EP0031433B1

EP0031433B1 - Motor driven hand tool

Info

Publication number: EP0031433B1
Application number: EP80107049A
Authority: EP
Inventors: Werner Heinzelmann
Original assignee: Mafell Maschinenfabrik Rudolf Mey GmbH and Co KG
Current assignee: Mafell Maschinenfabrik Rudolf Mey GmbH and Co KG
Priority date: 1979-12-21
Filing date: 1980-11-14
Publication date: 1983-10-12
Also published as: DE2951644A1; EP0031433A2; IT1150097B; IT8026765A0; EP0031433A3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine motorgetriebene Bearbeitungsmaschine, deren Werkzeugaufnahme oder -halterung mittels eines als Exzenterantrieb ausgebildeten Verschiebeantriebs axial verschiebbar im Maschinengehäuse gelagert ist, wobei der Verschiebeantrieb mit der Motorantriebswelle über eine Schnecke und ein Schnekkenrad in Verbindung steht und von der Werkzeugaufnahme oder -halterung abkuppelbar ist. Eine Bearbeitungsmaschine dieser Art ist beispielsweise durch die BE-A Nr.389045 bekannt geworden. Das Bearbeitungswerkzeug dieser Maschine führt ausser der Drehbewegung auch eine hin- und hergehende Axialbewegung aus, wobei beide Bewegungen von einem gemeinsamen Antriebsmotor erzeugt werden. Im Bedarfsfalle kann der motorliche Verschiebeantrieb abgekuppelt werden. Es bleibt jedoch die Möglichkeit, das Werkzeug von Hand auf und ab zu veschieben.The invention relates to a motor-driven processing machine, the tool holder or holder is axially displaceably mounted in the machine housing by means of a sliding drive designed as an eccentric drive, the sliding drive being connected to the motor drive shaft via a worm and a worm wheel and being able to be uncoupled from the tool holder or holder is. A processing machine of this type has become known, for example, from BE-A No. 389045. In addition to the rotary movement, the machining tool of this machine also executes a reciprocating axial movement, both movements being generated by a common drive motor. If necessary, the motorized slide drive can be uncoupled. However, there is still the possibility of moving the tool up and down by hand.

Das Abkuppeln ist ein aufwendiger Vorgang, der einen Eingriff in eine Gelenkstelle des Verschiebeantriebs erfordert. Infolgedessen ist das rasche Abschalten des Verschiebeantriebs oder ein kurzfristiges Umstellen des Verschiebeantriebs von Motorbetrieb auf Handbetrieb und umgekehrt nicht möglich. Ausserdem ist ein häufiges Ein- und Ausschalten des motorlichen Verschiebeantriebs bzw. Umstellen von Motor- auf Handbetrieb wegen der Beschädigungsgefahr in diesem Gelenkbereich nicht empfehlenswert. Ein kurzfristiges Abschalten des Verschiebeantriebs, das für gewisse Anfahrvorgänge solcher Bearbeitungsmaschinen zweckmässig oder gar notwendig sein kann, ist mit dieser vorbekannten Bearbeitungsmaschine sinnvoll nicht möglich und aus diesem Grunde auch nicht vorgesehen.Uncoupling is a complex process that requires an intervention in a joint point of the slide drive. As a result, it is not possible to switch off the sliding drive quickly or to switch the sliding drive from motor operation to manual operation and vice versa for a short time. In addition, frequent switching on and off of the motorized sliding drive or switching from motor to manual operation is not recommended due to the risk of damage in this joint area. A short-term shutdown of the displacement drive, which may be expedient or even necessary for certain starting processes of such processing machines, is meaningfully not possible with this previously known processing machine and is therefore also not provided.

