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Kennwort: Exzentermitnehmer
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Mitnehmerkupplung für Werkzeuge Die Erfindung betrifft eine Mitnehmerkupplung
für Werkzeuge, insbesondere für Bohrer, Dosensenker, Verlängerungen oder dergleichen,
die Bestandteil eines treibenden Gliedes und eines angetriebenen Gliedes ist, wobei
das eine Glied mit einer Aufnahmehülse-und das andere Glied mit einem in die Aufnahmehülse
einführbaren Schaft versehen ist.
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Um beispielsweise Dosensenker mit der Triebspindel einer Werkzeugmaschine
wie Bohrmaschine oder dergleichen zu verbinden, ist es bekannt, die beiden zu verbindenden
Glieder mit Gewinde zu versehen, so daß das treibende Glied mit dem angetriebenen
Glied verschraubt werden kann. Das angetriebene Glied kann beispielsweise ein Dosensenker
sein, dessen Aufnahmehülse ein vielfach als mehrgängiges Rundgewinde ausgebildetes
Innengewinde aufweist, während die den Einschraubschaft darstellende Antriebsspindel
oder ein entsprechendes Zwischenglied einer Werkzeugmaschine mit einem Außengewinde
versehen ist, welches in Form und Abmessungen dem Innengewinde der Aufnahmehülse
des Dosensenkers entspricht. Abgesehen davon, daß der zur Gewindeerzeugung erforderliche
Fertigungsvorgang aufwendig
und zeitraubend ist, ist einerseits
der Einschraubvorgang selbst relativ zeitraubend und andererseits können zur Lösung
von Aufnahmehülse des angetriebenen Gliedes und Schaft des Triebgliedes relativ
große Kräfte erforderlich sein, nachdem mit dem die Aufnahmehülse aufweisenden Werkzeug
eine Bearbeitung abgeschlossen ist.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine schnell
und einfach herzustellende Kupplungsverbindung für treibende Glieder von Werkzeugmaschinen
mit angetriebenen Gliedern von Werkzeugen zu schaffen.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Aufnahmehülse
einen zentrischen Abschnitt und wenigstens einen kegelstumpfförmigen, gegen die
Einschubrichtung geneigten Exzenterabschnitt aufweist, während der Schaft einen
in den zentrischen Abschnitt der Aufnahmehülse passenden Zentrieransatz und einen
kegelstumpfförmigen Exzenterzapfen aufweist, dessen Radien kleiner sind als die
Radien des Exzenterabschnittes, wobei jedoch die Radiendifferenz kleiner als das
Exzentermaß ist. Durch die Kombination von zentrischem Abschnitt der Aufnahmehülse
und dazu passendem Zentrieransatz des Schaftes in Verbindung mit dem Exzenterabschnitt
der Aufnahmehülse und dem Exzenterzapfen des Schaftes in Verbindung mit deren genannten
Abmessungen, läßt sich der Schaft des einen Gliedes einfach in die Aufnahmehülse
des anderen Gliedes einstecken und sobald eine Relativdrehbewegung in beliebiger
Richtung zwischen beiden Gliedern stattfindet, kommt der Exzenterzapfen im Exzenterabschnitt
zur Anlage, so daß eine Drehmitnahme beider Bauteile erfolgt. Durch die gegen die
Einschubrichtung beider Bauteile geneigt verlaufende Verjüngung der Mantelflächen
des Exzenterabschnittes und des Exzenterzapfens wird auch bei der Relativdrehbewegung
der beiden Bauteile gegeneinander eine axiale Verspannung der beiden Bauteile zueinander
erzeugt. Somit lassen sich die beiden zu kuppelnden Bauteile auf einfache Weise
miteinander
einerseits drehfest verbinden und andererseits auch
nach erfolgtem Bearbeitungsvorgang leicht wieder lösen.
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Zur Schaffung einer gedrängten Bauweise durch Minimierung der Exzenterdurchesser
weist nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Aufnahmehülse in
mehreren Ebenen hintereinander angeordnete Exzenterabschnitte auf, während der Schaft
mit mehreren dazu korrespondierenden Eszenterzapfen versehen ist. Durch die Anordnung
von scheibchenweisen Exzenterabschnitten und Exzenterzapfen hintereinander läßt
sich neben dem Steigungswinkel des Exzenters auch der Neigungswinkel seiner Mantelflächen,
derart gestalten, daß dieser Winkel oberhalb der Selbsthemmung liegt, ohne daß die
Durchmesser der Kegelgrundfläche wesentlich größer sind als die Durchmesser an der
Einschnürstelle von Exzenterzapfen bzw. Exzenterabschnitten.
