DE4340727A1 - Einrichtung zur Handwerkzeugmaschinen zur Drehmitnahme von Werkzeugen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung an Handwerkzeugma­ schinen zur Drehmitnahme von schlagenden und/oder bohrenden Werk­ zeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie von einem dabei verwendeten Werkzeug und Werkzeughalter.

Eine solche Einrichtung ist aus der DE-OS 25 51 125 bekannt, wobei die Aufnahmebohrung des Werkzeughalters zwei einander gegenüber­ liegende leistenförmige Drehmitnehmer aufweist, die in entsprechende Drehmitnahmenuten im Schaft der hier verwendeten Werkzeuge eingrei­ fen. Außerdem sind dort zwei ebenfalls einander gegenüberliegende, jedoch zu den Drehmitnahmen um 90° versetzte Verriegelungskörper vorgesehen, die in entsprechend angeordnete, längliche Mulden im Werkzeugschaft radial einrasten und das axial verschiebbare Werkzeug gegen Herausfallen bzw. unbeabsichtigtes Herausziehen sichern.

Da dieses als "SDS-plus" bekannte Einstecksystem für Schlagbohr­ maschinen und Bohrhammer sowie für in deren Werkzeughalter einsteck­ bare Werkzeuge unterschiedlicher Leistung verwendet wird, ergibt sich für die erforderliche Kompatibilität der verschiedenen Werkzeuge ein einheitlicher Schaftdurchmesser von z. B. 10 mm sowie eine entsprechend einheitliche Aufnahmebohrung am Werkzeughalter. Dies hat den Nachteil, daß sich bei leistungsstarken Werkzeugen in entsprechend leistungsstarken Maschinen im Dauerbetrieb unter voller Belastung die Drehmitnahme stark abnutzt, da die Drehmomentüber­ tragung dort nur über zwei relativ schmale, einander gegenüberlie­ gende Flanken der Drehmitnahmenuten und der Drehmitnehmer erfolgt.

Vorteile der Erfindung

Ausgehend davon, daß an den vorerwähnten Werkzeugen mit einem soge­ nannten "SDS-plus"-Einsteckende der Schaftdurchmesser sowie der Durchmesser der Werkzeugaufnahme vorgegeben ist und im Hinblick auf Kompatibilität beibehalten werden soll, hat die erfindungsgemäße Einrichtung zur Drehmitnahme von schlagenden und/oder bohrenden Werkzeugen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 den Vorteil, daß bei Bohr- und Meißelwerkzeugen mit relativ dickem Werkzeugschaft an ihrem Absatz zum dünneren Einsteckende durch mindestens eine vorzugsweise zwei symmetrisch sich gegenüberliegende Ausformungen eine zusätliche Drehmitnahme geschaffen wird, indem mindestens eine dazu passende Ausformung an der Stirnseite der Werkzeugaufnahme damit in Drehrichtung zusammenwirkt. Dadurch wird auch bei leistungsstarken Maschinen und Werkzeugen die Abnutzung der Drehmitnahme verringert. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß der verbesserte Werkzeugschaft mit den Kennzeichnungs­ merkmalen des Anspruchs 4 nicht nur für eine Werkzeugaufnahme mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 9 sondern auch für Maschinen mit einer "SDS-plus"-Werkzeugaufnahme ohne deren Beein­ trächtigung zu verwenden, d. h. kompatibel ist. Ferner ist vorteil­ haft, daß die Axialverriegelung der Werkzeuge durch die verbesserte Drehmitnahme nicht beeinträchtigt wird sondern voll wirksam bleibt. Außerdem wird noch durch die zusätzliche Drehmitnahme die Werkzeug­ führung im Werkzeughalter verbessert, was insbesondere bei einem seitlichen Wegdrücken oder Hebeln des Werkzeugs von Vorteil ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den Patent­ ansprüchen 1, 4 und 9 angegebenen Merkmale.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisch dargestellte obere Hälfte des Werkzeug­ halters eines Bohrhammers mit darin eingesetztem Schlagbohrwerkzeug im Längsschnitt in vergrößerter Darstellung und

