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Die
Erfindung betrifft einen Handgriff mit einer biegsamen Kraftübertragungswelle
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Biegsame
Kraftübertragungswellen
sind für die
Verwendung beim Antrieb gefesselter Handgriffe bekannt, die an drehend
angetriebene Werkzeuge angeschlossen sind. Durch den Anschluss an
die biegsame Welle bieten solche Handgeräte dem Benutzer eine verbesserte
Beweglichkeit und erleichtern die Handhabung des Arbeitsendes des
Werkzeugs. Der Benutzer kann zu schwierig zu erreichenden oder zierlichen
Werkstücken
leichteren Zugang erhalten, um ein Bohren, Schmirgeln, Schleifen,
Polieren, Trennen, Gravieren oder ähnliche Tätigkeiten durchzuführen.
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Ein
Nachteil herkömmlicher
Handgriffe tritt auf, wenn das Bit oder der Arbeitsaufsatz am Handgriff
verriegelt wird. Gewöhnlich
wird eine Klemmhülsenmutter
verwendet, um die Welle des Bits in einer Steckhülse am Ende der biegsamen Antriebswelle einzuklemmen.
Die Klemmhülsenmutter
ist auf das Ende der Antriebswelle geschraubt. Weil die biegsame
Antriebswelle jedoch in ihrem Mantel drehbar ist, ist es schwierig,
die Klemmhülsenmutter
an ihrem Platz so zu arretieren, dass sie den hohen Drehzahlen und
Schwingungen des drehend angetriebenen Werkzeugs standhält. Um dieser
Schwierigkeit zu begegnen, verwenden herkömmliche Handgriffe eine Verriegelungsöffnung im
Handgriff, die mit einer Durchgangsbohrung nahe dem Ende der biegsamen Antriebswelle
fluchtet. Eine dünne
längliche
Stange, wie der Schaft eines Bits, muss durch die Verriegelungsöffnung und
in die Durchgangsbohrung eingeführt
werden, um zu verhindern, dass sich die Antriebswelle relativ zum
Handgriff dreht. Dieser Arbeitsgang ist schwierig und zeitaufwändig durchzuführen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Handgriff
für die
Befestigung einer biegsamen Welle eines drehend angetriebenen Werkzeugs
zu schaffen, der sich durch eine leicht betätigbare Wellenverriegelung
zur Erleichterung des Ein- und Ausbaus von Bits auszeichnet.
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Die
zuvor aufgeführten
Aufgaben werden durch den Handgriff für ein drehend angetriebenes Werkzeug
gemäß Patentanspruch
1 bewältigt
oder gehen darüber
hinaus.
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In
der Zeichnung zeigen:
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1 eine
Seitenaufrissansicht des Handgriffs, der an die biegsame Kraftübertragungswelle eines
drehend angetriebenen Werkzeugs angeschlossen dargestellt ist, wobei
ein passendes Werkzeug im Schnitt gezeigt ist;
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2 ein
Schnittbild entlang der Linie 2-2 der 1 und in
der üblicherweise
angezeigten Richtung;
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3 ein
Schnittbild entlang der Linie 3-3 der 1 und in
der üblicherweise
angezeigten Richtung;
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4 eine
Aufrissansicht eines ersten Aufsatzes, der zur Verwendung mit dem
Handgriff geeignet ist; und
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5 eine
Aufrissansicht eines zweiten Aufsatzes, der zur Verwendung mit dem
Handgriff geeignet ist.
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Unter
Bezugnahme auf die 1 und 2 ist eine
zur Verwendung bei der Erfindung geeignete biegsame Kraftübertragungswelle
allgemein mit 10 bezeichnet, und ist zur Verwendung mit
einem allgemein mit 12 bezeichneten drehend angetriebenen Werkzeug
ausgelegt. Das drehend angetriebene Werkzeug 12 ist vorzugsweise
ein tragbares elektrisches Werkzeug des Typs, der unter der Marke
DREMEL® vom
gegenwärtigen
Begünstigten
ebenso wie ähnliche
konkurrierende Werkzeuge verkauft wird. Wie auf dem Fachgebiet bekannt
ist, weist das Werkzeug 12 einen nicht dargestellten innen
liegenden Elektromotor auf, der eine Quelle der Drehantriebsleistung
für die
biegsame Welle 10 bietet. Der Motor ist an eine axial ausgerichtete
Antriebswelle 14 gekuppelt, die eine nicht kreisförmige Ausnehmung 16 aufweist,
die zur angepassten Aufnahme eines nicht kreisförmigen, vorzugsweise quadrat-
oder rechteckförmigen
Antriebswellenelements 18 der biegsamen Antriebswelle 10 gestaltet
ist.
