-
Handbearbeitungsmaschine
-
Die Erfindung betrifft eine Handbearbeitungsmaschine mit einer mittels
eines axial hin und herbewegbqren Kolbens in Pendelbewegungen versetzbaren Werkzeugaufnahme
und mit einer Umsatzeinrichtung, die von einer in Drehbewegungen versetzbaren Antriebsachse
antreibbar ist, die Drehbewegungen in Pendelbewegungen umsetzt und mit dem Kolben
gekoppelt ist. Je nach Werkzeug, das in die Werkzeugaufnahme eingespannt ist, kann
diese Handbearbeitungsmaschine als Handfeilmaschine oder als Handläppmaschine verwendet
werden.
-
Die Handbearbeitungsmaschinen dieser Art müssen sehr handlich sein.
-
Sie sind daher sehr klein gebaut. Die Umsetzeinrichtung ist bei den
bekannten Handbearbeitungsmaschinen als Kurbeltrieb- ausgebildet, wobei der Kolben
über eine Pleuelstange mit dem Kurbelzapfen einer Kurbelscheibe gekoppelt ist. Der
Kurbelzapfen steht frei an der Kurbelscheibe ab und nimmt das Lager der Pleuelstange
auf. Mit einem weiteren Lager ist die Pleuelstange mit dem Ende des Kolbens gelenkig
verbunden.
-
Bei dieser bekannten Handbearbeitungsmaschine kann der Hub für die
Pendelbewegung des Kolbens durch Veränderung des Abstandes des Kurbelzapfens zur
Drehachse der Kurbelscheibe eingestellt werden. Dabei ist der Kurbelzapfen mit einem
Exzenter verbunden, der in einer exzentrischen Aufnahme der Exzenterscheibe drehbar
gelagert und in beliebigen Winkelstellungen zu dieser arretierbar ist. Diese Art
der
Umsetzung von der Drehbewegung der Antriebsachse in die Pendelbewegung
des Kolbens hat den Nachteil, daß bei der Kraftübertragung von der Antriebsachse
auf den Kolben in den Lagern der Pleuelstange verschieden gerichtete Kräfte abgefangen
werden müssen. Außerdem ist die Antriebsachse nur auf einer Seite der Kubelscheibe
mittels eines Radiallagers in dem Gehäuse der Handbearbeitungsmaschine gelagert.
Da der Druck des in der Werkzeugaufnahme eingespannten WErkzeuges sehr groß sein
kann, führt dies schon nach kurzer Benützungsdauer der Handbearbeitungsmaschine
zu größerem Spiel in den Lagerstellen, ja sogar zum Ausschlagen der Lager. Dabei
kommt erschwerend hinzu, daß die räumlichen Abmessungen der Lager und der Teile
der Handbearbeitungsmaschine kl#ein sind und daß die über das Werkzeug auf-das Werkstück
ausgeübte Kraft allein von der Kraft des Benützers abhängt, mit der dieser die Handbearbeitungsmaschine
gegen das Werkstück drückt.
-
Die bekannten Handbearbeitungsmaschinen mit dem einstellbaren Kurbelantrieb
als Umsetzeinrichtung sind daher sehr störanfällig und haben nur eine kleine Lebensdauer.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Handbearbeitungsmaschine der eingangs
erwähnten Art zu schaffen, bei der die Antriebsachse besser gelagert werden kann
und bei der unter Beibehaltung der kontinuierlichen Einstellung des Hubes für die
Pendelbewegung des Kolbens eine günstigere Kraftübertragung von der Antriebsachse
auf den Kolben erreicht wird, so daß auf den Kolben nur axial wirkende Kräfte übertragen
werden.
-
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Antriebsachse
einen Exzenteransatz aufweist, daß der Exzenteransatz in einer exzentrisch versetzten
Innenbohrung eines Exzenterringes gelagert ist, daß der Exzenterring gegenüber dem
Exzenteransatz der Antriebsachse verdrehbar und in beliebigen Winkelstellungen zu
diesem arretierbar ist, daß der Exzenterring in der Innenaufnahme eines Radiallagers
gelagert ist, das selbst in einer Aufnahme einer unverdrehbar
gehaltenen
Kulisse geführt ist, daß der Kolben an der Kulisse im rechten Winkel zur Antriebsachse
abstehend angebracht ist und daß die Aufnahme der Kulis-se das Radiallager in axialer
Richtung des Kolbens unverschiebbar und quer dazu nach beiden Seiten um den maximalen
Exzenterweg verstellbar-fUhrt.