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Bei der Anordnung eines Exzenterzapfens und eines Exzenterabschnittes
erfolgt die Abstützung zur Drehmitnahme einer seits zwischen dem zentrischen Abschnitt
der Aufnahmehülse und dem Zentrieransatz des Schaftes sowie an nur einer Anlagestelle
zwischen dem Exzenterabschnitt und dem Exzenterzapfen. Um mehrere, die Flächenpressung
vermindernde Abstützsteilen zu erhalten, wird nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal
der Erfindung vorgeschlagen, daß die Aufnahmehülse außer ihrem zentrischen Abschnitt
mehrere in gleicher Ebene angeordnete Exzentersegmente aufweist und der Schaft außer
seinem Zentrieransatz eine mit der Anzahl der Exzentersegmente übereinstimmende
Anzahl von Exzentersektoren aufweist. Diese höhengleich angeordneten Exzentersegmente
der Aufnahmehülse und Exzentersektoren des Schaftes bilden eine der Anzahl der Exzentersegmente
entsprechende Anlagestelle an den Exzentersektoren. Dabei kann auch bei dieser Ausgestaltung
zur Minimierung der Durchmesser die Aufnahmehülse in mehreren Ebenen hintereinander
angeordnete Exzentersegmente aufweisen,
während der Schaft mit mehreren
dazu korrespondierenden Exzentersektoren versehen sein kann.
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Eine vereinfachte Fertigung der Mitnehmerkupplung läßt sich erzielen,
indem die Exzenterabschnitte vorzugsweise Bestandteil eines Ringes sind, der in
die Aufnahmehülse eingesetzt und fest mit dieser verbunden ist, während die Exzenterzapfen
durch eine fest mit dem Zentrieransatz des Schaftes verbundene Buchse gebildet sein
können. Dabei versteht es sich, daß auch im Falle der Verwendung von mehreren hintereinander
angeordneten Exzentern die Exzentersegmente Bestandteil eines Ringes sind, der in
die Aufnahmehülse eingesetzt und fest mit dieser verbunden ist, während die Exzentersektoren
Bestandteil einer fest mit dem Zentrieransatz des Schaftes verbunden Buchse sind.
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Auf den am Schaft des Triebgliedes vorgesehenen und in das anzutreibende
Glied einsetzbaren Zentrieransatz kann verzichtet werden, wenn, wie nach einem weiteren
Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung vorgeschlagen, der in die Aufnahmehülse des
angetriebenen Gliedes eingreifende Zentrieransatz von einem in den Schaft des treibenden
Gliedes eingreifenden Werkzeugschaft gebildet ist. Dabei ist die eine Exzenteraufnahme
aufweisende Aufnahmehülse vorteilhaft Bestandteil eines Dosensenkers, in den der
einen Exzenterzapfen aufweisenden Schaft eines Triebgliedes eingreift, in welchem
ein Zentrierbohrer gehaltert ist.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung
dargestellt und wird nachfolgend anhand dieser Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig.1 Die erfindungsgemäße Mitnehmerkupplung mit dem einen Schaft aufweisenden treibenden
Glied und dem eine Aufnahmehülse aufweisenden angetriebenen Glied vor ihrer Verbindungslage,
Fig.2
die aus Fig.1 ersichtliche Mitnehmerkupplung in ihrer Verbindungslage, Fig.3. die
aus Fig.2 ersichtliche Mitnehmerkupplung in einer Draufsicht nach dem Schnitt III-III
von Fig.2, Fig.4 eine Mitnehmerkupplung, deren Exzenterzapfen als mit dem Zentrieransatz
fest verbundene Buchse und deren Exzenterabschnitt als in die Aufnahmehülse eingesetzter
Ring ausgebildet ist, Fig.5 die bei einem Dosensenker eingesetzte Mitnehmerkupplung,
deren Schaft mit mehreren hintereinander angeordneten, gleichen Exzenterzapfen in
gleich viele Exzenterabschnitte des eine Aufnahmehülse aufweisenden Dosensenkers
eingreift, Fig.6 die aus Fig.5 ersichtliche Mitnehmerkupplung in einer Draufsicht
im Schnitt nach der Linie VI-VI von Fig.5, Fig.7 die bei einem Dosensenker eingesetzte
Mitnehmerkupplung, bei der die Aufnahmehülse im Dosensenker zwei einander gegenüberliegende
in gleicher Ebene angeordnete Exzentersegmente und der Schaft zwei einander gegenüberliegende
Exzentersektoren aufweist, Fig.8 die aus Fig.7 ersichtliche Mitnehmerkupplung in
einer Draufsicht im Schnitt nach der Linie Vill-Vill von Fig.7, Fig.9 ein weiteres
Ausführungsbeispiel einer bei einem Dosensenker eingesetzten Mitnehmerkupplung,
Fig.10
ebenfalls ein Ausführungsbeispiel einer bei einem Dosensenker verwendeten Mitnehmerkupplung.
