Befestigungssystem, Befestigungsadapter und Befestigungsverfahren

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Befestigungssystem zur Montage eines walzenförmigen Werkzeuges (17) auf einer Antriebswelle einer Antriebsmaschine mit Hilfe eines Befestigungsadapters (10), welcher einen hohlzylindrischen Grundkörper (11) umfasst, der im Inneren eine Befestigungsvorrichtung (12) zur Montage auf der Antriebswelle aufweist. Von dem hohlzylindrischen Grundkörper gehen um die Zylinderachse (13) verteilt eine Mehrzahl von durch Schlitze (14) beabstandeten Lamellen (15) aus, die in ihrer Richtung senkrecht zur Zylinderachse jeweils um einen vorgegebenen Winkel (α) gegenüber der radialen Richtung verkippt sind. Durch Ausübung von Druck oder Einwirkung einer Scherkraft in Richtung der Verkippung auf die Lamellen, lässt sich der Außendurchmesser des Befestigungsadapters (10) elastisch verringern. Das walzenförmige Werkzeug weist dafür eine starre, zylindrische Durchlassöffnung (21) auf, deren Innendurchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser des Befestigungsadapters (10) im entspannten Zustand.
Die Erfindung betrifft ferner einen Befestigungsadapter (10) zur Verwendung in einem Befestigungssystem, sowie ein Verfahren zur Befestigung eines walzenförmigen Werkzeuges (17) mit rohrförmiger Durchlassöffnung (21) auf einem Befestigungsadapter (10) für eine Antriebswelle einer Antriebsmaschine, wobei der Befestigungsadapter mit einem Drall umfasst und dadurch komprimiert wird, und in diesem Zustand in die Durchlassöffnung (21) des Werkzeuges (17) eingeschoben wird, dass dann die Komprimierung aufgehoben wird, woraufhin sich der Befestigungsadapter (10) in der Durchlassöffnung (21) wieder ausdehnt und somit durch Spann- und Reibeschluss an seiner äußeren Mantelfläche eine drehfeste Verbindung mit dem Werkzeug (17) bildet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Befestigungssystem zur Montage von walzenförmigen Werkzeugen auf einer Antriebswelle einer Antriebsmaschine mit Hilfe eines Befestigungsadapters, einen Befestigungsadapter sowie ein Verfahren zur Montage von walzenförmigen Werkzeugen auf einem Befestigungsadapter. Derartige walzenförmige Werkzeuge sind beispielsweise Oberflächenbearbeitungswerkzeuge, wie Schleif- oder Polierwalzen. Solche Werkzeuge werden in der Regel von einer Antriebsmaschine, wie einem Flächen- oder Längsschleifgerät, über eine rotierende Antriebswelle angetrieben. Im Folgenden wird für ein walzenförmiges Werkzeug auch alternativ der Begriff Werkzeugwalze gebraucht. Für eine drehfeste Verbindung zwischen einer Antriebswelle und einer Werkzeugwalze weist letztere meist eine Durchlassöffnung mit einer speziellen Befestigungsvorrichtung auf, die an eine bestimmte Antriebswelle angepasst ist. Dabei unterscheiden sich die Antriebswellen verschiedener Maschinen häufig im Durchmesser. Für die Befestigung gibt es außerdem unterschiedliche Systeme. Sie können beispielsweise auf Schraub- oder Steckverbindungen beruhen. Wenn daher ein bestimmter Typ Werkzeugwalzen mit verschiedenen Antriebsmaschinen vielseitig einsetzbar sein soll, müssen die Walzen bisher mit verschiedenen Ausführungen von Durchlassöffnungen und Befestigungsvorrichtungen gefertigt werden.

[0002] Diese Spezialisierung für unterschiedliche Antriebswellen ist aufwändig und verursacht hohe Kosten. Daher ist man teilweise dazu übergegangen, einheitliche Werkzeugwalzen zu fertigen, und diese jeweils mit einem speziellen Einsatz für die unterschiedlichen Antriebswellen zu versehen. Wünschenswert wäre es jedoch, wenn ein solcher Einsatz als Adapter wiederverwendbar wäre. Dann wäre für jede Antriebswelle jeweils genau ein Adapter ausreichend, auf dem dann verschiedene Werkzeugwalzen angebracht werden könnten.
Aus der DE 29804042 U1 ist ein walzenförmiger Träger zur Montage von flexiblen Schleifbandhülsen auf einer Antriebswelle bekannt. Der Träger besteht aus einem zylindrischen Grundkörper, der über eine Durchlassöffnung auf einer Antriebswelle montiert werden kann und von welchem elastische Lamellen ausgehen. Die Lamellen sind gegenüber der radialen Richtung verkippt ausgerichtet, so dass sie sich bei einer Rotation der Trägerwalze aufrichten und dadurch die Trägerwalze in ihrem Umfang vergrößert wird. Eine im Ruhezustand lose aufgesteckte Schleifbandhülse wird im Betrieb durch die aufgestellten Lamellen aufgespannt und festgehalten. Die Lamellen sind entgegen der Bewegungsrichtung gekippt, so dass sie bei einem Anpressdruck des Werkzeugs auf ein Werkstück nachgeben und sich das Werkzeug an die Oberfläche des Werkstückes anpassen kann. Eine ähnlich aufgebaute Schleifscheibe, mit welcher sich flexible Schleifbandringe aufspannen lassen, ist aus der DE 8202243 U1 bekannt.