-
Über den Exzenteransatz und den darauü gelagerten Exzenterring läßt
sich die Exzentrizität und damit der halbe Hub für den Kolben einstellen und verändern.
Die Aufnahme in der Kulisse stellt dabei sicher, daß der Exzenterring nur axial
wirkende Kräfte auf den mit der Kulisse gekopelten Kolben überträgt und daß er quer
zu dieser Richtung ausweichen kann. Die Lagerung des Exzenterringes in dem Radiallager
und die Abstützung des Radiallagers in der Aufnahme der Kulisse bereitet keine Schwierigkeiten
und es lassen sich ohne weiteres große Kräfte über diese Umsetzeinrichtung übertragen.
Diese Teile sind einfach und wenig störanfällig.
-
Soll der gesamte Bereich von Null bis zur maximalen Exzentrizität
für die Veränderung des Hubes der Pendelbewegung ausgenützt werden, dann ist die
Ausgestaltung so, daß der Exzenteransatz der Antriebsachse und die Innenbohrung
des Exzenterringes gleiche Exzentrizität aufweisen und daß -der Exzenterring auf
dem Exzenteransatz um 3600 verdrehbar und in jeder beliebigen Winkelstellung arretierbar
ist. Die Drehrichtung des Exzenterringes zur Veränderung der wirksamen Exzentrizität
spielt dabei keine Rolle.
-
Das Anbringen des Exzenteransatzes an der Antriebsachse ist nach einer
besonders einfachen Ausgestaltung dadurch gelöst, daß der Exzenteransatz der Antriebsachse
durch einen Bolzen gebildet ist, der in eie axial verlaufende Nut der Antriebsachse
eingesetzt ist und um die Exzentrizität an der Antriebsachse vorsteht. Diese Ausgestaltung
kann an einer runden Antriebsachse auf einfachste Art realisiert
werden.
Der Exzenterring liegt dann mit seiner exzentrischen Innenbohrung an zwei diametral
zueinander liegenden Stellen an der Antriebsachse und dem Bolzen an.
-
Die Lagerung der Antriebsachse ist dabei nach einer bevor'zugten Ausgestaltung
so gelöst, daß die Antriebsachse zu beiden #Seiten des Exzenteransatzes mittels
Radiallager in Gehäuseteilen gelagert ist.
-
Die beiden Radiallager können dabei von demselben Ende her auf die
Antriebsachse aufgeschoben werden. Der Bolzen für de .Exzenteransatz kann ja nach
dem Aufbringen der Radiallager in die Nut der Antriebsachse nachträglich eingebracht
werden.
-
Die Einstellung und die Arretierung des Exzenterringes sind nach einer
Ausgestaltung dadurch ermöglicht, daß in dem Exzenterring ein Mitnehmerstift festgelegt
ist, der an einer Stirnseite des Exzenterringes vorsteht und in einen Radialschlitz
eines Verstellringes ragt und daß der Verstellring auf einem Bund der Antriebsachse
drehbar gelagert und mittels einer Stellschraube darauf unverdrehbar festlegbar
ist. Bei gelöster Stellschraube kann der Verstellring auf dem Bund der Antriebsachse
so weit verdreht werden, bis die gewünschte Exzentrizität erreicht ist. Die Einstellung
der gewünschten Exzentrizität wird dabei dadurch erleichtert, daß die Antriebsachse
'im Anschluß an den Bund eine Anzeigebund mit einer Skala trägt und daß der Verstellring
eine auf die Skala des Anzeigebundes ~ ausgerichtete Einstellmarkierung trägt.
-
Die Ablesung der eingestellten Exzentrizität wird dabei dadurch verbessert,
daß das Gehäuseteil im Bereich des Anzeigebundes eine Ausnehmung aufweist.
-
Um die Kulisse auch auf der dem Kolben abgekehrten Seite im Gehäuse
der Handbearbeitungsmaschine lagern zu können, sieht eine Weiterbildung
vor,
daß die Kulisse dem Kolben diametral gegenüberliegend einen radial gerichteten Führungsstift
trägt, der in einer Bohrung des Gehäuseteils axial verstellbar geführt ist. Damit
ist auch die Kulisse zweiseitig gelagert und es können keine seitlichen Verkantungen
auftreten, die zu seitlich wirkenden Kräften in den Lagern des Kolbens führen könnten.