Fig. 2 einen Quer­ schnitt des Werkzeughalters nach II-II aus Fig. 1 sowie

Fig. 3 einen Querschnitt durch das Schlagbohrwerkzeug nach II-II aus Fig. 1

Fig. 4 und 5 zeigen weitere Ausführungsformen der zusätzlichen Drehmitnahme an verschiedenen Werkzeugen.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die erfindungsgemäße Einrichtung an Werkzeugmaschinen zur Drehmit­ nahme von schlagenden und/oder bohrenden Werkzeugen, insbesondere an Schlagbohrmaschinen und Bohrhämmern bzw. Schlaggeräten besteht im wesentlichen aus einem Werkzeughalter 10 und einem darin eingesetz­ ten Einsteckende 11a des Werkzeugschaftes 11 eines zum Bohren und/oder Schlagen verwendeten Werkzeuges 12. Im ersten Ausführungs­ beispiel nach Fig. 1 bis 3 sitzt der Werkzeughalter 10 drehfest am Ende einer angetriebenen, hohlzylindrischen Werkzeugspindel eines an sich bekannten, nicht dargestellten Bohrhammers. In Fig. 1 ist dabei nur die obere Hälfte des Werkzeughalters 10 im Querschnitt dargestellt, wobei die untere, dazu symmetrisch ausgebildete Hälfte aus Fig. 2 erkennbar ist. Der Werkzeughalter 10 besteht im wesentlichen aus einer rohrförmigen Werkzeugaufnahme 13 mit einer Aufnahmebohrung 14 für das Einsteckende 11a z. B. eines Schlagbohrers als Werkzeug 12. In zwei einander gegenüberliegenden Durchbrüchen 15 der Werkzeugaufnahme 13 ist jeweils ein axial länglich ausgebildeter Verriegelungskörper 16 eingesetzt. Oberhalb der Verriegelungskörper 16 ist konzentrisch zur Werkzeugaufnahme 13 eine Arretierhülse 17 angeordnet, die durch eine nicht dargestellte axial wirkende Druck­ feder in bekannter Weise in ihrer dargestellten Ruhelage die Verrie­ gelungskörper 16 in deren Ruhelage arretiert. Die Arretierhülse 17 ist auf der Werkzeugaufnahme 13 axial verschiebbar gelagert und oberhalb der Verriegelungskörper 16 mit einem radial nach innen gerichteten, oberhalb des jeweiligen Verriegelungskörpers 16 enden­ den Vorsprung 18 versehen. Dieser Vorsprung ist durch Axialverschie­ bung der Arretierhülse 17 in eine dahinterliegende Ausnehmung 19 in der Werkzeugaufnahme 13 verschiebbar, so daß dann der Verriegelungs­ körper 16 zum Einschieben des Werkzeugschaftes 11 radial nach außen ausweichen kann. Eine von außen zugängliche Betätigungshülse 20 ist über einen Kulissenstein 21 mit der Arretierhülse 17 derart verbun­ den, daß die Arretierhülse 17 durch axiales Zurückdrücken der Betä­ tigungshülse 20 mitgenommen wird. Die Betätigungshülse 20 ist dabei am vorderen Ende in einer Schutzkappe 22 aufgenommen.

Das Werkzeug 12 ist am Einsteckende 11a des Werkzeugschaftes 11 mit zwei einander gegenüberliegenden, zum Schaftende hin offenen Dreh­ mitnahmenuten 23 versehen, in welche zwei in der Aufnahmebohrung 14 nach innen vorstehende, axial verlaufende Drehmitnehmer gemäß Fig. 2 eingreifen. Die Drehmitnehmer 24 sind dabei zu den Verriegelungs­ körpers 16 am Umfang der Werkzeugaufnahme 13 um 90° versetzt ange­ ordnet. In entsprechender Weise sind zu den Drehmitnahmenuten 23 des Werkzeugschaftes 11 zwei einander gegenüberliegende, axial verlau­ fende Verriegelungsmulden 25 am Umfang des Werkzeugschaftes 11 um 90° versetzt angebracht. Während die Drehmitnahmenuten 23 sowie die Verriegelungsmulden 25 in etwa auf gleicher Höhe am Schaft 11 beginnen, enden die Verriegelungsmulden 25 bereits vor dem hinteren Ende des Werkzeugschaftes 11, so daß die darin eingreifenden Ver­ riegelungskörper 16 die Axialbewegung des Werkzeuges 12 in der Werk­ zeugaufnahme 13 begrenzen. Nach dem Einschieben des Einsteckendes 11a vom Werkzeug 12 in die Werkzeugaufnahme 13 wird die zuvor von Hand zurückgeschobene Betätigungshülse 20 losgelassen und die vorer­ wähnte Druckfeder drückt nun die Betätigungshülse 20 mitsamt der Arretierhülse 17 wieder in die dargestellte Ruhelage zurück, wobei der Vorsprung 18 den ihm jeweils zugeordneten Verriegelungskörper 16 in der Verriegelungsmulde 25 des Werkzeugschaftes 11 radial arre­ tiert und das Werkzeug 12 damit gegen Herausfallen bzw. unbeabsich­ tigtes Herausziehen sichert.

