DE60114903T2

DE60114903T2 - Rechtwinklige Zusatzvorrichtung für Handwerkzeugmaschine

Info

Publication number: DE60114903T2
Application number: DE60114903T
Authority: DE
Inventors: Edward T. Chicago Prell; Wolfgang Wilmette Hirschburger; Allen M. Chicago Oles
Original assignee: Credo Technology Corp
Current assignee: Robert Bosch Tool Corp
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2001-02-09
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2021-02-10
Also published as: EP1129825A2; EP1129825B1; EP1129825A3; US6463824B1; DE60114903D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Elektro-Handwerkzeuge und im Speziellen eine rechtwinklige Halterung dafür.
Kleine drehende Handwerkzeuge werden seit vielen Jahren zur Durchführung von Holzbearbeitungs- und Metallbearbeitungsaufgaben sowohl durch Heimwerker als auch durch gewerbetreibende Handwerker verwendet. Solche kleine drehende Handwerkzeuge haben im Allgemeinen eine Motoreinheit mit einer sich drehenden Abtriebswelle, die für den Anschluss einer Reihe von Zusatzwerkzeugen ausgebildet ist, von denen ein häufig verwendetes ein sehr langes Mantelkabel ist, an welches ein Schleifwerkzeug oder Rotationsstanzwerkzeug angeschlossen werden kann. Dies ermöglicht es dem Benutzer, das Werkzeug zu benutzen, ohne die Antriebseinheit selbst anzuheben, die oft so groß ist, dass sie den Benutzer ermüden lässt und außerdem die wünschenswerte und effektive Nutzung des Werkzeugs in engen Räumen behindern kann.
Die Antriebseinheit vieler neuerer Modelle solcher drehenden Handwerkzeugen ist relativ klein und leichtgewichtig und für einen Benutzer einfach zu verwenden. Solche drehende Handwerkzeuge können kleiner sein als viele kleine Taschenlampen, d. h., sie können einen Durchmesser von weniger als ungefähr zwei Zoll und eine Länge von nur ungefähr sechs Zoll haben. Das Werkzeug hat einen kleinen, aber starken Elektromotor, der eine Abtriebswelle mit hoher Geschwindigkeit antreibt, und typischerweise kann ein Drehwerkzeug mit der Abtriebswelle des Werkzeugs verbunden sein, die axial mit dem Werkzeug ausgerichtet ist. Wenn das Werkzeug direkt mit der Abtriebswelle verbunden ist, ist es für viele Anwendungen geeignet, aber es ist für manche Anwendungen auch wünschenswert, die Ausrichtung des Schleif- oder Schneidewerkzeugs in ein rechtwinkliges Verhältnis zur Abtriebswelle zu ändern. In der vorliegenden Anwendung soll "rechter" Winkel eine breitere Bedeutung haben als genau 90° und bezieht sich auf Ausrichtungen, die allgemein einem 90°-Winkel ähneln.
Bei solcher Anwendung kann eine rechtwinklige Halterung praktisch sein, damit Benutzer schwer zugängliche Stellen erreichen können, und um für bessere Manövrierbarkeit zu sorgen, die es ermöglicht, das befestigte Werkzeug leichter zu handhaben und zu steuern. Rechtwinklige Halterungen können in hohem Maße wünschenswert sein für Arbeiten wie Schleifen, Glätten eines Motorzylinders, Bohren an engen Stellen, Reparieren von Haushaltsartikeln, Schleifen von Metall und Holz sowie Bauen und Reparieren von Modelleisenbahnen und -flugzeugen.
Solche rechtwinkligen Halterungen wurden für den Anschluss an manche Werkzeuge entworfen, aber viele solcher Halterungen sind insofern schwer mit dem Antriebseinheits-Werkzeug zu verbinden, als sie dazu Werkzeuge wie z. B. Schraubenzieher, Schraubenschlüssel usw. erfordern. Weiterhin können solche Halterungen oftmals nicht in der Winkelposition zum drehenden Handwerkzeug eingestellt werden und arbeiten außerdem nicht reibungsfrei und ästhetisch ansprechend, d. h., sie weisen unangenehme Vibration auf, können heißlaufen und erzeugen Lärm während des Betriebs.
Das US-Patent Nr. 5,863,159 offenbart eine Winkelhalterung, die mit einem Bohrerkörper verbunden werden kann. Die Winkelhalterung umfasst eine mit einem Gewinde versehene erste Welle und eine mit einem Gewinde versehene zweite Welle. Eine erste Mutter wird mit der ersten Welle verbunden, und eine zweite Mutter wird mit der zweiten Welle verbunden. Die Winkelhalterung wird mit dem Bohrfutter verbunden durch Anbringung einer Kupplungswelle im Bohrfutter und Aufsetzen einer Kupplungsdose auf die erste Mutter, wobei sich die mit einem Gewinde versehene erste Welle in einer Kupplungsvertiefung befindet. Während des Betriebs überträgt die mit einem Gewinde versehene erste Welle die Drehung auf ein erstes Getriebe, welches die Drehung auf ein zweites Getriebe überträgt. Das zweite Getriebe überträgt die Drehung auf die mit einem Gewinde versehene zweite Welle und somit auf das Halterungsfutter.
Das US-Patent Nr. 5,020,281 offenbart ein drehende Hochgeschwindigkeits-Handwerkzeug mit einer einstellbaren Kopfkupplung 16, die es ermöglicht, den Werkzeugkopf in einem voreingestellten Winkel zum Werkzeugkörper zu betreiben.