-
Eine Art überlastsicherung zwischen dem hin- und herbewegten Kolben
und der antreibenden Kulisse wird nach einer Ausgestaltung dadurch erhalten, daß
das der Kulisse zugekehrte Ende des Kolbens in einer Lagerbuchse festgelegt ist,
daß die Lagerbuchse in eine Sacklochbohrung der Kulisse eingeführt, mittels einer
Druckfeder darin abgestützt und in Richtung zur Kulisse begrenzt verstellbar gehalten
ist und daß die Lagerbuchse in der Sacklochbohrung der Kulisse drehbar gelagert
ist. Ist das Werkzeug am Werkstück blockiert, dann kann die die Lagerbuchse abstützende
Druckfeder die Pendelbewegungs ffi der Kulisse abfangen.
-
Damit die Werkzeugaufnahme mit dem eingespannten WErkzeug ohne Beeinträchtigung
der Pendelbewegungen des Kolbens um die Längsachse des Kolbens gedreht werden kann,
sieht eine weitere Ausgestaltung vor, daß der Kolben mittels einer Führungsbuchse
in, einem hülsenförmigen Ansatz des Gehäuseteils axial verstellbar und drehbar gelagert
ist, daß auf dem hülsenförmigen Ansatz eine mit Griff versehene Aufnahmehülse drehbar
gelagert ist, daß der Kolben in der Aufnahmehülse mittels einer Kugelbüchse axial
verstellbar geführt ist und daß die Aufnahmehülse mittels eines Bolzens unverdrehbar
mit dem Kolben verbunden, der Bolzen jedoch in einem Durchbruch des Kotbens begrenzt
axial verstellbar geführt ist.
-
Mit dem Griff kann die Aufnahmehülse verdreht werden, wobei der Bolzen
den Kolben mit verdreht. Der Kolben verdreht sich in der Lagerbuchse, behält aber
die Kopplung über die Lagerbuchse zur Kulisse unverändert bei.
-
Der Durchbruch im Kolben für den Bolzen läßt unabhängig von der Drehstellung
der Aufnahmehülse die axiale Verstellung des Kolbens um den durch die maximale Exzentrizität
gegebenen Hub zu. Der maximale Hub entspricht dabei der doppelten maximalen Exzentrizität
und bestimmt die axiale Abmessung des Durchbruches im Kolben.
-
Die Erfindug wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 die Handbearbeitungsmaschine nach der Erfindung
im Längss#chnitt, Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II der Fig. lj ~Fig.
3 einen Querschnitt entlang der Linie III-II der Fig. 1 und Fig. 4 eine vergrößerte
Teilansicht der Ste#lle IV der Fig. 1, die die# Verbindung ~des Kolbens mit der
Kulisse erkennen läßt, Der Schnitt nach Fig. 1 läßt den gesamten Aufbau der Handbearbeitungsmaschine
nach der Erfindung erkennen. Die Antriebsachse 50, der Bund 53 und der Anzeigebund
54 sind einstückig hergestellt. Die Radiallager 8 und 51 lagern die Antriebsachse
50 unterhalb des Anzeigebundes 54 und am oberen Ende in den Gehäuseteilen 9 und
17. Das Radiallager 51 ist dabei durch den Sicherungsring 18 gehalten.
-
Am unteren Ende der Antriebsachse 50 ist der im Durchmesser reduzierte
und abgestufte Antriebsdorn 4 angeformt. Mit der Schraubkappe 7 ist die Aufnahmehülse
1 am Gehäuseteil 9 festgeschraubt. Die Aufnahmehülse 1 deckt die Aufnahme 3 ab,
welche das Abtriebsende 2 einer flexiblen Antriebswelle aufnimmt. Dabei kann die
Mutter 5 eine zusätzliche
Lagerbuchse 6 für den Antriebsdorn 4
festlegen. Zwischen dem Bund 53 und dem Radiallager 51 weist die Antriebsachse 50
eine längsgerichtete Nut auf, in die ein Bolzen als Exzenteransatz 19 eingesetzt
ist. Dieser Exzenteransatz 19 steht um die maximale Exzentrizität an der Antriebsachse
50 vor. Auf den Exzenteransatz 19 ist der Exzenterring 20 aufgeschoben, der mit
seiner Innenbohrung an dem als Exzenteransatz 19 wirkenden Bolzen und diametral
gegenüber an der Antriebsachse 50 anliegt. Die Innenbohrung des Exzenterringes 20
weist also einen Durchmesser auf, der durch die Summe aus dem Durchmesser der Antriebsachse
50 plus der maximalen Exzentrizität des Exzenteransatzes 19, d.h. dem Maß, um das
der Bolzen an der Antriebsachse 50 vorsteht, gegeben ist.
