AT389830B - Werkzeughalter fuer bohr- und schlagbohrgeraete - Google Patents

Description

Nr. 389830

Die Erfindung betrifft einen Werkzeughalter für Bohr- und Schlagbohrgeräte mit einem Werkzeug, wobei das Werkzeug mittels wenigstens einem in axial geschlossene Ausnehmungen des Werkzeugschaftes eingreifenden durch ein Betätigungselement radial ein- und ausrückbaren, zwischen mindestens einem Anschlag und dem Werkzeugschaft einspannbaren Verriegelungselement mit oder ohne axialem Spiel im Werkzeughalter gehalten ist.

Beim Schlagbohren werden neben der reinen Drehbewegung axial wirkende Schläge auf den Werkzeugschaft übertragen. Damit die Schlagübertragung möglichst verlustfrei erfolgen kann, ist es üblich, daß der Werkzeugschaft im Werkzeughalter mit axialem Spiel gehalten wird. Der Werkzeugschaft kann sich somit im Werkzeughalter begrenzt axial verschieben, so daß sein rückwärtiges Ende in direkten Kontakt mit dem vorderen Ende des Schlagdöppers kommt. Die Schläge werden somit vom Schlagdöpper direkt auf das Werkzeug übertragen. Die Werkzeughalterung selbst nimmt demnach an der Schlagübertragung praktisch nicht teil.

Viele Schlagbohrgeräte sind neben dem Schlagbohren auch für reinen Drehbohrantrieb vorgesehen. Beim Bohrbetrieb wirkt sich jedoch axiales Spiel des Werkzeuges nachteilig aus. So kann das Bohrwerkzeug beispielsweise aus der Werkzeughalterung herausgezogen werden. Somit ist ein genaues Führen des Bohrers nicht möglich. Insbesondere kann auch eine vorbestimmte Bohrtiefe kaum eingehalten werden.

Ein aus der GB-PS 1 539 346 bekannter Bohrhammer weist sowohl zylindrische als auch kugelförmige Verriegelungselemente auf. Beim Schlagbohren befinden sich lediglich die zylindrischen Veniegelungselemente im Eingriff mit den Längsnuten des Einsteckendes, so daß axiales Spiel besteht. Zum Drehbohren werden zusätzlich die kugelförmigen Verriegelungselemente in die Längsnuten eingerückt und das axiale Spiel somit aufgehoben. Ein eigentliches axiales Einspannen des Werkzeuges findet dabei jedoch nicht statt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Werkzeughalter zu schaffen, der unter Vermeidung der vorstehend geschilderten Nachteile sowohl für das Schlagbohren, wie auch für das Drehbohren optimal geeignet ist.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zur axialen Festlegung des Werkzeuges im Weikzeughalter der Werkzeugschaft zwischen zwei Anschlägen axial einspannbar ist, wobei der eine Anschlag an einer Aufnahmehülse für den Werkzeugschaft angeordnet ist und der andere Anschlag gegenüber der Aufnahmehülse axial verschieb- und feststellbar an einem als Schiebehülse ausgebildeten Betätigungselement angeordnet ist.

Das Werkzeug weist somit beim Schlagbohren gegenüber dem Werkzeughalter das übliche axiale Spiel auf. Für das Drehbohren ist das Werkzeug jedoch zwischen zwei Anschlägen axial einspannbar. Dabei ist der eine Anschlag mit dem Werkzeughalter feststehend verbunden. Dieser kann beispielsweise durch eine Schulter oder einen Vorsprung gebildet werden. Die Einspannung kommt durch das Verschieben und Feststellen des anderen Anschlages gegenüber dem Werkzeughalter zustande. Dadurch, daß wenigstens ein Verriegelungselement zwischen mindestens einem der Anschläge und dem Werkzeug axial einspannbar ist, nehmen die Verriegelungselemente neben der Drehmomentübertragung auch an der axialen Einspannung des Werkzeuges teil. Somit sind für die axiale Einspannung des Werkzeuges werkzeugseitig keine zusätzlichen Mittel erforderlich.

