 2b im Schnitt nach der Linie B-B in Fig. 2a in einem vergrößerten Maßstab.

Die Fig. 1a bis 1c zeigen eine dauerbeständige Aufspannscheibe 1, die integral aus Metall gefertigt ist. Zweckmäßig handelt es sich beispielsweise um ein Druckgußteil, wobei als Material sich insbesondere Aluminium oder eine Aluminiumlegierung anbietet. Alternativ kommt beispielsweise aber auch die Fertigung aus einem dauerbeständigen Kunststoff, z.B. PPT oder PPS, in Frage, wobei in diesem Fall die Herstellung als Spritzgußteil bevorzugt ist.

Der Hauptkörper der Aufspannscheibe 1 ist eine Ringscheibe 2, deren Außenrand eine sich in Richtung zur nicht dargestellten Schleifmaschine verjüngende Fase 3 aufweist. Rings um die frontale Stirnfläche 4 erstreckt sich im stetigen Anschluß an die Fase 3 ein zylindrisch umlaufender Außenrand 5 mit einer in einer gemeinsamen radialen Ebene liegenden ringförmigen planen Stützfläche 6. Radial weiter innen als die ringförmige frontale Stützfläche 4 ist die Ringscheibe 2 in einem sich in Richtung zur Schleifmaschine verjüngenden konischen Anschlußstutzen 7 fortgesetzt, wobei auch der innere Anschlußbereich zwischen dem Anschlußstutzen 7 und der frontalen Stirnfläche 4 als Fase 8 ausgebildet ist. Das der Schleifmaschine zugewandte Ende des Anschlußstutzens 7 ist durch eine Ringscheibe 9 abgeschlossen, in der eine axiale kreisrunde Öffnung 10 für die Montage der Aufspannscheibe 1 auf der ebenfalls nicht dargestellten Welle der Schleifmaschine vorgesehen ist.

Über die frontale Stirnfläche 4 der Aufspannscheibe 1 sind in gleichmäßigen Winkelabständen hintergreifende erste Bajonettverschlußelemente 11 verteilt. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit sind dabei vier solche Bajonettverschlußelemente 11 vorgesehen, von denen je eines jedem rechtwinkligen Winkelsegment zugeordnet ist. Die Bajonettverschlußelemente 11 haben dabei etwa gleichen radialen Abstand vom inneren und vom äußeren kreisförmigen Rand der frontalen Stirnfläche 4.

Die Bajonettverschlußelemente 11 sind pilzförmig mit einem Stamm 13, der die Form eines zylindrischen Stiftes hat, und einem Pilzkopf 14 geformt, der als auskragender flacher Ringflansch ausgebildet ist. Alternativ kommen auch andere nicht dargestellte Formgebungen des Stammes 13 und des Pilzkopfes 14 in Frage.

Mit jeweils gleichen Winkelabständen und gleichartiger radialer Anordnung sind rings um die Achse der frontalen Stirnfläche 4 zwischen den hintergreifenden ersten Bajonettverschlußelementen 11 zweite Bajonettverschlußelemente 15 eingeschachtelt, welche in der gleichen Richtung wie die ersten Bajonettverschlußelemente 11 von der frontalen Stirnfläche 4 abstehen. Sie haben die Gestalt einer sich kreisbogenförmig um die Achse der frontalen Stirnfläche 4 erstreckenden Auflauframpe, deren beiden Endbereiche jeweils als Auflaufschräge 16 ausgebildet sind. Die Auflaufschrägen 16 erheben sich stetig aus der radialen Ebene der frontalen Stirnfläche 4 bis in einen zentralen Scheitelbereich 17. Die beiden radial äußeren und radial inneren Ränder der Auflauframpe sind jeweils als Durchbrüche 18 bzw. 19 ausgebildet.

Die Fig. 1a bis 1c zeigen eine verbrauchbare Tragscheibe 21 einer im ganzen verbrauchbaren Schleifscheibe. In nicht dargestellter Weise ist Schleifmittel, das sich beim Schleifen verbraucht, auf der dem Betrachter der Fig. 2a und 2b abgewandten frontalen Stirnfläche aufgebracht. Die Tragscheibe 21 wird entsorgt, soweit das Schleifmittel verbraucht ist. Es wird jede bekannte Art der Aufbringung von Schleifmittel in Betracht gezogen. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, werden die Fälle in Betracht gezogen, bei denen das Schleifmittel entweder als zusammenhängende Scheibe oder in sich in Umfangsrichtung überlappenden Schleiflamellen aufgebracht ist. Dabei können mannigfache Variationen im Material und im Aufbau vorgesehen sein, z.B. ein- oder mehrschichtiger Aufbau, mit und ohne Armierungseinlage usw. Die Tragscheibe 21 ist zweckmäßig mitsamt ihren nachfolgend beschriebenen Bestandteilen integral aus einem Kunststoff gefertigt, vorzugsweise als Spritzgußteil.