Eine motorgetriebene Bearbeitungsmaschine ähnlicher Art ist durch die DE-C Nr.879523 bekannt geworden. Es handelt sich dabei um eine stationäre Läppmaschine mit einer oberen und unteren Bearbeitungspindel, die beide in gleicher Weise antreib - sowie auf und ab bewegbar sind. Beim Läppen benötigt man eine möglichst vielfältige Bewegung des Bearbeitungswerkzeugs, um eine gleichmässige Bearbeitung der gesamten Oberfläche zu erzielen. Damit eine gleichförmige, aus Verschiebung und Drehung resultierende Bewegung des Bearbeitungswerkzeugs vermieden und die Bewegungsbahn etwas komplizierter wird, erzeugt man die Verschiebebewegung des Bearbeitungswerkzeugs dieser vorbekannten Bearbeitungsmaschine aus einer Überlagerung zweier unterschiedlicher Verschiebebewegungen. Weil diese Maschine ausschliesslich für den genannten Zweck, nämlich das Läppen eingesetzt werden soll, ist ein Abkuppeln der Verschiebebewegung nicht vorgesehen.A motor-driven processing machine of a similar type has become known from DE-C No. 879523. It is a stationary lapping machine with an upper and lower machining spindle, both of which drive in the same way - and can be moved up and down. Lapping requires the most varied movement of the processing tool in order to achieve uniform processing of the entire surface. So that a uniform movement of the machining tool resulting from displacement and rotation is avoided and the path of movement becomes somewhat more complicated, the displacement movement of the machining tool of this previously known processing machine is generated by superimposing two different displacement movements. Because this machine is to be used exclusively for the stated purpose, namely lapping, it is not intended to uncouple the displacement movement.

Bei der Bearbeitung bestimmter Materialien, beispielsweise beim Schleifen von Fliesen mit einem diamantbesetzten Bearbeitungswerkzeug, ist zwar eine überlagerte Verschiebe- und Drehbewegung des letzteren zweckmässig und vorteilhaft, jedoch nicht in jeder Bearbeitungssituation. Zu Beginn des Bearbeitungsvorgangs, also beim sogenannten Anfahren, ist die der Drehbewegung überlagerte Verschiebebewegung hinderlich. Aus diesem Grunde sind Maschinen, deren Verschiebebewegung nicht oder nur sehr umständlich abgeschaltet werden kann, für die Bearbeitung solcher Materialien ungeeignet.When processing certain materials, for example when grinding tiles with a diamond-tipped processing tool, a superimposed displacement and rotation movement of the latter is expedient and advantageous, but not in every processing situation. At the beginning of the machining process, i.e. during the so-called start-up, the displacement movement superimposed on the rotary movement is a hindrance. For this reason, machines whose displacement movement cannot be switched off or can only be switched off with great difficulty are unsuitable for processing such materials.

Die Aufgabe der Erfindung wird darin gesehen, eine motorgetriebene Bearbeitungsmaschine gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiterzubilden, dass ein kurzfristiges, einfaches An- und Abkuppeln des Verschiebeantriebs für das Bearbeitungswerkzeug ohne Demontage irgendwelcher Antriebsteile möglich ist.The object of the invention is seen in developing a motor-driven processing machine in accordance with the preamble of claim 1 in such a way that a short-term, simple coupling and uncoupling of the displacement drive for the processing tool is possible without dismantling any drive parts.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass die motorgetriebene Bearbeitungsmaschine nach dem Obergriff des Anspruchs 1, gemäss dem kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs ausgebildet ist. Durch Drehen des Betätigungsorgans erreicht man über den Exzenter ein Abkuppeln des Schneckenrads von der Schnecke des Verschiebeantriebs und damit ein einfaches, sofort wirksames Abkuppeln des Verschiebeantriebs für das Bearbeitungswerkzeug. Der Drehantrieb für letzteres wird hierdurch nicht beeinträchtigt. Nach dem sogenannten Anfahren, also dem kurzzeitigen Bearbeiten eines Werkstücks mit lediglich drehendem Werkzeug, kann man für die Weiterbearbeitung zum geeigneten Zeitpunkt den Verschiebeantrieb durch Zurückdrehen oder Weiterdrehen des Exzenters wieder zuschalten. Für das An- und Abkuppeln des Verschiebeantriebs sind also keinerlei Werkzeuge erforderlich und es besteht daher auch keine Gefahr, dass durch unsachgemässes Demontieren daher und Anmontieren irgendwelche Schäden am Antrieb entstehen. Diese motorgetriebene Bearbeitungsmaschine eignet sich insbesondere als Handwerkzeug in Verbindung mit einem elektrischen Antriebsmotor. Bei Verwendung eines Schaftfräsers oder eines dementsprechend geformten Schleifsteins, kann man die Bearbeitungsmaschine zur Fliesenbearbeitung einsetzen. Wenn es sich um ein diamantbesetztes und folglich sehr teures Bearbeitungswerkzeug handelt, so kann dieses aufgrund der überlagerung einer Drehbewegung und einer Axialbewegung an seinem gesamten Umfang beansprucht und infolgedessen gleichmässig abgenutzt werden. Man erzielt hierdurch nicht nur eine Verlängerung der Standzeit des Bearbeitungswerkzeugs, sondern auch eine zügige Bearbeitung bei guter Qualität des Arbeitsergebnisses. Die längere Standzeit ergibt sich vor allen Dingen auch dadurch, dass das Bearbeitungswerkzeug aufgrund der Hin- und Herbewegung sich nicht so stark erwärmt und eine örtliche Abnutzung lediglich eines Teils der Zylinderlänge vermieden wird.To achieve this object, it is proposed according to the invention that the motor-driven processing machine is designed according to the preamble of claim 1, in accordance with the characterizing part of this claim. By turning the actuating member, the worm wheel is uncoupled from the worm of the displacement drive via the eccentric and thus a simple, immediately effective disconnection of the displacement drive for the machining tool. The rotary drive for the latter is not affected by this. After the so-called start-up, i.e. the short-term machining of a workpiece with just a rotating tool, the shift drive can be switched on again for further processing at a suitable time by turning back or turning the eccentric. No tools are required for coupling and uncoupling the slide drive and there is therefore no risk that improper dismantling and fitting will result in any damage to the drive. This motor-driven processing machine is particularly suitable as a hand tool in connection with an electric drive motor. When using an end mill or a correspondingly shaped grindstone, you can use the processing machine for tile processing. If it is a diamond-tipped and consequently very expensive machining tool, it can be stressed over its entire circumference due to the superimposition of a rotary movement and an axial movement and can consequently be worn evenly. This not only extends the service life of the processing tool, but also quick processing with good quality of the work result. The longer service life is primarily due to the fact that the machining tool does not heat up as much due to the back and forth movement and local wear of only part of the cylinder length is avoided.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Einstellhülse zumindest in zwei um 90° versetzten Drehstellungen einrast- und/oder feststellbar ist. Dadurch kann man die Ein- und Auschaltstellung des Verschiebeantriebs leicht auffinden und einwandfrei sichern.A further development of the invention provides that the adjusting sleeve engages and / or can be locked in at least two rotational positions offset by 90 ° is. This makes it easy to find the switch-on and switch-off position of the slide drive and to secure it properly.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erlähtert.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment.

