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Hintergrund der Erfindung
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1. Erfindungsgebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein ein elektrisch angetriebenes Werkzeug, beispielsweise eine Bohrmaschine, und insbesondere eine Spannfutter-Sicherungs-Einrichtung für eine Bohrmaschine, wenn diese nicht in Betrieb ist, wobei das Spannfutter der Maschine durch eine von außen einwirkende Kraft, ohne daß Geräusch erzeugt wird, drehbar ist.
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2. Stand der Technik
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Eine herkömmliche Bohrmaschine wird im allgemeinen elektrisch angetrieben. Es gibt dafür zwei Arten, nämlich die Maschine mit Stromzufuhrstecker und die Maschine, die wiederaufladbar ist. Die herkömmliche Bohrmaschine weist ein Spannfutter auf, das dazu dient, einen Bohrbit oder einen Schraubenentfernungsbit zum Lösen einer festsitzenden Schraube festzuklemmen. Gewisse Arbeitsbereiche sind nicht mit Wandsteckdosen versehen, so daß kein elektrischer Strom zur Verfügung steht, oder, wenn das Anschlußkabel zu kurz ist, um die Wandsteckdose zu erreichen, so daß unter diesen Umständen wiederaufladbare Bohrmaschinen bevorzugt werden. Andererseits liefern die wiederaufladbaren Bohrmaschinen oftmals keine ausreichende Kraft, um ein Bohrbit zu drehen, und das Aufladen von Strom wird nicht in kurzer Zeit beendet. Die an die Wandsteckdose angeschlossene Bohrmaschine liefert mehr effiziente Betriebskraft, jedoch kann der Benutzer noch mit Stromausfall konfrontiert werden, so daß er sich einer von Hand betätigbaren Bohrmaschine bedienen muß.
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Eine herkömmliche Bohrmaschine weist im allgemeinen einen Motor mit einer Antriebswelle und einen Übersetzungsgetriebesatz, der im Betriebszustand mit der Antriebswelle kämmt, auf, und der wiederum das Spannfutter (oder ein Bohrbit) antreibt. Aufgrund ihres speziellen Aufbaus im Falle der Benutzung der herkömmlichen Bohrmaschine, die nicht an die elektrische Stromquelle angeschlossen ist, wird es als relativ schwierig empfunden, den Bohrbit zu drehen, da der Zahnradeingriff zwischen dem Übertragungsgetriebesatz und der Motorantriebswelle eine bremsende Kraft erzeugt, die die von Hand aufgebrachte Kraft zu überwinden hat, wodurch eine Leerlaufdrehung des Bohrbits bewirkt wird. Mit anderen Worten, es ist also schwierig, den Bohrbit von Hand zu drehen.
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Die
taiwanesischen Patentveröffentlichungen 410 714 bzw.
334 869 schlagen ein elektrisch angetriebenes Werkzeug vor, das die obigen Nachteile beseitigt und eine Spannfutter-Sicherungs-Einrichtung aufweist, die hauptsächlich aus mehreren Rollen (Stahlkugeln) und einer Antriebswelle besteht, welche in einem ringförmigen Fixierring angeordnet ist. Wenn das elektrisch betätigte Werkzeug sich nicht in Betrieb befindet, wirkt auf das Werkzeug eine äußere Kraft ein, die die Antriebswelle antreibt, welche wiederum die Rollen gegen den Fixierring drückt, wodurch der Fixierring verriegelt wird. Aufgrund der schlechten Position sind jedoch die Antriebswelle und der Fixierring nicht 100%ig konzentrisch in Bezug aufeinander angeordnet. Die von außen einwirkende Kraft wird nicht gleichmäßig auf alle Rollen verteilt, wodurch eine unzureichende Verriegelungswirkung auf die Antriebswelle übertragen wird.