-
Die Innenbohrung des Exzenterringes 20 ist um dasselbe Exzentermaß
in dem Exzenterring 20 versetzt. Der Exzenterring 20 ist in der. innenaufnahme des
Radiallagers 16 gelagert. Der äußere Lagerring des Radiallagers 16 stützt sich in
der Aufnahme 49 der Kulisse 12 ab, wie Fig. 4 zeigt. Die Kulisse 12 ist unverdrehbar
in den Gehäuseteilen 9 und 17 ghalten. Auf der linken Seite-ragt ein Führungsstift
14 radial ausgerichtet in eine Aufnahme der Kulisse 12. Dieser Führungsstift 14
ist in einer Bohrung des Gehäseteils 12 verstellbar geführt. Dabei deckt die Verschlußkappe
15 den Führungsstift 14 ab.
-
Bei einer Drehbewegung der Antriebsachse 50 wird durch den Exzenteransatz
19 mit dem darauf angeordneten Exzenterring 20 das Radiallager 16 mit seiner Mittelachse
entsprechend dem Umlauf des Exzenteransatzes gegenüber der Mittelachse der Antriebsachse
50 verstellt. DAbei ist der Abstand der Mittelachse des Radiallagers 16 von der
Mittelachse der Antriebsachse 50 durch die eingestellte Exzentrizität gegeben.
-
Zur Einstellung und Veränderung der Exzentrizität ist in der unteren
Stirnseite des Exzenterringes 20 der Mitnehmerstift 11 festgelegt.
-
Dieser Mitnehmerstift 11 ragt in den Radialschlitz 52 des Verstellringes
10,
der auf dem Bund 53 der Antriebsachse 50 drehbar gelagert ist. Der Verstellring
10 kann mit der Stellschraube 56, die in eine Umfangsnut 55 des Bundes 53 eingreift,
in jeder beliebigen Winkelstellung auf dem Bund 53 arretiert werden. Da der Exzenteransatz
19 und die Innenaufnahme des Exzenterringes 20 gleiche Exzentrizität aufweisen,
ist es möglich, die wirksame Exzentrizität von Null bis auf die maximale, durch
den Exzenteransatz 19 und den Exzenterring 20 vorgegebene Exzentrizität kontinuierlich
einzustellen. Dazu ist lediglich der Verstellring 10 um 1800 zu verdrehen. Da der
Verstellring 10 um 3600 auf dem Bund 53 der Antriebsachse 50# verdrehbar ist, spielt
es keine Rolle, in welcher Drehrichtung der Verstellring verstellt wird. Trägt der
Verstellring 10 dem Anzeigebund 54 mit Skala zugekehrt eine Einstellmarkierung,
dann kann die eingestellte wirksame Exzentrizität abgelesen werden. Der Hub der
Kulisse 12 ist dann durch den doppelten Wert dieser eingestellten Exzentrizität
gegeben.
-
Dem Führungsstift 14 diametral gegenüber ist die Kulisse 12 mit dem
Kolben 26 verbunden, wie noch gezeigt wird. Damit auf den Kolben 26 die Pendelbewegung
übertragen wird, ist die Kulisse 21 mit der Aufnahme 49 so gelagert und ausgebildet,
daß in der axialen Richtung des Kolbens 26 das Radiallager 16 mit dem Exzenterring
20 unverschiebbar in der Aufnahme 49 geführt ist. Quer zu dieser Richtung erlaubt
die Aufnahme 49 der Kulisse 12 nach beiden Seiten eine Verschiebung des Radiallagers
16 mit dem Exzenterring 20, die durch die maximale Exzentrizität gegeben ist, wie
die mit 12', 16' und 20' gekennzeichneten Stellungen andeuten. Auf diese Weise wird
erreicht, daß bei der exzentrischen Kreisbewegung des Radiallagers 16 auf den Kolben
26 nur axial wirkende Kräfte zur Erzeugung der Pendelbewegungen übertragen werden.