Dementsprechend ist es ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte rechtwinklige Halterung zur Verwendung mit kleinen drehenden Handwerkzeugen bereitzustellen, die ohne Spezialwerkzeuge leicht am Werkzeug anzubringen ist.
Ein anderes Ziel ist es, eine solche verbesserte rechtwinklige Halterung bereitzustellen, die insofern Eigenschaften eines ruhigen, zuverlässigen Betriebs bietet, als sie nicht heißläuft oder übermäßige Geräuschentwicklung oder Vibration aufweist.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine solche verbesserte rechtwinklige Halterung bereitzustellen, die ausgebildet ist, um das ursprüngliche Bohrfutter des drehenden Handwerkzeugs zu verwenden, das vom Werkzeug selbst abgenommen und problemlos an die Abtriebswelle der rechtwinkligen Halterung angelegt werden kann.
Ein detaillierteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die verbesserte rechtwinklige Halterung leicht am Handwerkzeug montiert werden kann, einfach durch Abnehmen des Bohrfutters vom Handwerkzeug, Aufschrauben eines Montage-Kupplungsaufbaus auf das Gehäuse des drehenden Werkzeugs, Aufschrauben einer Antriebsmutter auf die Abtriebswelle des drehenden Werkzeugs, Aufschieben der Halterung auf die Abtriebswelle des drehenden Werkzeugs und Drehen einer Einbauhülse, um dieselbe zu fixieren.
Ein anderes detailliertes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine solche verbesserte Halterung bereitzustellen, die eine herausragende Kupplungs-Konstruktion enthält, um die Abtriebswelle des Handwerkzeugs mit der Eingangswelle der Halterung zu koppeln, die axial mit der Abtriebswelle des drehenden Handwerkzeugs ausgerichtet ist. Die Kupplung enthält eine biegsame Welle, die in eine Antriebsmutter mit spezieller Innenkonfiguration eingesetzt wird, welche die biegsame Welle leicht aufnimmt und die Abtriebswelle des drehenden Werkzeugs und die Halterungs-Eingangswelle wirksam in einer nicht rutschenden Rotations-Antriebs-Beziehung verbindet.
Ein Folgeziel besteht in der Bereitstellung der biegsamen Welle, die ausgebildet ist, um einen eventuellen geringen Ver satz der-Abtriebswelle des drehenden Werkzeugs und der Eingangswelle der Halterung auszugleichen, der ansonsten ohne die Flexibilität und Konstruktion der biegsamen Welle und ihre Verbindung zur Eingangswelle der Halterung Vibration und Lärm verursachen könnte.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine solche verbesserte rechtwinklige Halterung bereitzustellen, die in relativ kleinen Stufen über einen vollständigen Bogen von 360° zum drehenden Werkzeug selbst positioniert werden kann. Ein Folgeziel ist es, eine solche Winkelanordnungs-Fähigkeit bereitzustellen, die sehr leicht erzielt werden kann, einfach durch Lösung der Montage-Kupplung, Herunterschieben der Halterung vom drehenden Werkzeug, Neueinstellung ihrer Winkelposition und Wiederaufschieben der Halterung auf das Werkzeug und erneute Anbringung der Einbauhülse.
Ein weiteres detailliertes Ziel liegt in der Bereitstellung zur Verwendung einer Antriebsmutter (die auf die Abtriebswelle des drehenden Werkzeugs aufgeschraubt wird), welche eine relativ hohe Anzahl von Innenrillen hat, die mit einem viereckigen Endabschnitt der biegsamen Welle, die darin eingesetzt wird, zusammenwirken, so dass die rechtwinklige Halterung leicht mit dem drehenden Werkzeug verbunden werden kann durch Aufschieben der Halterung auf das drehende Werkzeug, was gleichzeitig dazu führt, dass die biegsame Welle in die Antriebsmutter eingesetzt wird, ohne dass eine Rotation der Werkzeug-Abtriebswelle oder der Halterungs-Abtriebswelle nötig ist.
Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung eine Halterung für ein Elektro-Handwerkzeug des Drehtyps bereit, das eine Ausgangs-Antriebswelle und ein Werkzeuggehäuse hat, das die Ausgangs-Antriebswelle hält. Die Halterung schließt ein Gehäuse, einen Getriebeaufbau mit einer biegsamen Eingangswelle, einer Abtriebswelle und- einem Getriebe zwischen der flexiblen Eingangswelle und der Abtriebswelle ein, wobei das Gehäuse ausgebildet ist, um die biegsame Eingangswelle und das Getriebe zu enthalten. Ein Montage-Kupplungsaufbau schließt einen Adapter ein, der entweder am Werkzeuggehäuse oder am Gehäuse befestigt werden kann, wobei der Adapter eine Öffnung hat, durch welche die Eingangswelle oder die Ausgangs-Antriebswelle hindurchdringen können, um die Eingangswelle mit der Ausgangs-Antriebswelle zu verbinden, und eine Einbauhülse mit einer zentralen Öffnung zum Hindurchdringen der biegsamen Eingangswelle oder der Ausgangs-Antriebswelle, die ausgebildet ist, um den Adapter entweder an dem entsprechenden Gehäuse oder an dem entsprechenden Werkzeuggehäuse zu sichern, um die Halterung am Elektro-Handwerkzeug anzubringen.