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Die
taiwanesische Patentpublikation Nr. M 363 979 hat eine Spannfutter-Sicherungs-Vorrichtung vorgeschlagen, mit der die obigen Nachteile beseitigt werden sollen. Jedoch wird sowohl beim Drehen im Uhrzeigersinn als auch im Gegenuhrzeigersinn ein unerwünschtes Geräusch erzeugt, das der Benutzer nicht wünscht, weil zwischen den polygonalen äußeren Oberflächen der Antriebswelle und den Zahnelementen ein Spalt vorhanden ist.
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Um den obigen Nachteil zu beseitigen, hat die
taiwanesische Patentveröffentlichung Nr. M 383 473 eine spaltlose Spannfutter-Sicherungs-Vorrichtung für ein elektrisch betriebenes Werkzeug vorgeschlagen. Die Vorrichtung weist im wesentlichen einen ringförmigen Fixierring, einen federnden Abstandshalter, mehrere Zahnelemente, eine Antriebsscheibe und eine Antriebswelle auf. Der federnde Abstandshalter ist in dem Fixierring angeordnet, bildet einen inneren Aufnahmeraum und hat mehrere symmetrische elastische Teile und Anschlagoberflächen. Die vielen Zahnelemente sind innerhalb des inneren Aufnahmeraums des Abstandshalters so angeordnet, daß jedes Zahnelement gegen ein benachbartes Paar aus dem federnden Teil und der Anschlagoberfläche stößt. Die Antriebsscheibe ist mit einem Antriebssystem gekoppelt und hat einen inneren Umfangsteil, der ein zentrales Loch begrenzt, sowie eine vordere Stirnseite, die mehrere fächerförmige Vorsprünge bildet, welche rund um das zentrale Loch verteilt sind, sowie mehrere schräg beabstandete Rückhalteaussparungen, die die federnden Abstandshalter entsprechend aufnehmen. Die Antriebswelle ist frontseitig des Fixierrings angeordnet und weist einen Einsatzteil auf, der sich in das zentrale Loch in der Antriebsscheibe hinein erstreckt und polygonale äußere Oberflächen besitzt, derart, daß jedes Zahnelement gegen eine entsprechende äußere Oberfläche der Antriebswelle stößt. Sowohl beim Drehen im Uhrzeigersinn als auch in Gegenuhrzeiger-Richtung wird ein Teil der Zahnelemente durch die federnden Abstandshalter unter Druck gesetzt, um gegen den Fixierring zu stoßen und dadurch den Fixierring zu befestigen, wodurch die Antriebswelle (Spannfutter) daran gehindert wird, sich zu drehen. Das unerwünschte Geräusch wird jedoch immer noch erzeugt.
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Darüber hinaus scheuern während des Betriebs des elektrisch angetriebenen Werkzeugs, das von der
taiwanesischen Patentpublikation Nr. M 383 473 vorgeschlagen wird, die federnden Abstandshalter ständig an dem Fixierring, und zwar in beiden Drehrichtungen, und da der federnde Abstandshalter aus Gummimaterialien besteht, ist festzustellen, daß je mehr Reibung zwischen den beiden stattfindet, desto mehr Wärme erzeugt wird, was wiederum zu einer schlechten Elastizität der federnden Abstandshalter führt sowie zu einer Verkürzung der Lebensdauer, so daß auf lange Sicht Geräusche erzeugt werden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine Spannfutter-Sicherungs-Einrichtung für ein elektrisch betriebenes Werkzeug zu schaffen, das von der
taiwanesischen Patentveröffentlichung M 383 473 vorgeschlagen wird, wobei die vorgeschlagene Vorrichtung die Erzeugung von Geräuschfutterlärm und unerwünschter Wärme beseitigt, wenn sie über eine längere Zeitspanne betrieben wird.