Zum Einspannen des Werkzeuges wird der andere Anschlag gegenüber dem Werkzeughalter axial verschoben und festgestellt. Um dies zu erleichtern, ist es zweckmäßig, daß der andere, gegenüber dem Werkzeughalter axial verschieb- und feststellbare Anschlag an einem Betätigungselement angeordnet ist Das Betätigungselement kann beispielsweise unabhängig vom Betiiebszustand des Schlagbohrgerätes betätigt werden. Um Fehlmanipulationen zu vermeiden, kann das Betätigungselement beispielsweise mit einem Umschaltmechanismus vom Schlagbohr-auf Bohrbetrieb gekoppelt werden. Dadurch wird einerseits verhindert, daß im Schlagbohrbetrieb mit axial eingespanntem Werkzeug gearbeitet wird und anderseits sichergestellt, daß im Drehbohrbetrieb das Werkzeug axial eingespannt ist Für eine kompakte Bauweise ist es vorteilhaft, wenn das Betätigungselement als Schiebehülse ausgebildet ist. Durch die Ausbildung des Betätigungselementes als Schiebehülse wird vor allem eine Unwucht des Werkzeughalters vermieden. Außerdem kann die Betätigung einer Schiebehülse in jeder Drehstellung des Werkzeughalters erfolgen. Für eine einfache Ausbildung des Werkzeughalters ist es zweckmäßig, wenigstens ein Verriegelungselement zwischen dem axial verschiebbaren Anschlag und einer Schulter der axial begrenzten Ausnehmung am Werkzeugschaft einzuspannen. Zum Festspannen des Werkzeuges wird somit über den anderen verschieb- und feststellbaren Anschlag zunächst das Verriegelungselement gegen die Schulter der axial begrenzten Ausnehmung am Werkzeugschaft und hierauf das Werkzeug über das Verriegelungselement gegen den feststehenden Anschlag geschoben. Durch das zwischen dem axial verschiebbaren Anschlag und der Schulter der axial begrenzten Ausnehmung am Werkzeugschaft einspannbare Verriegelungselement wird zwischen dem Werkzeugschaft und dem axial verschiebbaren Anschlag ein Formschluß erzielt, sodaß ein direktes Angreifen des verschieb- und feststellbaren Anschlages am Werkzeugschaft nicht erforderlich ist

Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit besteht darin, wenigstens ein Verriegelungselement zwischen dem axial verschieb- und feststellbaren Anschlag und einer Schulter der axial begrenzten Ausnehmung am Werkzeugschaft einzuspannen. Auch in diesem Fall kann das Verriegelungselement eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Anschlag und dem Werkzeugschaft hersteilen, sodaß der Anschlag nicht selbst in den Bereich des Werkzeugschaftes ragen muß. -2-

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Weiterhin ist es möglich, sowohl zwischen dem mit dem Werkzeughalter verbundenen Anschlag und dem Werkzeugschaft, als auch zwischen dem Werkzeugschaft und dem anderen, axial verschieb- und feststellbaren Anschlag Verriegelungselemente anzuordnen. Der Werkzeugschaft wird somit praktisch zwischen wenigstens zwei Verriegelungselementen axial eingespannt. Die Verriegelungselemente können dabei in da- einen oder anderen Richtung gegen die Schultern der axial geschlossenen Ausnehmungen am Werkzeugschaft verspannt werden. Für eine gleichmäßige Verteilung der auftretenden Kräfte, sowohl am Werkzeughalter als auch am Werkzeugschaft, ist es zweckmäßig, daß jeweils zwei Verriegelungselemente einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Durch eine solche Anordnung der Verriegelungselemente wird Unwucht des Werkzeughalters weitgehend vermieden. Außerdem kann ein einzusetzendes Werkzeug aus jeder Stellung nach einem Verdiehwinkel von weniger als 180° verriegelt werden. Für eine weitere Vereinfachung der Handhabung des Werkzeughalters sind zweckmäßigerweise vier Verriegelungselemente vorgesehen. Bei vier Verriegelungselementen kann ein einzusetzendes Werkzeug aus jeder Stellung innerhalb eines Winkels von kleiner als 90° verriegelt werden. Vier Verriegelungselemente vermindern außerdem eine Abnützung sowohl am Werkzeugschaft als auch am Werkzeughalter.

