DE19737238A1

DE19737238A1 - Shaft head, especially for flexible shafts such as grinders and drills

Info

Publication number: DE19737238A1
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: 1999-03-11
Anticipated expiration: 2017-08-28
Also published as: DE19737238C2

Abstract

A connection between the drive shaft (9) and tool holder (4) is through a separable coupling with two halves (2,3) which form and force interlock. One coupling half is connected and torsionally fixed to the drive shaft and the other is similarly connected to the tool holder. One of the coupling halves is a radially symmetrical cone (8) with its point facing the other coupling half which is a hollow component (8a) conforming in size and shape to the cone and also radially symmetrical with the drive shaft.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wellenkopf, insbesondere für biegsame Wellen, mit den im Oberbegriff des An spruchs 1 genannten Merkmalen.The invention relates to a wave head, in particular for flexible waves, with the in the preamble of the An Proverb 1 mentioned features.

State of the art

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 darüberhinaus zu unkontrollierten und ruck artigen Bewegungen des Wellenkopfes, so daß auch in diesem Falle das Werkstück schaden nehmen kann.Flexible shafts are used to work with tools, such as grinders or drills, in hard-to-reach areas To be able to carry out work. Such waves are, usually by chipping into a tool carrier of a drive machine (e.g. drilling machine) driven. The waves can then only be switched on or off switch the drive machine in or on Put it into operation. The disadvantage of this is that During this time the tool may not work remains in operation. Besides, since the Wel steering head with at least one hand, always the second hand required to drive the engine to use. Another disadvantage is that one the tool only with full rotational movement into it can insert the workpiece. This can be ins especially for small-caliber workpieces damage the walls. By switching on there is also an uncontrolled and jerky reaction like movements of the wave head, so that also in this can damage the workpiece.

Zur Überwindung dieser Probleme ist es bekannt, mit tels eines elektrischen Fußschalters die Antriebsma schine zu schalten. Alles ist aufwendig und erfordert zusätzliche Bauelemente. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zu schaffen, welche die Nachteile des Standes der Technik überwin det.To overcome these problems, it is known to means of an electric foot switch the drive switch to switch. Everything is complex and requires additional components. Task of the present The invention is therefore to provide a device which overcomes the disadvantages of the prior art det.

Advantages of the invention

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 angeordnete Kupplung das Ein- und Ausschalten des Antriebs 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 Gefahr mehr besteht, an kleinkaliörigen Zuführungen Schäden hervorzurufen.The object is achieved according to the invention by a wave head with the features mentioned in claim 1 ge solves. The wave head according to the invention has the front part on that one in the handle of the shaft head Arranged clutch switching the on and off Drive of the tool by engaging and disengaging the Drive shaft allowed. Here, if necessary both hands remain firmly on the shaft head. So is secure guidance of the shaft head and of it attached tool possible. The An only be engaged when the plant is already in place and none There is more danger of small-caliber feeds Cause damage.

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 a preferred embodiment of the invention, the Coupling halves on conical elements, which allow slow and smooth engagement. Be it is particularly preferred if the conical Elements made of a rubber-elastic material hen. Suitable materials are known to the person skilled in the art and can, for example, rubber, rubber, silicone rubber, hard rubber etc.

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.In a further preferred embodiment of the Er invention is provided on the front sides of the one each of the opposite coupling halves Cams arranged transversely to the direction of rotation of the shaft to arrange wreath. It is further preferred if for the coupling half, which ge to the tool holder hears, additional storage is provided that for a good concentricity of the tool holder and the attached tool is used. This will make a enables precise and sensitive work.

Die Betätigung der Kupplung erfolgt vorzugsweise mit tels eines Ziehkeils, welcher außen am Griffstück des Wellenkopfes angebracht ist.The clutch is preferably actuated with means of a pulling wedge, which is on the outside of the handle of the Shaft head is attached.

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.In a preferred embodiment of the drawing wedge this has a pin which through the wall extension of the handle into the handle is inserted and engages in a circumferential groove, which on the coupling belonging to the drive shaft half is attached.

