[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur lösbaren Befestigung eines an einem Trägerkörper befestigten, drehbaren Werkzeuges an einem Antriebsdorn, wobei der Trägerkörper aus einem weichen Werkstoff besteht und eine zentrale im Wesentlichen zylindrische Einführöffnung mit mindestens drei am Umfang gleichmässig verteilten, radial nach innen vorstehenden, exzentrischen Segmenten aufweist, deren Radien in betriebsmässiger Drehrichtung des Trägerkörpers vom grössten zylindrischen Durchmesser der Einführöffnung bis zum Ende des Segmentes stetig abnehmen und der aus einem härteren Werkstoff bestehende Antriebsdorn an seinem für die Einführung in die zentrale Einführöffnung des Trägerkörpers vorgesehenen Eintauchbereich der Anzahl der Segmente am Trägerkörper entsprechende Anzahl, am Umfang gleichmässig verteilte,
radial nach aussen vorstehende Längsrippen aufweist, wobei die Längsrippen an ihren zylindrischen Oberflächen mit Gewindeschneidsegmenten versehen sind, die bei der Befestigung des festgehaltenen Trägerkörpers am in die betriebsmässige Drehrichtung eine Drehbewegung ausführenden Antriebsdorn in die exzentrischen Segmente des Trägerkörpers teilweise Gewinde schneiden, um eine axiale und drehfeste Verbindung zwischen dem Trägerkörper und dem Antriebsdorn herzustellen.
[0002] Im Schweizer Patent Nr. 695 357 ist die eingangs erwähnte Anordnung beschrieben.
Dadurch, dass der verhältnismässig weiche Trägerkörper in seiner zentralen Einführöffnung drei radial vorstehende Segmente mit in betriebsmässiger Drehrichtung des Trägerkörpers abnehmenden Radien aufweist, ist es möglich mit den zylindrischen Gewindeschneidsegmenten des Antriebsdorns beim festgehaltenen oder zumindest gebremsten Trägerkörper in diesen Gewinde zu schneiden und so die Verbindung zwischen dem Trägerkörper und dem Antriebsdorn in Drehrichtung und in Axialrichtung herzustellen. Diese Verbindung kann in einer vollautomatischen Bearbeitungsanlage durch Festhalten des Trägerkörpers und Umkehr der Drehrichtung des Antriebsdorns gelöst werden.
Das Anschliessen eines neuen Ersatzwerkzeuges mit einem neuen Trägerkörper erfolgt durch das Gewindeschneiden mit Hilfe des Antriebsdorns im festgehaltenen oder gebremsten neuen Trägerkörper des Ersatzwerkzeuges in einem Arbeitsgang. Diese Anordnung hat den Nachteil gezeigt, dass durch thermische Dilatationen oder unvorhersehbare Schläge auf das Werkzeug die Verbindung zwischen dem Antriebsdorn und dem Werkzeug sich lockern kann, wodurch das Rundlaufen des Werkzeuges gestört werden kann.
[0003] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei der eingangs erwähnten Anordnung die Lockerung der Verbindung zwischen dem Antriebsdorn und dem Werkzeug im Betrieb mit Sicherheit zu verhindern.
[0004] Die gestellte Aufgabe ist dadurch gelöst, dass zwischen dem Antriebsdorn und dem Trägerkörper eine lösbare,
die Drehung des Trägerkörpers entgegen der betriebsmässigen Drehrichtung hindernde, federnd einreifende Rücklaufsperre vorgesehen ist. Die Rücklaufsperre sichert die Verbindung zwischen dem Antriebsdorn und dem Trägerkörper bei allen thermischen Dehnungen und Schlägen auf das Werkzeug. Bei Wechsel des Werkzeuges ist die Rücklaufsperre durch Rückzug des federnd in Eingriff stehenden Teils der Rücklaufsperre lösbar.
Nach Einsetzen des neuen Werkzeuges mit dem neuen Trägerkörper schliesst der gefederte Teil der Rücklaufsperre wieder und verhindert eine rückläufige Drehung des Trägerkörpers.
[0005] Die Rücklaufsperre besteht vorteilhafterweise aus zwei gegenüberliegenden, mit an den in Sperrrichtung einander anstossenden Flanken steilen, ineinandergreifenden Zähnen versehenen Zahnringen, wovon der eine Zahnring federnd gehalten und beim Lösen der Rücklaufsperre vom gegenüberliegenden Zahnring zurückziehbar ist. Das Anbringen der mit Zähnen versehenen Zahnringe ist sowohl am Antriebsdorn als auch am Trägerkörper einfach.
[0006] Der federnd gehaltene eine Zahnring kann am Antriebsdorn in Achsialrichtung verschiebbar geführt sein.