Um beim Schlagbohren eine axiale Bewegung des Werkzeuges gegenüber dem Werkzeughalter zu ermöglichen, ist zwischen dem Werkzeugschaft und dem Werkzeughalter ein geringes radiales Spiel unumgänglich. Infolge Abnützung wird dieses Spiel im Laufe des Betriebes vergrößert. Bei einseitiger axialer Einspannung des Werkzeugschaftes kann sich daher das Werkzeug im Werkzeughalter schiefstellen. Die Folge davon ist, daß die Spitze des Werkzeuges nicht mehr rund läuft

Um ein Schiefstellen des Werkzeuges im Werkzeughalter zu vermeiden, sind gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung, jeweils zwei einander gegenüberliegend angeordnete Verriegelungselemente durch den axial verschiebbaren Anschlag gegenüber der Aufnahmehülse axial feststellbar. Die entstehenden Axialkräfte treten somit stets paarweise auf. Beispielsweise bei vier Verriegelungselementen können diese abwechslungsweise gegen die vorderen und rückwärtigen Schultern der Ausnehmungen am Weikzeugschaft gespannt werden. Die entstehenden Axialkräfte werden somit am Umfang verteilt und ein Schiefstellen des Werkzeughalters wird vermieden.

Die Verriegelungselemente dienen somit einerseits zur Drehmomentübertragung vom Werkzeughalter auf das Werkzeug und anderseits zum axialen Festlegen des Werkzeuges im Werkzeughalter beim Bohrbetrieb. Infolge der großen Umfangskräfte bei der Drehmomentübertragung entstehen relativ hohe Flächenpressungen an den Abstützflächen der Verriegelungselemente. Um diese Flächenpressungen zu reduzieren, werden die Verriegelungselemente in an sich bekannter Weise als zylindrische Rollen ausgebildet. Falls jedoch mehr als ein Verriegelungselement vorgesehen wird, können die Funktionen Drehmomentübertragung und axiales Spannen den Verriegelungselementen getrennt zugeordnet werden. Verriegelungselemente, die nur dem axialen Emspannen des Werkzeuges dienen, müssen in diesem Fall nicht als Rollen ausgebildet sein, sondern es können beispielsweise Kugeln verwendet werden. Als Kugeln ausgebildete Verriegelungselemente sind wirtschaftlich und ermöglichen außerdem eine kompakte Bauweise des Werkzeughalters.

Die Erfindung soll nachstehend an Hand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Werkzeughalter in der Stellung Schlagbohren, d. h. bei axial nicht festgespanntem Werkzeug, Fig. 2 einen Ausschnitt des in Fig. 1 dargestellten Werkzeughalters entlang der Linie (II-II), Fig. 3 den Werkzeughalter gemäß Fig. 1 in der Stellung Drehbohren, d. h. bei axial festgespanntem Werkzeug, Fig. 4 eine weitere Ausführung eines erfindungsgemäßen Werkzeughalters in der Stellung Schlagbohren, Fig. 5 den Werkzeughalter gemäß Fig. 4 in der Stellung Drehbohren und Fig. 6 eine Abwicklung des in Fig. 5 dargestellten Werkzeugschaftes mit angedeuteten Verriegelungselementen.

Ein insgesamt mit (1) bezeichneter Werkzeugschaft weist in seinem rückwärtigen Bereich axial geschlossene Ausnehmungen (la) auf. Ein maschinenseitiger, insgesamt mit (2) bezeichneter Schlagdöpper ist mit Nuten (2a) versehen und weist einen im Durchmesser dem Werkzeugsschaft (1) entsprechenden Absatz (2b) auf. Der Werkzeugschaft (1) und der Schlagdöpper (2) werden von einer insgesamt mit (3) bezeichnten Aufnahmehülse umgeben. Die Aufnahmehülse (3) ist mit Fenstern (3a, 3b, 3c) versehen. In den Fenstern (3a) sind Mitnahmeelemente (4) angeordnet, welche in die Nuten (2a) des Schlagdöppers (2) ragen und somit die Verbindung zwischen dem Schlagdöpper (2) und der Aufnahmehülse (3) hersteilen. In den Fenstern (3b, 3c) sind Verriegelungselemente (5,6) angeordnet, welche in die Ausnehmungen (la) des Werkzeugschaftes (1) ragen. Die Ausnehmungen (la) sind etwas länger als die Verriegelungselemente (5,6), sodaß in dieser Stellung der Werkzeugschaft (1) gegenüber der Aufnahmehülse (3) axiales Spiel aufweist.