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Ein
mit Gewinde versehenes Ende 20 des Werkzeugs 12 ist
zum Kuppeln an ein Anschlussteil 22 ausgebildet, das relativ
zu einem Anschlussende 24 der biegsamen Welle 10 drehbar
ist und eine Überwurfmutter 26 aufweist,
die mit dem mit Gewinde versehenen Ende 20 in Schraubeingriff
steht. Während
ein Gewindeanschluss zum Verbinden des Werkzeugs 12 und
der biegsamen Welle vorgezogen wird, ist in Erwägung gezogen, dass andere Arten von
Befestigungsanschlüssen
verwendet werden können,
einschließlich
bajonettartiger Ansätze,
Clips, und anderer wiederholbarer und lösbarer formschlüssiger Verbindungen.
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Die
Grundkonstruktion der biegsamen Welle 10 besteht aus dem
Antriebswellenelement 18, das innerhalb und umgeben von
einem Mantel oder Gehäuse 28 mit
einer wendelförmigen
Abstützung 30 (wie
am besten in 2 zu sehen ist) drehbar ist, welche
zwischen dem Element und dem Gehäuse angeordnet
ist. Während
das Antriebswellenelement 18 vorzugsweise aus biegsamem
Metall besteht, ist das Gehäuse 28 vorzugsweise
aus dauerhaftem, kostengünstigem,
warm formbarem Kunststoff wie Polyvinylchlorid (PVC) hergestellt.
Andere geeignete Werkstoffe werden für diese Bauteile in Erwägung gezogen.
Wendelförmige
federartige Biegeschutzeinrichtungen 32, 34 sind
jeweils an dem Anschlussende 24 und einem handgriffseitigen
Ende 36 der biegsamen Welle 10 angeordnet, um
die biegsame Welle 10 vor scharfen Biegungen oder Knicken
zu schützen.
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Am
handgriffseitigen Ende 36 der Welle 10 steht die
Biegeschutzeinrichtung 34 mit einem ersten Ende 38 eines
Handgriffgehäuses 40 in
Eingriff, das den äußeren Aufbau
eines Handgriffs 42 bestimmt. Das Handgriffgehäuse 40 umgrenzt
eine Durchgangsbohrung 44, die sich zu einem zweiten oder
Arbeitsende 46 erstreckt, das einen Arbeitsaufsatz oder Bit 48 aufnimmt,
wie, aber nicht darauf beschränkt, ein
Bohrbit, eine Polierscheibe, eine Schleifscheibe, eine Schmirgelscheibe,
eine Trennscheibe oder ein Trennbit, eine Drahtbürste, eine Säge oder
andere bekannte Aufsätze
für drehend
angetriebene Werkzeuge. Wie auf dem Fachgebiet bekannt ist, ist
der Handgriff 42 dafür
ausgelegt, die Benutzerkontrolle der drehenden Einwirkung des Aufsatzes 48 für feinfühlige und/oder
schwierig zu erreichende Arbeiten zu verbessern. Als solcher ist
der Handgriff 42 bequemer und leichter zu halten als das
drehend angetriebene Hauptwerkzeug 12. Es wird vorgezogen, dass
das Handgriffgehäuse 40 in
mindestens zwei Teilen erstellt wird, die durch Clips 49 aneinander
befestigt sind.