Die Zeichnung zeigt dieses Ausführungsbeispiel teilweise in Seitenansicht und teilweise in einem Längsmittelschnitt durch die Motor-Antriebsachse bzw. die Achse der Schnecke.The drawing shows this exemplary embodiment partly in a side view and partly in a longitudinal central section through the motor drive axis or the axis of the worm.

Die motorgetriebene Bearbeitungsmaschine dient vor allen Dingen zum Bearbeiten keramischer Werkstoffe, insbesondere von Wand- und Bodenfliesen. In seine lediglich schematisch gezeichnete Werkzeugaufnahme 1 wird ein als Schaftfräser oder als Schleifer ausgebildetes Bearbeitungswerkzeug 2 eingesetzt, wobei im letzteren Fall insbesondere an einen Schleifer mit Diamantsplittern gedacht ist. Wenn die Werkzeugaufnahme als Dreibackenfutter ausgebildet ist, so erfolgt das Festhalten und Freigeben des Werkzeugschafts 3 in bekannter Weise mittels eines Schlüssels. Man kann ihn selbstverständlich auch in anderer bekannter Artfesthalten, zum Beispiel durch Eindrehen einer nicht gezeigten Stellschraube in ein dafür vorgesehenes Gewinde 4 der Werkzeugaufnahme 1. Letztere ist über eine Keilwellenverbindung 5 oder eine andere teleskopartig ausziehbare, für eine Drehmomentübertragung geeignete Verbindungsvorrichtung formschlüssig mit dem freien Ende der Motor-Antriebswelle 6 gekuppelt. Infolgedessen kann das Bearbeitungswerkzeug 2 ausser der Drehbewegung auch eine Hin- und Herbewegung im Sinne des Doppelpfeils 7 ausführen. Als Antriebsmotor kommt ein Elektromotor 8 in Frage, der in der Zeichnung teilweise geschnitten zu sehen ist und von herkömmlicher Bauart sein kann. Betätigt wird er mittels eines Schalters, der im einzelnen nicht dargestellt ist und einen Drücker 9 aufweist.The motor-driven processing machine is primarily used to process ceramic materials, especially wall and floor tiles. In its only schematically drawn tool holder 1, a machining tool 2 designed as an end mill or as a grinder is inserted, in the latter case in particular a grinder with diamond chips is intended. If the tool holder is designed as a three-jaw chuck, the tool shank 3 is held and released in a known manner by means of a key. It can of course also be held in another known manner, for example by screwing a set screw (not shown) into a thread 4 of the tool holder 1 provided therefor. The latter is positively connected to the free end via a spline connection 5 or another telescopically extendable connecting device suitable for torque transmission the motor drive shaft 6 coupled. As a result, in addition to the rotary movement, the machining tool 2 can also perform a back and forth movement in the sense of the double arrow 7. An electric motor 8 can be used as the drive motor, which can be seen in part in the drawing and can be of conventional design. It is actuated by means of a switch, which is not shown in detail and has a pusher 9.