[0003] Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, ein System zur Befestigung eines walzenförmigen Werkzeuges auf einer Antriebswelle einer Antriebsmaschine mit einem Befestigungsadapter, einen Befestigungsadapter sowie ein Verfahren für die Montage von walzenförmigen Werkzeugen auf einem Befestigungsadapter anzugeben, wobei der Befestigungsadapter einerseits einen stabilen Halt für das Werkzeug geben, dabei eine leichte Montage ermöglichen und außerdem wiederverwendbar sein soll.

[0004] Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Vorrichtung gemäß dem unabhängigen Sachanspruch 1. Ein erfindungsgemäßes Befestigungssystem umfasst einen Befestigungsadapter, mit dessen Hilfe ein walzenförmiges Werkzeug auf einer Antriebswelle einer Antriebsmaschine montiert werden kann. Ein erfindungsgemäßer Befestigungsadapter umfasst einen hohlzylindrischen Grundkörper, der im Inneren eine Befestigungsvorrichtung zur Montage auf der Antriebswelle aufweist und von dem nach außen um die Zylinderachse verteilt eine Mehrzahl von untereinander durch Schlitze beabstandeten Lamellen ausgeht. Die Lamellen sind dabei in ihrer Richtung senkrecht zur Zylinderachse jeweils um einen vorgegebenen Winkel gegenüber der radialen Richtung verkippt. Durch Ausübung von Druck oder Einwirkung einer Scherkraft in Richtung der Verkippung auf die Lamellen ist der Außendurchmesser des Befestigungsadapters elastisch verringerbar. Die Komprimierung des Befestigungsadapters geschieht dabei im Wesentlichen dadurch, dass die Hohlräume zwischen den Lamellen, genauer die Schlitze, verkleinert werden. Je nach Material der Lamellen kann aber auch eine Kompression der Lamellen selbst beteiligt sein. Durch die Einwirkung von Scherkräften an den Lamellenenden, dass heißt Kräften, die tangential in Richtung der Verkippung an der Oberfläche angreifen, wird ein "Glattstreichen" der Lamellen bewirkt. Da die Lamellen im entspannten Grundzustand gegenüber der radialen Richtung verkippt sind, ist die Richtung, in der sich die Lamellen aneinanderlegen, bereits vorgegeben und es reicht auch eine Ausübung von Druck auf die Lamellenenden aus, um die Lamellen aneinander zu drücken. Damit diese elastische Verformung des Befestigungsadapters möglich ist, können beispielsweise die Lamellen ganz aus einem elastischen Material bestehen. Es könnte aber auch ein elastisches Gelenk ausreichen, das eine weitere Verkippung einer steifen Lamelle ermöglicht. Bei der Komprimierung des Befestigungsadapter handelt es sich um eine elastische Deformation. Bei einem Wegfall des Druckes oder der Scherkräfte spreizen sich die Lamellen also wieder auf und nehmen ihre ursprüngliche Form und Ausrichtung ein. Der Befestigungsadapter hat dann wieder seinen ursprünglichen Durchmesser.

[0005] Schleif- oder Poliergeräte, bei denen die erfindungsgemäßen Befestigungsadapter mit walzenförmigen Werkzeugen zum Einsatz kommen, sind häufig Handgeräte, die von einem Arbeiter mit der Hand geführt werden. Solche Geräte haben aus Gründen der Arbeitssicherheit in der Regel eine bevorzugte Laufrichtung. Für die erfindungsgemäßen Werkzeugwalzen und die Befestigungsadapter bedeutet dies, dass auch sie in einer bevorzugten Drehrichtung zum Einsatz kommen. Bei einem erfindungsgemäßen Befestigungsadapter, sind daher die Lamellen in die im Betrieb des Werkzeugs bevorzugte Bewegungsrichtung verkippt. Dies hat den Vorteil, dass die Halterung des Werkzeugs auf dem Befestigungsadapter im Betrieb während einem Schleif- oder Poliervorgang zusätzlich stabilisiert wird, wie im Folgenden erklärt wird. Bei einem Schleif- oder Poliervorgang wird die Rotationsbewegung des Werkzeuges durch die Reibung an dem Werkstück leicht abgebremst. Diese Abbremsung bewirkt wiederum durch die Reibung zwischen Werkzeugwalze und Befestigungsadapter ein Abbremsen der Lamellenenden. Wenn nun die Lamellen entgegen der Laufrichtung verkippt wären, würde dies einer Scherkraft in Richtung der Verkippung auf die rotierenden Lamellenenden entsprechen, was ein Glattstreichen der Lamellen und somit eine Kompression des Befestigungsadapters zur Folge hätte. Dadurch wäre die Halterung des walzenförmigen Werkzeugs in diesem Moment gelockert. Sind die Lamellen dagegen in Laufrichtung des walzenförmigen Werkzeugs verkippt, wirkt die Scherkraft relativ zu den Lamellen in die entgegengesetzte Richtung. Damit wird ein stärkeres Aufspreizen der Lamellen begünstigt. Bei in Laufrichtung verkippten Lammellen stellen sich also die Lamellen stärker auf, wodurch Spannsitz und Reibung zwischen Befestigungsadapter und walzenförmigem Werkzeug noch verstärkt werden.