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Nun
wird auf 2 Bezug genommen. Die Durchgangsbohrung 44 nimmt
das handgriffseitige Ende 36 der biegsamen Welle 10 auf,
das Anschlussenden 50, 52 des Gehäuses 28 und
der wendelförmigen
Abstützung 30 enthält. Das
zentrale oder axiale biegsame Antriebswellen element 18 ragt
durch die Enden 50, 52 vor und ist durch eine
Führung 54 gelagert,
die eine koaxial mit der Durchgangsbohrung 44 ausgerichtete
axiale Bohrung 56 aufweist. Eine rohrförmige Kupplung 58 ist
vorzugsweise durch Presssitz oder eine äquivalente sichere Befestigungstechnik
an einem vorzugsweise kegeligen Ende 60 des Antriebswellenelements 18 befestigt. Die
Befestigung zwischen der Kupplung 58 und dem Antriebswellenelement 18 ist
so, dass sich die zwei Bauteile unter der Betriebsbelastung des
Aufsatzes 48 zusammen drehen.
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Ein
wichtiges Merkmal des erfindungsgemäßen Handgriffs 42 besteht
darin, dass die Kupplung 58 eine Verriegelungseinrichtung 62 aufweist,
die bei der bevorzugten Ausführungsform
die Form einer quer angeordneten Durchgangsbohrung annimmt. Während die
spezifische Anordnung der Verriegelungseinrichtung 62 variieren
kann, um sie an den Anwendungsfall anzupassen, ist sie bei der bevorzugten
Ausführungsform
im Allgemeinen mittig an der Kupplung 58 angeordnet. Ein
Hülsenende 64 der Kupplung 58 nimmt
passend, vorzugsweise durch Presssitz ein Wirkende 66 der
biegsamen Welle 10 auf. Natürlich wird jede formschlüssige Technik
zur formschlüssigen
Befestigung des Wirkendes 66 an der Kupplung 58 in
Erwägung
gezogen, vorausgesetzt, sie kann den Drehmomentbelastungen standhalten,
die durch den Arbeitsaufsatz 48 erzeugt werden. Das Wirkende 66 ist
innerhalb des Handgriffgehäuses 40 durch
ein Paar axial beabstandeter Lagersätze 68 gelagert. Kugellager,
Kunststoffbuchsen, Rollen oder andere Arten von reibungsmindernden Lager
werden für
die Lagersätze 68 in
Erwägung
gezogen.
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Eine
Abstandsbuchse 70 trennt die zwei Lagersätze 68 und
umgibt das Wirkende 66. An seinem Anschlussende 72 definiert
das Wirkende 66 eine Klemmhülsenausnehmung 74,
die zur Aufnahme einer Klemmhülse 76 gestaltet
ist, die wiederum über einen
Schaft des Ansatzes 48 durch eine Klemmhülsenmutter 78 an
ihrem Platz gehalten wird, wie es auf dem Fachgebiet bekannt ist
und wie es am besten in 1 mit dem Werkzeug 12 zu
sehen ist.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
des Handgriffs 42 besteht darin, dass er mit einer Befestigungseinrichtung 80 an
dem zweiten oder Arbeitsende 46 versehen ist, die zur lösbaren Aufnahme
einer Endkappe 82 ausgestaltet ist. Während sie auf der Befestigungseinrichtung 80 vorzugsweise
durch Schrauben in Eingriff bringbar ist, werden andere Befestigungsanordnungen
in Erwägung
gezogen, einschließlich
von Bajonettansätzen,
Clips oder dergleichen.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
weist die Endkappe 82 ein nach außen erweitertes äußeres Ende 84 auf,
was das Ergreifen erleichtert, jedoch werden abhängig vom Anwendungsfall andere
Gestaltungen in Erwägung
gezogen.
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Neben
dem Vorsehen einer Greifstelle ist die Endkappe 82 in erster
Linie dekorativ. Jedoch nach dem Abnehmen enthüllt sie die mit Gewinde versehene
Befestigungseinrichtung 80, die als der Platz dient, an
dem zusätzliche
Ansätze
am Handgriff 42 befestigt werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform
umgibt die Befestigungseinrichtung 80 die Klemmhülse 76.
Die Endkappe 82 ist zur Befestigung an der Befestigungseinrichtung 80 gestaltet,
so dass sich ein Endabschnitt 86 der Klemmhülsenmutter 78 an
einem äußeren Ende
der Endkappe vorbei erstreckt.