Auf die Aufnahmehülse (3) ist eine insgesamt mit (7) bezeichnete Schiebehülse aufgesteckt. Die Schiebehülse (7) weist einen nach innen ragenden Nocken (7a) auf, der zusammen mit einer Kulisse (3d) an der Aufnahmehülse (3) eine Arretierung der Schiebehülse (7) ermöglicht. Auf der Schiebehülse (7) ist eine axial verschiebbare Griffhülse (8) geführt. Beim Zurückschieben der Griffhülse (8) können die Verriegelungselemente (5,6) radial aus den Ausnehmungen (la) des Werkzeugschaftes (1) ausrücken und das Werkzeug somit aus dem Werkzeughalter herausgenommen werden. Die Schiebehülse (7) weist ferner einen mit dem Verriegelungselement (6) zusammenwirkenden Anschlag (7b) auf. Eine Deckscheibe (9) ist mit der Aufnahmehülse (3) verschraubt. Zwischen der Schiebehülse (7) und der Griffhülse (8) ist eine Druckfeder (10) angeordnet. Durch die Druckfeder -3-

Nr. 389830 (10) werden die Schiebehülse (7) und die Griffhülse (8) in die dargestellte Stellung geschoben und der Werkzeugschaft (1) somit im Werkzeughalter mit axialem Spiel verriegelt.

Der in Fig. 2 dargestellte Schnitt durch den Werkzeughalter gemäß Fig. 1 zeigt die Kulisse (3d) an der Aufnahmehülse (3). Diese weist einen in axialer Richtung verlaufenden Bereich (3e) und einen in Umfangsrichtung verlaufenden Bereich (31) auf. ln der dargestellten Stellung kann der Nocken (7a) und somit die Schiebehülse (7) gegenüber der Aufnahmehülse (3) in axialer Richtung verschoben werden. Nach dem Verdrehen der Schiebehülse (7) gegenüber der Aufnahmehülse (3) gelangt der Nocken (7a) in den in Umfangsrichtung verlaufenden Bereich (31) der Kulisse (3d). Dadurch wird die Schiebehülse (7) gegenüber der Aufnahmehülse (3) in axialer Richtung festgelegt.

In Fig. 3 ist die Schiebehülse (7) gegenüber der Aufnahmehülse (3) in axialer Richtung gegen die Kraft der Druckfeder (10) verschoben. Über den Anschlag (7b) wurde dabei das Verriegelungselement (6) gegen die vordere Schulter der Ausnehmung (la) am Werkzeugschaft (1) und hierauf der Werkzeugschaft (1) aus der Aufnahmehülse (3) soweit herausgeschoben, bis das Venriegelungselement (5) einerseits an der rückwärtigen Schulter der Ausnehmung (la) und anderseits am Fenster (3b) zur Anlage kommt. Das vordere Ende des Fensters (3b) bildet somit einen mit dem Werkzeughalter verbundenen festen Anschlag (3g) für das Verriegelungselement (5). Der Werkzeugschaft (1) ist nun zwischen den beiden Veniegelungselementen (5,6) in axialer Richtung eingespannt. Dabei wird das beim Schlagbohren vorhandene, axiale Spiel aufgehoben. Der Nocken (7a) verhindert zusammen mit dem radialen Bereich (3f) der Kulisse (3d) das Zurückschieben der Schiebehülse (7) durch die Druckfeder (10). Der Werkzeugschaft (1) bleibt somit solange eingespannt, bis die Schiebehülse (7) gegenüber der Aufnahmehülse (3) wieder zurückgedreht und durch die Druckfeder (10) in die in Fig. 1 dargestellte Stellung zurückgebracht wird. Wie aus der Figur ersichtlich, ist das Fenster (3c) länger als das Fenster (3b) der Aufnahmehülse (3), sodaß das Verriegelungselement (6) an der vorderen Schulter der Ausnehmung (la) und nicht am Fenster (3c) aufläuft