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Ein spezielles Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß mehrere Zahnelemente und mehrere federnde Einheiten in einem ringförmigen Fixierring angeordnet sind. Eine Antriebsscheibe, die hinter dem Fixierring liegt, hat eine Stirnseite, und mehrere Antriebsbolzen erstrecken sich von der Stirnseite aus axial in den Fixierring in der Weise, daß jede federnde Einheit gegen ein benachbartes Paar Antriebsbolzen und das Zahnelement stößt, um dadurch den Spalt zu beseitigen, der zwischen dem Fixierring und der Antriebswelle gebildet wird. Unter diesen Umständen wird egal, ob die Antriebsscheibe durch ein Antriebssystem angetrieben wird, um sich im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn zu drehen und dadurch die Antriebswelle in Drehung zu versetzen, kein Geräusch erzeugt, und zwar aufgrund der Tatsache, daß zwischen dem Fixierring und der Antriebswelle kein Spalt vorhanden ist. Darüber hinaus kann sich aufgrund der Tatsache, daß die federnde Einheit (die Feder) aus Metall besteht, sie sich nicht unabhängig von hoher Drehgeschwindigkeit verformen. Es ist außerdem festzustellen, daß dann, wenn das elektrisch betriebene Werkzeug der vorliegenden Erfindung sich nicht in Betrieb befindet, das Spannfutter zum Festklemmen eines Bohrbits durch eine externe aufgebrachte Kraft drehbar ist, ohne Geräusch zu erzeugen.
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Eine Spannfutter-Sicherungs-Einrichtung für ein elektrisch angetriebenes Werkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen ringförmigen Fixierring auf, der ein Durchgangsloch bildet; ferner eine Antriebsscheibe, die hinter dem ringförmigen Fixierring liegt und mit einem Antriebssystem gekoppelt ist und die einen inneren Umfangsteil besitzt, der ein zentrales Loch begrenzt; des weiteren eine vordere Stirnseite, die mit mehreren gebläseförmigen Vorsprüngen versehen ist, welche rund um das zentrale Loch verteilt, und mehrere Antriebsbolzen, die sich von der vorderen Stirnseite aus in axialer Richtung in das Durchgangsloch in dem ringförmigen Fixierring hinein erstrecken, wobei mehrere federnde Einheiten winkelförmig in dem Durchgangsloch des Fixierrings angeordnet sind und mehrere Zahnelemente in dem Durchgangsloch des Fixierrings in der Weise liegen, daß jedes Zahnelement zwei Umfangsseiten aufweist, die mit einem benachbarten Paar aus Antriebsbolzen und federnder Einheit in Berührung stehen, wobei eine Antriebswelle vorhanden ist, die vor dem ringförmigen Fixierring liegt und sich in das Durchgangsloch hinein erstreckt, und zwar mit polygonalen äußeren Oberflächen, die den gebläseförmigen Vorsprüngen zahlenmäßig in der Weise entsprechen, daß jede der äußeren Oberflächen der Antriebswelle mit einem entsprechenden der Zahnelemente in Berührung steht. Unabhängig davon, ob nun die Antriebsscheibe von dem Antriebssystem angetrieben wird, so daß sie sich im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn dreht, um dadurch die Antriebswelle in Drehung zu versetzen, wird wegen des Vorhandenseins des Spaltes zwischen dem Fixierring und der Antriebswelle kein Geräusch erzeugt.