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Nun
wird auf die
4 und
5 Bezug
genommen. Es wird in Erwägung
gezogen, dass irgendeiner von einer Vielfalt von Ansätzen
88 an
die Befestigungseinrichtung
80 angeschlossen werden kann,
einschließlich
der, aber nicht beschränkt
auf die dargestellten Oberflächenführungen,
Tiefenführungen,
Leuchten, Abschirmungen oder anderer Ansätze, welche den Gebrauch oder
den Betrieb des Handgriffs
42 erleichtern. Jeder geeignete
Ansatz
88 ist mit einer Gewindebohrung
90 ausgestattet,
die mit der Befestigungseinrichtung
80 in Eingriff bringbar ist.
Speziell
4 stellt eine winklige Führung
88a der
Art dar, die in der allgemein übertragenen
US-Patentschrift Nr. 6,244,796
B1 offenbart ist, welche durch Bezugnahme eingeschlossen
ist. Die Führung
88a führt den
Handgriff
42 unter einem schrägen Winkel relativ zum Werkstück oder
zur Werkstückoberfläche.
5 stellt
einen Aufsatz
88b dar, der zum Führen des Handgriffs
42 in
einer senkrechten Ausrichtung zum Werkstück oder zur Werkstückoberfläche gestaltet
ist. Eine im Allgemeinen kreisförmige Basis
92 jedes
der Ansätze
88a,
88b ist
zum gleitenden Eingriff entlang dem Werkstück oder der Werkstückoberfläche ausgebildet
und begrenzt einen Arbeitsbereich, innerhalb dessen der Arbeitsaufsatz oder
das Bit
48 im Betrieb angeordnet ist. Über Stützelemente
94 ist
die Basis
92 an der Anschluss- bzw. Gewindebohrung
90 befestigt.
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Nun
wird auf die 2 und 3 Bezug
genommen. Die Besonderheit des Handgriffs 42 ist, dass
der Benutzer mit derselben Hand, die den Handgriff hält, das
Antriebswellenelement 18 zeitweise gegen eine Rotation
arretieren kann. Diese Funktion ist beim Austauschen von Ar beitsaufsätzen 48 nützlich,
weil während
dieser Zeit die Klemmhülsenmutter 78 gelockert
werden muss, um den Aufsatz freizugeben. Ähnlich sollte das Element 18 gesperrt werden,
um einen stabile Stelle zu bieten, an der die Klemmhülsenmutter 78 befestigt
werden kann, wenn ein neuer Aufsatz 48 in der Klemmhülse 76 befestigt wird.
Eine sichere Befestigung der Klemmhülsenmutter 78 und
des Arbeitsaufsatzes 48 ist wünschenswert, um das unerwünschte oder
vorzeitige Locker des Aufsatzes im Handgriff 42 zu verhindern.
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Der
erfindungsgemäße Handgriff 42 bietet mindestens
ein Verriegelungsbedienteil 100, das vom Benutzer mit derselben
Hand bedient werden kann, die zum Halten des Handgriffs benutzt
wird, um das Antriebswellenelement 18 gegen unerwünschte axiale
Rotation zu arretieren. Das Bedienteil 100 ist vorzugsweise
ein einzelner Stift oder Knopf, der für einen lösbaren Eingriff mit der entsprechenden
Verriegelungseinrichtung 62 im Gehäuse 40 angeordnet ist.
Ein wichtiges Merkmal des Bedienteils 100 besteht darin,
dass der Benutzer das Bedienteil lediglich in das Gehäuse drückt, um
das Antriebswellenelement 18 zu arretieren. Aufgrund einer
Vorspannkraft, die durch eine Feder 102 geliefert wird,
wird das Bedienteil außer
Eingriff mit der Verriegelungseinrichtung 62 gehalten.