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Bei der aus den Fig.1 bis 3 ersichtlichen Mitnehmerkupplung mag das
treibende Glied 20 der Abtriebsschaft einer Werkzeugmaschine bzw. einer Bohrmaschine
sein, während das anzutreibende Glied 21 beispielsweise der Kopf im Schaft eines
Bohrers sein kann. Dieser Bohrerkopf weist eine Aufnahmehülse 22 auf, die aus einem
zentrischen Abschnitt 23 und aus einem Exzenterabschnitt 24 gebildet ist. Dabei
ist der Exzenterabschnitt 24 kegelstumpfförmig gestaltet, so daß dessen Mantelfläche
ausgehend von der Stirnfläche des angetriebenen Gliedes 21 sich zum zentrischen
Abschnitt 23 hin erweiternd geneigt verläuft. Aus der Stirnfläche des treibenden
Gliedes 20 tritt ein Schaft 25 aus, der aus einem in den zentrischen Abschnitt 23
schließend passenden Zentrieransatz 26 und einem darüber angeordneten kegelstumpfförmigen
Exzenterzapfen 27 besteht, dessen Mantelfläche in gleicher Richtung geneigt verläuft,
wie die Mantelfläche des Exzenterabschnittes 24 im angetriebenen Glied 21. Dabei
ist die Exzentrizität des Exzenterzapfens 27 gegenüber dem Zentrieransatz 26 gleich
groß wie die Exzentrizität des Exzenterabschnittes 24 gegenüber dem zentrischen
Abschnitt 23. Jedoch sind die Durchmesser des Exzenterabschnittes 24 größer als
die Durchmesser des Exzenterzapfens 27, wobei die Differenz zwischen den Radien
des Exzenterabschnittes 24 und den Radien des Exzenterzapfens 27 kleiner als das
Exzentermaß ist. Dabei versteht es sich, daß der größte Durchmesser des Exzenterzapfens
27 kleiner sein muß als der kleinste Durchmesser des Exzenterabschnittes 24.
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Dadurch ist ein Einführen des Schaftes 25 in die Aufnahmehülse 22
möglich und bei einer Relativdrehung der beiden Glieder 20 und 21 gegeneinander
im einen oder auch anderen
Drehsinn findet eine Verspannung des
Exzenterzapfens 27 im Exzenterabschnitt 24 statt, in dem sich einerseits der Exzenterzapfen
27 im Exzenterabschnitt 24 anlegt und andererseits der Zentrieransatz 26 im etwa
diamentral gegenüberliegenden Bereich an die Innenwandung des zentrischen Abschnittes
23 angedrückt wird. Gleichzeitig sorgen die kegelstumpfförmigen Mantelflächen des
Exzenterabschnittes 24 und des Exzenterzapfens 27 dafür, daß die beiden Glieder
20 und 21 eine Axialbewegung in Richtung aufeinander zu ausführen und sich somit
an ihren Stirnflächen gegeneinander verspannen. Dieser Verbindungszustand ist aus
den Fig.2 und 3 ersichtlich.
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Das aus Fig.4 ersichtliche Ausführungsbeispiel entspricht in seiner
Gestaltung im wesentlichen dem aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlichen Ausführungsbeispiel.
Im Unterschied dazu stehen jedoch der Exzenterabschnitt 24 und der Exzenterzapfen
27 nicht in einstückiger Verbindung mit dem zugehörigen Glied 21 und 20. Vielmehr
ist der Exzenterabschnitt 24 Bestandteil eines Ringes 28, der in die Aufnahmehülse
22 eingesetzt ist. Der Exzenterzapfen 27 wird durch eine Buchse 29 gebildet, die
ihrerseits auf den Zentrieransatz 26 aufgesteckt ist und mit diesem zusammen den
Schaft 25 bildet. Die auf den Zentrieransatz 26 aufgesteckte exzentrische Buchse
29 ist mit diesem beispielsweise durch Löten fest verbunden, während ihrerseits
auch der eine exzentrische Ausdrehung aufweisende Ring 28 mit der Aufnahmehülse
22 gegebenenfalls auch durch Löten fest verbunden ist.