Der in den Fig. 4 bis 6 dargestellte Werkzeughalter entspricht im wesentlichen der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführung. Entsprechende Teile sind daher auch mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Unterschied besteht im wesentlichen darin, daß der Werkzeugschaft (11) vier Ausnehmungen (11a) aufweist und daß entsprechend insgesamt vier Verriegelungselemente (5,6) vorgesehen sind. Entsprechend weist auch die Aufnahmehülse (13) insgesamt vier Fenster (13b, 13c) fiir die Veniegelungselemente (5,6) und zwei Fenster (13a) für die Mitnahmeelemente (4) auf. Dabei sind die Fenster (13c) wiederum länger als die Fenster (13b). Die Schiebehülse (17) ist mit zwei einander diametral gegenüberliegenden Anschlägen (17b) versehen. Die Anschläge (17b) wirken jeweils auf zwei einander diametral gegenüberliegend angeordnete Verriegelungselemente (6). Bei der in Fig. 4 dargestellten Stellung Schlagbohren weist der Werkzeugschaft (11) gegenüber der Aufnahmehülse (13) axiales Spiel auf. Angrenzend an den Werkzeughalter ist ein Teil des Gehäuses (14) des Bohrgerätes samt einer Feder (15) ersichtlich.

In Fig. 5 ist das Bohrgerät auf Drehbohrbetrieb umgeschaltet Dies erfolgt in bekannter, nicht näher beschriebener Weise durch Verschieben eines Teiles des Gehäuses (14) gegenüber dem Schlagdöpper (2) durch die Feder (15). Dabei läuft zuerst die Schiebehülse (17) auf dem Gehäuse (14) auf und wird gegenüber der Aufnahmehülse (13) in axialer Richtung verschoben. Die Anschläge (17b) verschieben dabei die Verriegelungselemente (6) gegenüber den Verriegelungselementen (5), die an dem den Anschlag (13g) bildenden Ende des Fensters (13b) anliegen. Der Werkzeugschaft (11) wird somit in analoger Weise zur Fig. 3 in axialer Richtung zwischen den Verriegelungselementen (5) und (6) eingespannt. Da die Verriegelungselemente (5) und (6) jedoch stets paarweise vorhanden sind, kann kein Schiefstellen des Werkzeugschaftes (11) in der Aufnahmehülse (13) erfolgen.

Wie die in Fig. 6 dargestellte Abwicklung des axial eingespannten Werkzeugschaftes (11) zeigt, befinden sich die Verriegelungselemente (5, 6) abwechslungsweise am vorderen und am rückwärtigen Ende der Ausnehmungen (11a). Der Werkzeugschaft (11) ist somit zwischen den Verriegelungselementen (5,6) in axialer Richtung eingespannt Durch das symmetrische Angreifen der axialen Kräfte am Werkzeugschaft (11) weiden Kippmomente vermieden. -4-

Claims (6)

1. Nr. 389830 PATENTANSPRÜCHE 1. Werkzeughalter für Bohr- und Schlagbohrgeräte mit einem Werkzeug, wobei das Werkzeug mittels wenigstens einem in axial geschlossene Ausnehmungen des Werkzeugschaftes eingreifenden, durch ein Betätigungselement radial ein- und ausrückbaren, zwischen mindestens einem Anschlag und dem Werkzeugschaft einspannbaren Verriegelungselement mit oder ohne axialem Spiel im Werkzeughalter gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur axialen Festlegung des Werkzeuges im Werkzeughalter der Werkzeugschaft zwischen zwei Anschlägen axial einspannbar ist, wobei der eine Anschlag (3g, 13g) an einer Aufnahmehülse (3, 13) für den Werkzeugschaft (1,11) angeordnet ist und der andere Anschlag (7b, 17b) gegenüber der Aufnahmehülse (3,13) axial verschieb- und feststellbar an einem als Schiebehülse (7,17) ausgebildeten Betätigungselement angeordnet ist.
2. 2. Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Verriegelungselement (6) zwischen dem axial verschieb- und feststellbaren Anschlag (7b, 17b) und einer Schulter der axial begrenzten Ausnehmung (la, 11a) am Werkzeugschaft (1,11) einspannbar ist.
3. 3. Werkzeughalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Verriegelungselement (5) zwischen dem an der Aufnahmehülse (3,13) angeordneten Anschlag (3g, 13g) und einer Schulter der axial begrenzten Ausnehmung (la, 11a) des Werkzeugschaftes (1,11) einspannbar ist
4. 4. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Veiriegelungselemente (5,6) einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind.
5. 5. Werkzeughalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß insgesamt vier Veiriegelungselemente (5, 6) vorgesehen sind.
6. 6. Werkzeughalter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei einander gegenüberliegend angeordnete Verriegelungselemente (6) durch den axial verschiebbaren Anschlag (17b) gegenüber der Aufnahmehülse (13) axial feststellbar sind. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -5-