Dies ergibt eine einfache Konstruktion.
[0007] Die die Federung des einen Zahnringes bewirkende Feder besteht mit Vorteil aus einer mit mehreren vom äusseren Umfang her radial eingeschnittenen Schlitzen versehenen Federscheibe. Diese Feder kann zwischen dem Antriebsdorn und dem Trägerkörper einfach befestigt werden.
[0008] Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
<tb>Fig. 1<sep>die perspektivische Darstellung eines Trägerkörpers ohne Werkzeug und
<tb>Fig. 2<sep>die Draufsicht dieses Trägerkörpers,
<tb>Fig. 3<sep>die Seitenansicht und
<tb>Fig. 4<sep>die Draufsicht eines Antriebsdorns,
<tb>Fig. 5<sep>die perspektivische Darstellung des Antriebsdorns mit dem gefederten Zahnring,
<tb>Fig. 6<sep> die perspektivische Darstellung des zurückziehbaren Zahnringes.
[0009] In Fig. 1 ist die perspektivische Darstellung eines Trägerkörpers 1 ersichtlich. Dieser Trägerkörper 1 ist für die Aufnahme eines nicht dargestellten drehbaren Werkzeuges vorgesehen. Das Werkzeug kann beispielsweise eine Rundbürste sein, die in einer vollautomatischen Bearbeitungsanlage benützt werden kann. Fig. 2 zeigt diesen Trägerkörper 1 in Draufsicht. Das nicht gezeigte Werkzeug wird an der Oberfläche des Trägerkörpers 1 befestigt.
[0010] Der Trägerkörper 1 ist aus einem weichen Werkstoff, wie Kunststoff oder Aluminium, hergestellt. In der Mitte des Trägerkörpers 1 befindet sich eine im Wesentlichen zylindrische Einführöffnung 2.
Die betriebsmässige Drehrichtung des mit einem Werkzeug ausrüstbaren Trägerkörpers 1 ist mit dem in Uhrzeigersinn zeigenden Pfeil 3 angedeutet. Am Umfang der Einführöffnung 2 sind drei am Umfang symmetrisch verteilte exzentrische Segmente 4 angeordnet. Die Radien dieser Segmente 4 nehmen in Drehrichtung 3 des Trägerkörpers 1 vom grössten zylindrischen Durchmesser der Einführöffnung 2 bis zum Ende des vorstehenden Segmentes 4 stetig ab. Am Ende der vorstehenden Segmente 4 steigt der Radius der Einführöffnung 2 sprunghaft auf den Wert des grössten zylindrischen Durchmessers der Einführöffnung 2 an. Die Herstellung dieses Trägerkörpers 1 aus einem weichem Material, aus Kunststoff oder aus einem weichen Metall, wie Aluminium, ist kostengünstig möglich.
Die Befestigung eines drehbaren Werkzeuges an diesem Trägerkörper 1 gehört zum Rüstezeug des einschlägigen Fachmannes.
[0011] Fig. 3 zeigt die Seitenansicht und Fig. 4 die Draufsicht eines Antriebsdorns 5. Dieser Antriebsdorn 5 ist in Fig. 5 auch noch perspektivisch dargestellt. Der in Fig. 3 rechts liegende Bereich des Antriebdorns 5 wird in einer allgemein bekannten, nicht dargestellten Antriebsanordnung eingespannt und damit betriebsmässig in Gegenuhrzeigersinn gemäss Pfeil 6 in Fig. 4 angetrieben. Der Antriebsdorn 5 ist aus einem hartem Werkstoff, in der Regel aus Stahl, hergestellt.
[0012] Der vordere, für die Einführung in die zentrale Einführöffnung 2 des Trägerkörpers 1 vorgesehene Eintauchbereich 7 des Antriebsdorns 5 weist einen dem grössten Durchmesser der zylindrischen Einführöffnung 2 entsprechenden Aussenradius auf.
An diesem Eintauchbereich 7 sind drei am Umfang symmetrisch verteilte, radial vorstehende in Fig. 4 sichtbare Längsrippen 8 angeformt. Die zylindrischen Oberflächen der Längsrippen 8 sind mit Gewindeschneidsegmenten 9 versehen. Die Gewinde der Gewindeschneidsegmente 9 haben die Form eines spitzwinkligen Dreieckgewindes, die das Gewindeschneiden günstig beeinflusst.
[0013] Um den Trägerkörper 1 am Antriebsdorn 5 zu befestigen, wird der Trägerkörper 1 festgehalten oder zumindest gebremst. Der Eintauchbereich 7 des Antriebsdorns 5 wird in die zentrale Einführöffnung 2 des Trägerkörpers 1 eingeführt. Diese Einführung ist möglich, weil der grösste zylindrische Durchmesser der Einführöffnung 2 des Trägerkörpers 1 für die Aufnahme der drei mit Gewindeschneidsegmenten 9 versehenen Längsrippen 8 des Antriebsdorns 5 geeignet ist.