In einer anderen Ausführungsform wird eine Halterung für ein drehendes Elektro-Handwerkzeug bereitgestellt, das eine Ausgangs-Antriebswelle hat. Die Halterung schließt einen Getriebeaufbau mit einer biegsamen Eingangswelle, einer Abtriebswelle, einem Getriebe zwischen der Eingangswelle und der Abtriebswelle ein, wobei die biegsame Eingangswelle ein erstes Ende hat, das mit der Ausgangs-Antriebswelle verbunden werden kann, wobei eine hohle Antriebs-Eingangswelle zumindest teilweise die biegsame Eingangswelle enthält und sich in einer festen Rotations-Kupplung mit der biegsamen Eingangswelle nahe einem zweiten Ende der Eingangswelle befindet, und wobei ein Getriebe an der hohlen Antriebswelle befestigt ist, um Rotationsenergie von der Hohlwelle auf die Abtriebswelle zu übertragen.
Weitere Ziele und Vorteile werden deutlich beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, worin:
1 eine perspektivische Explosionszeichnung eines Abschnitts einer rechtwinkligen Halterung gemäß der vorliegenden Erfindung ist, wobei die Zeichnung den Montage-Kupplungsaufbau ausschließt, der verwendet wird, um den in der Zeichnung von 1 dargestellten Abschnitt sicher an einem drehenden Handwerkzeuge zu sichern;
2 eine perspektivische Ansicht einer Antriebsmutter ist, die mit der Halterung der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wobei die Antriebsmutter auf die Abtriebswelle des drehenden Handwerkzeugs aufgeschraubt wird, an der die Halterung angebracht wird;
3 eine vergrößerte Ansicht der linken Seite der in 2 dargestellten Antriebsmutter ist;
4 eine perspektivische Schnittdarstellung der rechtwinkligen Halterung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
5 ein Grundriss der biegsamen Welle ist, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
6 eine Schnittdarstellung eines Abschnitts eines drehenden Handwerkzeugs ist, an dem die Halterung der vorliegenden Erfindung angebracht werden kann, und
7 eine Schnittdarstellung der Antriebs-Eingangswelle der rechtwinkligen Halterung gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Allgemein ausgedrückt, betrifft die vorliegende Erfindung eine Halterung, und vorzugsweise eine rechtwinklige Halterung, die ausgebildet ist, um an einem kleinen elektrisch betriebenen drehenden Handwerkzeug von der Art angebracht zu werden, wie sie in der Holzbearbeitung, bei Bastelarbeiten u. Ä. verwendet wird, wobei die Halterung klein, leicht, relativ vibrationsfrei und ruhig im Betrieb ist und leicht in sehr kurzer Zeit ohne Hilfe spezieller Werkzeuge an einem Handwerkzeug angebracht werden kann. Die Halterung hat eine biegsame Eingangswelle und eine Abtriebswelle, die zueinander in einer Winkelausrichtung wie z. B. 90° angeordnet sind, wobei die biegsame Eingangswelle mit dem Handwerkzeug gekoppelt ist, um Versatz zwischen der Eingangswelle und der Ausgangs-Antriebswelle des Werkzeugs zu kompensieren.
Die Halterung ist einfach am Handwerkzeug anzubringen durch Entfernen des Bohrfutters, das Teil des ursprünglichen Handwerkzeugs ist, und Aufschrauben des Bohrfutters auf die Halterungs-Abtriebswelle, Aufschrauben einer Antriebsmutter auf die Ausgangs-Antriebswelle des drehenden Werkzeugs, Aufschrauben eines Montage-Kupplungsaufbaus auf ein mit einem Gewinde ausgestattetes Ende des Gehäuses des drehenden Werkzeugs, Anbringung der Halterung am Handwerkzeug durch bloßes Aufschieben bis zum Einrasten und manuelles Festziehen des Montage-Kupplungsaufbaus. Die Halterung hat eine geriffelte Innenseite, die mit einer komplementären geriffelten Außenseite am Adapter zusammenwirkt, so dass die Winkelposition der Halterung zum Handwerkzeug in kleinen Stufen über eine gesamte Umdrehung hinweg verändert werden kann. Dies ermöglicht es dem Benutzer, die Abtriebswelle der Halterung in praktisch jeder gewünschten Winkelposition zum Handwerkzeug einzustellen. Obwohl die Anzahl der Rillen variieren kann, gibt es in der bevorzugten Ausführungsform vorzugsweise 12 Rillen, wodurch eine Veränderung der Winkelposition in Stufen von 30° ermöglicht wird.
Mit Bezug auf die Zeichnungen, und insbesondere 1, schließt die Halterung, die allgemein durch 10 gekennzeichnet ist, ein Gehäuse ein, das die Komponenten 12 und 14 einschließt, in denen ein Getriebeaufbau, allgemein gekennzeichnet durch 16, platziert wird. Der Getriebeaufbau 16 schließt ein Paar von Spiralkegelrädern 18 und 20 ein, die ineinander eingreifen und die Drehbewegung in rechten Winkeln übertragen, wobei das Zahnrad 20 mit einer Abtriebswelle 22 verbunden ist. Die Abtriebswelle 22 ist mit einer Getriebe-Abtriebswelle 23 verbunden, an welcher das Zahnrad 20 eigentlich angebracht ist und welche sich in den voneinander getrennt liegenden Lagern 24 und 26, vorzugsweise Kugel- oder Rollenlagern, bewegt, so dass das Wellen-Zahnrad sich leicht drehen kann, wobei der äußere Abschnitt des Lagers in geeigneten Vertiefungen 27 in den Gehäuse-Komponenten 12 und 14 gehalten wird. Der Getriebeaufbau 16 hat auch eine hohle Getriebe-Eingangswelle 28 (auch als Hohlwelle bezeichnet), mit der das Zahnrad 18 verbunden ist, und schließt auch eine biegsame Eingangswelle 30 (auch als biegsame Welle bezeichnet) ein, die sich in der Hohlwelle 28 befindet und an ihrem Ende 31 (siehe 7) jenseits des Endes des Zahnrads 18 mit ihr verbunden ist. Ein Paar voneinander getrennt liegender Lager 32 und 34 wird bereitgestellt, welche die leichte Drehung des Zahnrads 18 und der Wellen 28 und 30 ermöglichen. Die Zahnräder 18, 20 und die Wellen 23 und 28 werden zusammen als das Getriebe bezeichnet.