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Bei dem aus den Fig.5 und 6 ersichtlichen Ausführungsbeispiel findet
als angetriebenes Glied 21 ein Dosensenker 30 Verwendung. Dieser Dosensenker weist
in seinem konischen Kopfteil einen zentrischen Abschnitt in Form einer Bohrung 31
auf, über welcher sich eine Ausnehmung 32 größeren Durchmessers befindet, die als
Aufnahmehülse mit mehreren
hintereinander angeordneten Exzenterabschnitten
33 ausgebildet ist. Das treibende Glied 20 weist einen Schaftteil 34 auf, der einerseits
eine der Anzahl der Exzenterabschnitte 33 entsprechende Anzahl von Exzenterzapfen
35 aufweist, die in mehreren Ebenen hintereinander angeordnet sind und wobei für
jeden dieser einzelnen Exzenterzapfen 35 die gleichen, oben genannten Bedingungen
hinsichtlich ihrer Durchmesser und Exzentrizität gelten. Außerdem ist im Schaftteil
34 eine Aufnahmebohrung 36 angeordnet, die in ihrer Größe der Bohrung 31 im Kopf
des Dosensenkers 30 entspricht. Die Bohrung 31 und die Aufnahmebohrung 36 nehmen
zusammen den Schaft eines Bohrers 37 auf, der gleichzeitig als Zentrieransatz 26
des Schaftteiles 34 gegenüber dem Dosensenker 30 dient.
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Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen ist in einer horizontalen
Ebene nur ein Exzenterabschnitt der Aufnahmehülse 22 bzw. des Dosensenkers 30 und
nur ein Exzenterzapfen des Schaftes 25 bzw. 34 vorhanden. Es ist jedoch auch denkbar,
in einer horizontalen Ebene mehrere Exzenterabschnitte in gleichmäßigem Winkelgradabstand
versetzt zueinander anzuordnen, wie dies beisielsweise aus den Fig.7 und 8 ersichtlich
ist. Dort sind jedoch in einer horizontalen Ebene zwei Exzenterabschnitte und zwei
Exzenterzapfen einander überlagert. Der an seinem Kopfteil als Aufnahmehülse 22
ausgebildete Dosensenker 30 des aus Fig.7 ersichtlichen Ausführungsbeispieles weist
demnach zwei einander diametral gegenüberliegende Exzentersegmente 37 und 37' auf,
die oberhalb ihres zentrischen Abschnittes 23 angeordnet sind. Diese Exzentersegmente
37 und 37' ergänzen sich zu einer etwa elliptischen Ausnehmung (Fig.8). Die Mantelfläche
dieser Ausnehmung verläuft wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen
ebenfalls geneigt, wodurch die Exzentersegmente die Form von einander zugekehrten
Halbkegelstümpfen erhalten. Der das treibende Glied 20 darstellende Schaftteil 38
ist in seinem in die Aufnahmehülse 22 eingeführten Bereich mit
Exzentersektoren
39 und 39' versehen, die sich zu einem etwa elliptischen Querschnitt ergänzen und
die Funktion von Exzenterzapfen übernehmen. Auch der Schaftteil 38, der aus den
Fig.7 und 8 ersichtlichen Mitnehmerkupplung weist eine zentrische im Schaftteil
38 angeordnete Bohrung 40 auf, die in Längsrichtung kegelig verläuft und zusammen
mit der ebenfalls den zentrischen Abschnitt 23 des Dosensenkers 30 bildenden kegeligen
Bohrung 41 im Kopf des Dosensenkers eine Aufnahme für den kegeligen Schaft 42 eines
Bohrers 43 bildet, wobei der Schaft 42 gleichzeitig die Zentrierung des treibenden
Gliedes 20 gegenüber dem Dosensenker 30 übernimmt. Im Spannfall kommen bei dem aus
den Fig.7 und 8 ersichtlichen Ausführungsbeispiel die Exzentersektoren 39 und 39'
an zwei Stellen in der einen elliptischen Querschnitt aufweisenden, durch die Exzentersegmente
37 und 37' gebildeten Aufnahmebohrung zur Anlage.