Der dem Motorlager 10 zugeordnete Bereich der Antriebswelle.6 ist als Ritzel 11 gestaltet. Seine Zähne stehen im Eingriff mit denjenigen eines Zahnrads 12 und sie können in vorteilhafter Weise die gleiche Teilung aufweisen wie die Keilrolle der Keilwellenverbindung 5. Zur Lagerung der Zahnradwelle 13 dienen zwei Lager, insbesondere Wälzlager 14 und 15. Die Zahnradwelle 13 ist einstückig mit einer Schnecke 16 gefertigt bzw. teilweise als solche ausgebildet. Letztere arbeitet mit einem Schneckenrad 17 zusammen, dessen Lagerwelle mit 18 bezeichnet ist und in zwei Lagern, vorzugsweise Wälzlagern 19 und 20, abgestützt ist. Das Schneckenrad 17 weist eine exzentrisch angebrachte, entgegen der Lagerwelle 18 randoffene Ringnut 23 auf, in welche ein Steuerzapfen 21 eingreift. Dieser ist an einem als Führungsbuchse 24 gestalteten Bauteil befestigt und die Führungsbuchse 24 ist im Sinne des Doppelpfeils 7 in einer Führung 25 des Gehäuses 26 auf und ab verschiebbar. Aus dem Vorstehenden ergibt sich, dass die Drehbewegung des Ritzels 11 über das Zahnrad 12 auf die Schnecke 16 und von dort auf das Schneckenrad 17 übertragen wird. Die Ringnut 23 bewirkt eine Auf- und Abbewegung des Steuerzapfens 21 und damit auch der Führungsbuchse 24 in Richtung des Pfeils 7. Weil die Führungsbuchse 24 über das Lager 28 mit der Werkzeugaufnahme 1 in Auf- und Abwärtsrichtung bewegungsmässig gekuppelt ist, macht das Bearbeitungswerkzeug 2 deren Auf- und Abbewegung mit. Seine Drehbewegung erhält das Bearbeitungswerkzeug direkt über die Motor-Antriebswelle 6 und die Werkzeugaufnahme 1, wobei die letztgenannten Elemente, wie bereits erläutert, über eine Keilwellenverbindung 5 o.dgl. gekuppelt sind.The area of the drive shaft 6 assigned to the motor bearing 10 is designed as a pinion 11. Its teeth are in engagement with those of a gear wheel 12 and they can advantageously have the same pitch as the spline roller of the spline connection 5. Two bearings are used to support the gear shaft 13, in particular roller bearings 14 and 15. The gear shaft 13 is integral with a worm 16 manufactured or partially designed as such. The latter works together with a worm wheel 17, the bearing shaft of which is designated 18 and is supported in two bearings, preferably roller bearings 19 and 20. The worm wheel 17 has an eccentrically mounted annular groove 23 which is open towards the edge against the bearing shaft 18 and into which a control pin 21 engages. This is attached to a component designed as a guide bush 24 and the guide bush 24 can be moved up and down in the direction of the double arrow 7 in a guide 25 of the housing 26. It follows from the above that the rotary movement of the pinion 11 is transmitted to the worm 16 via the gear wheel 12 and from there to the worm wheel 17. The annular groove 23 causes an up and down movement of the control pin 21 and thus also the guide bush 24 in the direction of the arrow 7. Because the guide bush 24 is coupled in terms of movement in the up and down direction via the bearing 28 with the tool holder 1, the machining tool 2 makes them Up and down movement with. The machining tool receives its rotary movement directly via the motor drive shaft 6 and the tool holder 1, the latter elements, as already explained, via a spline connection 5 or the like. are coupled.