Die Tragscheibe 21 zeigt einen skelettartigen Aufbau aus Stegen. Ihr Hauptkörper weist dabei zwei konzentrische Ringstege 22 und 23 auf, die gegeneinander durch nachfolgend noch näher betrachtete Zwischenstege versteift sind.

Eine Besonderheit besteht dabei darin, daß die Elemente der ersten und zweiten Bajonettverschlußelemente, welche mit den Bajonettverschlußelementen 11 und 15 an der Aufspannscheibe 1 zusammenwirken, von der skelettartigen Stegstruktur mit gebildet sind.

Zunächst sind die beiden Ringstege 22 und 23 durch über den Umfang verteilte radiale Verbindungsstege 24 und 25 steif miteinander verbunden, wobei Verbindungsstege 24 oder 25 gleicher Numerierung jeweils mit gleichen Winkelabständen untereinander über den Umfang der Tragscheibe 21 verteilt sind. Die Verbindungsstege 25 sind dabei in der einen Winkelrichtung mit etwa einem Drittel und in der anderen Winkelrichtung, in Fig. 2a im Uhrzeigersinn, mit etwa zwei Drittel des Winkelabstands der Verbindungsstege 24 angeordnet. Die Anzahl der Verbindungsstege 24 ist dabei gleich der Anzahl der ersten Bajonettverschlußelemente 12 an der Aufspannscheibe 1 und die Anzahl der Verbindungsstege 25 gleich der Anzahl der zweiten Bajonettverschlußelemente 15 an der Aufspannscheibe 1.

Im radialen Zwischenraum zwischen den Ringstegen 22 und 23 sind Ringstegabschnitte 26a und 26b eingeschachtelt, welche die radialen Verbindungsstege 24 und 25 kreuzen und sich in Umfangsrichtung ergänzen.

Mit den radialen Verbindungsstegen 25 kreuzen sich die Ringstegabschnitte 26b, während sich die Ringstegabschnitte 26a mit den radialen Verbindungsstegen 24 kreuzen.

Beiderseits des Kreuzungsbereichs der radialen Verbindungsstege 25 mit den Ringstegabschnitten 26b sind letztere durch je einen Zusatzsteg 27 gegen den radial inneren Ringsteg 22 der beiden konzentrischen Ringstege 22 und 23 abgestützt.

An der in Fig. 2a dargestellten Rückseite der Tragscheibe 21 sind dabei erste und zweite Bajonettverschlußelemente, welche mit den ersten und zweiten Bajonettverschlußelementen 11 und 15 der Aufspannscheibe 1 als Bajonettverschluß zusammenwirken, wie folgt an der stegartigen Skelettstruktur der Tragscheibe 21 gebildet.

Die ersten Bajonettverschlußelemente 28 der Tragscheibe 21 sind dadurch gebildet, daß die Ringstegabschnitte 26b eine hinterschnittene Nut 29 bilden, die in der Darstellung von Fig. 2a entgegen dem Uhrzeigersinn offen und im Uhrzeigersinn geschlossen ausgebildet ist. Am offenen Ende erfolgt dabei eine Abstützung des radial innen liegenden Schenkels der hinterschnittenen Nut 29 durch einen radialen Stegstummel 30 zwischen dem Ringstegabschnitt 26b und dem radial innen liegenden Ringsteg 22.

Der Ringstegabschnitt 26b ist dann unter Bildung des radial innen liegenden Schenkels der hinterschnittenen Nut 29 im Uhrzeigersinn fortgesetzt, um anschließend unter Bildung des Abschlusses der hinterschnittenen Nut 29 U-förmig gekrümmt nach außen zu verlaufen, wo entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn unter Bildung des radial außen liegenden Schenkels der hinterschnittenen Nut 29 eine Rückwärtserstreckung des Ringstegabschnitts 26b erfolgt. Dieser endet am offenen Ende der hinterschnittenen Nut 29, wo der Ringstegabschnitt 26b über einen weiteren radialen Stegstummel 31 in den äußeren Ringsteg 22 übergeht.

