DE19737238C2

DE19737238C2 - Wellenkopf, insbesondere für biegsame Wellen

Info

Publication number: DE19737238C2
Application number: DE1997137238
Authority: DE
Inventors: Juergen Mamber
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1997-08-27
Filing date: 1997-08-27
Publication date: 2003-10-30
Anticipated expiration: 2017-08-28
Also published as: DE19737238A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Wellenkopf, insbesondere für biegsame Wellen, mit den im Oberbegriff des An spruchs 1 genannten Merkmalen.

Stand der Technik

Biegsame Wellen werden verwendet, um mit Werkzeugen, wie Schleifern oder Bohrern, an schwer zugänglichen Stellen von Werkstücken Arbeiten vornehmen zu können. Derartige Wellen werden, üblicherweise durch Einspan nen in ein Werkzeugträger einer Antriebsmaschine (beispielsweise Bohrmaschine) angetrieben. Die Wellen lassen sich dann nur durch Ein- beziehungsweise Aus schalten der Antriebsmaschine in beziehungsweise au ßer Betrieb setzen. Hierbei ist nachteilig, daß wäh rend dieser Zeit das Werkzeug möglicherweise unbeauf sichtigt in Betrieb bleibt. Außerdem ist, da der Wel lenkopf mit mindestens einer Hand geführt wird, stets die zweite Hand erforderlich, um die Antriebsmaschine zu bedienen. Ein weiterer Nachteil ist es, daß man das Werkzeug nur unter voller Drehbewegung in das zu bearbeitende Werkstück einführen kann. Dies kann ins besondere bei kleinkalibrigen Werkstücken zu Beschä digungen der Wandungen führen. Durch das Einschalten kommt es darüber hinaus zu unkontrollierten und ruck artigen Bewegungen des Wellenkopfes, so daß auch in diesem Falle das Werkstück schaden nehmen kann.

Zur Überwindung dieser Probleme ist es bekannt, mit tels eines elektrischen Fußschalters die Antriebsma schine zu schalten.

Aus der DE 37 40 172 A1 ist eine Antriebswelle mit einer Kupplungsanordnung zur Aufnahme von Werkzeugen bekannt. Zwischen Antriebswelle und Werkzeugaufnahme ist eine Magnetkupplung vorgesehen.

Ein Vorsatzgerät für Handbohrmaschinen zum Eindrehen von Schrauben ist in der DE 25 49 153 B2 beschrieben. Zwischen einer Antriebswelle und einem Werkzeughalter ist eine einstellbare Rutschkupplung angeordnet.

Alles ist aufwendig und erfordert zusätzliche Bauele mente. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es da her, eine Vorrichtung zu schaffen, welche die Nachteile des Standes der Technik überwindet.

Vorteile der Erfindung

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Wellen kopf mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen ge löst. Der erfindungsgemäße Wellenkopf weist den Vor teil auf, daß eine im Griffstück des Wellenkopfes an geordnete Kupplung das Ein- und Ausschalten des An triebs des Werkzeuges durch Ein- und Auskuppeln der Antriebswelle gestattet. Dabei können gegebenenfalls beide Hände fest am Wellenkopf verbleiben. Somit ist eine sichere Führung des Wellenkopfes und des daran angebrachten Werkzeuges möglich. Auch kann der An trieb erst dann eingekuppelt werden, wenn das Werk zeug bereits am Einsatzort plaziert ist und keine Ge fahr mehr besteht, an kleinkalibrigen Zuführungen Schäden hervorzurufen.

In bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weisen die Kupplungshälften kegelförmige Elemente auf, welche ein langsames und sanftes Einkuppeln gestatten. Be sonders bevorzugt ist hierbei, wenn die kegelförmigen Elemente aus einem gummielastischen Material beste hen. Geeignete Materialien sind dem Fachmann bekannt und können beispielsweise Gummi, Kautschuk, Silikon kautschuk, Hartgummi etc. sein.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Er findung ist vorgesehen, an den Stirnseiten der einan der gegenüberliegenden Kupplungshälften jeweils einen quer zur Drehrichtung der Welle angeordneten Nocken kranz anzuordnen. Weiterhin bevorzugt ist, wenn für die Kupplungshälfte, welche zum Werkzeughalter ge hört, eine zusätzliche Lagerung vorgesehen ist, die für einen guten Rundlauf des Werkzeughalters und des daran festgelegten Werkzeuges dient. Dadurch wird ein präzises und gefühlvolles Arbeiten ermöglicht.

Die Betätigung der Kupplung erfolgt vorzugsweise mit tels eines Ziehkeils, welcher außen am Griffstück des Wellenkopfes angebracht ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Ziehkeils weist dieser einen Stift auf, welcher durch die Wan dung des Griffstückes hindurch in das Griffstück hin eingeführt ist und in eine umlaufende Nut eingreift, welche an der zur Antriebswelle gehörenden Kupplungs hälfte angebracht ist.

Zum Festlegen der Kupplung im eingekuppelten und aus gekuppelten Zustand weist der Ziehkeil ein lösbares Festlegungsmittel auf. Bevorzugt sind hierbei Kugel rastungen.