Eine wichtige Eigenschaft einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, dass die hohle Getriebe-Eingangswelle 28 innerhalb des Gehäuses 12, 14, auf den Lagern 32, 24, gesichert oder befestigt ist, um Drehung mit hoher Geschwindigkeit zu ermöglichen, die von der biegsamen Welle 30 ausgelöst wird, welche nicht relativ zum Gehäuse feststeht und nicht von Lagern getragen wird.
Obwohl in der bevorzugten Ausführungsform die Wellen 23 und 28 allgemein in einem rechten Winkel zueinander angeordnet sind, wird erkannt, dass die Verwendung der biegsamen Welle 30 innerhalb einer Hohlwelle 28 in anderen Winkelanordnungen stattfinden und immer noch die Eigenschaften reduzierten Versatzes bereitstellen kann. Außerdem kann die Nutzung des vorliegenden Antriebssystems mit biegsamer Welle auch bei anderen Arten von Halterungen für Elektro-Handwerkzeuge stattfinden.
Mit Bezug auf 4, die eine andere perspektivische Ansicht der Halterung 10 darstellt, zeigt sie einen Montage-Kupplungsaufbau, allgemein gekennzeichnet durch 36, der ausgebildet ist, um auf einen elektrisch betriebenen drehenden Handwerkzeug 38 aufgeschraubt zu werden, von dem ein Abschnitt in der Querschnittsansicht in 6 dargestellt ist. Das Handwerkzeug 38 ist vorzugsweise von der Art, die ein Kabel hat, das mit einer Quelle für Wechselstrom verbunden wird, aber die vorliegende Erfindung kann auch mit jedem beliebigen drehenden Handwerkzeug verwendet werden, der mit einer Batteriesäule oder einer anderen Quelle für elektrischen Strom betrieben werden kann. Das Handwerkzeug 38 hat einen mit einem Gewinde versehenen Endabschnitt 40 seines Gehäuses oder Werkzeuggehäuses 41, an dem normalerweise eine mit einem Gewinde versehene Abschlusskappe angebracht sein kann, die entfernt wurde, und das Handwerkzeug 38 hat auch eine Ausgangs-Antriebswelle 42, an der typischerweise ein Bohrfutter 44 bereitgestellt wird. Es sollte deutlich sein, dass das Bohrfutter 44 auch auf andere bekannte Arten außer Gewindeeingriff an der Ausgangs-Antriebswelle 42 befestigt werden kann.
In 6 wurde das Bohrfutter 44 von der Welle 42 genommen und auf die Abtriebswelle 22 der Halterung 10 aufgesetzt wie in 4 dargestellt. Das Bohrfutter 44 hat eine Spannpatrone 46 und eine Spannpatronenmutter 48 herkömmlicher Bauart. Es sollte ersichtlich sein, dass bevorzugt wird, dass die Abtriebswelle 42 denselben Durchmesser hat wie die Abtriebswelle 22 der Halterung 10, so dass dasselbe Bohrfutter 44 vom drehenden Handwerkzeug genommen und auf die Halterung aufgesetzt werden kann, einfach durch Ab- und Aufschrauben.
Der Montage-Kupplungsaufbau 36 schließt einen Adapter 50 mit einem Innengewinde 52 ein, das ausgebildet ist, um in das Gewinde 40 des Handwerkzeugs 38 einzugreifen. Es wird jedoch erwogen, dass andere Eingriffs-Konfigurationen, wie z. B. Bajonettverbindungen o. Ä., ebenfalls verwendet werden können, um den Adapter 50 sicher auf dem Gehäuse 41 anzubringen. Es wird auch erwogen, dass der Adapter 50 Maße haben kann, um in das Gehäuse 12, 14, einzugreifen, je nach Anwendung.
In der bevorzugten Ausführungsform wird der Adapter 50 auf das Handwerkzeug 38 aufgeschraubt, bis er fest und sicher sitzt. Der Adapter 50 hat eine interne Öffnung 54, die größer ist als der Durchmesser der Ausgangs-Antriebswelle 42 des Handwerkzeugs, wobei der Abstand zwischen dem Außendurchmesser der Welle 42 und dem Innendurchmesser 54 des Adapters 50 ausreicht, um es zu ermöglichen, dass eine Antriebsmutter 56 auf die Welle 42 aufgeschraubt oder anderweitig darauf anegbracht wird, ohne den Adapter 50 selbst zu behindern. Der Adapter 50 hat auch einen sich nach außen erstreckenden ringförmigen Flansch 58, der ausgebildet ist, um in einen nach innen oder radial einwärts gerichteten Manschettenabschnitt 62 einer Einbauhülse 60 einzugreifen, vorzugsweise die Form einer Flügelmutter annehmend, wenn die Hülse 60 bei der Anbringung am Werkzeug 38 festgezogen wird. Die Einbauhülse 60 hat ein Innengewinde 64, um in einen Gewindeabschnitt 66 einzugreifen, der von den Gehäuse-Komponenten 12 und 14 der Halterung gebildet wird. Es sollte deutlich sein, dass der Montage-Kupplungsaufbau 36 umgekehrt werden kann, so dass der Adapter 50 am Gehäuse 12, 14, gesichert wird und die Einbauhülse 60 auf dem Werkzeuggehäuse 41 eingerastet werden kann, je nach Anwendung.
