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Die Erfindung betrifft einen Oszillationsantrieb mit einem Motor zum Antrieb einer Motorwelle, an deren einem Ende ein Exzenterzapfen aufgenommen ist, mit einer Werkzeugspindel, die mit einem Exzenterhebel verbunden ist, der an seinem gegenüberliegenden Ende vom Exzenterzapfen angetrieben ist, um die Werkzeugspindel um ihre Längsachse oszillierend anzutreiben.
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Hierbei ist der Exzenterzapfen zur Längsachse der Motorwelle versetzt an deren freiem Ende aufgenommen. Auf dem Exzenterzapfen ist ein Exzenterlager in Form eines Nadellagers gehalten, das über einen balligen Außenring zwischen den beiden Gabelenden des Exzenterhebels gehalten ist. Der Exzenterhebel ist an seinem anderen Ende drehfest mit der Werkzeugspindel verbunden.
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Mit einer derartigen Ausführung ergibt sich ein ziemlich einfacher Aufbau des Oszillationsantriebs. Durch die ballige Verbindung des Exzenterlagers mit dem Exzenterhebel wird das System unanfällig gegen Fehler.
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Als nachteilig hat sich hierbei jedoch herausgestellt, dass das Nadellager im Laufe der Zeit einem erheblichen Verschleiß unterliegt. Auch kann es durch Ermüdungserscheinungen zum Abbrechen des Exzenterzapfens kommen. Schließlich ergibt sich im Betrieb eine Durchbiegung der Motorwelle.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Oszillationsantrieb zu schaffen, der einen einfachen Aufbau und eine verbesserte Robustheit im Betrieb gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird bei einem Oszillationsantrieb gemäß der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Exzenterzapfen gegenüber einer Längsachse der Motorwelle geneigt angeordnet ist.
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Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise gelöst.
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Erfindungsgemäß wird auf diese Weise ein deutlich robusterer Aufbau gewährleistet. Anstelle eines empfindlichen Nadellagers kann nunmehr ein deutlich robusteres Lager als Exzenterlager verwendet werden. Ein Abbrechen des Exzenterzapfens muss nicht länger befürchtet werden. Auch wird eine Durchbiegung der Motorwelle vermieden.
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In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist der Exzenterzapfen gegenüber der Längsachse der Motorwelle derart geneigt angeordnet, dass eine Längsachse des Exzenterzapfens die Längsachse der Motorwelle genau in der Längsachse der Werkzeugspindel schneidet.
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Auf diese Weise wird eine Linienberührung zwischen dem Exzenterzapfen und dem Exzenterhebel hergestellt, wodurch die Kraftübertragung deutlich verbessert wird und gleichzeitig der Verschleiß vermindert wird.
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Der Exzenterhebel ist vorzugsweise mit einem gabelförmigen Ende über ein Exzenterlager mit dem Exzenterzapfen gekoppelt.
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Zweckmäßigerweise ist hierbei das Exzenterlager als ein Lager ausgebildet, das in Axialrichtung einen Spielausgleich erlaubt.
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Es kann sich beispielsweise um ein Doppelrillenkugellager handeln.
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Weiterhin ist es denkbar, das Exzenterlager über eine ballige Außenkontur mit einer zugeordneten Innenkontur an einem gabelförmigen Ende des Exzenterhebels zu koppeln.
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Hierdurch wird ein Spielausgleich ermöglicht. Andererseits kann auch auf die ballige Ausführung verzichtet werden, wodurch insgesamt der Aufbau vereinfacht wird.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Exzenterhebel über ein Pendellager mit der Werkzeugspindel gekoppelt.
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Mit einer derartigen Ausführung wird eine nahezu spielfreie und sehr robuste Ausführung des Oszillationsantriebs ermöglicht.
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Hierzu kann etwa die Werkzeugspindel von einem Zapfen durchsetzt sein, der an seinen beiden Enden jeweils über ein Drehlager mit dem Exzenterhebel verbunden ist.
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In bevorzugter Ausführung der Erfindung ist der Exzenterzapfen gegenüber der Motorwelle um einen Winkel α von 1° bis 4°, vorzugsweise von 1,5° bis 2,5°, besonders bevorzugt von etwa 2° geneigt.
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Mit einer derartigen Neigung lässt sich die gewünschte Geometrie, dass die Längsachse des Exzenterzapfens die Längsachse der Motorwelle in der Längsachse der Werkzeugspindel schneidet, realisiert.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist an der Motorwelle ein Ausgleichsgewicht zum Ausgleich der durch den Exzenterzapfen verursachten Unwucht vorgesehen.
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Auf diese Weise lässt sich ein sehr vibrationsarmer Lauf des Oszillationsantriebs gewährleisten.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Oszillationsantriebs;
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2 eine Darstellung eines Oszillationsgetriebes nach dem Stand der Technik;
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3 eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Oszillationsgetriebes;
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4 eine perspektivische Darstellung einer Motorwelle eines erfindungsgemäßen Oszillationsgetriebes, die zusätzlich mit einem Ausgleichsgewicht versehen ist;
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5 eine Seitenansicht der Motorwelle gemäß 4 und
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6 eine alternative Ausführung eines erfindungsgemäßen Oszillationsgetriebes.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Oszillationsantriebs, der insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichnet ist. Der Oszillationsantrieb 10 weist ein längliches Gehäuse 12 auf, in dem ein Motor aufgenommen ist, der lediglich mit der Ziffer 13 angedeutet ist. An das Gehäuse 12, das gleichzeitig als Handgriff dient, ist am vorderen Ende ein Getriebekopf 14 angesetzt, aus dem eine Werkzeugspindel 16 nach unten hervorsteht. An der Werkzeugspindel 16 kann ein Werkzeug (nicht dargestellt) mit einer geeigneten Spanneinrichtung befestigt werden.