Mit 40 ist in Fig. 4 der Hub der Pendelbewegung gekennzeichnet.
-
Wie der vergrößerte Schnitt nach Fig. 4 zeigt, ist die Kulisse 12
zur Anbringung des Kolbens 26 mit der Sacklochbohrung 57 versehen. Das
der
Kulisse 12 zugekehrte Ende 38 des Kolbens 26 ist im Durchnesser reduziert und mit
einer Ringnut 39 versehen. In der Sacklochbohrung 57 der Kulisse 12 ist die Lagerbuchse
22 mit den Stiften 36 festgehalten, sie kann sich jedoch in Richtung zur Kulisse
12 begrenzt verstellen. Die Druckfeder 21 stützt dabei die Lagerbuchse 22 in der
Sacklochbohrung 57 ab. Mit den Kugeln 37 ist das Ende 38 des Kolbens 20 jedoch drehbar
in der Lagerbuchse 22 gelagert.
-
An den Gehäuseteilen 9 und 17 ist ein hülsenförmiger Ansatz 25 angebracht,
der in seiner Innenaufnahme die Führungsbuchse 23 für den Kolben 26 aufweist. Der
Ansatz 25 ist mit seinem Außengewinde in die Gewindehülse 43 eingeschraubt, die
mit den Gehäuseteilen 9 und 17 verbunden ist. Die Mutter 34 arretiert den Ansatz
25 in der Gewindehülse 43. Das rechte Ende des Kolbens 26 ist als Werkzeugaufnahme
45 ausgebildet, wobei das Werkzeug 48 mit der Stellschraube 28 eingespannt #werden
kann. Auf das Außengewinde 47 der Werkzeugaufnahme 45 lassen sich mit Gewindeaufnahmen
versehene Werkzeuge aufschrauben.
-
Die Kugelbuchse 27 lagert den Kolben 26 im Bereich der Werkzeugaufnahme
45' in der Aufnahmehülse 24, die auf dem Ansatz 25 drehbar, jedoch axial unverschiebbar
gehalten'ist.
-
Wie der Schnitt nach Fig. 2 zeigt, ist auf der Aufnahmehülse 24 das
Karrrnstück 33 festgelegt, an dem die Griffe 43 angebracht sind. Mit diesen Griffen
32 kann die Aufnahmehülse 24 leicht verdreht werden, ohne die Pendelbewegungen des
Kolbens 26 zu beeinträchtiger. Mit dieser Drehbewegung der Aufnahmehülse 24, die
manuell ausgeführt wird, soll auch das Werkzeug in der Werkzeugaufnahme 45 des Kolbens
26 entsprechend mit verdreht werden. Dazu ist in der Aufnahmehülse 24 der Bolzen
29 vorgesehen, der in die Gewindeaufnahme 41 eingeschraubt ist und durch den Durchbruch
58 in dem Bund 42 des Kolbens 26 geführt ist. Der Durchbruch 58 ist so ausgelegt,
daß der Kolben 26 und die
Aufnahmehülse 24 unverdrehbar zueinander
gehalten sind, daß sich der Bolzen 29 aber in axialer Richtung des Kolbens 26 um
den maximalen Hub der Pendelbewegungen verstellen kann. Dies ist im Schnitt nach
Fig. 1, der die eingezogene Stellung des Kolbens 26 zeigt, deutlich erkennbar. Dabei
liegt die Kulisse 12 auf ihrer linken Seite praktisch an der Aussparung im Gehäuseteil
9 an. Diese Aussparung muß so groß sein, daß die Kulisse 12 bei maximaler Exzentrizität
die Pendelbewegungen ausführen kann. Wie der Schnitt nach Fig. 3 zeigt, ist auf
den Bolzen 29 eine hohlzylinderförmige Rolle 31 aufgeschoben, um die Reibung bei
der Verstellung des Bolzens 29 in dem Durchbruch 58 des Kolbens 26 klein zu halten.
Die Druckfeder 31 hält die Rolle 31 in dem Durchbruch 58.
-
Leerseite