DE3806145C2 - - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Taumelscheibe für Elektrohand­ werkzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Um Elektrohandwerkzeuge mit rotierender Spindel beispiels­ weise zu solchen Arbeiten wie Polieren, Schleifen u.dgl. einsetzen zu können, ist es bekannt, an den Arbeitsspin­ deln oder Ausgangswellen der Elektrohandwerkzeuge, üb­ licherweise Bohrmaschinen oder speziell für solche Zwecke eingesetzter Geräte Taumelscheiben zu befestigen, die über einen breitflächigen Teller, beispielsweise aus einem elastomeren Material, etwa einen Gummiteller ver­ fügen, der sich dann mit der Spindelarbeitsdrehzahl eben­ falls dreht und entweder eine Schleifscheibe oder beispielsweise zum Polieren einen Lammfellüberzug oder einen Überzug aus einem ähnlichen Material aufweist (US-PS 29 93 311).

Bei dieser bekannten Taumelscheibe sitzt ein Kugelzapfen drehfest über eine Schraubverbindung am Gußteil des als starre Scheibe ausgebildeten Tellers und ragt mit sei­ ner Gelenkkugel in eine mit einer speziellen, sphärischen oder halbkugelförmigen Ausfütterung ausgelegte, auf diese Weise nach oben halbkugelförmig abgeschlossene Aufnahme­ öffnung eines Hauptmitnahmeelements von allgemein schüs­ selförmiger Ausgestaltung.

Zur Realisierung der Drehmitnahme bei gleichzeitiger Er­ möglichung der Verschwenkung ist ein separater Antriebs­ ring vorgesehen, der zwischen der Kugel und der Kugelauf­ nahme sitzt und mit vier nach innen ragenden Zapfen in vier entsprechende axiale äußere Längsnuten in der Kugel­ oberfläche eingreift, wobei dann vier weitere, nach außen ragende Zapfen an diesem Mitnahme- oder Antriebsring vor­ gesehen sind, die in entsprechende Ausnehmungen oder Schlitze in der Fläche der inneren Schale des Mitnahme­ elements eingreifen.

Damit die Gelenkkugel, der Mitnahmering und die Ausfütte­ rung nach unten nicht einfach aus der schüsselförmigen, nach oben gewölbt geschlossenen Form des Mitnahmeele­ ments herausfallen, ist noch ein gesonderter Haltering vorgesehen, der von unten durch Preßdruck in einen Ring­ flansch am Mitnahmeelement eingedrückt wird und alle Teile zusammenhält. Zwischen dem Mitnahmeelement und der starren Gußscheibe ist eine Vorspannungsdruckfeder angeordnet. Diese bekannte Taumelscheibe ist erheblich kompliziert aufgebaut und verlangt neben der umständlichen Montage vergleichsweise genau bearbeitete Flächen, schon damit der Haltering im Preßsitz im Mitnahmeteil aufge­ nommen werden kann. Ferner ist es erforderlich, eine Vielzahl von Flächen mit Längsnuten zu versehen, die sich wesentlich schwieriger herstellen lassen als üb­ liche Bohrungen, wobei der Mitnahmering nach innen und nach außen Vorsprünge aufweisen muß, die in die ent­ sprechenden Gleitnuten an der Gelenkkugel und der Innen­ fläche des Mitnahmeelements eingreifen.

Daher ist es in jüngster Zeit außer der bekannten Kugel­ gelenkverbindung auch bekanntgeworden, mit zwischenge­ schalteten Gummielementen zu arbeiten. Hierdurch ist es zwar möglich, die von der Welle des Elektrohandwerkzeugs ausgehende Drehbewegung auch in einem oder mehr oder weniger starken Winkel umzulenken, so daß die Taumel­ scheibe eher selbständig den Krümmungen und Änderungen der zu bearbeitenden Fläche folgt, was für ein übermü­ dungsfreies und sicheres Arbeiten durchaus erwünscht ist. Das Problem bei einer solchen biegsamen Befestigung der Taumelscheibe an der Ausgangswelle des jeweiligen Elektro­ handwerkzeugs besteht aber darin, daß solche biegsamen Verbindungen sehr schnell zerstört werden, zum anderen aber die Taumelscheibe auch keine selbststabilisierende Wirkung aufweist. Mit anderen Worten, beim Absetzen der Taumelscheibe bleibt diese in einer mehr oder weniger abgeknickten Stellung, was zu einer stark exzenterartigen Einflußnahme auf das ganze Gerät mit erheblichen Unwucht­ erscheinungen führt. Man mag eine solche bleibende Ver­ formung, also eine Knickstellung der Taumelscheibe bei ihrer Befestigung an der Ausgangswelle eines Elektrohand­ werkzeugs für geringere Drehzahlen, wie sie etwa von Bohrmaschinen erzeugt werden, auch hinnehmen; vollkommen ausgeschlossen ist aber das Arbeiten mit solchen Taumel­ scheiben mit fehlender Selbststabilisierung, wenn als Elektrohandwerkzeug beispielsweise ein Winkelschleifer Verwendung findet, dessen Ausgangsdrehzahlen bei 10 000 min^-1 und zum Teil noch weit darüber liegen.