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

Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispie len anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläu tert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt eines Wel lenkopfes eines ersten Ausführungsbei spiels;

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt eines Wel lenkopfes eines zweiten Ausführungsbei spiels;

Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt eines Wel lenkopfes eines dritten Ausführungsbei spiels und

Fig. 4 einen schematischen Längsschnitt eines Wel lenkopfes eines vierten Ausführungsbei spiels und

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt in einem Längsschnitt einen Wellenkopf 1. Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung werden die für die Erfindung wesentlichen Bestandteile näher erläutert. Der Aufbau und die Funktion von biegsamen Wellen ist allgemein bekannt.

Der Wellenkopf 1 besteht aus einem Griffstück, wel ches ein zylindrischer Hohlkörper ist. An den Enden des Zylinders sind Festlager 12 angeordnet, durch welche zum einen die Antriebswelle 9 und zum anderen der Werkzeughalter 4 geführt und gelagert werden. Der Werkzeughalter 4 ist fest mit einer ersten Kupplungs hälfte 3 verbunden.

Eine zweite Kupplungshälfte 2 ist mit der mit der An triebsmaschine gekoppelten Antriebswelle 9 über eine Keilwelle 13 verbunden, wodurch die Kupplungshälfte 2 auf der Antriebswelle 9 in axialer Richtung der An triebswelle 9 verschoben werden kann, um den Antrieb ein- beziehungsweise auszukuppeln. Zum Rückstellen der ausgekuppelten Kupplungshälfte 2 wird die Feder kraft eines zwischen dem Lager 12 und der Kupplungs hälfte 2 angeordneten Federelementes 11 genutzt.

Die Kupplungshälfte 2 weist eine umlaufende Nut 7 auf, in die wenigstens ein Stift 6 eingreift. Der Stift 6 ist an einem außen am Griffstück des Wellen kopfes 1 angeordneten Ziehkeil 40 festgelegt. Der Stift 6 weist an seiner in die Nut 7 eingreifenden Seite eine Sinterbuchse 16 auf, deren Durchmesser kleiner als eine Weite der Nut 7 ist. Durch Betätigen des Ziehkeils 40 und Verschieben in Richtung auf die Antriebswelle 9 hin, kann das Auskuppeln bewirkt wer den. Durch die Bewegung in umgekehrter Richtung er folgt das Einkuppeln. Der in die Nut 7 eingreifende Stift 6 nimmt hierbei die Kupplungshälfte 2 bei Betä tigung der Antriebswelle in axialer Richtung mit.

Der Ziehkeil 40 wird am Griffstück durch Kugelrastun gen 5 leicht lösbar festgelegt, um die Kupplung im ein- bzw. ausgekuppelten Zustand sicher zu halten.

Die ineinandergreifenden Kupplungshälften 2 und 3 weisen an den zueinander gewandten Stirnseiten Form teile auf, welche eine kraft- und formschlüssige Ver bindung der beiden Kupplungshälften 2 und 3 gestat ten. Die Kupplungshälfte 2 trägt an der Stirnseite einen Kegel 8, welcher radialsymmetrisch zur Dreh achse der Antriebswelle angeordnet ist und dessen Spitze zur Kupplungshälfte 3 weist. Die Kupplungs hälfte 3 weist ein zum Kegel 8 komplementäres Form teil 8a auf, welches den Kegel 8 aufnehmen kann. Im eingekuppelten Zustand liegt der Kegel 8 mit seiner Mantelfläche an der Innenfläche des Formteils 8a an und bildet somit die kraft- und formschlüssige Ver bindung der beiden Kupplungshälften 2 und 3 aus.

Diese Anordnung ist vorteilhaft, da eine sichere Selbstzentrierung erreicht wird. Die Kupplungsteile 8 und 8a bestehen aus einem gummielastischen Material. Dadurch wird ein ruckfreies und sanftes Ein- und Aus kuppeln sichergestellt.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Gleiche Teile sind in Fig. 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert. Hier sind an den Stirnseiten der Kupplungshälften 2 und 3 quer zur Drehrichtung angeordnete Nockenkränze 10 und 10a vorgesehen. Die Nockenkränze weisen einan der zugewandte Nocken auf, die komplementär zueinan der ausgebildet sind. Eine sichere sowie kraft- und formschlüssige Verbindung der Kupplungshälften 2 und 3 wird durch Ineinandergreifen der Nocken bewirkt.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Zur Verbesserung des Rundlaufs des Werk zeugkopfes 4 ist eine zusätzliche Lagerung des Werk zeugkopfes 4 vorgesehen. Die Dreh- und Antriebsachse des Werkzeugkopfes trägt ein zusätzliches Lager 14. In das Lager 14 greift eine Führungsachse 15 ein, welche andererseits in die zweite Kupplungshälfte 2 hineinragt und dort gleichfalls gelagert ist, ohne an die Antriebsbewegung dieser Kupplungshälfte 2 durch die Antriebsachse 9 kraftgekoppelt zu sein. Durch diese zusätzliche Lagerung kommt es bei der Kupplung über die Nockenkränze zu einer präzisen Führung des Werkzeugkopfes 4 und dadurch zu einem hohen Maß an Rundlauf, welcher insbesondere beim Werkzeugbau er forderlich ist und gefühlvolles und präzises Arbeiten erlaubt.