[0006] Die stabile Halterung der Werkzeugwalze auf dem Befestigungsadapter verhindert einen Schlupf der Werkzeugwalze auf den Befestigungsadapter. Zudem können dadurch Vibrationen des Werkzeugs vermieden werden, welche unter Umständen ungewollte Rattermarken auf den Schleifflächen hinterlassen können.

[0007] Ein erfindungsgemäßes, walzenförmiges Werkzeug weist eine starre, zylindrische Durchlassöffnung für den Befestigungsadapter auf, deren Innendurchmesser geringer ist als der des entspannten Befestigungsadapters. Die Differenz der Durchmesser kann jedoch in der Größenordnung von weniger als 1 mm liegen, während die Durchmesser selbst vorzugsweise im Bereich von wenigen Zentimetern, etwa zwischen 3 und 7 cm liegen. Vorzugsweise entspricht der Innendurchmesser der Durchlassöffnung der Werkzeugwalze 44,75 mm, während der Außendurchmesser des entspannten Befestigungsadapters vorzugsweise 45 mm beträgt. Die Länge des Befestigungsadapters beträgt dabei vorzugsweise zwischen 80 mm und 100 mm, besonders bevorzugt 90 mm. Dieser Länge entspricht günstiger Weise auch die Länge der Werkzeugwalze.

[0008] Die elastische Verformbarkeit des Befestigungsadapters ermöglicht eine einfache Montage der Werkzeugwalze darauf. Dafür wird der Befestigungsadapter zunächst komprimiert, dann in die Durchlassöffnung der Werkzeugwalze gesteckt, um dort wieder zu expandieren bis er im Klemmsitz festsitzt.

[0009] Geeignete walzenförmige Werkzeuge sind beispielsweise Mopräder, Vliesräder oder andere Schleif- oder Polierwerkzeuge zur Oberflächenbearbeitung. Sie haben im Allgemeinen eine zylindrische Grundform. Dies ist aber prinzipiell nicht notwendig. Es sind auch tonnenförmige oder anders profilierte Walzen denkbar. Die walzenförmigen Werkzeuge des erfindungsgemäßen Befestigungssystems haben eine zylindrische Durchlassöffnung. Diese Durchlassöffnung ist starr, so dass ihr kreisrunder Querschnitt auch unter Belastung im wesentlichen erhalten bleibt.

[0010] In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Durchlassöffnung der Werkzeugwalze durch ein steifes Rohr mit kreisrundem Querschnitt gebildet. Dieses Rohr trägt dann das eigentliche Werkzeugmaterial. Das Rohr kann beispielsweise aus einem Kunststoff, wie PVC oder ABS, aus einem Verbundwerkstoff, wie Pertinax oder Epoxid-Kunstharz, oder aus Metall, beispielsweise Aluminium oder Stahl, bestehen. Dieses Rohr bildet die starre Durchlassöffnung der Werkzeugwalze, während das eigentliche Werkzeugmaterial außen um das Rohr angeordnet ist und von diesem getragen wird. Je nach Werkzeugart kann dieses Werkzeugmaterial beispielsweise ein Schleifmaterial in Form von gepressten Schleifpartikeln, Schleiflamellen, eine Schicht aus Poliervlies oder ähnliches sein.