Arbeitet man daher mit einem Winkelschleifer und einer biegsam an dessen Ausgangswelle befestigter Taumel­ scheibe, dann genügen die normalerweise von einem Winkel­ schleifer erreichten Drehzahlen, daß aufgrund der hier­ durch entstehenden und sich immer stärker aufbauenden Unwuchten mit einem solchen Gerät praktisch nicht mehr gearbeitet werden kann. Es besteht sogar Gefahr, daß das Gerät sich aus den Händen der Bedienungsperson los­ reißt und es jedenfalls zu einem starken Schlagen und einer entsprechenden Belastung sowohl des Materials (mit nachfolgender Zerstörung) als auch der Bedienungsperson kommt.

Bei einem Schleif- bzw. Polierwerkzeug zur Verarbeitung von mit verschiedenen Radien gekrümmter Oberflächen um­ laufend gelagerter Glasgegenstände ist es ferner be­ kannt (DE-AS 11 77 031), einzelne Schleif- bzw. Polier­ plättchen an einer gelenkig an der Antriebsspindel mit­ tels einer Nabe befestigten, elastischen Trägerplatte anzubringen. Bei den umlaufend gelagerten Glasgegenstän­ den handelt es sich vorzugsweise um die Bildschirme von Fernsehröhren, die lediglich eine schwache Oberflächen­ krümmung aufweisen. Die Schleif- oder Polierplättchen werden unter Verwendung eines auf ihnen lastenden, axial frei verschiebbaren, jedoch radial unverschiebbaren ring­ förmigen Gewichtes gleichmäßig gegen die Werkstoffober­ fläche gedrückt. Zwischen dem plattenförmigen Gewicht und der Trägerplatte für die Schleif- bzw. Polierplättchen befindet sich ein gas- oder flüssigkeitsgefüllter Schlauch. Der Antrieb der Trägerplatte erfolgt mit Hilfe eines Kar­ dangelenks, welches in üblicher Weise so ausgebildet ist, daß um 90° versetzte Querstifte beidseitig in Lagerauf­ nahmen verschwenkbar aufgenommen und gelagert sind, wibei diese Lageraufnahmen gabelförmig sich öffnend aufeinander zugerichtet sind, so wie dies beispielsweise bei den an­ getriebenen Achsen von Kraftfahrzeugen in Form von Schiebegelenkmuffen der Fall ist. Problematisch ist na­ türlich bei einem solchen Kardangelenk die schnelle Ab­ nutzung bei sehr hohen Drehgeschwindigkeiten, wie sie bei Polierwerkzeugen auftreten, wenn nicht ausgeschlossen werden kann, daß mit vergleichsweise starken Krümmungen gearbeitet werden muß, und der Umstand, daß bei starkem Andrücken die gesamte nach rückwärts drückende Kraft von den Gelenklagerungen für die beiden Querstifte aufgenom­ men werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs als bekannt vorausgesetzte Taumelscheibe so zu verbes­ sern, daß ein einfacher und daher besonders kostengün­ stiger Aufbau mit einfacher Montage verbunden werden kann.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Taumelscheibe löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 und hat den Vorteil, daß das gelenkige Zwischenteil, ausge­ bildet in einer Kugelgelenkform, aus überhaupt nur drei Hauptteilen besteht, nämlich einem in spezieller Weise ausgebildeten Geräteadapter, einer in diesem in einer einstückigen Kugelaufnahme formschlüssig gehaltenen Ge­ lenkkugel mit zum Teller gerichtetem Gewindezapfen und der erforderlichen, diese beiden Teile gegeneinander vorspannenden Druckfeder, die diese von außen umgibt.