Die Ergänzung der Ringstegabschnitte 26a und 26b in Umfangsrichtung erfolgt dabei folgendermaßen:

• In Fig. 2a im Urzeigersinn schließen die Ringstegabschnitte 26a jeweils außen an den Scheitel der U-förmigen Krümmung der Ringstegabschnitte 26a an, welche den Abschluß der hinterschnittenen Nut 29 bildet. Das im Uhrzeigersinn andere Ende des jeweiligen Ringstegabschnittes 26a setzt sich dann in den radial innen liegenden Schenkel der nächsten hinterschnittenen Nut 29 fort, der wiederum von einem Ringstegabschnitt 26a gebildet ist.

Die Hinterschneidung der hinterschnittenen Nut 29 ist dadurch erzielt, daß im inneren Bereich der hinterschnittenen Nut 29 deren Einführöffnung durch einen flanschartigen Überhang 32 am hinteren Rand des Ringstegabschnitts 26b verengt ist. Der Pilzkopf 14 der ersten Bajonettverschlußelemente 11 an der Aufspannscheibe 1 kann in der verriegelten Stellung des Bajonettverschlusses diesen Überhang untergreifen.

Die beiden Stegstummel 30 und 31 liegen auf dem gleichen Radius. Außerdem sind etwa gleiche Winkelabstände der Folge von Stegstummeln 30, 31, radialen Verbindungsstegen 24 und radialen Verbindungsstegen 25 in Umfangsrichtung vorgesehen.

Die zweiten Bajonettverschlußelemente 33 der Tragscheibe 21 sind von dem jeweils hinteren Außenrand der Ringstegabschnitte 26a im Bereich A der Fig. 2a und 2b gebildet, und zwar gemäß Fig. 2d dort und in Nachbarschaft davon, wo eine Kreuzung mit den radialen Verbindungsstegen 25 erfolgt.

Bei diesen zweiten Bajonettverschlußelementen 33 bewirkt das Zusammenwirken des freien Randes der Ringstegabschnitte 26a mit der Rampenform der zweiten Bajonettverschlußelemente 15 an der Aufspannscheibe 1 eine axiale Aufspannung der Tragscheibe 21 auf der Aufspannscheibe 1. Die relative Winkelstellung dieser beiden Teile 1 und 21 in der verriegelten Endstellung des Bajonettverschlusses erfolgt dabei nicht zwingend durch Anschlag des Stammes 13 am geschlossenen Ende der hinterschnittenen Nut 29, - obwohl eine solche Verriegelung durchaus als Alternative oder zusätzliche Maßnahme zweckmäßig sein kann -, sondern dadurch, daß gemäß Fig. 2d der Ringstegabschnitt 26a unter Bildung einer Rastmulde 34 etwas zurückgesetzt ist. Bei Einrasten der Auflauframpe an der Aufspannscheibe 1 in dieser Rastmulde 34 erfolgt die gewünschte Verriegelung der relativen Winkelstellung von Aufspannscheibe 1 und Tragscheibe 21, während andererseits im wesentlichen die durch das Zusammenwirken von Auflauframpe und Ringstegabschnitt 26a erzeugte axiale Aufspannkraft der Tragscheibe auf der Aufspannscheibe überwiegend beibehalten wird.

Der radial innen liegende Ringsteg 22 begrenzt in der Tragscheibe 21 mindestens an deren Rückseite eine zentrale Öffnung, die sich im Anschlußstutzen 7 der Aufspannscheibe 1 fortsetzt.

Der radial außen liegende Ringsteg 23 trägt an seiner Frontseite einen äußeren Ringflansch 35. Auf diesen kommt der Außenrand 5 der Aufspannscheibe 1 bei der Aufspannung zu liegen. Außerdem umgreift dabei der Außenrand 5 den äußeren Ringsteg 23 so, daß eine sonst denkbare Translationsverschiebung der Tragscheibe 21 in bezug auf die Aufspannscheibe 1 quer zur Achsrichtung blockiert ist.

Am radialen Innenrand des Ringstegs 22 ist schließlich eine Fase 36 vorgesehen. Desgleichen ist die freie rückwärtige Kante des Ringstegs 23 mit einer außen liegenden Fase 37 ausgebildet.

Nicht zeichnerisch dargestellte Varianten des oben beschriebenen Bajonettverschlusses sind zweckmäßig folgende:

• Statt der Erstreckung der frontalen Stirnfläche 4 der Aufspannscheibe 1 in seiner radialen Ebene kann auch eine von der Fase 8 aus zurückfliegende Erstreckung vorgesehen sein, und zwar rotationssymmetrisch geradlinig oder gewölbt. Die rückseitige Stirnfläche der Tragscheibe 21 ist dann dementsprechend komplementär zu formen.