DE69005123T2

DE69005123T2 - Vorrichtung zur lösbaren verbindung von zwei elementen.

Info

Publication number: DE69005123T2
Application number: DE69005123T
Authority: DE
Inventors: Anders Johnsen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-11-27
Filing date: 1990-11-19
Publication date: 1994-07-07
Anticipated expiration: 2010-11-20
Also published as: ES2049492T3; DE69005123D1; SE8903984L; US5302045A; ATE98146T1; SE465021B; SE8903984D0; WO1991008074A1; EP0502899B1; DK0502899T3; EP0502899A1

Description

Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur lösbaren Verbindung von zwei Elementen gemäss dem einleitenden Teil des beigefügten Anspruchs 1. Das erste Element wird insbesondere durch ein Vorschubelement gebildet, das entlang einer Führung in Form einer Säule oder dergleichen bewegbar ist, und das zweite Element ein Werkzeugmaschinenelement, wie zum Beispiel ein Bohrmaschinenelement, bildet oder trägt.
Eine Vorrichtung gemäss dem einleitenden Teil von Anspruch 1 wurde bereits von dem Antragsteller der vorliegenden Anmeldung erfunden, und diese bekannte Vorrichtung ist in dem Schwedischen Patent 8105607-9 (445 982) offenbart. Die bekannte Vorrichtung bringt den Vorteil mit sich, dass das Vorschubelement und das Bohrmaschinenelement in zwei gesonderte Einheiten trennbar sind, wodurch Handhabung und Transport des Bohrsatzes deutlich vereinfacht werden.
Wenn zum Beispiel in Bauteilen, wie Bodenkonstruktionen, Wänden oder dergleichen, Löcher gebohrt werden, ist es oftmals notwendig, die Bohrung nicht nur in eine Richtung entlang der Führung des Bohrsatzes sondern auch in die andere, entgegengesetzte Richtung auszuführen. Bei der bekannten Vorrichtung muss in diesem Fall die Säulenführung gelöst, das Vorschubelement und das Bohrmaschinenelement getrennt, das Vorschubelement von der Säulenführung entfernt, das Vorschubelement an der Säulenführung in einer um 180º geschwenkten Stellung befestigt, die Säulenführung neuerlich befestigt und schliesslich das Bohrmaschinenelement an dem Vorschubelement angebracht werden. Solche Arbeitsschritte sind sehr mühsam und zeitaufwendig.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Entwicklung der Vorrichtung gemäss dem einleitenden Teil des beigefügten Anspruchs 1, so dass die beiden Eleinente, zum Beispiel ein Vorschubelement und ein Bohrmaschinenelement für einen Bohrsatz, aneinander in zwei relativen Stellungen befestigt werden können, zwischen welchen die Elemente um 180º relativ zueinander gedreht werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Vorrichtung mit Merkmalen versehen wird, die in Anspruch 1 genauer definiert sind.
Bevorzugte Ausführungen der erfindungsgemässen Vorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen folgt nun eine genauere Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung, das als Beispiel angeführt ist.
Von den Zeichnungen zeigt:
Figur 1 eine schematische perspektivische Ansicht, welche einen Bohrsatz darstellt, bei welchem die erfindungsgemässe Vorrichtung verwendet wird;
Figur 2 eine vergrösserte Detailansicht des Verbindungsbereichs zwischen einem Vorschubelement und einem Bohrmaschinenelement des Bohrsatzes, schräg von links von Fig. 1 gesehen;
Figur 3 eine vergrösserte perspektivische Ansicht eines Teils von Fig. 1, wobei das Vorschubelement und das Bohrmaschinenelement getrennt dargestellt sind;
Figur 4 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemässen Spanneinrichtung und deren Koordination mit Elementen, auf welchen Keilflächen ausgebildet sind;
Figur 5 eine Seitenansicht ähnlich der Ansicht in Fig. 2, die aber den Spanneinrichtungsschnitt darstellt; und
Figur 6 eine Seitenansicht ähnlich Fig. 5, die aber das Bohrmaschinenelement an dem Vorschubelement in einer Position befestigt darstellt, die relativ zu der in Fig. 5 dargestellten Position um 180º gedreht ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

In Fig. 1 ist ein Bohrsatz dargestellt. Dieser Satz umfasst eine Führung 1, die eine Lauffläche für ein Element 2 bildet, das hier als Vorschubelement bezeichnet wird und entlang der Führung bewegbar ist. Die Führung 1 weist die Form einer Säule auf, die aus mehreren Abschnitten aufgebaut werden kann. Die Säule ist auf einer Grundplatte 3 angeordnet, die auf einer Unterlage, wie zum Beispiel einer Bodenkonstruktion in einem Gebäude, ruhen kann. Das andere Ende der Säule 1 kann durch ein geeignetes Kontaktelement 4 gegen eine beliebige Oberfläche, zum Beispiel eine Plafondfläche, geklemmt werden.