[0011] Für die Montage einer erfindungsgemäßen Werkzeugwalze auf einem erfindungsgemäßen Befestigungsadapter wird der Befestigungsadapter, wie oben beschrieben, durch Druck oder Einwirkung einer Scherkraft auf die Lamellen komprimiert und in die Durchlassöffnung der Werkzeugwalze gesteckt. Die Scherkraft auf die Lamellenenden kann beispielsweise durch ein Umfassen des Befestigungsadapters mit einem Drall ausgeübt werden. Das Umfassen kann hierbei per Hand geschehen. Es ist aber auch eine maschinelle Lösung dafür denkbar. Sobald der Befestigungsadapter in der Durchlassöffnung des walzenförmigen Werkzeugs steckt, wird die Umfassung gelöst, woraufhin sich die Lamellen des Befestigungsadapters wieder aufspreizen und gegen die Innenwand der Durchlassöffnung des walzenförmigen Werkzeugs drücken. Aufgrund des geringfügigen Untermaßes der Durchlassöffnung in Hinblick auf den Durchmesser des Befestigungsadapters bleibt dabei eine gewisse Restkomprimierung des Befestigungsadapters erhalten. Die dadurch verbleibende elastische Spannung im Befestigungsadapter erhöht den Druck der Lamellenenden au die Innenwand der Durchlassöffnung. Die somit erhöhte Reibung zwischen Lamellenenden und Durchlassöffnung gewährleistet einen drehfesten Sitz der Werkzeugwalze auf dem Befestigungsadapter.

[0012] Für den Antrieb des Befestigungsadapters durch die Antriebswelle, ist der Befestigungsadapter seinerseits mit einer Durchlassöffnung und einer Befestigungsvorrichtung für die Antriebswelle ausgestattet. Durchmesser der Durchlassöffnung sowie die spezielle Befestigungsvorrichtung sind an die zu verwendende Antriebswelle angepasst. Mögliche Ausführungsvarianten der Befestigungsvorrichtung sind hier beispielsweise ein Innengewinde oder eine Doppelnut, in welche eine entsprechende Antriebswelle eingreifen kann. Grundsätzlich sind hierfür alle bekannten Varianten von drehfesten Welle-Nabe-Verbindungen geeignet. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Befestigungsvorrichtung jedoch ein Innengewinde. Geeignete Standardgewinde sind beispielsweise M10-Gewinde, M14-Gewinde oder 5/8"-Gewinde.

[0013] Im Betrieb rotiert die Werkzeugwalze mit dem Befestigungsadapter, angetrieben durch die Antriebswelle. Durch die Rotation wirkt auf die verkippten und unter Spannung stehenden Lamellen zusätzlich eine nach außen gerichtete Zentrifugalkraft. Diese verstärkt den Druck der Lamellen auf die Innenwand der Durchlassöffnung. Dadurch vergrößert sich die Reibung zwischen Lamellenenden und Durchlassöffnung. Die Halterung des Werkzeuges auf dem Befestigungsadapter wird dabei stabilisiert.

[0014] In einer bevorzugten Weiterbildung bestehen die Lamellen des erfindungsgemäßen Befestigungsadapters aus einem elastischen Material. Ein solches ist beispielsweise Gummi oder Polyurethan mit einer bevorzugten Härte zwischen 60 Shore und 100 Shore. Dieser Härtebereich ist besonders vorteilhaft zur Vermeidung von störenden Vibrationen. Wenn die gesamten Lamellen aus einem elastischen Material gefertigt sind, so verbessern sich dadurch die Kompressionseigenschaften des Befestigungsadapters. Andererseits wird auch die durch Zentrifugalkraft verursachte Expansion während des Betriebs erleichtert. Für die Kompression bedeuten elastische Lamellen, dass die Kompression nicht nur aufgrund der verkleinerten Hohlräume zwischen den Lamellen, sondern auch aufgrund einer Kompression der Lamellen selbst stattfindet. Zudem ist die Konstruktion gegenüber einer Variante mit nur elastischen Gelenken vereinfacht.

[0015] Vorzugsweise sind die Lamellen außerdem so ausgestaltet, dass sie an ihrem Ansatzpunkt am hohlzylindrischen Grundkörper den geringsten Querschnitt aufweisen. Bei Lamellen aus einem einheitlichen elastischen Material hat dies zur Folge, dass die Lamellen einerseits zur Kompression, andererseits auch zur Expansion bevorzugt an dieser Ansatzstelle abknicken. Es wird dadurch sozusagen ein elastisches Gelenk gebildet. Die Lamellen sind außerdem vorzugsweise so ausgestaltet, dass im entspannten Zustand des Befestigungsadapters die äußeren Enden aller Lamellen zusammen eine durch Schlitze unterbrochene Zylindermantelfläche bilden. Entspannter Zustand bedeutet hier, dass sich der Befestigungsadapter in Ruhe befindet und kein Druck oder keine Kraft auf ihn wirkt. Diese bevorzugte Ausgestaltung der Lamellenenden bewirkt ein besonders gutes Anliegen der Lamellenenden in der Durchlassöffnung des walzenförmigen Werkzeugs. Die Kontaktfläche zwischen Lamellenenden und Werkzeugwalze ist dann besonders groß. Dadurch wird die Reibung zwischen Befestigungsadapter und Werkzeugwalze verbessert. Die bevorzugte Form der Lamellen mit geringstem Querschnitt am Ansatzpunkt und äußeren Enden, welche zusammen genommen eine Zylindermantelfläche bilden, kann dadurch realisiert werden, dass die Lamellen durch Schlitze mit jeweils parallelen Begrenzungswänden unterteilt werden. Diese Form erhält man dadurch, dass in einen hohlzylindrischen Grundkörper gleichmäßige Schlitze mit konstanter Breite geschnitten werden. In der Figurenbeschreibung wird darauf noch einmal genauer Bezug genommen.