Gemäß einem Aspekt einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die innere Oberfläche der Gehäuse-Komponenten 12 und 14 eine Vielzahl axial ausgerichteter Keilnuten 68, die sich um den gesamten Umfang erstrecken. Der Adapter 50 hat einen zylindrischen Endabschnitt 70, der eine äußere Oberfläche hat, die dieselbe Anzahl komplementärer Keilnuten 71 enthält, und diese Keilnuten sind ausgebildet, um in die Keilnuten 68 der Halterung 10 einzugreifen. Die Anzahl der Keilnuten kann größer oder kleiner sein, aber die bevorzugte Ausführungsform hat 12 Keilnuten 68 und 71, die es ermöglichen, die Halterung 10 in 12 verschiedenen Winkelpositionen in Stufen von 30° zum drehenden Werkzeug zu positionieren.
Diese Eigenschaft ermöglicht es dem Benutzer, den Winkel der Halterung 10 zum drehenden Werkzeug 38 je nach persönlicher Präferenz für die durchzuführende Aufgabe einzustellen. Ein weiterer Vorteil dieser Keilnuten-Eingriffsfunktion ist, dass der Benutzer immer vor dem Anbringungsvorgang die Winkelausrichtung der Abtriebswelle 22 zur Achse des drehenden Werkzeugs 38 kennt. Das bedeutet, dass die Halterung sich während des Zusammenbaus nicht axial zur Werkzeugachse dreht, wodurch möglicherweise die Ergonomie der Halterung gegenüber den Steuerungen des Werkzeugs 38 beeinträchtigt werden könnte. Es sollte deutlich sein, dass, obwohl die komplementäre Keilnuten-Anordnung des Adapters 50 und der Gehäuse-Komponenten 12 und 14 gezeigt und beschrieben wurde, andere komplementäre strukturelle Anordnungen zur Montage der Halterung 10 in verschiedenen Winkelpositionen zum drehenden Werkzeug 38 verwendet werden können.
Gemäß einem anderen Aspekt einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die biegsame Eingangswelle 30, die in den 1, 4 und 5 dargestellt ist, allgemein kreisförmig, außer dass die Enden 72 und 74 quadratisch sind. Die biegsame Welle 30 ist von herkömmlicher Struktur und schließt einen Kern von Draht plus vier gegenüberliegende Schichten von konzentrisch umwickeltem Draht ein. Der Kern hat vorzugsweise einen Durchmesser von ungefähr 1/8 Zoll. Die Endabschnitte werden vorzugsweise durch einen Kalteinsenkvorgang rechteckig bearbeitet, und die biegsame Welle ist ungefähr einen Zoll lang und ist vorzugsweise das Modell Nr. 130-21, hergestellt von der Firma Suhner in Rome, Georgia.
Eine wichtige Eigenschaft der vorliegenden Halterung 10 besteht darin, dass die biegsame Eingangswelle 30 einen Durchmesser hat, der kleiner ist als eine Bohrung 29, bestimmt durch die hohle Getriebe-Eingangswelle 28, und sich daher bis zu einem bestimmten Grad innerhalb der Bohrung biegen kann. Da die biegsame Eingangswelle 30 in die hohle Eingangswelle 28 passt und sich über deren Ende hinaus erstreckt, ermöglicht die Tatsache, dass die biegsame Welle sich in der Hohlwelle biegen kann, die Verwendung einer längeren biegsamen Welle zum besseren Ausgleich von Versatz zwischen der Ausgangs-Antriebswelle 42 und der Hohlwelle 28 und ermöglicht gleichzeitig ein kürzeres Profil der Halterung 10.
Da die biegsame Welle 30 einen Außendurchmesser hat, der etwas kleiner ist als der Innendurchmesser der Eingangswelle 28, ist sie während des Betriebs frei biegsam und kann daher jeden strukturellen Fluchtungsfehler zwischen der Halterung und dem drehenden Werkzeug 38 ausgleichen. Die Biegungsfähigkeit der Welle 30 reduziert die Notwendigkeit extrem geringer Fertigungstoleranzen und ist wichtig zur Verminderung von Vibration und Lärm während des Betriebs.
Ein freiliegendes oder herausragendes Ende der biegsamen Welle 30 kann in die Antriebsmutter 56 (4) eingesetzt werden, wenn die Halterung an das drehende Werkzeug 38 angeschlossen wird. Die biegsame Welle 30 wird mit der hohlen Getriebe-Eingangswelle 28 am Ende davon durch ein Fasson-Schmieden oder Bördeln des Endes 31 der Welle 28, das direkt hinter dem Zahnrad 18 liegt, verbunden.