Das Vorschubelement 2 weist die Eigenschaft eines Schlittens oder Gleiters auf, der durch eine geeignete Antriebsvorrichtung entlang der Säule 1 verschoben werden kann. Diese Antriebsvorrichtung kann zum Beispiel ein Getriebe umfassen, das auf dem Vorschubelement 2 angeordnet ist und mit einer Zahnleiste 5 auf der Säule 1 in Eingriff gebracht werden kann. Dieses Getriebe ist drehbar, so dass eine Verschiebung des Vorschubelements 2 durch Drehen einer Antriebswelle 6, beispielsweise von Hand mittels eines Schlüssels 7, erzielt wird.
Das Vorschubelement 2 nimmt in seiner Bewegung ein Bohrmaschinenelement 8 mit, das einen schematisch gezeigten Motor 9 und Halterungsmittel 10, zum Beispiel ein Futter, zum Halten des fraglichen Bohrwerkzeuges 11 umfassen kann.
Das Vorschubelement 2 und das Bohrmaschinenelement 8 sind bei der Ausführung der Bohrarbeit starr miteinander durch eine Verbindungsvorrichtung verbunden, die zur Trennung der Elemente lösbar ist. Die Elemente 2, 8 umfassen Keilflächen 12, 13, die miteinander in Eingriff gepresst werden können, so dass sie zusammenwirken. Das Element 2 umfasst eine Spanneinrichtung 14, mit welcher eine Fläche 15 auf dem Element 8 so betätigbar ist, dass eine Komponente der Spannkraft die Elemente 2, 8 zu- oder gegeneinander, senkrecht zu der Verbindungsebene P, die in Fig. 2 dargestellt ist, spannt, während eine weitere Komponente der Spannkraft die Keilflächen 12, 13 zum Zusammenwirken beaufschlagt, so dass auch die Keilflächen die Elemente 2, 8 zu- oder gegeneinander, senkrecht zu der Verbindungsebene P, betätigen.
Das Element 2 umfasst eine zweite Spanneinrichtung 16 zur Betätigung der Fläche 15 des Elements 8. Ferner umfasst das Element 2 eine zweite Keilfläche 17 zum Zusammenwirken mit der Keilfläche 13. Die Vorrichtung ist zur Verbindung der Elemente 2, 8 in zwei relativen Positionen ausgelegt, zwischen welchen die Elemente um 180º relativ zueinander um eine imaginäre Achse, die sich senkrecht zu der Verbindungsebene P erstreckt, gedreht werden, und zwar einer ersten Stellung (Fig. 1, 2 und 5), in welcher die Keilfläche 12 des Elements 2 in Eingriff mit der Keilfläche 13 des Elements 8 steht und die Spanneinrichtung 14 die geneigte Fläche 15 des Elements 8 beaufschlagt, und einer zweiten Stellung (Fig. 6), in welcher die Keilfläche 17 des Elements 2 in Eingriff mit der Keilfläche 13 des Elements 8 steht und die Spanneinrichtung 16 die Fläche 15 des Elements 8 beaufschlagt.
Die erste Keilfläche 12 des Elements 2 und die zweite Spanneinrichtung 16 sind nebeneinander aber getrennt von der zweiten Keilfläche 17 des Elements 2 und der ersten Spanneinrichtung 14 angeordnet, die ebenso nebeneinander angeordnet sind.
Die erste Keilfläche 12 des Elements 2 und jener Abschnitt 18 der zweiten Spanneinrichtung 16, der zur Beaufschlagung der Fläche 15 des Elements 8 vorgesehen ist, sind nebeneinander angeordnet und die zweite Keilfläche 17 und jener Abschnitt 19 der ersten Spanneinrichtung 14, der zur Beaufschlagung der Fläche 15 vorgesehen ist, sind ebenfalls nebeneinander angeordnet.
Die erste Keilfläche 12 des Elements 2 wird von zwei Teilflächen 12a und 12b gebildet, die seitlich voneinander getrennt sind. Die zweite Keilfiäche 17 wird analog aus zwei Teilflächen 17a und 17b gebildet, die seitlich voneinander getrennt sind.