Zur Drehmitnahme der in der Gelenkaufnahme des Geräte­ adapters sitzenden Gelenkkugel dient ein einfacher Quer­ bolzen, der im folgenden als Radialstift bezeichnet wird und der entweder in die Gelenkkugel oder in seinen beid­ seitigen Lageröffnungen innerhalb der Kugelaufnahme in einem (oder dann zwei) gegenüberliegenden Langlöchern geführt ist, so daß diese einfache Drehmitnahme die problemlose Verschwenkung der Taumelscheibe beim Betrieb in beliebige Winkelgrade ermöglicht. Dabei ist der Ge­ räteadapter in Richtung auf die Kugelaufnahme verjüngt ausgebildet und verfügt im Durchtrittsbereich für den einstückig an der Gelenkkugel befestigten Kugelzapfen über eine Einbauchung, die, in etwa der äußeren Form der so eingeschlossenen Gelenkkugel folgend, diese gegen ein Herausfallen vollkommen sichert.

Trotz dieses äußerst einfachen Aufbaus gelingt es der vorliegenden Erfindung, ein mögliches Aufschaukeln durch anfängliches Abknicken der Taumelscheibe und hierdurch verursachte Unwuchterscheinungen bei beliebigen, insbe­ sondere hohen Drehzahlen sicher zu verhindern, da durch die kräftige Vorspannungsfeder die Taumelscheibe sofort wieder in ihre ausgerichtete Axialposition zurückgeführt wird. Es ist daher möglich, beim Arbeiten auch starke Abknickwinkel auf bauchigen oder Krümmungen aufweisenden Flächen zu verfolgen, wobei sichergestellt ist, daß ein Lösen im Bereich des Zwischengliedes, also ein Heraus­ rutschen der Gelenkkugel aus ihrer Kugelaufnahme auf­ grund des starken Drucks der Vorspannungsfeder und der Arbeitsvibrationen ausgeschlossen ist, denn die Kugel­ aufnahme schließt mit der Einbauchung nach unten ein­ stückig ab, im Gegensatz zu dem an dieser Stelle ledig­ lich vorhandenen Preßring bei der bekannten Ausführungs­ form.

Die Erfindung ermöglicht die Ausbildung der Taumelscheibe mit nur drei Hauptteilen dadurch, daß die Kugelaufnahme einstückiger Teil des Geräteadapters ist, der in hülsen­ förmiger zylindrischer Form nach oben mit einer Gewinde­ hülse abschließt, in die dann die Antriebswelle des Elektrohandwerkzeugs einzuschrauben ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung setzt sich auf der anderen Seite die Gelenkkugel nach unten in Richtung auf die Taumelscheibe einstückig in Form eines Kugel­ zapfens fort, der in geeigneter Weise an einem Basis­ teil befestigt ist, welches dann den Gummiteller lagert.

Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung des Ge­ räteadapters mit Kugelaufnahme in Form einer an beiden Seiten offenen zylindrischen Hülse, ferner deshalb, weil bei der Montage die schon mit ihrem Antriebsquer­ zapfen fest verbundene Gelenkkugel mit ihrem Kugel­ zapfen voran von oben in die Hülse des Geräteadapters eingesetzt und durchgesteckt werden kann, bis sie formschlüssig an der nach innen gerichteten Ein­ bauchung der Kugelaufnahme nach unten anliegt.

Die Querenden des Mitnahmezapfens gleiten dann sofort in die einander gegenüberliegenden Lang­ löcher im sich verjüngenden Teil der Kugelaufnahme ein. Es ist dann nur noch erforderlich, unter Zwischen­ lage der Vorspannungsfeder den Kugelzapfen am Basis­ teil des Tellers zu befestigen.

Durch die in den Unteransprüchen ferner aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Taumel­ scheibe möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung naher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 perspektivisch die Taumelscheibe mit Geräteadapter mit Kugelaufnahme und Gummiteller;

Fig. 2 die Taumelscheibe der Fig. 1 in einer Seitenansicht mit teilweise geschnittenen Bereichen und

Fig. 3 in stark vergrößerter Darstellung im Schnitt einen die Kugelaufnahme des Geräteadapters und den Kugel­ gelenkzapfen umfassenden Bereich des Zwischenglieds.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, das Zwischenglied zwischen dem Gummiteller und dem eigent­ lichen Geräteadapter, der mit der Ausgangswelle des je­ weiligen Elektrohandwerkzeugs verbunden oder auf diese aufgeschraubt wird, in Form eines sich selbststabilisie­ renden Kugelgelenks auszubilden, mit zusätzlichen Mitteln, die die radiale Mitnahme zwischen der Kugelaufnahme und dem Kugelzapfen im Gelenkbereich sicherstellen und die ferner so ausgebildet sind, daß auch die bei einer konti­ nuierlichen Drehbewegung erforderliche einseitige Schräg­ stellung des Gummitellers möglich ist und Selbststabilisierung eintritt.

