专利名称：快速夹紧装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将盘形刀具、特别是砂轮轴向夹紧在被驱动的主轴的法兰上的快速夹紧装置。
背景技术：
在现有技术中，公开了多种用于轴向夹紧盘形刀具、特别是砂轮的快速夹紧装置。
在公知的角磨机的快速夹紧装置中，在放上砂轮后用一个叉形扳手或一个内置式主轴锁止装置将主轴固定，然后再用手放上夹紧螺母并用扳手拧紧。当接通机器时，主轴突然地迅速起动，以至由于惯性使砂轮自动夹紧。在接下来的工作中，夹紧装置进一步自动夹紧。
为了更换刀具，要将主轴固定，用扳手松开夹紧螺母。这个工作经常很费力气。
还有些机器带有专门的主轴止动器，这种止动器可以在主轴停转前不久被操作，并骤然将主轴锁住，其结果是砂轮会因惯性而继续转动并且同时可使夹紧螺母松动。如果主轴止动器在转数过高时起作用，那么快速运转的砂轮会使夹紧螺母完全拧下来，仍在转动的砂轮便有可能从主轴上掉落下来并且引起事故和伤害。为了给它一个相反的作用，则要使用专门的、带有阻尼件的螺母，但这种螺母在制造上会比普通夹紧螺母耗费大。并且在更换刀具时，由于摩擦的增大，这种螺母还可能不太容易拧下来。
另一方面，希望设置一个制动装置以便在关闭电气驱动装置后短时间内便使螺纹主轴停止下来。由此将减小操作者受到伤害的风险，以便减小在关掉马达后与仍在惯性运行范围中运转的砂轮接触的危险。此外，通常也特别必要的是，要将角磨机一直拿在手中，直到砂轮完全静止为止。如果在砂轮完全被制动住以前就已经将角磨机放下了，它会给地面或人员造成伤害。为防止所谓的带惯性运转制动器的角磨机可能发生的砂轮脱落，曾进行过许多开发性设计。DE 42 43 328C1就公开了一种构型，其中，夹紧元件由一个相对主轴无相对转动的夹紧部分和一个可拧在螺纹销上的部分组成，它们可相互转动，与此同时，在两个夹紧部分之间或在主轴与可拧在螺纹销上的夹紧部分设置一个至少能部分减小两个夹紧部分间的相对运动的装置。例如，可以用一个O形环来作为这种装置。
此外，DE 43 05 317 A1也公开了一种构型，其中，在夹紧螺母内固定一个摩擦件，并使这个摩擦件靠摩擦力的传递靠触在主轴上，用于制动主轴与夹紧螺母之间的相对运动。
最后，DE 102 05 848也公开了一种构型，其中，在螺母内设置有一个可与该刀具夹紧的紧压环。
所有这些构型都有如下的缺点，其一是结构比较复杂，其二是由于螺母突出于刀具而在轴向上具有比较大的结构高度。
发明内容
所以，本发明的任务是，提出一种替代方案，使刀具的夹紧和再夹紧成为可能，同时防止例如在主轴被制动时刀具在无意中从螺纹主轴上松脱。
本发明通过所述类型的快速夹紧装置来解决该任务，其中，主轴有一个轴向延伸的孔，在该孔中设有至少一个尤其是在轴向上起作用的夹紧元件，该夹紧元件与一个蘑菇形夹紧件共同作用，其中，刀具可夹紧在法兰与蘑菇形的彼此的间距可改变的夹紧件之间，其中，蘑菇形夹紧件的栓柱可以被接收到主轴的孔中并可通过夹紧元件摩擦锁合地夹紧。
通过本发明提出的方案，可以放弃借助于啮合在主轴的内螺纹中的螺母或夹紧栓柱进行的力锁合的固定，而偏向于一种摩擦锁合的构型。以这种方式，特别是通过纯轴向的夹持，可以避免无意中的松脱。
此外，还提出，蘑菇形夹紧件的头只能略微突出于刀具。与使用螺母的不同之处在于在使用螺母时，夹持和由此力锁合是在螺母范围内并由此在轴向上在刀具以外进行的，本设计中的固定是在蘑菇形夹紧件的栓柱范围内进行的并由此也是在不突出于刀具的主轴内进行的。
此外还提出，蘑菇形夹紧件是靠摩擦锁合而固定在夹紧元件中的，其中，夹紧元件尤其可以是碟形弹簧。碟形弹簧在这里可被设为在轴向上倾斜地设置的开槽的碟形弹簧组，其中，优选碟形弹簧组的外缘指向刀具方向，而碟形弹簧组的内缘指向设有快速夹紧装置的电动手工工具机方向。当把蘑菇形夹紧件插入碟形弹簧组时，进行蘑菇形夹紧件的第一夹紧，因为在蘑菇形夹紧件和碟形弹簧组之间只有很小的间隙。通过将碟形弹簧倾斜，在这里便可以做到，使蘑菇形夹紧件的插入成为可能，由于优选小的、预调节的间隙，向相反方向——即碟形弹簧夹紧方向——的拔出由于弹簧继续靠在蘑菇形夹紧件的栓柱上而被避免。但可以想象的是，也可以使用诸如摩擦片之类的其它的夹紧元件。