Zum Festlegen der Kupplung im eingekuppelten und aus gekuppelten Zustand weist der Ziehkeil ein lösbares Festlegungsmittel auf. Bevorzugt sind hierbei Kugel rastungen. To set the clutch in and out coupled state, the pull wedge has a detachable Fixing means on. Spheres are preferred snaps.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further advantageous embodiments of the invention result from the rest, in the subclaims mentioned features.

drawings

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispie len anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläu tert. Es zeigen:The invention is described below in exemplary embodiment len with reference to the accompanying drawings tert. Show it:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt eines Wel lenkopfes eines ersten Ausführungsbei spiels; Fig. 1 is a schematic longitudinal section of a Wel head of a first game Ausführungsbei;

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt eines Wel lenkopfes eines zweiten Ausführungsbei spiels; Fig. 2 is a schematic longitudinal section of a Wel steering head of a second embodiment game;

Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt eines Wel lenkopfes eines dritten Ausführungsbei spiels und Fig. 3 is a schematic longitudinal section of a Wel steering head of a third game and Ausführungsbei

Fig. 4 einen schematischen Längsschnitt eines Wel lenkopfes eines vierten Ausführungsbei spiels und Fig. 4 is a schematic longitudinal section of a wel steering head of a fourth embodiment and game

Description of the embodiments

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. Fig. 1 shows a longitudinal section of a shaft head 1. In the context of the present description, the components essential to the invention are explained in more detail. The structure and function of flexible shafts is generally known.

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.The wave head 1 consists of a handle, which is a cylindrical hollow body. Fixed bearings 12 are arranged at the ends of the cylinder, through which the drive shaft 9 and the tool holder 4 are guided and supported. The tool holder 4 is firmly connected to a first coupling half 3 .

Eine zweite Kupplungshälfte 2 ist mit der mit der Antriebsmaschine gekoppelten Antriebswelle 9 über eine Keilwelle 13 verbunden, wodurch die Kupplungs hälfte 2 auf der Antriebswelle 9 in axialer Richtung der Antriebswelle 9 verschoben werden kann, um den Antrieb ein- beziehungsweise auszukuppeln. Zum Rück stellen der ausgekuppelten Kupplungshälfte 2 wird die Federkraft eines zwischen dem Lage 12 und der Kupp lungshälfte 2 angeordneten Federelementes 11 genutzt.A second coupling half 2 is connected to the coupled to the prime mover drive shaft 9 via a spline shaft 13, whereby the coupling half 2 on the drive shaft 9 in the axial direction of the drive shaft 9 can be displaced to the drive is engaged or disengaged. To reset the disengaged coupling half 2, the spring force of which is arranged between the layer 12 and the Kupp lung half 2 spring element 11 is used.

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 4 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 4 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.The coupling half 2 has a circumferential groove 7 , in which at least one pin 6 engages. The pin 6 is arranged on an outside on the handle of the shaft head 1 arranged pulling wedge 4 . The pin 6 has on its side engaging in the groove 7 a sintered bush 16 , the diameter of which is smaller than a width of the groove 7 . By actuating the pull wedge 4 and moving towards the drive shaft 9 , the disengagement can be effected who. By moving in the opposite direction he follows the clutch. The engaging in the groove 7 pin 6 takes the coupling half 2 with actuation of the drive shaft in the axial direction.

Der Ziehkeil 4 wird am Griffstück durch Kugelrastun gen 5 leicht lösbar festgelegt, um die Kupplung im ein- bzw. ausgekuppelten Zustand sicher zu halten.The pull wedge 4 is easily detachable on the handle by Kugelrastun conditions 5 to hold the clutch securely in the engaged or disengaged state.

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.The interlocking coupling halves 2 and 3 have on the mutually facing end faces molded parts, which a positive and positive Ver connection of the two coupling halves 2 and 3 stat. The coupling half 2 carries on the end face a cone 8 , which is radially symmetrical to the axis of rotation Drive shaft is arranged and its tip faces the coupling half 3 . The coupling half 3 has a complementary to the cone 8 part 8 a, which can accommodate the cone 8 . In the engaged state, the cone 8 lies with its outer surface on the inner surface of the molded part 8 a and thus forms the non-positive and positive connection between the two coupling halves 2 and 3 .

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.This arrangement is advantageous because safe self-centering is achieved. The coupling parts 8 and 8 a consist of a rubber-elastic material. This ensures smooth and smooth engagement and disengagement.

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. 2 shows a further embodiment of the invention. Identical parts are provided with the same reference symbols in FIG. 1 and are not explained again. Here are provided on the end faces of the coupling halves 2 and 3 transverse to the direction of rotation cam rings 10 and 10 a. The cam rings have a facing cam, which are complementary to each other. A secure and non-positive and positive connection of the coupling halves 2 and 3 is achieved by interlocking the cams.