Sobald die Einführung des Eintauchbereiches 7 des Antriebsdorns 5 in die Einführöffnung 2 des Trägerkörpers 1 abgeschlossen ist, wird der Antriebsdorn 5 bei festgehaltenem oder zumindest gebremstem Trägerkörper 1 in in der Fig. 4 angedeuteten Richtung 6 in Drehbewegung versetzt. Bei dieser Drehbewegung erreichen die Gewindeschneidsegmente 9 die in der Einführöffnung 2 vorstehenden Segmente 4 mit den abnehmenden Radien. Bei Fortsetzung der Drehbewegung des Antriebsdorns 5 erfolgt ein Gewindeschneiden in den weichen Segmenten 4 im Trägerkörper 1. Das Gewindeschneiden wird vor dem Erreichen des Endes der Segmente 4 abgebrochen, der Trägerkörper 1 freigegeben und das am jetzt ungebremsten Trägerkörper 1 befestigte Werkzeug für die Benützung in einer Bearbeitungsanlage freigegeben.
Das weitere Gewindeschneiden würde ein über dem Drehmomentbedarf der Bearbeitung liegendes Drehmoment erfordern, so dass der Trägerkörper 1 auf dem Antriebsdorn 5 während der Bearbeitung in Drehrichtung sicher befestigt bleibt.
[0014] Um die Verbindung zwischen dem Trägerkörper 1 und dem Antriebsdorn 5 auch bei thermischen Dilatationen und bei unvorhersehbaren Schlägen auf das Werkzeug zu sichern und dadurch eine Lockerung des Werkzeuges auf dem Antriebsdorn 5 zu verhindern, ist zwischen dem Trägerkörper 1 und dem Antriebsdorn 5 eine Rücklaufsperre eingebaut. Die Rücklaufsperre besteht aus zwei gegenüberliegenden, mit Zähnen versehenen Zahnringen 10, 11. Der erste Zahnring 10 ist am Trägerkörper 1 starr befestigt. Der andere, in diesen ersten Zahnring 10 im Betrieb federnd eingreifende zweite Zahnring 11 ist auf dem Antriebsdorn 5 federnd geführt.
Die an den Zahnringen 10 und 11 angebrachten Zähne weisen eine steile und eine diesem abgekehrte schräge Flanke auf. Bei einer rückläufigen Drehbewegung des Trägerkörpers 1 stossen die steilen Flanken aneinander und verhindern das Rückwärtsdehnen des Trägerkörpers 1. Die Drehbewegung in der umgekehrten Richtung ist ungehindert.
[0015] In Fig. 5 ist die den Zahnring 11 am Antriebsdorn 5 spannende Federscheibe 12 gut sichtbar. Die Federscheibe 12 weist mehrere vom äusseren Umfang der Federscheibe 12 her angebrachte Schlitze 13 auf. Der äussere Rand der Federscheibe 12 ist im sich erweiternden Körper des Zahnringes 11 gehalten, der zentrale Bereich der Federscheibe 12 ist im Antriebsdorn 5 eingespannt.
[0016] Fig. 6 zeigt die perspektivische Darstellung des Zahnringes 11.
Die beschriebene Ausbildung der Rücklaufsperre ist besonders vorteilhaft, weil die Eingriffstellung der Rücklaufsperre variabel ist und nicht von beispielsweise abnützungsbedingten Toleranzen abhängt.
[0017] Das Lösen des Trägerkörpers 1 vom Antriebsdorn 5 erfolgt, indem zuerst der Zahnring 11 zurückgezogen und so die Rücklaufsperre gelöst, dann die Drehrichtung des Antriebsdorns 5 bei festgehaltenem oder gebremstem Trägerkörper 1 umgekehrt wird. Um diese Bewegung zu begünstigen, sind die der Drehrichtung gemäss Pfeil 6 in Fig. 4 abgekehrten Kanten der Gewindeschneidsegmente 9 abgerundet. Nach Verlassen der Gewindeschneidsegmente 9 aus dem im Trägerkörper 1 geschnittenen Gewinde kann der Antriebsdorn 5 aus der Einführöffnung 2 des Trägerkörpers 1 ausgefahren werden.
Danach kann der frei gewordene Eintauchbereich 7 des Antriebsdorns 5 in die Einführöffnung 2 eines anderen, ein neues Werkzeug tragenden Trägerkörpers 1 für die Fortsetzung des Bearbeitungsvorganges eingeführt und darin durch die neu geschnittenen Gewindesegmente befestigt und durch die Rücklaufsperre gesichert werden.