DE69314604T2

DE69314604T2 - Spannmutter

Info

Publication number: DE69314604T2
Application number: DE69314604T
Authority: DE
Inventors: Daijiro Nakamura
Original assignee: Power Tool Holders Inc
Current assignee: Power Tool Holders Inc
Priority date: 1992-08-31
Filing date: 1993-08-06
Publication date: 1998-04-16
Anticipated expiration: 2013-08-07
Also published as: EP0588483A2; CA2092018C; JPH0681823A; CN1045914C; CA2092018A1; TW318877B; DE69315290T2; DE69314604D1; JP3280715B2; CN1096352A; US5577870A; DE69315290D1; TW410919U; EP0588483A3; CN1033928C; EP0588483B1; CN1118848A; EP0600854B1; EP0600854A1

Description

Spannmutter

Die Erfindung betrifft eine Spannmutter, die als Spannmutter (z.B. eine Gewindemutter) ausgebildet ist zum Befestigen eines rotierenden Werkzeuges, beispielsweise einer Scheibe eines Haridschleifers oder eines Kreissägeblattes oder Handkreissägeblattes auf eineni Befestigungsgewindeteil (Z.B. mit Außengewinde), welches spiralförmig angeordnet ist an einer Antriebsspindel, um mit einer geringen Drehleistung ein kräftiges Spannen und Lösen oder Regulieren übermäßiger Spannkraft zu ermöglichen.
Zum Befestigen eines rotierenden Werkzeuges wie einer Schleifscheibe und Kreissägeblattes auf einer Antriebsspindel wurde bislang an deren Ende ein Flansch und ein Außengewinde vorgesehen. Das Werkzeug wurde auf den Teil mit dem Außengewinde aufgesetzt und mit einer Spannmutter mit Innengewinde wie bei einer Gewindemutter auf dem Außenteil befestigt. Beim Spannen der Gewindemutter wurde das Drehwerkzeug zwischen der Gewindemutter und dem Flansch befestigt.
Zum Spannen und Lösen einer solchen Gewindemutter wurde üblicherweise ein Spannwerkzeug wie ein Schraubenschlüssel benutzt. Es konnte deshalb keine ausreichende Verstärkung erreicht werden, weil nur dieses Spannwerkzeug für die Kräfteverstärkung zum Spannen und Lösen der Gewindemutter benutzt wurde.
Wird außerdem das rotierende Werkzeug beim Gebrauch stark beansprucht, kann die Gewindemutter durch die Beanspruchung und deren Reaktionskraft fester als gewünscht angezogen werden. Die Gewindemutter sitzt bei Abnehmen des Werkzeuges zu fest und kann nicht mit einem solchen Spannwerkzeug wie einem Schraubenschlüssel entfernt werden. Die Gewindemutter kann nicht abgenommen werden, ohne daß das rotierende Werkzeug im Extremfall bricht. Eine Spannvorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist bekannt, beispielsweise aus WO-A-88/05386.
Bei einer Spannmutter wird ein rotierender Ring auf einem Flanschring rotierend gehalten. Ein Schraubglied mit Innengewinde mit derselben Steigung wie das Außengewinde des Bolzens, auf dem es anzubringen ist, wobei der Durchmesser des Innengewindes größer ausgebildet ist als der Durchmesser des Außengewindes, ist exzentrisch drehbar gehalten, so daß das Innengewinde des Schraubguedes teilweise und vorübergehend in das Außengewinde eingreift. Der Flansch ist zum Zeitpunkt des Spannens festgehalten, so daß der rotierende Ring das Schraubglied dreht und die dabei im Spannglied erzeugte verlangsamte Drehung durch Erhöhung des Drehmomentes eine starke Spannkraft verursacht.
Ein erstes Ziel der Erfindung ist es, eine Spannmutter zu schaffen, mit welcher bei geringer Drehkraft eine starke Spannkraft oder Lösekraft erreicht werden kann, um den Gegenstand manuell und ohne Einsatz von Spannwerkzeugen sicher spannen oder lösen zu können aufgrund der im Drehmoment erzeugten starken Drehkraft, so daß die Handhabung der Spannmutter beim Anbringen und Lösen verbessert wird.
Zweites Ziel der Erfindung ist es, eine Spanumutter zu schaffen, die schnell und zeitsparend aufgesetzt und entfernt werden kann, weil die Drehbewegung des rotierenden Ringes oder des Betätigungsringes eine direkte Drehbewegung des Schraubgliedes bewirkt, bis der Flanschring der Spannmutter sich gegen den zu befestigenden Gegenstand anlegt, um die Drehbewegung des Schraubgliedes zu beenden.