Einer oder beide der Endabschnitte der biegsamen Welle 30 kann einen spitz zulaufenden Abschnitt wie im rechten Ende 74 in 5 dargestellt haben, um die spitzen 90°-Ecken zu entfernen, um das Einführen der biegsamen Welle in die Antriebsmutter während der Installation der Halterung 10 oder in das Ende 31 der Eingangswelle während des Herstellungsverfahrens zu erleichtern. Die Abschrägung kann einen ungefähren 45°-Winkel haben, wie dargestellt, oder sie kann einen größeren oder kleineren Winkel haben oder sogar gekrümmt sein. Die Oberfläche kann je nach Wunsch durch Fasson-Schmieden, Schleifen oder Schneiden geformt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat die in den 2 und 3 gezeigte Antriebsmutter 56 eine sechseckige Außenkonfiguration, so dass ein Schraubenschlüssel verwendet werden kann, um sie an der Abtriebswelle 42 anzubringen oder davon zu lösen. Die Antriebsmutter hat einen hohlen Innenbereich 76, der mit einer Oberfläche mit Gewinde ausgestattet und so dimensioniert ist, dass die Antriebsmutter 56 auf die Abtriebswelle 42 aufgeschraubt werden kann. Auch hier werden andere Verbindungstechnologien außer Gewindeeingriff in Erwägung gezogen. Der rechte Endabschnitt 78 hat eine Öffnung 80, die kleiner ist als der mit einem Gewinde ausgestattete Innenbereich 76 und so eine ringförmige Innenkante 82 am rechten Endabschnitt 78 bildet, die in das äußere Ende der Abtriebswelle 42 eingreift, wenn die Mutter 56 auf der Abtriebswelle festgezogen wird. Die Öffnung 80 hat auch eine genutete Innenkonfiguration, die vorzugsweise 8 symmetrisch angeordnete Rillen 84 enthält. Diese 8-Punkte-Rillen-Konfiguration wird genutzt, um für ein leichteres Einführen des quadratischen Endes 74 der biegsamen Welle 30 in die Antriebsmutter 56 zu sorgen, wenn die Halterung am drehenden Handwerkzeug 38 montiert wird. Es sollte deutlich sein, dass auch eine 4-Punkte-Rillen-Konfiguration verwendet werden könnte, aber bei einer solchen Konfiguration müsste die Welle mit quadratischem Ende genauer ausgerichtet werden, um das Einführen der biegsamen Welle 30 zu ermöglichen.
Es wurde festgestellt, dass bei der 8-Punkte-Rillen-Konfiguration nur maximal 45 Grad Winkelanpassung erforderlich sind, um das Einführen zu ermöglichen, anstelle einer möglichen 90-Grad-Anpassung bei einer 4-Punkte-Konfiguration, und praktischerweise wird das Einführen der biegsamen Welle 30 in die mit 8 Punkten ausgebildete Antriebsmutter ohne nennenswerte Schwierigkeiten durchgeführt. Es sollte auch deutlich sein, dass die bevorzugte Ausführungsform eine Konfiguration der biegsamen Welle mit viereckigem Ende und eine Öffnung mit 8 Rillen in der Antriebsmutter 56 verwendet; die biegsame Welle könnte eine mehrseitige Konfiguration haben, die nicht viereckig ist, d. h., die dreieckig oder sogar fünfeckig sein könnte. Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung würde eine Reihe von Rillen umfassen, deren Anzahl höher ist als die Anzahl der Seiten des mehrseitigen Endes der biegsamen Welle.
Aus dem oben Stehenden sollte erkennbar sein, dass eine verbesserte rechtwinklige Halterung gezeigt und beschrieben wurde, die viele wünschenswerte Vorteile und Eigenschaften hat. Die Halterung ist klein und kompakt und kann leicht mit einem drehenden Handwerkzeug verbunden werden, ohne besondere Werkzeuge zu erfordern. Außerdem ist sie ruhig während des Betriebs und weist keine unerwünschte Vibration auf, die oftmals bei anderen Konstruktionen aus dem Stand der Technik zu finden ist. Die Halterung hat auch den Vorteil, dass sie in einer Vielzahl von Winkelpositionen an ein drehendes Handwerkzeug angeschlossen werden kann, so dass ein Benutzer, falls gewünscht, die optimale Winkelposition für jede beliebige Aufgabe verwenden kann. Es sollte auch deutlich sein, dass, obwohl die Antriebsmutter, die Flügelmutter-Baugruppe, Winkel-Anpassbarkeit und Konstruktion der biegsamen Welle im Hinblick auf die rechtwinklige Halterung dargestellt und beschrieben werden, die Erfindung nicht auf eine rechtwinklige Halterung beschränkt ist und mit anderen denkbaren Handwerkzeug-Anwendungen verwendet werden kann, bei denen die Überlegungen zur Konstruktion bei der Kopplung axial ausgerichteter drehbarer Wellen ähnlich sind, wie z. B. mit chirurgischen und anderen Instrumenten.
Obwohl verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, versteht es sich, dass andere Modifikationen, Ersetzungen und Alternativen für Personen mit grundlegenden Fachkenntnissen offensichtlich sind. Solche Modifikationen, Ersetzungen und Alternativen können umgesetzt werden, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, der aus den beigefügten Ansprüchen bestimmt wird.
Verschiedene Eigenschaften der Erfindung sind in den beigefügten Ansprüchen ausgeführt.
Dort, wo technische Eigenschaften, die in einem Anspruch erwähnt werden, mit Bezugszeichen versehen sind, wurden diese Bezugszeichen nur zu dem Zweck eingeschlossen, die Verständlichkeit der Ansprüche zu erhöhen, und dementsprechend haben solche Bezugszeichen keine einschränkende Wirkung auf den Schutzumfang jedes Elements, das exemplarisch durch solche Bezugszeichen gekennzeichnet ist.