Der Beaufschlagungsabschnitt 18 der ersten Spanneinrichtung 16 ist zwischen den Teilflächen 12a und 12b angeordnet, während der Beaufschlagungsabschnitt 19 der zweiten Spanneinrichtung 14 zwischen den Teilflächen 17a und 17b angeordnet ist.
Die geneigte Fläche 15 besitzt eine Breite, die kleiner als der Abstand zwischen den Teilflächen 12a und 12b wie auch 17a und 17b ist. Genauer ist die geneigte Fläche 15 auf einem Abschnitt 20 angeordnet, der die Form eines Vorsprungs von dem Element 8 aufweisen kann und der zumindest teilweise zwischen den Elementen 21, 22 bzw. 23, 24 vorragen kann, auf welchen die Teilflächen 12a, 12b bzw. 17a, 17b ausgebildet sind.
Die Elemente 21-24 werden vorzugsweise getrennt hergestellt und anschliessend an dem restlichen Element 2, zum Beispiel durch Schrauben 25 (Fig. 2) befestigt. Es können Schlüssel 26 zur Aufnahme zwischen den Elementen und dem übrigen Element 2 in einer Weise, die in Fig. 2 dargestellt ist, vorgesehen sein, um gegen ein Verschieben der Elemente relativ zu dem übrigen Element 2 parallel zu der Verbindungsebene P zu wirken.
Die Spanneinrichtungen 14, 16 sind vorzugsweise Exzenter, die an ihren Enden mit zylindrischen und konzentrischen Achsschenkeln 27 und 28 versehen sind und zwischen den letzteren mit exzentrischen Teilen 18, 19, welche die zuvor erwähnten Beaufschlagungsabschnitte bilden. Die exzentrischen Abschnitte 18, 19 sind wie bei 30 in Fig. 6 gezeigt geschnitten, so dass eine plane Oberfläche erhalten wird. Diese Schnitte sollen garantieren, dass der Abschnitt 20, der mit der Fläche 15 versehen ist, auf Element 8 an dem entsprechenden exzentrischen Abschnitt 18, 19 bei dem Zusammenbau der Elemente 2 und 8 vorbeigehen kann, wenn der fragliche Exzenter 14, 15 in seine unwirksame, d.h. nichtspannende Position, gedreht wird.
Die Elemente 21-24 umfassen, wie in Fig. 4 für die Elemente 23, 24 dargestellt, Lageröffnungen 31, 32 zur Aufnahme der Achsschenkel 27, 28. Die Lageröffnung 31 erstreckt sich vorzugsweise durch das Element 23 bzw. 21, wobei der äussere Abschnitt des Achsschenkels 27 und ein darin angeordneter Schlüsselgriff 33, wie zum Beispiel eine rechteckige Öffnung, an der Aussenseite des fraglichen Elements zugänglich werden, wie aus Fig. 3 hervorgeht. Der in Fig. 1 dargestellte Schlüssel 7 kann zum Beispiel zu diesen Schlüsselgriffen 33 passen.
Jeder der Exzenter 14, 16 umfasst (siehe Fig. 4) Eingriffsmittel 34 zum Zusammenwirken mit den entsprechenden Eingriffsmitteln 35 auf dem Element 2, wenn sich die Exzenter in ihrer unwirksamen Position befinden, wobei eine Federeinrichtung 36 zur axialen Beauf schlagung der Exzenter in einer solchen Richtung ausgebildet ist, dass die Eingriffsmittel miteinander in Eingriff kommen, wenn die Exzenter jeweils in ihre unwirksame Stellung gedreht werden, wobei die Eingriffsmittel 34, 35 bei gegenseitigem Eingriff die Exzenter gegen eine unbeabsichtigte Drehung in eine Richtung zu ihrer jeweiligen wirksamen spannenden Stellung hin sichern.
Wie aus Fig. 4 hervorgeht, kann das Eingriffsmittel 34 durch einen Vorsprung gebildet werden, zum Beispiel durch das äussere Ende eines Stiftes, der in eine Öffnung in dem Achsschenkel 27 eingesetzt wird, während das Eingriffsmittel 35 in dem Element 23 bzw. 21 ausgebildet ist und die Form einer Vertiefung aufweist, in welche der Vorsprung 34 passt.