按照第一构型，在插入蘑菇形夹紧件之前就已经施加一个预加载，用于第一夹紧。替代地或附加地，也可以在插入蘑菇形夹紧件之后再进行。此外提出，第一夹紧或进一步夹紧借助相应于预夹紧装置的夹紧装置来进行，该预夹紧装置通过辅助装置作用在碟形弹簧组上，并这样给它加上负载，使得碟形弹簧组的内径减小。
在这里，夹紧装置可以这样进行设计尤其是可以设置一个调节件、例如杠杆，其中，该杠杆装有一个扇形齿轮，并且该杠杆用它的扇形齿轮与另一个直接或间接引起夹紧元件的夹紧的部件的齿共同作用。在此提出，例如可以把杠杆设置在一个第一位置上，特别是安置在快速夹紧装置的旁边，在这个位置上扇形齿轮不处于啮合状态。然后，杠杆可以被移到第二位置上，例如可以采用使它围绕着摆动点进行偏转的方式来实现，在这个位置上，杠杆的齿与另一部件的齿啮合。然后，还可考虑，杠杆在围绕着它的摆动轴进行另一运动时实施调节运动，由此实现夹紧元件的夹紧。然后，杠杆的复位调节可以手动或自动地调到第一位置。夹紧的解除以相反的方式进行。
但从原则上讲，其它的夹紧装置也是可以想到的。
碟形弹簧组的进一步夹紧以及碟形弹簧组相对蘑菇形夹紧件的再夹紧可以替代地或附加地在设有快速夹紧装置的电动手工工具运行时进行，因为由于主轴开始运转时法兰与刀具之间的相对运动，会产生一个相对运动，并从而导致夹紧或再夹紧，由此碟形弹簧会继续在它的“夹紧位置”方向上被加载。
为了使得通过相对运动进行的再夹紧变得简单，可考虑在法兰与刀具之间设置一个摩擦件或者一个弹簧件，以在松开或者再夹紧时实现法兰与刀具之间的可靠接触。通过这个附加部件、即特别是可以由一个摩擦件或一个碟形弹簧构成的部件，法兰与砂轮之间的力和力矩的传递应该得到保证。
特别是在设计法兰与刀具间的摩擦力时，如果能做到便于复位，是很有好处的。
通过设置主轴不突出于刀具的事实，本发明的装置提供了以下优点即使在使用各种厚度的砂轮时也不会导致主轴突出于刀具。特别是在使用结构高度很小的砂轮时，现有技术就存在着主轴会在轴向上明显突出于刀具、并可能造成在加工时由刀具主轴损坏工件的缺点。
此外，本发明的构型还有以下的优点，即市场上常见的砂轮和其它盘形加工刀具都可以被使用，而不必像现有技术中一部分所设置的那样，只要设置了制动装置，就必须使用专门的砂轮。
此外，本发明的系统还有能够快速更换刀具的优点，而无须为此必须先锁止主轴，因为为了更换刀具和插入新的或拆下旧的刀具，都不需要旋转运动。
特别是对于松开刀具来说，如果蘑菇形夹紧件在力矩传递方面可与刀具脱联，那也是一个优点。为此，根据一种构型，可以设置槽-键装置，由此蘑菇形夹紧件直接与主轴联接。由此还可以做到，圆周方向上的摩擦力不必通过夹紧元件来接收。
通常，在刀具制动时再夹紧会反向进行。这意味着，刀具会继续相对法兰转动，并造成夹紧元件尤其是碟形弹簧夹紧的松动，后者增加地再倾斜。此外还提出，这些键只能传递轴向的力，而不传递径向的力，以至于一旦夹紧力矩消除后，蘑菇形夹紧件就可很容易地从开口中被取出来。所以通常是不需要使用工具来进行更换的。
本发明还包括一种电动手工工具，特别是一种装有上述快速夹紧装置的角磨机。
下面借助附图详细说明本发明，图中示出图1 带本发明快速夹紧装置的角磨机壳体的一部分，图2 图1的详细视图。
具体实施例方式
图1示出一个壳体10。在壳体10的一个开口12内，容纳有一个驱动轴，该驱动轴与一个用于驱动刀具16的主轴14相连，在此，该刀具由一个砂轮构成。在此，壳体10内设置有一个传动装置(未示出)。在这里，砂轮借助一个快速夹紧装置被夹紧，该快速夹紧装置在整体上用参考标号18表示。在此，快速夹紧装置18包括一个电机侧的部分20以及一个与该部分20共同作用的蘑菇形夹紧件22。
图2是带快速夹紧装置18的图一的不带刀具的局部图。在此，快速夹紧装置18包括一个法兰24，砂轮16靠触在法兰24上。为了用本发明的装置装配砂轮16，将砂轮16放到法兰24上，并且将蘑菇形夹紧件22插入套筒26的一个所设的开口中，该套筒与主轴14共同作用并且因而也是主轴14的一部分。在此，套筒26在其内部具有多个碟形弹簧28，这些碟形弹簧28被构造成开槽的碟形弹簧并且其外径要比其内径更靠近砂轮16。在此，在蘑菇形夹紧件22的栓柱30与碟形弹簧组28的内径之间仅有很小的间隙。