Drittes Ziel der Erfindung ist es, eine Spannmutter zu schaffen, mit welcher ein übermäßiges Anspannen der Spannmutter während der Arbeitsdrehbewegung des zu spannenden Gegenstandes verhindert wird, durch einen zwischengeschalteten Flanschring, um eine relative Drehbewegung zwischen dem rotierenden Ring und dem zu spannenden Objekt aufrecht zu erhalten, so daß sich der rotierende Ring nicht gleichzeitig mit dem zu spannenden Objekt bewegt.
Viertes Ziel der Erfindung ist es, eine Spannmutter zu schaffen, mit welcher eine ungleiche Belastung der Spannmutter ausgeglichen wird mittels einer Vielzahl von Schraubgliedern, die gleichmäßig über den Umfang des Bolzens verteilt sind, so daß die Spannmutter sich leicht drehen läßt und beim Spannen das Drehmoment wirkungsvoll zunimmt.
Die Erfindung ist im Anspruch 1 definiert.
Es zeigen die beigefügten Zeichnungen in
Fig. 1 - eine Schnittansicht der Spannmutter;
Fig. 2 - eine Schnittansicht in Explosivdarstellung der Spannmutter;
Fig. 3 - ein erklärendes Diagramm mit einer exzentrischen Anordnung des Gewindemutterringes.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist entsprechend den beigefügten Zeichnungen im einzelnen nachfolgend beschrieben.
Die Zeichnungen zeigen eine Spannmutter, die gemäß den Figuren 1 und 2 aus einem Flanschring 11, einem rotierenden Ring 12, Schraubgliedern eines ersten Gewindemutterringes 13 und eines zweiten Gewindemutterringes 14, sowie einem Betätigungsring 15 becteht. Jeweils im Zentrum des Flanschringes 11, des rotierenden Ringes 12 und des Betätigungsringes 15 befinden sich beispielsweise Ausnehmungen 18, 19, 20, zum Einstecken des Montagezapfens 17 der Antriebsspindel 16 für das Werkzeug, beispielsweise eines Handschleifgerätes. Auf der Antriebsspindel 16 ist ein Flansch 21 ausgebildet und zwischen dem Flansch 21 und der Spannmutter 10 auf dem Montagezapfen 17 ein zu spannendes rotierendes Werkzeug 22, z.B. eine Schleifscheibe eines Handschleifgerätes gespannt und befestigt.
Der rotierende Ring 12 ist im Flanschring 11 mittels eines Kugellagers 23 drehbar gelagert, und die Gewinderinge 13, 14 sind mittels Kugellagern 24 bzw. 25 im rotierenden Ring 12 drehbar entsprechend gelagert. Der rotierende Ring 12 ist in deni Betätigungsring 15 eingepreßt und in einem Körper gesichert Auf der Außenfläche des Betätigungsringes 15 ist eine Rändelung 15a zum Drehen vorgesehen. Ziffer 26 ist ein O-Ring zum Abdichten des Zwischenraumes.
Die in die Gewinderinge 13, 14 eingeschnittenen Innengewinde 27, 28 sind in derselben Steigung ausgebildet wie das Außengewinde 29 des Montagezapfens 17. Der Gewindedurchmesser der Muttergewinde 27, 28 ist größer als der Durchmesser des Außengewindes 29. Die Gewinderinge 13, 14 sind exzentrisch im rotierenden Ring 12 gehalten, so daß jedes Teil der Innengewinde 27, 28 in die Schraubgewinde 29 des Montagebolzens 17 eingreift. Die relativ exzentrischen Positionen des ersten Gewindemutterringes 13 und des zweiten Gewindemutterringes 14 befinden sich im Abstand von 180º zueinander angeordnet, so daß sie gleichmäßig um den Mittelpunkt 29a des Montagebolzens 17 (Außengewinde 29) verteilt sind, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Fig. 3 zeigt währenddessen die effektiven Durchmesser der Innengewinde 27, 28 und des Außengewindes 29. 27a ist der Mittelpunkt der Innengewinde 27. 28a ist der Mittelpunkt des Innengewindes 28, und diese Mittelpunkte 27a, 28a sind um 180º entfernt vom Mittelpunkt 29a des Außengewindes 29.