Die Lageröffnungen 32 in den Elementen 22, 24 werden durch Sacklöcher gebildet, deren Boden Auflagen für die Federeinrichtungen 36 bilden, die durch Schraubendruckfedern gebildet werden, die in-den Öffnungen aufgenommen werden, die sich in die Exzenter 14, 16 durch die Endflächen der Achsschenkel 28 erstrecken. Daher neigt diese Feder 36 dazu, die jeweiligen Exzenter 14, 16 nach links in Fig. 3 zu verschieben, so dass die Vorsprünge 34 in die Vertiefungen 35 fallen, wenn die Exzenter in ihre unwirksame Stellung gedreht werden. Wenn der Bediener dann die Exzenter in ihre wirksame, spannende Stellung bringen will, muss er zunächst die Exzenter nach innen etwas in die axial Richtung drücken, so dass die Federn 36 zusammengedrückt werden und die Vorsprünge 34 aus den Vertiefungen 35 herausgehen, wonach eine Drehung der Exzenter ausgeführt werden kann.
Wie aus Fig. 2 deutlich hervorgeht, sind die Keilflächen 12, 17 auf Element 2 zueinander so angeordnet, dass sie in eine Richtung nach aussen von Element 2 konvergieren. Ferner bildet jede der Keilflächen 12, 17 einen Winkel von im allgemeinen 45º relativ zu der Verbindungsebene P. Der letztere Winkel von etwa 45º gilt auch für die Keilfläche 13 von Element 8, welche Keilfläche 13 die Form einer einfachen durchgehenden Fläche oder möglicherweise von zwei getrennten Teilflächen aufweisen kann, die mit den Teilflächen 12a, 12b bzw. 17a, 17b in Kontakt sind.
Die geneigte Fläche 15, gegen welche die Exzenter 14, 16 in der Verbindungsposition gespannt sind, bildet einen Winkel zu der Verbindungsebene P, der zumindest 45º beträgt, vorzugsweise zumindest 50º und insbesondere zumindest 60º. In dem Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel zwischen der Fläche 15 und der Verbindungsebene P etwa 70º (siehe Fig. 2). Dieser Winkel wird so gewählt, dass der Abschnitt 20, der die geneigte Fläche 15 auf Element 8 umfasst, über die jeweiligen Exzenter 14, 16 geschwenkt werden kann, wenn die Keilfläche von Element 8 vorübergehend auf der fraglichen Fläche von Element 2 befestigt wird.
Die beschriebene Vorrichtung arbeitet auf folgende Weise: Wenn eine Bohrung nach unten ausgeführt werden soll, wird die Verbindung hergestellt, so dass die in Fig. 5 dargestellte Situation erzielt wird. Die Exzenter 14, 16 werden dann anfänglich eingestellt, so dass die ebenen Flächen 30 zueinander zeigen. Das Element 2 wird zunächst mit der Keilfläche 12 durch seine eigene Keilfläche 13 in Eingriff gebracht, worauf Element 2 nach oben geschwenkt wird, so dass die geneigte Fläche 15 an dem Exzenter 14 vorbeigeht. Der Exzenter 14 wird dann gedreht, so dass sein exzentrischer Abschnitt 19 auf die geneigte Fläche 15 drückt. Dies bedeutet, dass eine Komponente 37 der Spannkraft die Elemente 2 und 8 gegeneinander beaufschlagt, während eine weitere Komponente 38 bewirkt, dass die Keilflächen 12, 13 Zusammenwirken, so dass dadurch auch eine Kraftkomponente 39 erzielt wird, die die Elemente 2 und 8 in eine Richtung gegeneinander beaufschlagt.
Wenn der Bediener stattdessen eine Bohrung nach oben durchführen will, verbindet er die Elemente 2 und 8 gemäss Fig. 6, d.h., die Keilflächen 13 und 17 werden miteinander in Eingriff gebracht und die geneigte Fläche 15 wird über den Exzenter 16 bewegt. Der Exzenter wird dann in die Spannrichtung bewegt, so dass auch in diesem Fall die Kraftkomponenten 37-39, die mit Bezugnahme auf Fig. 5 besprochen wurden, erhalten werden, wobei diese Kraftkomponenten eine starre Verbindung zwischen den Elementen garantieren.
Die Erfindung ist für die Verbindung von beliebigen Elementen zu verwenden und nicht nur von Elementen, die in Bohrsätzen enthalten sind. Wenn das erste Element 2 die Form eines Elements aufweist, das entlang einer Führung 1 bewegbar ist, sollte betont werden, dass die Führung 1 keineswegs nur auf die vertikale Ausrichtung begrenzt ist. Somit könnte sich die Führung 1 horizontal und in mehr oder weniger geneigten Stellungen erstrecken, und dies gilt auch für die Verwendung bei Bohrsätzen und anderen Werkzeugmaschinen.