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Verglichen mit einem elektrisch angetriebenen Werkzeug bekannter Bauart wird die einwirkende Kraft, da die Antriebswelle und der Fixierring konzentrisch relativ zueinander angeordnet sind, gleichmäßig und gleichförmig auf jede äußere Oberfläche der Antriebswelle verteilt. Unter diesen Umständen wird unabhängig davon, ob die Antriebsscheibe im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn angetrieben wird, so daß sie die Antriebswelle dreht, kein Geräusch erzeugt, und zwar aufgrund der Tatsache, daß zwischen dem Fixierring und der Antriebswelle ein Spalt besteht.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die vorliegende Erfindung wird für die auf diesem Gebiet tätigen Fachleute durch Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verständlich, in denen sind:
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1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Spannfutter-Sicherungs-Einrichtung der vorliegenden Erfindung für ein elektrisch angetriebenes Werkzeug;
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2 eine perspektivische Rückansicht der Spannfutter-Sicherungs-Einrichtung der vorliegenden Erfindung für ein elektrisch angetriebenes Werkzeug;
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2A eine Teilquerschnitts-Ansicht der Spannfutter-Sicherungs-Einrichtung der vorliegenden Erfindung;
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3 eine auseinandergezogene Ansicht der Spannfutter-Sicherungs-Einrichtung der vorliegenden Erfindung;
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4 eine Seitenansicht der Spannfutter-Sicherungs-Einrichtung der vorliegenden Erfindung;
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4A eine Querschnittsansicht der Spannfutter-Sicherungs-Einrichtung der vorliegenden Erfindung längs der Linie 4A-4A in 4;
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4B eine Querschnittsansicht der Spannfutter-Sicherungs-Einrichtung der vorliegenden Erfindung längs der Linie 4B-4B in 4; und
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4C eine Querschnittsansicht der Spannfutter-Sicherungs-Einrichtung der vorliegenden Erfindung längs der Linie 4C-4C in 4.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Die beigefügten Zeichnungen sollen zum weiteren Verständnis der Erfindung dienen und bilden einen Teil der Beschreibung. Die Zeichnungen zeigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Grundlagen der Erfindung.
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Unter Bezug auf die 1 bis 4 ist in 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer Spannfutter-Sicherungs-Einrichtung der vorliegenden Erfindung für ein elektrisch betriebenes Werkzeug dargestellt; in 2 ist eine perspektivische Rückansicht der Spannfutter-Sicherungs-Einrichtung der vorliegenden Erfindung für ein elektrisch betriebenes Werkzeug dargestellt; in 2A ist eine Teilquerschnitts-Ansicht der Spannfutter-Sicherungs-Einrichtung der vorliegenden Erfindung dargestellt; 3 zeigt eine auseinandergezogene Ansicht der Spannfutter-Sicherungs-Einrichtung der vorliegenden Erfindung; und 4 zeigt eine Seitenansicht der Spannfutter-Sicherungs-Einrichtung der vorliegenden Erfindung. Wie dargestellt, weist eine Spannfutter-Sicherungs-Einrichtung der vorliegenden Erfindung für ein elektrisch betriebenes Werkzeug einen ringförmigen Fixierring 1, mehrere federnde Einheiten 2, mehrere Zahnelemente 3A–3D, eine Antriebsscheibe 4 und eine Antriebswelle 5 auf. Die Antriebswelle 5 ist über eine Lagereinheit 7 in einem äußeren Gehäuse 6 angeordnet (siehe 4A), um ihre glatte Drehbewegung zu erleichtern, so daß ein entfernt liegendes Ende dieser Welle aus dem äußeren Gehäuse 6 herausragt und die Antriebswelle in Bezug auf das äußere Gehäuse 6 drehbar ist. Ein Bohrbit (wie Bohrschraube oder Schraubendreher mit flacher Spitze) läßt sich zum Antreiben eines Werkstücks oder einer Last in dem entfernt liegenden Ende der Antriebswelle 5 anbringen. Mit anderen Worten, das entfernt liegende ende der Antriebswelle 5 dient als Spannfutter der Bohrmaschine.
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Der ringförmige Fixierring 1 ist in dem äußeren Gehäuse 7 fest angeordnet und bildet ein Durchgangsloch 10. Die Antriebswelle 5 hat einen Einsatzteil 51 mit polygonalen äußeren Oberflächen, der sich in das Durchgangsloch 10 des Befestigungsrings 1 hinein erstreckt. Im einzelnen heißt das, der Einsatzteil 51 der Antriebswelle 5 hat einen rechteckigen Querschnitt. Die vielen Federeinheiten 2 sind in dem Durchgangsloch 10 des Fixierrings 1 schräg angeordnet. Vorzugsweise ist jede Federeinheit 2 eine Feder, die aus Metall besteht, und diese Feder hat eine Länge, die sich in einer radialen Richtung des ringförmigen Fixierrings 1 erstreckt. Vorzugsweise weist die Feder mehrere ununterbrochene, rechtwinklige Windungen auf, so daß die Federn zusammen eine stabile Federkraft in Bezug auf die Komponenten innerhalb des Fixierrings 1 erzeugen. Die Anzahl der Federn hängt von der Art der Konstruktion der Spannfutter-Sicherungs-Einrichtung der vorliegenden Erfindung ab. In dem vorliegenden Fall werden zwei Federn benutzt, die symmetrisch in dem Fixierring 1 angeordnet sind.