[0016] In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Befestigungsadapters ist dessen Umfangskante an zumindest einer seiner Stirnseiten gefast. Dies erleichtert das Einstecken des Befestigungsadapters in die Durchlassöffnung des walzenförmigen Werkzeuges.

[0017] In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Befestigungsadapter an seiner Stirnseite, welche im Betrieb der Anntriebsmaschine zugewandt ist, um das Zentrum mit der Befestigungsvorrichtung herum zylindrisch verlängert. Dadurch ist ein zylindrischer Überstand gebildet, von dem keine Lamellen ausgehen. Eine erfindungsgemäße Werkzeugwalze wird bei der Montage nur soweit über den Befestigungsadapter geschoben, dass der zylindrische Überstand noch herausschaut. Der zylindrische Überstand dient dann als Abstandshalter zwischen der Antriebsmaschine und der Werkzeugwalze. Die Befestigungsvorrichtung in der Durchlassöffnung des Befestigungsadapters setzt sich dabei zweckmäßig in diese Verlängerung fort. Der gesamte Befestigungsadapter kann beispielsweise so aufgebaut sein, dass sich die Befestigungsvorrichtung und die Durchlassöffnung in einem zylindrischen Metallkern befinden, um den herum die Lamellen aus einem elastischen Material angeordnet sind. In diesem Fall kann der zylindrische Überstand einfach durch einen gegenüber den Lamellen verlängerten Metallkern gebildet sein.

[0018] Zur zusätzlichen Stabilisierung eines solchen Befestigungsadapters auf der Antriebswelle einer Antriebsmaschine kann in einer bevorzugten Weiterbildung in dem zylindrischen Überstand ein Gewinde für eine Madenschraube mit einer Madenschraube vorgesehen sein. Durch diese Madenschraube kann beispielsweise eine Verschraubung von und Befestigungsgrad zusätzlich fixiert werden. Die Madenschraube ist dann zweckmäßig seitlich in dem zylindrischen Überstand angebracht.

[0019] In einer bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Befestigungsadapters weist dieser an seinem der Antriebsmaschine zugewandten Ende einen Anschlagring für die Werkzeugwalze auf. Dieser Anschlagring kann entweder aus dem Material der Lamellen oder aus einem anderen Material, beispielsweise Metall bestehen. Dabei kann er sowohl mit den Lamellen als auch mit dem Metallkern des Befestigungsadapters einteilig gefertigt sein oder nachträglich angesetzt werden. Bei einer Ausführung des Befestigungsadapters mit einem zylindrischen Überstand ist der Anschlagring zweckmäßig zwischen dem Überstand und den Lamellen am Ende der Lamellen angeordnet. Der Außendurchmesser des Anschlagrings ist größer als der Innendurchmesser der Durchlassöffnung in der Werkzeugwalze und kleiner oder gleich deren Außendurchmesser. Auch wenn der Anschlagring aus einem elastischen Material geformt sein kann, so ist er nicht in dem Maße komprimierbar, dass die Werkzeugwalze über ihn geschoben werden könnte. Somit bietet der Anschlagring einen Anschlag für die Werkzeugwalze und dient als Abstandshalter zur Antriebsmaschine.

[0020] Die Lösung der Aufgabe der Erfindung gelingt ferner mit einem Befestigungsadapter zur Verwendung in einem Befestigungssystem wie vorstehend beschrieben.

[0021] Die Aufgabe der Erfindung wird außerdem gelöst durch ein Verfahren gemäß dem unabhängigen Verfahrensanspruch. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Befestigung eines walzenförmigen Werkzeugs mit rohrförmiger Durchlassöffnung auf einem Befestigungsadapter für eine Antriebswelle einer Antriebsmaschine beinhaltet das Umfassen des Befestigungsadapters mit einem Drall, wodurch der Befestigungsadapter komprimiert wird. Daraufhin wird der Befestigungsadapter in diesem komprimierten Zustand in die Durchlassöffnung des Werkzeugs eingeschoben, wonach dann die Komprimierung aufgehoben wird, woraufhin sich der Befestigungsadapter in der Durchlassöffnung wieder ausdehnt und somit durch Spann- und Reibeschluss an seiner äußeren Mantelfläche eine drehfeste Verbindung mit dem Werkzeug bildet. Unter Drall wird hier eine Verdrehung des Außenumfangs des Befestigungsadapters gegenüber seinem durch die Durchlassöffnung markierten Zentrum in die im Betrieb bevorzugte Bewegungsrichtung verstanden. Bei einem erfindungsgemäßen Befestigungsadapter mit Lamellen bewirkt dies ein Glattdrücken der Lamellen in Richtung der bevorzugten Bewegungsrichtung. Das erfindungsgemäße Verfahren ist daher besonders geeignet für einen erfindungsgemäßen Befestigungsadapter gemäß den Vorrichtungsansprüchen. Es ist aber prinzipiell auch für anders aufgebaute Befestigungsadapter denkbar.