Claims

Eine Halterung (10) für ein drehendes Elektro-Handwerkzeug (38), das eine Ausgangs-Antriebswelle (42) und ein Werkzeuggehäuse (41) hat, welches die Ausgangs-Antriebswelle (42) hält, wobei die Halterung (10) folgendes umfasst: ein Gehäuse (12; 14); einen Getriebeaufbau (16), der folgendes umfasst: eine biegsame Eingangswelle (30), eine Abtriebswelle (22), und ein Getriebe (18, 20; 23, 28) zwischen der biegsamen Eingangswelle (30) und der Abtriebswelle (22), wobei das Gehäuse (12; 14) ausgebildet ist, um die biegsame Eingangswelle (30) und das Getriebe (18, 20; 23, 28) aufzunehmen; einen Montage-Kupplungsaufbau (36), der folgendes umfasst: einen Adapter (50), der entweder am Werkzeuggehäuse (41) oder am Gehäuse (12; 14) befestigt werden kann, wobei der Adapter (50) eine Öffnung (54) hat, durch welche die Eingangswelle (30) oder die Ausgangs-Antriebswelle (42) zur Verbindung der Eingangswelle (30) mit der Ausgangs-Antriebswelle (42) hindurchdringen kann, und eine Einbauhülse (60) mit einer zentralen Öffnung (54) zum Hindurchdringen der flexiblen Eingangswelle (30) oder der Ausgangs-Antriebswelle (42), die ausgebildet ist, um den Adapter (50) entweder am Gehäuse (12; 14) oder am Werkzeuggehäuse (41) zu sichern, um die Halterung (10) am Elektro-Handwerkzeug (38) anzubringen.
Die Halterung (10), wie in Anspruch 1 definiert, die weiter eine Antriebsmutter (56) einschließt, welche für die Halterung der Ausgangs-Antriebswelle (42) des Elektro-Handwerkzeugs (38) ausgebildet ist und die eine Öffnung (80) in dem Ende davon hat, die eine Vielzahl von Rillen (84) enthält, wobei die Öffnung (80) ausgebildet ist, um die flexible Eingangswelle (30) aufzunehmen, wenn die Halterung (10) am Elektro-Handwerkzeug (38) angebracht wird.
Die Halterung (10) wie in Anspruch 1 definiert, worin die Ausgangs-Antriebswelle (42) ein Gewinde hat und die Antriebsmutter (56) ausgebildet ist, um an der Ausgangs-Antriebswelle (42) schraubend angebracht zu werden.
Die Halterung (10) wie in Anspruch 1 definiert, worin das Getriebe (18, 20; 23, 28) ein Paar von Zahnrädern (18, 20) einschließt, die operativ mit einer Getriebe-Eingangswelle (28) verbunden sind, welche mit der biegsamen Eingangswelle (30) im Eingriff steht, und mit einer Getriebe-Abtriebswelle (23), welche mit der Abtriebswelle (22) im Eingriff steht, wobei die Zahnräder (18, 20) an den Getriebe-Wellen (23, 28) ineinander eingreifen, um die Abtriebswelle (22) als Reaktion auf die Rotation der Eingangswelle (30) zu drehen.
Die Halterung wie in Anspruch 1 definiert, worin der Adapter (50) des Montage-Kupplungsaufbaus (36) einen ersten Endabschnitt hat, der ein Gewinde hat, um mit einem mit einem Gewinde versehenen Endabschnitt des Elektro-Handwerkzeuggehäuses (41) im Eingriff zu stehen, wobei der Adapter (50) eine zentrale Öffnung (54) hat, durch welche die Abtriebswelle (42) des Elektro-Handwerkzeugs hindurchdringen kann, wobei die Einbauhülse (60) einen Seitenabschnitt (64) mit Innengewinde hat, um in einen Endabschnitt (66) mit Außengewinde des Gehäuses (12; 14) einzugreifen, wenn die Halterung (10) auf das Elektro-Handwerkzeug (38) aufgeschraubt wird.
Die Halterung (10) wie in Anspruch 1 definiert, worin der Adapter (50) einen radial hervorstehenden Flansch (58) hat und die Hülse (60) eine radial einwärts hervorstehende Manschette (62) hat, die solche Maße hat, dass sie in den Flansch (58) eingreift, so dass die Hülse (60) verschraubbar am Gehäuse (12; 14) gesichert ist, wobei das Gehäuse (12; 14) mit dem Werkzeuggehäuse (41) im Eingriff steht.
Die Halterung (10) wie in Anspruch 5 definiert, worin der Adapter (50) einen zweiten Endabschnitt (70) gegenüber dem ersten Endabschnitt einschließt, wobei der zweite Endabschnitt eine Außenoberflächenanordnung hat, die eine erste Vielzahl axial ausgerichteter Keilnuten (71) umfasst, welche sich um die gesamte Peripherie davon erstrecken, wobei das Gehäuse (12; 14) eine Innenoberfläche gegenüber dem mit dem Gewinde versehenen äußeren Endabschnitt hat, wobei die Innenoberfläche eine zweite Vielzahl axial ausgerichteter komplementärer Keilnuten (68) hat, die sich um die gesamte Peripherie davon erstrecken, wobei die erste und die zweite Vielzahl von Keilnuten (68, 71) in einer Vielzahl von Winkelpositionen zueinander im Eingriff gebracht werden können.
Die Halterung (10) wie in Anspruch 7 definiert, worin die Vielzahl von Keilnuten (68, 71) 12 Keilnuten umfasst, wobei die Halterung (10) in der Lage ist, in der Winkelposition im Verhältnis zum Elektro-Handwerkzeug (38) über 360 Grad in Stufen von 30 Grad anpaßbar zu sein.