Beim Gebrauch dieser so zusammengesetzten Spannmutter 10 für die Befestigung des rotierenden Werkzeuges 22 auf dem Montagebolzen 17 der Antriebsspindel 16 wird der Betätigungsring 15 der Spannmutter 10 direkt per Handantrieb auf das Außengewinde 29 des Montagebolzens 17 geschraubt. Die Innengewinde 27, 28 der beiden Gewindemutterringe 13, 14 werden eingeschraubt. Berührt der Flanschring 11 während dieses Schraubvorganges nicht das rotierende Werkzeug 22, werden der Betätigungsring 15, der Flanschring 11, der rotierende Ring 12 und beide Gewindemuttern 13, 14 zusammen durch die innere Reibung gedreht. Die Spannmutter 10 erhält dabei durch das Ineinandergreifen der Teile der Innengewinde 27, 28 der beiden Gewindemutterringe 13, 14 und deni Außengewinde 29 des Montagebolzens 17 einen Vorschub.
Kommt nachfolgend der Flanschring 11 zur Anlage gegen das Werkzeug 22 und wird seine Drehbewegung belastet und die Rotation des Flanschringes 11 gestoppt durch diese Belastung, so überträgt sich die Drehkraft vom Betätigungsring 15 auf den rotierenden Ring 12 und von diesem auf beide Gewindemuttern 13, 14. Dabei werden diese Gewinderinge 13, 14 zur Drehung gebracht. Sie machen eine Abrollbewegung, so daß sich die Innengewinde 27, 28 wiederum am Umfang des Außengewindes 29 des Montagebolzens 17 bewegen, während sich die Gewinderinge 13, 14 durch die Rollbewegung drehen, da die Innengewinde 27, 28 am Umfang länger sind als das Außengewinde 29. Diese Drehung bedeutet eine Verlangsamung des Gewindevorschubes des rotierenden Ringes 12. Deshalb nimmt das Drehmoment in den Gewinderingen 13, 14 zu. Durch die Drehung des erhöhten Drehmomentes werden die Gewinderinge 13, 14 auf dem Montagebolzen 17 vorwärtsgeschraubt, so daß das Spannwerkzeug 22 durch die Spannkraft des erhöhten Drehmomentes auf dem Montagebolzen 17 gespannt und befestigt wird.
Werden die zwei Gewinderinge 13, 14 einheitlich, wie oben gezeigt, angeordnet, wirkt sich folglich die Axialbelastung der Gewinderinge 13, 14 durch ein erhöhtes Drehmoment einheitlich auf den Umfang des Montagebolzens 17 aus, so daß ein reibungsloses Spannen erreicht werden kann.
Die Zunahme des Drehmomentes der Gewinderinge 13, 14 ist umso größer, wenn der Schraubdurchmesser der Innengewinde 27, 28 mit dem größeren Durchmesser sich dem Schraubdurchmesser des Außengewindes 29 mit dem kleineren Durchmesser des Montagebolzens 17 nähert. Die Zunahme des Drehmomentes wird geringer, je mehr sich diese Durchmesser voneinander entfernen. Mit anderen Worten, das Drehmoment ist umso größer, je mehr sich die periphere Länge der Innengewinde 27, 28 der peripheren Länge des Außengewindes 29 gleicht.
Beim Entspannen der Spannmutter, wenn die Drehung bereits blockiert ist, da der Flanschring 11 an dem Gegenstand, z.B. an dem rotierenden Werkzeug 22, anliegt, befinden sich die Gewinderinge 13, 14 im rotierenden Zustand. Sobald die Drehung des rotierenden Ringes 12 in Entspannungsrichtung die Gewinderinge 13, 14 bewegt, werden die Gewinderinge 13, 14 in Entspannungsrichtung mit derselben Kraft des erhöhten Drehmomentes wie oben bewegt.
Folglich rotiert die gesamte Spannmutter 10 als ein Körper, sobald die Gewinderinge 13, 14 gelöst sind und der Flanschring 11 vom Objekt, z.B. dem rotierenden Werkzeug, sich entfernt hat, bis die Rotation erlaubt ist und die Rotation des rotierenden Ringes 12 die gleiche wie die Rotation der Gewinderinge 13, 14 ist, so daß das Lösen beschleunigt wird.
In dieser Anwendungsform werden zwei Gewinderinge 13, 14 benutzt, aber auch der Einsatz nur eines Ringes ist möglich, oder auch drei oder mehr. Bei der Verwendung von mehreren Gewinderingen ist es wünschenswert, die Eingreifstellungen mit deni Montagebolzen so zu verteilen, daß eine gleichmäßige Belastung des Montagebolzens unter Spannung erreicht wird. Bei der beschriebenen Ausführung wurde die Spannmutter 10 per Hand gedreht. Es kann aber auch ein Schraubenschlüssel oder ein anderes Spannwerkzeug benutzt werden. In diesem Fall ist ein Spannen mit weniger Kraftaufwand möglich.