[0022] Im Folgenden soll die Erfindung anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.

[0023] Es zeigen schematisch:

Fig. 1:

einen Befestigungsadapter in perspektivischer Darstellung;

Fig. 2:

einen Befestigungsadapter in Draufsicht auf eine Stirnseite;

Fig. 3:

einen Schritt des Verfahrens mit einem erfindungsgemäßen Befestigungsadapter;

Fig. 4:

einen Befestigungsadapter in einem walzenförmigen Werkzeug in Draufsicht auf eine Stirnseite; und

Fig. 5:

eine Werkzeugwalze und einen Befestigungsadapter im Schnitt durch die Längsachse.

[0024] Gemäß den Figuren 1 bis 5 umfasst ein Befestigungsadapter 10 einen hohlzylindrischen Grundkörper 11, von dem Lamellen 15 ausgehen. Dabei können die Lamellen 15 und der hohlzylindrische Grundkörper 11 aus einem Stück gefertigt oder zusammengesetzt sein. Die Lamellen 15 sind durch Schlitze 14 voneinander getrennt. Sowohl die Schlitze 14 als auch die Lamellen 15 sind gegenüber der radialen Richtung um einen vorgegebenen Winkel α (Fig. 2) verkippt.

[0025] Die Querschnittform der Lamellen 15 ist durch die Querschnittform der dazwischen liegenden Schlitze 14 vorgegeben. Die Schlitze 14 sind als Kanäle mit annähernd trapezförmigem Querschnitt ausgestaltet, wobei die beiden Grenzflächen zu den benachbarten Lamellen 15 parallel sind. Durch die Vorgabe der Form der Zwischenräume 14 zwischen den einzelnen Lamellen 15 ist auch die Form der Lammellen 15 vorgegeben. Die Zwischenräume sind als Schlitze 14 mit konstanter Breite ausgebildet. Dementsprechend ähnelt der Querschnitt der Lamellen 15 dem eines Kreissektors, der mit zunehmendem Radius breiter wird. Die Lammellen 15 sind also Zylindersektoren, die aus der radialen Richtung verkippt angeordnet sind. Der breiter werdende Querschnitt der Lamellen 15, welcher nach außen mit einem Kreisbogensektor abschließt, ist besonders günstig, da so die Kontaktfläche zwischen Lamellen 15 und der Durchlassöffnung des Werkzeuges 17 maximiert wird. Auf diese Weise wird auch die Reibung zwischen Befestigungsadapter 10 und Werkzeugwalze maximiert. Aufgrund der Form der Lamellen 15 und ihres nach außen hin breiter werdenden Querschnitts, kann der Verkippungswinkel α unterschiedlich definiert werden. Je nach Definition und Bezugspunkt nimmt er dann unterschiedliche Werte an. Die Werte können je nach Definitionsweise im Bereich von etwa 15 ° bis 90 ° variieren. Alle Lamellen 15 sind jedoch objektiv unter dem jeweils gleichen Winkel gegenüber ihrer jeweils radialen Richtung verkippt.

[0026] Der Befestigungsadapter 10 hat außerdem eine bevorzugte Betriebsrichtung, die in Fig. 2 durch den Pfeil 20 angedeutet ist. Die Lamellen 15 sind in der bevorzugten Betriebsrichtung 20 aus ihrer radialen Richtung verkippt. Im Betrieb verursacht eine Abbremsung der Lamellenenden durch Reibung zwischen Werkzeugwalze und Befestigungszylinder eine der Verkippung entgegengerichtete Scherkraft. Dadurch spreizen sich die Lammellen 15 weiter auf, so dass die Verbindung zwischen Befestigungsadapter und walzenförmigem Werkzeug zusätzlich stabilisiert wird.

[0027] Für den Antrieb mit einer Antriebswelle einer Maschine ist der Befestigungsadapter mit einer Befestigungsvorrichtung 12 ausgestattet. Das in den Figuren 2, 4 und 5 dargestellte Ausführungsbeispiel hat ein Innengewinde mit dem es auf einer entsprechenden Antriebswelle verschraubt werden kann. Das in Fig. 3 gezeigte Ausbildungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Fig. 2 gezeigten nur dadurch dass die Befestigungsvorrichtung statt als Innengewinde als Doppelnut ausgebildet ist. Daneben sind aber auch andere Querschnitte für entsprechende Antriebswellen möglich.