为保证碟形弹簧组的预夹紧，以在碟形弹簧组28与栓柱30之间有一个可靠的轴向摩擦锁合，可以设置一个预夹紧装置32，该预夹紧装置通过一个齿轮34以及一个斜坡装置(Rampenanordnung)使碟形弹簧28在形状上出现隆起，由此使碟形弹簧在内径上变小。在此，该调节是通过杠杆33的偏转来进行的，该杠杆与一个扇形齿轮相连接，该扇形齿轮可通过一个第一偏转运动与齿轮34相啮合并通过进一步偏转引起夹紧。杠杆33在这里所展现的，是它处于被安放在基本位置的情况，在这个位置上，它处于非啮合状态。当相应的电动手工工具开始运转时，由于惯性，砂轮16在起初会保持不动，因此，由于法兰24的转动和由此而产生的相对运动会使碟形弹簧组加载，并由此达到蘑菇形夹紧件22的再夹紧。
磨削过程结束后，主轴14通过一个未示出的制动装置进行制动，因此，再夹紧由于又进行的、法兰24与砂轮16之间的相对运动而解除，这是因为砂轮16会由于其惯性而继续运转一段时间。但夹紧力却仍然足以阻止蘑菇形夹紧件22的脱落。但蘑菇形夹紧件22在此后却可以不借助于其它辅助刀具地沿轴向从夹持中被拔出，这特别是因为蘑菇形夹紧件22由于其构型而不会受到砂轮16的转矩传递。为此，蘑菇形夹紧件22在它的栓柱30范围内具有接片或键31，后者配合在主轴14的槽29内，这样，在这里便形成了直接的力矩传递和与刀具的脱联。
用这种方式，快速更换系统的三个基本标准——即夹持、无级调整和再夹紧——都可得到保证。
特别是因为在轴向上在刀具16范围内不设主轴14，所以，所有厚度的砂轮都可以毫无问题地被使用，而不会有一部分主轴14在轴向上突出于砂轮16之外。特别是对于所谓的粗加工而言，可因此而使砂轮有利地得到充分的利用。另外，在任何情况下，这一点都能提供可避免因主轴的突出而损坏工件的优点。
所以，本发明的快速更换系统18除了刀具容易更换的优点外还具有砂轮即使在主轴制动时也能可靠夹持的优点，其中，也可不受生产厂家限制地使用普通砂轮。
权利要求
1.用于将一个盘形刀具(10)、特别是砂轮轴向夹紧在被驱动的主轴(14)的法兰(24)上的快速夹紧装置，其特征在于主轴(14)具有一个轴向延伸的孔，在该孔内设有至少一个夹紧元件(28)，该夹紧元件与一个蘑菇形夹紧件(22)共同作用，其中，该刀具被夹紧在法兰(24)及蘑菇形夹紧件(22)的在彼此的间距上可改变的接触面之间，其中，蘑菇形夹紧件(22)的栓柱(30)可被接收到主轴(14)的孔中并且可通过夹紧元件(20)摩擦锁合地固定。
2.根据权利要求1的快速夹紧装置，其特征在于设置了碟形弹簧(28)，用作夹紧元件(20)。
3.根据权利要求1或2之一的快速夹紧装置，其特征在于夹紧元件(20)是可以预夹紧的。
4.根据以上权利要求之一的快速夹紧装置，其特征在于蘑菇形夹紧件(22)可在力矩传递方面与该刀具(16)脱联。
5.根据以上权利要求之一快速夹紧装置，其特征在于通过刀具(16)与法兰(24)之间的相对运动，刀具(16)可被再夹紧或者再夹紧可被解除。
6.根据以上权利要求之一的快速夹紧装置，其特征在于夹紧元件(28)在轴向上起作用。
7.电动手工工具、特别是角磨机，具有一个根据以上权利要求之一的快速夹紧装置(18)。
全文摘要
本发明涉及一种用于将一个盘形刀具(10)、特别是砂轮轴向夹紧在被驱动的主轴(14)的法兰(24)上的快速夹紧装置，在此，主轴(14)具有一个轴向延伸的孔，在该孔内设有至少一个夹紧元件(28)，该夹紧元件与一个蘑菇形夹紧件(22)共同作用，其中，该刀具被夹紧在法兰(24)及蘑菇形夹紧件(22)的在彼此的间距上可改变的接触面之间，其中，蘑菇形夹紧件(22)的栓柱(30)可被接收到主轴(14)的孔中并且可通过夹紧元件(20)摩擦锁合地固定。
文档编号B24B45/00GK1997487SQ200480043549
公开日2007年7月11日 申请日期2004年7月8日 优先权日2004年7月8日
发明者拉尔夫·利尔施 申请人:梅塔波沃克有限公司