Claims

1. Vorrichtung zur lösbaren Verbindung von zwei Elementen (2, 8), die Keilflächen (12, 13) aufwessen, welche zum Zusammenwirken in der Weise geeignet sind, daß sie in gegenseitigen Eingriff gedrückt werden, wobei ein erses (2) der Elemente eine Spanneinrichtung (14) aufweist, mit welcher das zweite Element (8) so betätigbar ist, daß eine Komponente (37) der Spannkraft die Elemente (2, 8) gegeneinander spannt, während eine zweite Komponente (38) der Spannkraft die Keilflächen (12, 13) zum Zusammenwirken beaufschlagt, so daß auch die Keilflächen (12, 13) die Elemente (2, 8) gegeneinander betätigen, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element (2) zusätzlich zur ersen Spanneinrichtung (14) eine zweite Spanneinrichtung (16) zur Betätigung des zweiten Elements (8) aufweist, daß das erste Element (2) zusätzlich zu seiner ereen Keilfläche (12) eine zweite Keilfläche (17) zum Zusammenwirken mit der Keilfläche (13) des zweiten Elements (8) aufweist, daß die Vorrichtung zum Verbinden der Elemente (2, 8) in zwei relativen Positionen ausgelegt ist, zwischen welchen die Elemente (2, 8) im wesentlichen um 180º relativ zueinander gedreht werden, und zwar einer ersten Stellung, in welcher die erste Keilfläche (12) des ersten Elements (2) in Eingriff mit der Keilfläche (13) des zweiten Elements (8) steht und die erste Spanneinrichtung (14) das zweite Element (8) beaufschlagt, und einer zweiten Stellung, in welcher die zweite Keilfläche (17) des ersen Elements (2) in Eingriff mit der Keilfläche (13) des zweiten Elements (8) steht und die zweite Spanneinrichtung (16) das zweite Element (8) beaufschlagt, daß die erste Keilfläche (12) des ersten Elements (2) und der Abschnitt (18) der zweiten Spanneinrichtung (16), der zur Beaufschlagung des zweiten Elements (8) vorgesehen ist, nebeneinander angeordnet sind, und daß auch die zweite Keilfläche (17) des ersten Elements (2) und der Abschnitt (19) der ersten Spanneinrichtung (14), der zur Beaufschlagung des zweiten Elements (8) vorgesehen ist, nebeneinander angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Keilfläche (12, 17) des ersten Elements (2) jeweils von mindestens zwei getrennten Teiflächen (12a, 12b; 17a, 17b) gebildet werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (19) der ersten Spanneinrichtung (14), die zur Beaufschlagung des zweiten Elements (8) ausgelegt ist, zwischen den die zweite Keilfäche (17) des ersten Elements (2) bildenden Teilflächen (17a, 17b) angeordnet ist, während der Abschnitt (18) der zweiten Spanneinrichtung (16), der zur Beaufschlagung des zwetten Elements (8) ausgelegt ist, zwischen den die erste Keilfläche (12) des ersten Elements (2) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Spanneinrichtung (14, 16) so angeordnet sind, daß sie das zweite Element (8) auf einer Schrägfläche (15) beaufschlagen, deren Breite kleiner ist als der Abstand zwischen den die erste und die zweite Keilfläche (12, 17) bildenden Teilflächen (12a, 12b; 17a, 17b).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägfläche (15) auf einem Abschnitt (20) angeordnet ist, der zwischen Bereichen (21 - 24) aufnehmbar ist, auf denen die Teilflächen (12a, 12b; 17a, 17b) ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtungen (14, 16) Exzenter sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche (21 - 24), auf denen die Teilflächen (12a, 12b; 17a, 17b) ausgebildet sind, Lageröffnungen (31, 32) zur Aufnahme von Achsschenkeln (27, 28) auf den Exzentern aufwessen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Exzenter (14, 16) Eingriffsmittel (34) zum Zusammenwirken mit entsprechenden Eingriffsmitteln (35) auf dem ersten Element (2) aufweisen, wenn sich die Exzenter in ihrer unwirksamen Postion befinden, und daß eine Federeinrichtung (36) zur axialen Beaufschlagung der Exzenter in einer solchen Richtung ausgebildet ist, daß die Eingriffsmittel (34, 35) miteinander in Eingriff kommen, wenn die Exzenter jeweils in ihre unwirksame Stellung werden, wobei die Eingriffsmittel (34, 35) bei gegenseitigem Eingriff die Exzenter gegen eine unbeabsichtigte Drehbewegung in eine Richtung zu ihrer jeweiligen wirksamen Stellung hin sichern.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element (2) entlang einer Führung (1) bewegbar ist, während das zweite Element (8) eine Werkzeugmaschine, beispielsweise eine Bohrmaschine, bildet bzw. trägt.