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Die Antriebsscheibe 4 liegt hinter dem ringförmigen Fixierring 1 und ist mit einem Antriebssystem verbunden, beispielsweise einem Motor. Die Antriebsscheibe 4 hat einen inneren Umfang, der ein zentrales Loch 43 bildet, sowie eine vordere Seite 42 in der Form einer kreisrunden Scheibe, die von dem Fixierring 1 umschlossen wird und mit mehreren gebläseflügelförmigen Vorsprüngen 431 versehen ist, die rund um das zentrale Loch 42 verteilt sind, sowie mehreren Antriebsbolzen 44, die sich von der Vorderseite 42 in das Durchgangsloch 10 innerhalb des ringförmigen Fixierrings 1 axial hinein erstrecken. Die Antriebsscheibe 4 hat des weiteren ein hinteres Ende, das mit mehreren im Winkel angeordneten Zahnradhalteachsen 41 versehen ist, von denen auf jeder sich ein Planetenzahnrad 8 befindet. Da das Planetenzahnradsystem zum Stande der Technik gehört und die Frage, wie die Planetenzahnräder 8 angetrieben werden, um sich zu drehen und dadurch die Antriebswelle 5 anzutreiben, nicht unmittelbar mit der vorliegenden Erfindung zu tun hat, wird eine detaillierte Beschreibung dieses Systems hier weggelassen, um die Erfindungsbeschreibung kurz zu halten.
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Mehrere Zahnelemente 3A–3D sind innerhalb des Durchgangsloches 10 des Fixierrings 1 so angeordnet, daß jedes Zahnelement zwei entgegengesetzte Umfangsseiten aufweist, die mit einem benachbarten Paar aus dem Antriebsbolzen 44 und der Federeinheit 2 in Berührung stehen (siehe 2A). Jedes Zahnelement ist vorzugsweise in dieser Ausführungsform ein zylindrischer Stift.
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Die Antriebswelle 5 ist vor dem Fixierring 1 angeordnet, während sich der Einsatzteil 51 in das Durchgangsloch 10 des Fixierrings 1 erstreckt. Es wird darauf hingewiesen, daß der Einsatzteil 51 polygonale äußere Oberflächen aufweist, die den gebläseflügelförmigen Vorsprüngen 431 zahlenmäßig so entsprechen, daß jede der äußeren Oberflächen des Einsatzteils 51 die Antriebswelle 5 mit einem entsprechenden der Zahnelemente 3A–3D in Berührung steht (siehe 4A–4C).