Zur Verbesserung der Drehmitnahme, insbesondere bei Werkzeugen mit größerem Durchmesser des Arbeitsschaftes 11b gegenüber dem einheit­ lichen Schaftdurchmessers des Einsteckendes 11a ist vorgesehen, in dem durch diesen Durchmessersprung gebildeten Absatz 26 stirnseitig eine Ausformung in Form von einander gegenüberliegenden, radial nach außen offenen Drehmitnahmetaschen 27 anzuordnen. Ferner ist am vor­ deren Ende des Werkzeughalters 10 eine damit zusammenwirkende Aus­ formung vorgesehen, die gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aus einem der Werkzeugaufnahme vorgelagerten, radial nach innen vor­ stehenden Drehmitnahmezahn 28 am Werkzeughalter 10 besteht. Der Drehmitnahmezahn 28 befindet sich vorn an der Stirnseite einer Zu­ satzleiste 29 des Werkzeughalters 10, die zwischen der Arretierhülse 17 und der Betätigungshülse 20 angeordnet und in einem Hülsenteil 29a geführt ist. Über den Kulissenstein 21 und einem Einsatzteil 30 ist die Zusatzleiste 29 gemeinsam mit der Betätigungshülse 20 axial nach hinten verschiebbar, um das Einsteckende 11a des Werkzeugs 12 in die Werkzeugaufnahme 13 einsetzten zu können. Nach dem Einsetzen wird dann der Drehmitnahmezahn 28 durch Loslassen der Betätigungs­ hülse 20 axial nach vorne in die dann dazu fluchtende Drehmitnahme­ tasche 27 des Werkzeuges 12 eingeschoben.

Die Zusatzleiste 29 mit dem Drehmitnahmezahn 28 ist für kleinere Werkzeuge bzw. für Werkzeuge ohne Drehmitnahmetaschen in axial ein­ gezogener Stellung am Werkzeughalter 10 arretierbar aufgenommen, wozu die Betätigungshülse 20 gegenüber der Arretierhülse 17 zwischen zwei Raststellungen verdrehbar ist. Über den Kulissenstein 21 und das Einsatzteil 30 wird dabei die Zusatzleiste 29 in der Maschinenlängsachse verschoben, wobei die Zusatzleiste 29 als Gegenlager eine entsprechende Kulissenführung 29b aufweist, welche z. B. als Steilgewinde mit Raststellungen am Gewindebeginn und -ende zur Verriegelung der Längsbewegung versehen ist und alternativ auch in der Betätigungshülse 20 angeordnet sein kann, wobei dann dies Einsatzteil 30 mitsamt der Zusatzleiste 29 axial verschiebbar ist. Durch die eine Raststellung wird dabei die Eingriffsposition des Drehmitnahmezahnes 28 und durch die andere Raststellung die Ausrückposition festgelegt. Der Drehmitnahmezahn 28 taucht dabei in der Ausrückposition in einen entsprechend angeordneten Schlitz 31 der Schutzkappe 22 ein, so daß er nach außen nicht mehr vorsteht.

Um zu verhindern, daß artfremde Bohrer in den erfindungsgemäßen Werkzeughalter 10 eingesetzt werden, ist an der Innenseite der Verriegelungskörper 16 ein radial vorstehender länglicher Nocken 33 ausgebildet, der in eine entsprechend ausgeformte Längsnut 34 am Boden der Verriegelungsmulde 25 eingreift. Beim Einsetzen von art­ fremden Werkzeugen ohne eine solche Längsnut 34 läßt sich der Ver­ riegelungskörper 16 dann nicht mehr arretieren, d. h. das Futter des Werkzeughalters 10 läßt sich nicht schließen. Außerdem ist bei Ver­ wendung von Werkzeugen mit einer inneren Bohrmehlabsaugung eine Ab­ saugöffnung 36 am Einsteckende 11a im Bereich einer nicht benutzten Verriegelungsmulde 25 bei vorhandener Abdichtung 35 an der Aufnahme­ bohrung 14 möglich, wie dies in Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist.