Die Halterung (10) wie in Anspruch 4 definiert, worin die Getriebe-Eingangswelle (28) langgestreckt und hohl ist und an deren einem ersten Endabschnitt davon eines der Zahnräder (18, 20) angebracht ist, wobei die biegsame Eingangswelle (30) langgestreckt ist und einen kleineren Durchmesser hat als die Innenseite der hohlen Getriebe-Eingangswelle (28), wobei sich die biegsame Eingangswelle (30) in der hohlen Getriebe-Eingangswelle (28) befindet und an dem ersten Endabschnitt davon damit verbunden ist, wobei sich das gegenüberliegende Ende der biegsamen Eingangswelle (30) über das Ende der Getriebe-Eingangswelle (28) hinaus erstreckt.
Die Halterung (10) wie in Anspruch 9 definiert, die weiter eine Antriebsmutter (56) einschließt, die zur Anbringung an der Ausgangs-Antriebswelle (42) des Elektro-Handwerkzeugs (38) ausgebildet ist und eine Öffnung (80) in dem Ende davon hat, das eine Vielzahl von Rillen (84) enthält, wobei die Öffnung (80) ausgebildet ist, um die biegsame Welle (30) aufzunehmen, wenn die Halterung (10) an dem Elektro-Handwerkzeug (38) angebracht wird, und worin die biegsame Eingangswelle (30) einen mehrseitigen Endabschnitt hat, der zum Einführen in die Öffnung (80) der Antriebsmutter (56), wenn die Halterung (10) am Elektro-Handwerkzeug (38) installiert wird, ausgebildet ist.
Die Halterung (10) wie in Anspruch 10 definiert, worin der mehrseitige Endabschnitt der biegsamen Welle (30) quadratisch ist.
Die Halterung (10) wie in Anspruch 10 definiert, worin die Antriebsmutter (56) folgendes umfasst: einen allgemein zylindrischen Körper mit einem hohlen Innenraum (76), der sich von einem Ende zum gegenüberliegenden Endabschnitt erstreckt; wobei der hohle Innenraum (76) eine mit einem Gewinde versehene Innenoberfläche hat, die ausgebildet ist, um in die mit dem Gewinde versehenen Abtriebswelle (22) einzugreifen, so dass die Antriebsmutter (56) an der Abtriebswelle (22) angebracht werden kann; wobei der gegenüberliegende Endabschnitt eine Öffnung (80) hat, die kleiner ist als der Durchmesser des hohlen Innenraums (76), um so eine ringförmige Innenkante zu bilden; wobei die Öffnung (54) eine Vielzahl axial ausgerichteter symmetrisch angebrachter Rillen hat, um den mehrseitigen Endabschnitt der biegsamen Welle aufzunehmen, wobei die Anzahl der Rillen höher ist als die Anzahl der Seiten des Endabschnitts der biegsamen Welle.
Die Halterung (10) wie in Anspruch 12 definiert, worin der Endabschnitt der Eingangswelle quadratisch ist und die Anzahl der Rillen acht beträgt.
Die Halterung (10) wie in Anspruch 1 definiert, worin das Gehäuse (12; 14) eine rechtwinklige Anordnung hat und das Getriebe (18, 20; 23, 28) ausgebildet ist, um die Rotation der biegsamen Eingangswelle (30) in rechten Winkeln an die Abtriebswelle (22) zu übertragen, die in einem rechten Winkel zur biegsamen Eingangswelle (30) angeordnet ist.
Die Halterung (10) von Anspruch 1, die weiter eine Antriebsmutter (56) einschließt, zur Verwendung bei der Kopplung der Antriebshalterung (10) mit einem Elektro-Handwerkzeug (38) des Typs, der eine mit einem Gewinde versehene Abtriebswelle (22) an einem Ende davon hat und ein Werkzeuggehäuse (41) mit einem mit einem Gewinde versehenen Endabschnitt hat, und zwar konzentrisch positioniert neben der Abtriebswelle (22) und ausgebildet, um die Halterung (10) aufzunehmen, wenn sie am Elektro-Handwerkzeug (38) installiert wird, wobei die Halterung (10) einen mehrseitigen Endabschnitt der biegsamen Eingangswelle (74) an der biegsamen Eingangswelle (30) hat, der ausgebildet ist, um sich zur Antriebsmutter (56) zu erstrecken und in diese einzugreifen, wenn die Antriebsmutter (56) an der Abtriebswelle (22) angebracht wird, wobei die Antriebsmutter (56) folgendes umfasst: einen allgemein zylindrischen Körper mit einem hohlen Innenraum (76), der sich von einem Ende zum gegenüberliegenden Endabschnitt erstreckt; wobei der hohle Innenraum (76) eine mit einem Gewinde versehene Innenoberfläche hat, die ausgebildet ist, um in die mit einem Gewinde versehene Abtriebswelle (22) einzugreifen, so dass die Antriebsmutter (56) an der Abtriebswelle (22) angebracht werden kann; wobei der gegenüberliegende Endabschnitt eine Öffnung (80) hat, die kleiner ist als der Durchmesser des hohlen Innenraums (76), um so eine ringförmige Innenkante (82) zu bilden; wobei die Öffnung (80) eine Vielzahl axial ausgerichteter symmetrisch angeordneter Rillen (84) zur Aufnahme des mehrseitigen Endabschnitts der biegsamen Eingangswelle hat, wobei die Anzahl der Rillen höher ist als die Anzahl der Seiten des Endabschnitts der biegsamen Eingangswelle.
Die Halterung wie in Anspruch 15 definiert, worin der Endabschnitt der biegsamen Eingangswelle (30) quadratisch ist und die Anzahl der Rillen (84) acht beträgt.
Die Halterung wie in Anspruch 15 definiert, worin der zylindrische Körper eine sechseckige Außenkonfiguration hat.