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Es wird darauf hingewiesen, daß unabhängig davon, ob die Antriebsscheibe 4 von dem Antriebssystem oder dem Planetenradsystem angetrieben wird, um sich im Uhrzeigersinn (siehe 4C) oder im Gegenuhrzeigersinn zu drehen und dadurch die Antriebswelle 5 zu drehen, die Antriebsbolzen 44 entsprechend gegen die Zahnelemente 3B, 3D drücken, wodurch wiederum die federnden Einheiten 2 so unter Druck geraten, daß sie sich verformen, und zwar in der Weise, daß die Zahnelemente 3B, 3D durch die Verformung der Federeinheiten unter Druck geraten und demzufolge jedes Zahnelement durch ein benachbartes Paar aus Antriebsbolzen 44 und Federeinheit 2 fest angedrückt wird. Da jeder Antriebsbolzen 44 entlang seiner gesamten Länge im allgemeinen dreieckig ist, berührt die geneigte Seite des Antriebsbolzens 44 die entsprechende äußere Oberfläche des Einsatzteils 51 der Antriebswelle 5 und treibt sie an. Gleichzeitig werden auch die Zahnelemente 3A, 3C und die anderen äußeren Oberflächen des Einsatzteils 51 durch die Verformung der Federeinheit 2 unter Druck gesetzt, wobei die Zahnelemente 3B, 3D in den Raum zwischen dem Einsatzteil 51 und dem Fixierring 1 hinein gepreßt werden, wodurch die Antriebsscheibe 4 und die Antriebswelle 5 gleichzeitig angetrieben werden. Wenn der Motor abgeschaltet wird, d. h. dann, wenn das elektrisch angetriebene Werkzeug, das mit der Spannfutter-Sicherungs-Einrichtung der vorliegenden Erfindung versehen ist, nicht mehr arbeitet, wird seine Antriebswelle 5 durch die Zahnelemente 3A, 3C sicher blockiert, und zwar aufgrund der Federwirkung der Federeinheiten 2, wodurch zwischen den Zahnelementen 3A, 3C und dem Fixierring 1 kein Spalt auftritt. Unter diesen Bedingungen wird kein Geräusch erzeugt, wenn die Antriebswelle 5 von Hand gedreht wird.
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Wie aus 4C hervorgeht, wird dann, wenn ein elektrisch betriebenes Werkzeug mit Spannsicherungs-Einrichtung der vorliegenden Erfindung nicht in Betrieb ist, der Einsatzteil 51 der Vorrichtung sicher und unmittelbar blockiert, und zwar durch benachbarte Paare von Zahnelementen 3A–3D, sobald eine Drehkraft einwirkt.
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Mit anderen Worten, aufgrund der Tatsache, daß zwischen dem Fixierring 1 und den äußeren Oberflächen der Antriebswelle 5 kein spalt vorhanden ist, und zwar wegen der Federwirkung der Federeinheiten 2, wird die Antriebswelle 5 daran gehindert, sich in jeder Richtung zu drehen. D. h., das Spannfutter (das entfernt liegende Ende der Antriebswelle 5) zum Festklemmen eines Bohrbits ist durch eine extern einwirkende Kraft drehbar, ohne daß ein Geräusch erzeugt wird.
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Obgleich die vorliegende Erfindung mit Bezug auf ihre bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, versteht es sich für die auf diesem Gebiet tätigen Fachleute, daß eine Vielzahl von Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden kann, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen, der durch die beigefügten Ansprüche definiert werden soll.
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Zusammenfassend ist nochmals festzustellen, daß die vorliegende Erfindung eine Spannfutter-Sicherungs-Einrichtung betrifft, die einen ringförmigen Fixierring aufweist, des weiteren eine Antriebsscheibe, die hinter dem Fixierring angeordnet ist und mit einem Antriebssystem gekoppelt ist sowie einen inneren Umfang aufweist, der ein zentrales Loch bildet, eine vordere Stirnseite, mehrere gebläseflügelförmige Vorsprünge, die um das zentrale Loch verteilt sind, und mehrere Antriebsbolzen, die sich in axialer Richtung in den Fixierring hinein erstrecken. Des weiteren sind mehrere Federeinheiten vorgesehen, die im Winkelabstand in dem Fixierring angeordnet sind, und mehrere Zahnelemente, die ebenfalls in dem Fixierring liegen, und zwar in der Weise, daß jedes Zahnelement zwei Umfangsseiten aufweist, die mit einem benachbarten Paar aus Antriebsbolzen und Federeinheiten in Berührung stehen, und wobei schließlich eine Antriebswelle vor dem Fixierring liegt und sich in ihn hinein erstreckt, die polygonale äußere Oberflächen aufweist, welche den gebläseflügelförmigen Vorsprüngen zahlenmäßig in der Weise entsprechen, daß jede äußere Oberfläche der Welle mit einem entsprechenden Zahnelement in Berührung steht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- TW 410714 [0004]
- TW 334869 [0004]
- TW 363979 [0005]
- TW 383473 [0006, 0007, 0008]