In Fig. 1 ist die Taumelscheibe mit 10, der auf der zu be­ handelnden Fläche unmittelbar bzw. über bestimmte Werk­ zeugzwischenlagen (Polierkappe, Schleifscheibe) aufliegende Gummiteller mit 11 und ein Geräteadapter/als Hülse 12 bezeichnet. Die Verbindung zwischen dieser Hülse 12 und dem Gummiteller 11 ist so, daß sich der Gummiteller 11 in be­ liebiger schräger Winkelstellung entsprechend den Pfeilen A zur Hülse 12 bei ständiger Drehbewegung der Ausgangs­ welle bzw. der Arbeitsspindel des (nicht dargestellten) Elektrowerkzeugs, mit welchem die Taumelscheibe verbunden ist, einstellen kann.

Wie die Fig. 2 und in vergrößertem Detail die Fig. 3 zeigen, umfaßt die Hülse 12 eine obere Gewindehülse 12 a, die mit einem Innengewinde 13, selbstverständlich aber auch mit beliebigen anderen Befestigungsmitteln an der Arbeits­ spindel eines zugeordneten Elektrohandwerkzeugs befestigt wird. Nach unten geht die Hülse 12 in eine ver­ jüngte Kugelaufnahme 14 über, unter Bildung einer äußeren Schulter 14 a, die, wie gleich noch erläutert wird, der Ab­ stützung einer Vorspannungsfeder 15 dient. Die Kugelaufnahme 14 hat die allgemeine Form der zylindrischen Hülse und verjüngt sich im unteren Bereich bei 16, so daß eine Gelenk­ kugel 17 eines Kugelgelenkzapfens 18 formschlüssig aufge­ nommen ist und nicht nach unten in der Zeichenebene der Fig. 3 aus der Bohrung der so gebildeten Kugelaufnahme 14 herausfallen kann.

Falls gewünscht, kann die Kugelaufnahme 14 sowohl im unte­ ren, einwärtsgebogenen Bereich eine kugelförmige Aufnahme bilden und desgleichen auch oberhalb der Gelenkkugel 17, wie ein eingesetztes Paßstück 19 mit unterer kugelförmig gewölbter Fläche zeigt.

Alternativ kann aber auf das Paßstück 19 auch verzichtet werden, da davon auszugehen ist, daß bei einer von der Vor­ spannungsfeder 15 aufgebrachten, hinreichenden Vorspannungs­ kraft beim Betrieb die Gelenkkugel 17 ohnehin nicht nach oben gegen den Druck der Feder hochgedrückt werden kann. Der Einsatz oder das Paßstück 19 sind daher lediglich hilfs­ weise vorgesehen, wenn ein Hochdrücken der Gelenkkugel unter allen Umständen verhindert werden soll.

Erkennbar sitzt die Gelenkkugel 17 in der Kugelaufnahme 14 nach allen Seiten verdreh- und schwenkbar, so daß zur radialen Mitnahme zwischen der Gelenkkugel 17 und der Kugelaufnahme 14 ein Radialstift 20 vorgesehen ist, der an geeigneter Stelle eine Langlochführung mit Langloch in axia­ ler Richtung aufweist, so daß die allseitige Verschwenkbar­ keit des so gebildeten Kugelgelenks 14/17 aufrechterhalten bleibt.

Es ist daher einerseits möglich, die Durchtrittsöffnung 21 des Radialstiftes 20 durch die Gelenkkugel als Langloch aus­ zubilden, wie in Fig. 3 gestrichelt gezeigt; alternativ kann aber der Radialstift 20 in der Gelenkkugel auch fest­ sitzen und erhält dann seine axiale Beweglichkeit aufgrund der Verschwenkung des Gummitellers durch Langlöcher an ge­ genüberliegenden Seiten der Kugelaufnahme 14, durch welche der Radialstift geführt ist.