[0028] Durch Druck auf die äußeren Lamellenenden bzw. durch ein Einwirken einer Scherkraft in Richtung der Verkippung der Lammellen 15 lässt sich der Befestigungsadapter komprimieren. Fig. 3 zeigt, wie diese Kompression durch ein Umfassen des Befestigungsadapters per Hand erfolgen kann. Bei einem erfindungsgemäßen Befestigungsadapter kann die Kompression einerseits durch einen Druck auf die Lammellen 15 erreicht werden oder auch durch ein Umfassen mit einem Drall. Das Umfassen mit einem Drall bedeutet, dass das Zentrum des Befestigungsadapters mit der Befestigungsvorrichtung 12 festgehalten wird, während die äußeren Lamellenenden gegenüber diesem Zentrum verdreht werden. Die Verdrehrichtung ist durch den Pfeil in der Hand in Fig. 3 dargestellt. In diesem komprimierten Zustand weist der Befestigungsadapter 10 einen verringerten Durchmesser auf und lässt sich so in die Durchlassöffnung 21 eines walzenförmigen Werkzeugs 17 einschieben. Durch Loslassen des Adapters 10 spreizen sich die Lamellen 15 in der Durchlassöffnung 21 des Werkzeugs 17 wieder auf, bis sie an die Innenwand der Durchlassöffnung 21 anstoßen und dagegen drücken.

[0029] Fig 4. zeigt einen Befestigungsadapter 10, welcher in die Werkzeugwalze 17 geschoben ist und dort verspreizt ist. Da der Innendurchmesser der Durchlassöffnung 21 etwas geringer ist als der Außendurchmesser des Befestigungsadapters 10, sind die Lammellen 15 etwas aneinander gedrückt und unter Spannung. Die Durchlassöffnung 21 des Werkzeugs 17 wird hier durch ein PVC-Rohr 18 gebildet, welches auf der Außenseite einen Ringzylinder 19 aus Schleifmaterial trägt. Der Druck der Lammellen 15 auf das PVC-Rohr 18 erhöht die Reibung zwischen den Lamellen 15 und dem PVC-Rohr 18. Beim Betrieb wird der Druck, und damit die Reibung, durch eine auf die Lamellen 15 wirkende Zentrifugalkraft zusätzlich erhöht. Die Halterung des Werkzeuges auf dem Befestigungsadapter 10 ist also im Betrieb besonders stabil.

[0030] Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsvariante eines Befestigungsadapters in einer Werkzeugwalze im Schnitt durch die Längsachse. Als Befestigungsvorrichtung 12 ist ein Innengewinde vorgesehen, das sich in einem Metallkern des Befestigungsadapters 10 befindet. Der Metallkern ist über die Länge der Lamellen 15 hinaus verlängert und bildet einen zylindrischen Überstand 23. In dem zylindrischen Überstand ist zusätzlich ein Gewinde für eine Madenschraube 24 vorgesehen. Damit kann die Verschraubung des Befestigungsadapters auf einer Antriebswelle zusätzlich fixiert werden. Der zylindrische Überstand 23 befindet sich an dem der Antriebsmaschine zugewandten Ende des Befestigungsadapters 10. Zusätzlich weist der Befestigungsadapter 10 einen Anschlagring 22 auf, der ebenso wie der Kern aus Metall gefertigt und mit diesem verbunden ist. Eine Werkzeugwalze 17, aus einem PVC-Rohr 18 und einem Schleifringzylinder 19 ist vom anderen Ende des Befestigungsadapters 10 über diesen geschoben. Zur Erleichterung dafür ist der Befestigungsadapter 10 an diesem Ende 25 gefast. Der Anschlagring 22 hat einen Außendurchmesser, welcher größer ist als der Innendurchmesser des PVC-Rohres 18 und kleiner als der Außendurchmesser des Schleifringzylinders 19. Bei der Montage der Werkzeugwalze 17 auf dem Befestigungsadapter 10 verhindert er daher, dass die Werkzeugwalze zu weit über den Befestigungsadapter 10 hinaus geschoben wird. Damit wird ein genügender Abstand zwischen Antriebsmaschine und Werkzeugwalze gesichert.