Die Bohrung 30 einer Einstellhülse 31, welche die Aussenringe der beiden Wälzlager 19 und 20 aufnimmt, ist exzentrisch zum Zylinderaussenmantel dieser Einstellhülse angebracht. In der Zeichnung ist dies allerdings nicht zu sehen, weil sich die Exzentrizität in der eingezeichneten Lage der Einstellhülse 31 senkrecht zur Bildebene erstreckt. Mittels des angeformten, beispielsweise knebelartigen Betätigungsorgans 32, kann diese Hülse ggf. nach vorherigem Lösen einer Feststellschraube 33 in der Gehäusebohrung 34 gedreht werden. Aufgrund der Exzentrizität der Bohrung 30 bewirkt eine derartige Verdrehung eine Parallelverschiebung der Lagerwelle 18 damit ein Abheben des Schneckenrads 17 von der Schnecke 16. Ein Weiterdrehen bzw. Zurückdrehen führt dann zur Annäherung des Schneckenrads an die Schnecke bzw. zum Einkuppeln der Schnecken-und Schneckenradgänge. In ausgekuppeltem Zustand läuft die Schnecke 16 gewissermassen leer unterhalb des Schneckenrads 17, so dass die Auf-und Abbewegung der Führungsbuchse 24 und damit letztlich auch des Bearbeitungswerkzeugs 2 unterbleibt. Man kann also mit Hilfe dieser vergleichsweise einfach aufgebauten Einrichtung sehr rasch wahlweise mit oszillierender Bewegung arbeiten oder ohne diese. Im übrigen sind die Übersetzungsverhältnisse der beiden Getriebe 11, 12 bzw. 16,17 so gewählt, dass das Bearbeitungswerkzeug etwa 300 Umdrehungen pro Hub vollführt. Denkbar sind selbstverständlich auch andere Unter- oder Übersetzungsverhältnisse.The bore 30 of an adjusting sleeve 31, which receives the outer rings of the two roller bearings 19 and 20, is eccentrically attached to the outer cylinder jacket of this adjusting sleeve. However, this cannot be seen in the drawing because the eccentricity in the position of the adjusting sleeve 31 shown extends perpendicular to the image plane. By means of the integrally formed, for example toggle-like actuating member 32, this sleeve can be rotated in the housing bore 34, if necessary, after loosening a locking screw 33 beforehand. Due to the eccentricity of the bore 30, such a rotation causes a parallel displacement of the bearing shaft 18 and thus a lifting of the worm wheel 17 from the worm 16. Turning it further or turning it back then leads to the worm wheel approaching the worm or engaging the worm and worm wheel gears. In the disengaged state, the worm 16 runs, as it were, empty below the worm wheel 17, so that the up and down movement of the guide bush 24 and thus ultimately also of the machining tool 2 does not occur. So you can work with this comparatively simple structure very quickly either with oscillating movement or without it. Otherwise, the gear ratios of the two gears 11, 12 and 16, 17 are selected so that the machining tool makes about 300 revolutions per stroke. Of course, other sub or translation ratios are also conceivable.

Zur Abstützung des Handwerkzeugs und gleichzeitig auch zur Führung des Bearbeitungswerkzeugs entlang dem nicht gezeigten Werkstück, also beispielsweise einer Fliese, dient ein Stützfuss 35, den man noch ggf. schwenkbar, beispielsweise um eine in der Bildebene gelegene Achse, ausbilden kann. Wenn der Kopf der Schraube 33 oder eines ähnlichen, beispielsweise federbelasteten Elements, in eine Kerbe 37 der Einstellhülse 31 eingreift, so erreicht man auf diese Weise eine Drehsicherung. Es ist ohne weiteres möglich, am Umfang wenigstens zwei um 90° versetzte Kerben dieser Art vorzusehen.To support the hand tool and at the same time to guide the processing tool along the workpiece, not shown, for example a tile, a support leg 35 is used, which can also be pivoted, for example, about an axis located in the image plane. If the head of the screw 33 or a similar, for example spring-loaded element, engages in a notch 37 of the adjusting sleeve 31, a rotation lock is achieved in this way. It is readily possible to provide at least two notches of this type offset by 90 ° on the circumference.

Claims

1. Motor-driven machining apparatus, the tool take-up (1) ortool-holder of which is mounted for axial displacement in the machine housing by means of displacement means (17,24,28) formed as an eccentric drive, whereby the displacement means is connected to the motor drive shaft (6) by means of a worm (16) and a worm gear (17) and can be uncoupled from the tool take-up (1) or tool-holder, characterized in that a support shaft (18) fortheworm gear (17) is located in an eccentric bore (30) in an adjusting sleeve (31 ) which is rotatable in the housing (26), of which sleeve the outwardly-directed closed end is formed as or carries an actuating device (32).

2. Motor-driven machining apparatus according to claim 1, characterized in that the adjusting sleeve (31) can be switched into or set at two angular positions displaced from one another by 90°.