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. Fig. 3 shows a further embodiment of the invention. To improve the concentricity of the tool head 4 , additional storage of the tool head 4 is provided. The rotation and drive axis of the tool head carries an additional bearing 14 . A guide shaft 15 engages in the bearing 14 , which on the other hand protrudes into the second coupling half 2 and is likewise supported there without being force-coupled to the drive movement of this coupling half 2 by the drive shaft 9 . Due to this additional storage, there is a precise guidance of the tool head 4 in the coupling via the cam rings and thereby a high degree of concentricity, which is particularly necessary in tool making and allows sensitive and precise work.

In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem der dem Ziehkeil 4 zugeordnete Stift 6 radial zur Antriebswelle 9 verlagerbar ist. Hierzu weist der Ziehkeil 4 eine den Stift 6 aufnehmende Bohrung 17 auf, die radial zur Antriebsachse 9 verläuft. Der Stift 6 ist gegen Herausfallen durch die an seiner in die Nut 7 hineinragende Sinterbuchse 16 gesichert. Am Ziehkeil 4 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 Federelementes 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.In FIG. 4, a further embodiment is shown, wherein the the draw key 4 associated pin 6 can be displaced radially to the drive shaft 9. For this purpose, the drawing wedge 4 has a bore 17 which receives the pin 6 and runs radially to the drive axis 9 . The pin 6 is secured against falling out by the sintered bushing 16 projecting into the groove 7 . The pin 6 is fixed on the drawing wedge 4 by means of a push button 19 , which is coupled in a suitable manner to the pin 6 via a spring element 20 . At the bottom 21 of the groove 7 of the coupling half 2 there is at least one blind bore 22 seen over the circumference. A diameter of the bore 22 corresponds to an outer diameter of the sintered bush 16 , so that the pin 6 can be displaced into the blind bore 22 . This displacement of the pin 6 can be triggered via the push button 19 in connection with the spring element 20 . By suitable means, the pin 6 can be locked in such a way that it can either be displaced into the blind bore 22 by the force of the spring element 20 , or is held in a position by a holding force opposing the force of the spring element 20 , in which the sintered bushing 16 is indeed within the However, the groove 7 is located above the bottom 21 of the groove. 7

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.This ensures that by means of the pin 6 , when it engages in the bore 22, a locking of the coupling half 2 against rotation can be achieved. This simplifies a tool change.

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.For the sake of completeness, it is pointed out that a single-sleeve keyless chuck can also be used instead of the tool head 4 shown in the exemplary embodiments as a gear rim drill chuck.

Claims

1. shaft head, in particular for flexible shafts, which on the one hand carries a tool holder and on the other hand can be connected via a drive shaft to a tool carrier of a drive machine, characterized in that a connection between the drive shaft ( 9 ) and the tool holder ( 4 ) via a Separable coupling takes place, which has two form-fitting and non-positive coupling halves ( 2 , 3 ), one of which is connected to the drive shaft ( 9 ) and the other to the tool holder in a rotationally fixed manner.

2. Shaft head according to claim 1, characterized in that one of the coupling halves is a in the axial direction of the axis of rotation of the drive shaft ( 9 ) radially symmetrically arranged cone ( 8 ), the tip of which points to the other coupling half, and wherein the other coupling half is a hollow body ( 8 a) in the shape and size of the cone ( 8 ) arranged opposite, and this hollow body is also arranged radially symmetrically in the direction of the axis of rotation of the drive shaft ( 9 ).

3. Wave head according to claim 2, characterized in that at least the cone ( 7 ) and the hollow body by ( 8 a) forming and surrounding material is rubber elastic.

4. shaft head according to claim 1, characterized in that the opposing coupling halves ( 2 , 3 ) on their mutually facing end faces each have a transverse to the direction of rotation th cam ring ( 10 , 10 a).

5. Shaft head according to one of the preceding claims, characterized in that a pulling wedge ( 4 ) for actuating the coupling is arranged on a grip piece of the shaft head ( 1 ).

6. Wave head according to claim 5, characterized in that the drawing wedge ( 4 ) has at least one pin ( 6 ) which is inserted through the wall of the handle into the handle and wel cher engages in a circumferential groove ( 7 ) which is formed in the coupling half ( 2 ) facing the drive shaft ( 9 ).

7. Shaft head according to claim 5 or 6, characterized in that the drawing wedge ( 4 ) has ball detents ( 5 ) for fixing the clutch in the engaged and out of coupled condition.

8. Shaft head according to claim 5 or 6, characterized in that the pin ( 6 ) radially in a bore ( 22 ) of the coupling half ( 2 ) is displaceable so that it can be locked against rotation.