Bei der bevorzugten Ausführungsform
ist die Feder 102 eine flache Feder, die in „C"-Form ausgebildet
ist und eine Lücke 104 definiert,
die vom Bedienteil 100 abgewandt ist. Die Lücke 104 wird
durch zwei Schenkel 106 begrenzt, von denen jeder so gestaltet
ist, dass er auf einer schrägen
Rippe 108 läuft,
welche in einer im Handgriffgehäuse 40 abgegrenzten
Federkammer 110 angeordnet ist. Gegenüber der Lücke 104 enthält die Feder 102 eine Öffnung 112,
die zur Aufnahme eines vom Bedienteil 100 vorstehenden
Zapfengebildes 114 bemessen ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform
ist der Eingriff zwischen dem Zapfengebilde 114 und der Öffnung 112 ein
Festsitz bzw. Presssitz, jedoch ist in Erwägung gezogen, dass chemische
Klebstoffe, Ultraschallschweißen,
Umspritzen bzw. Umgießen
von Einlegeteilen oder andere bekannte Befestigungstechniken alternativ
angewendet werden könnten. Zum
Erreichen eines Verriegelungseingriffs mit dem Antriebswellenelement 18 ist
das Zapfengebilde 114 vorzugsweise so bemessen, dass es
passend in die quer angeordnete Durchgangsbohrung der Verriegelungseinrichtung 62 eingreift.
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Wenn
der Benutzer das Antriebswellenelement 18 gegen axiale
Rotation arretieren muss, wird das Bedienteil 100 zum Überwinden
der durch die Feder 102 erzeugten radialen Vorspannkraft
relativ zum Handgriffgehäuse 40 mit
ausreichender Kraft radial niedergedrückt.
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Bei
mit der Verriegelungseinrichtung 62 in Eingriff befindlichem
Zapfengebilde 114 kann sich das Antriebswellenelement 18 nicht
drehen, wodurch das Einsetzen oder Entfernen des Arbeitsaufsatzes 48 erleichtert
wird, wie auf dem Fachgebiet bekannt ist. Der Benutzer erhält die Greifkraft
am Bedienteil 100 aufrecht, was diesen Verriegelungszustand
bewahrt, bis der Verriegelungszustand nicht länger benötigt wird. Nach Freigabe des
Bedienteils 100 übt die
Feder 102 eine radiale Vorspannkraft gegen das Bedienteil
aus, schiebt es außer
Eingriff und in die in 3 dargestellte Ruhestellung.
Es wird in Erwägung
gezogen, dass die Anzahl und Gestaltung des Bedienteils 100 und
der Verriegelungseinrichtung 62 differieren kann, um sie
an den Anwendungsfall anzupassen.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
ist das Verriegelungsbedienteil 100 am Handgriffgehäuse 40 ungefähr in der
Mitte zwischen den Enden 38, 46 angeordnet und
ist von einer spritzgegossenen, das Ergreifen fördernden rippenartigen Umrandung 116 umgeben,
die auch die Position des Bedienteils 100 leichter erkennen
lässt,
wenn sich der Benutzer auf den Wechsel des Arbeitsaufsatzes 48 konzentriert.
Es wird auch vorgezogen, dass das Handgriffgehäuse 40 mit einer relativ
nachgiebigen äußeren Beschichtung 118 versehen
wird, um das Greifen des Handgriffs 42 während der
Arbeit weiter zu erleichtern. Es ist auch in Erwägung gezogen, dass die genaue
Gestaltung und Anzahl der rippenartigen Umrandung 116 und
der äußeren Beschichtung 118 differieren
kann, um sie an den Anwendungsfall anzupassen.
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Während hierin
eine bestimmte Ausführungsform
der biegsamen Welle des drehend angetriebenen Werkzeugs mit Verriegelungsstift
und Endkappe beschrieben wurde, versteht es sich für Fachleute,
dass Änderungen
und Abwandlungen dazu vorgenommen werden können, ohne von der Erfindung
abzuweichen, wie sie in den folgenden Ansprüchen dargelegt ist.
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Wo
in irgendeinem Anspruch erwähnten technischen
Merkmalen Bezugszeichen folgen, sind solche Bezugszeichen für den einzigen
Zweck eingefügt
worden, die Verständlichkeit
der Ansprüche
zu verbessern und demgemäß haben
solche Bezugszeichen keine einschränkende Wirkung auf den Anwendungsbereich
jedes Elements, das beispielhaft durch solche Bezugszeichen gekennzeichnet
ist.