In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel ge zeigt, bei dem der dem Ziehkeil 40 zugeordnete Stift 6 radial zur Antriebswelle 9 verlagerbar ist. Hierzu weist der Ziehkeil 40 eine den Stift 6 aufnehmende Bohrung 17 auf, die radial zur Antriebsachse 9 ver läuft. Der Stift 6 ist gegen Herausfallen durch die an seiner in die Nut 7 hineinragende Sinterbuchse 16 gesichert. Am Ziehkeil 40 ist der Stift 6 mittels eines Druckknopfes 19 festgelegt, der auf geeignete Weise über ein Federelement 20 mit dem Stift 6 gekoppelt ist. Am Grund 21 der Nut 7 der Kupplungshälfte 2 befindet sich über den Umfang gesehen wenigstens eine Sackbohrung 22. Ein Durchmesser der Bohrung 22 entspricht einem Außendurchmesser der Sinterbuchse 16, so daß der Stift 6 in die Sackbohrung 22 verlagerbar ist. Diese Verlagerung des Stiftes 6 kann über den Druckknopf 19 in Verbindung mit dem Federelement 20 ausgelöst werden. Durch geeignete Mittel ist der Stift 6 so arretierbar, daß er entweder durch die Kraft des Federelementes 20 in die Sackbohrung 22 verlagerbar ist, oder durch einer der Kraft des Federlementes 20 entgegengerichteten Haltekraft in einer Lage gehalten ist, bei der die Sinterbuchse 16 zwar innerhalb der Nut 7 jedoch oberhalb des Grundes 21 der Nut 7 liegt.

Hierdurch wird erreicht, daß mittels des Stiftes 6, bei dessen Eingreifen in die Bohrung 22 eine Arretierung der Kupplungshälfte 2 gegen Verdrehen erreicht werden kann. Hierdurch wird ein Werkzeugwechsel vereinfacht.

Der Vollständigkeit halber wird noch darauf hingewiesen, daß an Stelle des in den Ausführungsbeispielen als Zahnkranzbohrfutter gezeigten Werkzeugkopfes 4 auch ein einhülsiges Schnellspannbohrfutter eingesetzt werden kann.

Claims

1. Wellenkopf, insbesondere für biegsame Wellen, der einerseits einen Werkzeughalter trägt und anderer seits über eine Antriebswelle mit einem Werkzeugträ ger einer Antriebsmaschine verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung zwischen der An triebswelle und dem Werkzeughalter über eine mittels einer Betätigungseinrichtung (4) ein- beziehungsweise auskuppelbare Kupplung erfolgt, welche zwei form- und kraftschlüssig miteinander kuppelbare Kupplungshälf ten (2, 3) aufweist, von denen eine mit der Antriebs welle (9) und die andere mit dem Werkzeughalter dreh fest verbunden ist.

2. Wellenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß eine der Kupplungshälften ein in axialer Richtung der Drehachse der Antriebswelle (9) radial symmetrisch angeordneter Kegel (8) ist, dessen Spitze auf die andere Kupplungshälfte weist, und wobei die andere Kupplungshälfte einen Hohlkörper (8a) in Form und Größe des gegenüberliegend angeordneten Kegels (8) aufweist, und wobei dieser Hohlkörper gleichfalls in Richtung der Drehachse der Antriebswelle (9) radialsymmetrisch angeordnet ist.

3. Wellenkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß zumindest das den Kegel (8) und den Hohlkör per (8a) ausbildende und umgebende Material gummiela stisch ist.

4. Wellenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die einander gegenüberliegenden Kupplungs hälften (2, 3) an ihren einander zugewandten Stirn seiten jeweils einen quer zur Drehrichtung angeordne ten Nockenkranz (10, 10a) aufweisen.

5. Wellenkopf nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß an ein Griffstück des Wellenkopfes (1) ein Ziehkeil (40) zur Betätigung der Kupplung angeordnet ist.

6. Wellenkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß der Ziehkeil (40) wenigstens einen Stift (6) aufweist, welcher durch die Wandung des Griffstückes hindurch in das Griffstück hineingeführt ist und wel cher in eine umlaufende Nut (7) eingreift, die in der der Antriebswelle (9) zugewandten Kupplungshälfte (2) ausgebildet ist.

7. Wellenkopf nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn zeichnet, daß der Ziehkeil (40) Kugelrastungen (5) zum Festlegen der Kupplung im eingekuppelten und aus gekuppelten Zustand aufweist.

8. Wellenkopf nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn zeichnet, daß der Stift (6) radial in eine Bohrung (22) Der Kupplungshälfte (2) verlagerbar ist, so daß diese gegen Verdrehen arretierbar ist.