Claims

1. Spannmutter mit Kraftverstärkung für das Einspannen eines Werkzeuges (22) an einer rotierenden Spindel (16), mit einem Außengewinde, wobei die Spannmutter einen Flanschring (11) mit einer zentralen Bohrung (18) aufweist, gekennzeichnet durch einen drehbaren Ring (12), welcher gegenüber deni Flanschring (11) drehbar und mit einer inneren Bohrung (19) versehen ist, in welchem ein Schraubglied (13; 14) drehbar und exzentrisch gelagert ist, das mit einem Innengewinde (27; 28) ausgestattet ist, das die gleiche Gewindesteigung, jedoch einen größeren Durchmesser als das Außengewinde (29) der Spindel (16) aufweist, so daß nur ein Teil des Innengewindes (27; 28) des Schraubguedes (13; 14) im Eingriff mit dem Außengewinde der Spindel (16) kommen kann.

2. Spannmutter nach Anspruch 1, bei welcher eine Mehrzahl von Schraubguedern (13; 14) gleichförmig über den Umfang des Gewindeabschnittes der Spindel (16) verteilt angeordnet sind.

3. Spannmutter nach Anspruch 2, bei welcher die Schraubglieder (13; 14) axial nebeneinander angeordnet sind.

Spannmutter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei welcher das oder jedes der Schraubgueder (13; 14) in einer exzentrischen runden Ausnehmung des drehbaren Ringes (12) gelagert ist.

5. Spannmutter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei welcher der Flanschring (11) gegenüber der Stirnseite des Schraubgliedes oder der Schraubglieder (13; 14) angeordnet ist.

6. Spannmutter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei welcher ein Kugellager (23; 24; 25) zwischen dem Flanschring und dem oder jedem der Schraubglieder (13; 14) angeordnet ist.