Ansprüche

1. Befestigungssystem zur Montage eines walzenförmigen Werkzeuges (17) mit einer Durchlassöffnung (21) auf einer Antriebswelle einer Antriebsmaschine mit Hilfe eines Befestigungsadapters (10), welcher einen hohlzylindrischen Grundkörper (11) umfasst, der im Inneren eine Befestigungsvorrichtung (12) zur Montage auf der Antriebswelle aufweist, und von dem nach außen um die Zylinderachse (13) verteilt eine Mehrzahl von untereinander durch Schlitze (14) beabstandeten Lamellen (15) ausgeht, wobei die Lamellen (15) in Ihrer Richtung senkrecht zur Zylinderachse jeweils um einen vorgegebenen Winkel (α) gegenüber der radialen Richtung verkippt sind und sich der Außendurchmesser des Befestigungsadapters (10), welcher im entspannten Zustand größer ist als der Innendurchmesser der Durchlassöffnung (21) des walzenförmigen Werkzeugs (17), durch Ausübung von Druck und/oder durch Einwirkung einer Scherkraft in Richtung der Verkippung auf die Lamellen (15) elastisch verringern lässt,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Durchlassöffnung (21) des walzenförmigen Werkzeugs (17) starr und zylindrisch ausgestaltet ist und die Lamellen (15) des Befestigungsadapters (10) in die im Betrieb des Werkzeuges bevorzugte Bewegungsrichtung (20) verkippt sind.

2. Befestigungssystem gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Durchlassöffnung (21) des walzenförmigen Werkzeuges (17) durch ein steifes Rohr (18) gebildet wird.

3. Befestigungssystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Befestigungsvorrichtung (12) ein Innengewinde ist.

4. Befestigungssystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lamellen (15) des Befestigungsadapters (10) aus einem elastischem Material mit einer Härte zwischen 60 Shore und 100 Shore bestehen.

5. Befestigungssystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lamellen (15) des Befestigungsadapters (10) an ihrer Ansatzstelle (16) zu dem hohlzylindrischen Grundkörper (11) den geringsten Querschnitt aufweisen.

6. Befestigungssystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die äußeren Enden aller Lamellen (15) im entspannten Zustand des Befestigungsadapters (10) eine durch die Schlitze (14) unterbrochene Zylindermantelfläche bilden.

7. Befestigungssystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Umfangskante des Befestigungsadapters (10) an zumindest einer seiner Stirnseiten gefasst ist.

8. Befestigungssystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Befestigungsadapter (10) an seiner Stirnseite, welche im Betrieb der Antriebsmaschine zugewandt ist, im Zentrum um die Befestigungsvorrichtung (12) herum verlängert ist, wodurch ein zylindrischer Überstand (23) gebildet wird, welcher einen geringeren Durchmesser hat als der übrige Teil des Befestigungsadapters (10).

9. Befestigungssystem gemäß Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass in dem zylindrischen Überstand (23) ein Gewinde für eine Madenschraube (24) sowie eine Madenschraube (24) vorgesehen ist, welche zusätzlich zur Befestigungsvorrichtung (12) der Fixierung des Befestigungsadapters (10) auf der Antriebswelle dient.

10. Befestigungssystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Befestigungsadapter (10) an der Stirnseite, welche im Betrieb der Antriebsmaschine zugewandt ist, einen Anschlagring (22) aufweist, dessen Durchmesser so groß ist, dass er nicht in die Durchlassöffnung (21) des walzenförmigen Werkzeuges (17) hineinpasst.

11. Befestigungsadapter (10) zur Verwendung in einem Befestigungssystem gemäß einem der bisherigen Ansprüche, welcher einen hohlzylindrischen Grundkörper (11) umfasst, der im Inneren eine Befestigungsvorrichtung (12) zur Montage auf der Antriebswelle aufweist, und von dem nach außen um die Zylinderachse (13) verteilt eine Mehrzahl von untereinander durch Schlitze (14) beabstandeten Lamellen (15) ausgeht, wobei die Lamellen (15) in Ihrer Richtung senkrecht zur Zylinderachse jeweils um einen vorgegebenen Winkel (α) gegenüber der radialen Richtung verkippt sind und sich der Außendurchmesser des Befestigungsadapters (10) durch Ausübung von Druck und/oder durch Einwirkung einer Scherkraft in Richtung der Verkippung auf die Lamellen (15) elastisch verringern lässt,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lamellen (15) des Befestigungsadapters in die im Betrieb bevorzugte Bewegungsrichtung (20) verkippt sind.

12. Verfahren zur Befestigung eines walzenförmigen Werkzeuges (17) mit einer starren, zylindrischen Durchlassöffnung (21) auf einem Befestigungsadapter (10) zur Montage auf einer Antriebswelle einer Antriebsmaschine, wobei der Befestigungsadapter (10) mit einem Drall umfasst und dadurch komprimiert wird und in diesem Zustand in die Durchlassöffnung (21) des Werkzeuges (17) eingeschoben wird, dass dann die Komprimierung aufgehoben wird, woraufhin sich der Befestigungsadapter (10) in der Durchlassöffnung (21) wieder ausdehnt und somit durch Spann- und Reibeschluss an seiner äußeren Mantelfläche eine drehfeste Verbindung mit dem Werkzeug (17) bildet, wobei der Drall einer Verdrehung des Außenumfangs des Befestigungsadapters (10) gegenüber seinem Zentrum in der beim Betrieb des Werkzeuges bevorzugten Bewegungsrichtung (20) entspricht.

Zeichnung