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Bei dem in Fig.9 ersichtlichen Ausführungsbeispiel handelt es sich
wiederum um einen Dosensenker 30, dessen Aufnahmekopf als Aufnahmehülse 22 ausgebildet
ist und die einen zentrischen Abschnitt 23 und einen Exzenterabschnitt 24 aufweist.
Der zentrische Abschnitt 23 ist wiederum von einem von einem Zentrieransatz bildenden
Bohrerschaft 42 durchdrungen, der in den Exzenterabschnitt 24 eingreift und dort
von einem Exzenterzapfen 27 des Schaftes 25 des treibenden Gliedes umfaßt ist. Der
Exzenterzapfen 27 ist zur Einführerleichterung in den Exzenterabschnitt 24 auf seiner
der Exzentrizität abgekehrten Seite mit einer Abflachung 44 versehen, und weist
einen den Kopf des Dosensenkers 30 übergreifenden, das Eindringen von Verunreinigungen
verhindernden Ansatz 45 auf.
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Bei dem aus Fig.10 ersichtlichen Ausführungsbeispiel ist der Dosensenker
30 in seinem Kopfteil wiederum als Aufnahmehülse 22 ausgebildet, die ebenfalls einen
zentrischen Abschnitt 23 und einem Exzenterabschnitt 24 aufweist. Der das
treibende
Glied darstellende Schaft 25 weist an seinem Unterende einen in den Exzenterabschnitt
24 eingreifenden Exzenterzapfen 27 auf, der seinerseits wiederum mit einer zentrischen
Bohrung 40 versehen ist. Sowohl in den zentrischen Abschnitt 23 des Dosensenkers
30 als auch in die zentrische Bohrung 40 des Exzenterzapfens 27 greift der Bohrerschaft
42 eines Zentrierbohrers 43 ein. Dieser Bohrerschaft bildet einen Zentrieransatz
für den das treibende Glied bildenden Schaft 25.
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Bei der aus den Fig.7 und 8 ersichtlichen Ausführung ist der Schaft
25 des treibenden Gliedes 20 mit zwei einander diametral gegenüberliegenden Exzentersektoren
39 versehen, während die Aufnahmehülse 22 des als Ausführungsbeispiel verwendeten
Dosensenkers 30 zwei entsprechende Exzentersegmente 37 und 37' in einer Ebene aufweist.
Es lassen sich jedoch auch mehr als zwei Exzentersektoren und Exzentersegmente in
einer Ebene nebeneinander anordnen.
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Bei dem aus den Fig.5 und 6 ersichtlichen Ausführungsbeispiel sind
mehrere Exzenterzapfen 35 und Exzenterabschnitte 33 hintereinander mehrere Ebenen
bildend angeordnet. Abweichend von diesem Ausführungsbeispiel ist es auch denkbar,
in mehreren Ebenen hintereinander Exzentersegmente 37 und 37' und Exzentersektoren
39 und 39' anzuordnen. Gleiches gilt auch für den Ring 28 und die Buchse 29 des
aus Fig.4 ersichtlichen Ausführungsbeispieles.
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Wie bereits erwähnt, geben die dargestellten Ausführungen die Erfindung
lediglich beispielsweise wieder, die nicht allein darauf beschränkt ist. Es sind
vielmehr noch mancherlei Änderungen, Ergänzungen und andere Ausgestaltungen der
Erfindung denkbar. So ist es beispielsweise möglich, die erfindungsgemäße Mitnehmerkupplung
bei Verlängerungsstücken oder anderen Werkzeugen und Werkzeughaltern einzusetzen.
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Kennwort: "Exzentermitnehmer" Bezugszeichenliste 20 Glied, treibend
21 Glied, angetrieben 22 Aufnahmehülse 23 Abschnitt, zentrisch 24 Exzenterabschnitt
25 Schaft 26 Zentrieransatz, 26' Zentrieransatz 27 Exzenterzapfen 28 Ring 29 Buchse
30 Dosensenker 31 Bohrung 32 Ausnehmung 33 Exzenterabschnitt 34 Schaftteil 35 Exzenterzapfen
36 Aufnahmebohrung 37 Exzentersegment, 37' Exzentersegment 38 Schaftteil 39 Exzentersektor,
39' Exzentersektor 40 Bohrung, zentrisch 41 Bohrung, kegelig 42 Bohrerschaft 43
Zentrierbohrer 44 Abflachung 45 Ansatz