Die Gelenkkugel 17 ist jedenfalls in bevorzugter Ausgestal­ tung ein einstückiger, erweiterter Ansatz am Kugelzapfen 18, der seinerseits fest in einem Basisteil 22 sitzt, welches in geeigneter Weise, beispielsweise durch Anvulkanisieren o.dgl. mit dem Gummiteller 11 verbunden ist.

Das Basisteil 22 weist bei 22 a eine Abschulterung auf und zwischen den beiden Abschulterungen 14 a im Übergang zwi­ schen der Hülse und der einstückigen Kugelaufnahme und der Abschulterung 22 sitzt eine Vorspannungsdruckfeder 15, die mit vorgegebener Kraft die beiden über das Kugelge­ lenk 14/17 miteinander verbundenen Teile, nämlich die Hülse 12 und das Basisteil 22, an welchem der Gummi­ teller 11 hängt, auseinanderdrückt und gleichzeitig in axia­ ler Richtung, die in der Darstellung der Fig. 3 die verti­ kale Richtung ist, zueinander ausrichtet und mit entspre­ chend hoher Vorspannung auch in dieser Ausrichtung aufrecht­ erhält.

Da also im nicht benutzten bzw. abgehobenen Zustand auch bei sich schnell drehender Arbeits- oder Antriebsspindel diese Antriebsspindel, die Hülse 12 sowie der Ge­ lenkzapfen 18 mit Basisteil 22 und Gummiteller 11 ausge­ richtet in einer Linie, also in der axialen Richtung ge­ halten sind bzw. in diese sofort überführt werden, können sich auch keine Unwuchten aufbauen bzw. werden diese sofort zu Null reduziert, sobald die Wirkung der Vorspannungsfeder 15 einsetzen kann.

Die dargestellte einfache Konstruktion einer Taumelscheibe ermög­ licht also einerseits ein problemloses Arbeiten auch bei welligen oder gekrümmten, zu bearbeitenden Flächen, anderer­ seits aber eine sofortige Selbststabilisierung und daher ein gefahrloses Arbeiten auch bei sehr hohen Drehzahlen, wie sie beispielsweise entstehen, wenn eine solche Taumel­ scheibe ihren Antrieb von einem Winkelschleifer ableitet.

Falls gewünscht, kann zwischen den äußeren zylindrischen Flächen der Hülse 12 einerseits und des Basisteils 22 andererseits noch eine Gummimanschette angeordnet werden, zur Abdichtung und damit die Schmierung auch für lange Zei­ ten aufrechterhalten bleibt. Erforderlich ist dies aller­ dings nicht.

Claims (4)

1. Taumelscheibe für Elektrohandwerkzeuge, insbesondere zum Anbau an Winkelschleifer, Bohrmaschinen u.dgl., bestehend aus einem Teller, der über ein ein Kugel­ gelenk umfassendes in sich federvorgespanntes Zwi­ schenglied mit der Arbeitsspindel verbunden ist, wo­ bei das Kugelgelenk eine Gelenkkugel mit einem ange­ setzten Kugelzapfen umfaßt, der mit dem Teller ver­ bunden ist, und wobei die Gelenkkugel in einer Kugel­ aufnahme eines Geräteadapters gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Geräteadapter eine beidseitig offene Hülse (12) ist, die Hülse (12) im unteren Teil einen Durchmesser aufweist, der nur mehr dem Kugel­ durchmesser entspricht und dort mit einer Einbauchung (16), die in etwa dem Kugelzapfendurchmesser ent­ spricht, abschließt, daß zur Drehmitnahme ein in einem Langloch (21) ge­ führter und in den unteren Teil der Hülse (12) sowie in die Gelenkkugel (17) eingreifender Radialstift (20) vorgesehen ist, und daß beidseitig des Kugelgelenks die äußere Vorspannungsfeder (15) aufnehmende Ab­ schulterungen (14 a, 22) gebildet sind.

2. Taumelscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Radialstift (20) zur Drehmitnahme in der Gelenkkugel (17) festsitzt und in einander gegen­ überliegenden axialen Langlöchern der Kugelaufnahme (14) geführt ist.

3. Taumelscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Radialstift (20) zur Drehmitnahme in der Hülse (12) festsitzt und in einem Langloch (21) der Gelenkkugel (17) geführt ist.

4. Taumelscheibe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß nach Einsetzen der Gelenkkugel (17) die Hülse (12) nach oben durch ein Paßstück (19) mit unterer kugelförmig gewölbter Fläche abgeschlossen ist.