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Die Werkzeugspindel 16 ist mittels eines Oszillationsgetriebes 20 um ihre Längsachse 18 oszillierend antreibbar, und zwar mit einem geringen Verschwenkwinkel von etwa 0,5° bis 7° (von Umkehrpunkt zu Umkehrpunkt) und mit hoher Frequenz von etwa 5.000 bis 30.000 Oszillationen pro Minute. Die Oszillationsbewegung ist in 1 durch einen Doppelpfeil 19 angedeutet.
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2 zeigt ein im Stand der Technik bekanntes Oszillationsgetriebe
20, etwa wie aus der
DE 102 20 325 A1 bekannt.
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Hierbei ist am äußeren Ende einer Motorwelle 22 ein Exzenterzapfen 23 vorgesehen, der sich parallel zur Längsachse der Motorwelle 22 erstreckt, jedoch um eine gewisse Exzentrität gegenüber der Längsachse der Motorwelle 22 versetzt angeordnet ist. Auf dem Exzenterzapfen 23 befindet sich ein Exzenterlager 24 in Form eines Nadellagers mit einem balligen Außenring 25. Auf der Werkzeugspindel 16 ist ein Exzenterhebel 26 drehfest aufgenommen. Der Exzenterhebel weist eine Exzentergabel 27 mit zwei einander gegenüberliegenden Enden auf, die mit zugeordneten balligen Flächen auf dem balligen Außenring 25 des Exzenterlagers 24 geführt sind.
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Rotiert die Motorwelle 22 um ihre Längsachse, so wird der Exzenterzapfen auf einer Kreisbahn um die Längsachse der Motorwelle 22 bewegt. Der Exzenterhebel 26 macht diese Bewegung mit seiner Gabel 27 mit, so dass die Werkzeugspindel 16 um ihre Längsachse hin und her oszillierend angetrieben wird, wie in 1 durch den Doppelpfeil 19 angedeutet ist.
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In 3 ist ein erfindungsgemäßes Oszillationsgetriebe dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 30 bezeichnet.
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Wiederum ist hierbei am äußeren Ende einer Motorwelle 32 ein Exzenterzapfen 33 angeordnet. Der Exzenterzapfen 33 weist eine Längsachse 35 auf, die gegenüber der Längsachse 38 der Motorwelle 32 versetzt ist. Allerdings erstreckt sich die Längsachse 35 des Exzenterzapfens 33 nicht parallel zur Längsachse 38 der Motorwelle 32 wie im Stand der Technik gemäß 2, sondern die Längsachse des Exzenterzapfens 33 ist gegenüber der Längsachse 38 der Motorwelle 32 abgewinkelt angeordnet.
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Ein Exzenterhebel 36 ist mit einem Ende drehfest auf der Werkzeugspindel 16 aufgenommen. Das andere Ende des Exzenterhebels 36 ist als Exzentergabel ausgebildet, die ein auf dem Exzenterzapfen 33 aufgenommenes Exzenterlager 34 umschließt.
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Das Exzenterlager 34 weist einen zylindrischen Außenring auf und ist zwischen einander gegenüberliegenden ebenen Flächen an den beiden Enden der Exzentergabel 37 eingeschlossen. Durch die linienförmige Berührung zwischen dem Außenring des Exzenterlagers 34 und der Exzentergabel 37 ergibt sich im Vergleich zum Stand der Technik gemäß 2 eine deutlich verbesserte Kraftübertragung und eine geringere Verschleißanfälligkeit des Exzenterlagers 34.
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Das Exzenterlager 34 muss einen gewissen Spielausgleich in Axialrichtung ermöglichen. Es handelt sich hierzu bspw. um ein Doppelrillenkugellager.
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An der Motorwelle 32 befindet sich auf der dem Exzenterzapfen 33 gegenüberliegenden Seite gemäß 4 ein Ausgleichsgewicht 40, das die durch den Exzenterzapfen 33 verursachte Unwucht ausgleicht.
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Auf diese Weise werden unerwünschte Vibrationen so weit wie möglich reduziert.
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Der Winkel α, um den der Exzenterzapfen 33 gegenüber der Längsachse 38 der Motorwelle 32 geneigt ist, ist aus 5 zu ersehen. Vorzugsweise ist der Exzenterzapfen 33 derart gegenüber der Motorwelle 32 derart geneigt, dass die Längsachse 35 des Exzenterzapfens 33 die Mittelachse 38 der Motorwelle 32 genau in der Längsachse 38 der Werkzeugspindel 16 schneidet. Auf diese Weise wird die Linienberührung zwischen dem Exzenterlager 34 und der Exzentergabel 37 gewährleistet. Der Winkel α beträgt hierbei vorzugsweise etwa 2°.
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6 zeigt eine alternative Ausführung des Oszillationsgetriebes, die insgesamt mit Ziffer 30a bezeichnet ist.
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Hierbei ist zusätzlich zwischen der Werkzeugspindel 16 und dem Exzenterhebel 36 ein Pendellager 42 vorgesehen. Hierzu ist die Werkzeugspindel 16 von einem Zapfen 44 durchsetzt, der im Exzenterhebel 36 an beiden Enden jeweils mittels eines Drehlagers 46 in Form eines Kugellagers oder Zylinderrollenlagers gelagert ist. Auf diese Weise kann die Relativbewegung des Lageraußenrings, die bei der Ausführung gemäß 3 auftritt, vollständig eliminiert werden. Es kann somit eine praktisch spielfreie Lagerung verwendet werden.
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Einen gewissen Nachteil stellt der kompliziertere Aufbau und die erhöhte Trägheit dar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10220325 A1 [0002, 0034]