Zur Verbesserung der Drehmitnahme sind zwar die Drehmitnahmetaschen 27 möglichst tief am Abschnitt 11b des Werkzeugschaftes 11 auszubil­ den, sie werden jedoch ebenso wie die Zahnkuppe des Drehmitnahme­ zahnes 28 gegenüber dem Einsteckende 11a des Werkzeugs 12 bzw. der Bohrung 14 der Werkzeugaufnahme 13 auf einen größeren Durchmesser gelegt, damit der darin eingreifende Zahn 28 das Einschieben des Schafteinsteckendes 19a in den Werkzeughalter 10 nicht behindert.

Weitere Ausführungsbeispiele für die Ausgestaltung der Drehmitnahme­ taschen zeigen die Fig. 4 und 5. Während die Drehmitnahmetaschen 27 des Werkzeuges 12 gemäß Fig. 3 in ihrem Querschnitt keilförmig mit gerundetem Boden 27a und geraden, radial und axial verlaufenden Flanken 32 ausgebildet ist, ist in der Ausführungsform nach Fig. 4 die Drehmitnahmetasche 27 im Querschnitt 27b muldenförmig gerundet ausgebildet und im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist der Grund 27c der Drehmitnahmetaschen 27 flach ausgebildet. Da unabhängig von dem Arbeitsschaftdurchmesser 11b des verwendeten Werkzeuges der Taschenboden stets auf gleichem Durchmesser liegt, ergibt sich in vorteilhafter Weise bei einer derartigen zusätzlichen Drehmitnahme, daß die radiale Tiefe der Drehmitnahmetaschen 27 mit dem Durchmesser des Werkzeugschaftes 11 zunimmt, womit auch die mit dem Drehmitnah­ mezahn 28 zusammenwirkende, in Drehrichtung liegende Mitnahmeflanke 32 entsprechend vergrößert wird.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Aus­ führungsbeispiele beschränkt. So sind grundsätzlich verschiedene Formen und Anordnungen für die Ausformungen am Werkzeug bzw. am Werkzeughalter zur Bildung einer zusätzlichen Drehmitnahme denkbar, wobei jedoch wesentlich ist, daß sich in Drehrichtung (gemäß dem Pfeil in Fig. 3) eine mit dem Durchmesser des Einsatzwerkzeuges wachsende Anlagefläche bzw. Flanke mit der Drehmitnahme an der Stirnseite des Werkzeughalters ergibt. Der gepunktete Kreis in den Fig. 3 und 4 zeigt dabei den Mindestdurchmesser, für den Dreh­ mitnahmetaschen sinnvoll einsetzbar sind. Dieser Durchmesser liegt bei etwa 16 mm. Anstelle von einem, insbesondere für kleinere Maschinen bereits ausreichenden Drehmitnahmezahn 28 empfiehlt sich für eine symmetrische Belastung ab mittelschweren Maschinen die Anordnung von einander gegenüberliegenden Drehmitnahmezähnen. Für schwere Maschinen können beispielsweise aber auch drei, vier oder noch mehr Drehmitnahmezähne vorgesehen werden, wobei dann eine entsprechende Anzahl von Drehmitnahmetaschen 27 im Werkzeug vorzusehen sind. Außerdem können die Drehmitnahmetaschen bei schwächeren Werkzeugen auch in einem dickeren Abschnitt des Werk­ zeugschafts eingearbeitet sein. Realisierbar ist auch eine umge­ kehrte Ausführungsform der Ausformungen, wonach Drehmitnahmetaschen an der Stirnseite des Werkzeughalters und damit in Eingriff zu brin­ gende Drehmitnahmezähne am Werkzeugschaft ausgebildet werden können. Ferner sind Alternativlösungen auch bei der Axialverschiebung der zusätzlichen Drehmitnahmezähne 28 am Werkzeughalter, insbesondere konstruktive Lösungen zur Umsetzung einer Drehbewegung in eine Längsbewegung möglich. Darüber hinaus ist auch die der eigentlichen Längsverschiebung überlagerte Längsbewegung der Betätigungshülse 20 relativ zur Arretierhülse 17 zur Positionierung der Drehmitnahme­ zähne möglich. Ferner kann durch eine Kodierung der Verriegelungs­ mulde 25 ein automatisches Vor- und Zurückziehen der Drehmitnahme­ zähne 28 beim Einschieben eines Werkzeuges ausgelöst werden.

Claims (13)

1. Einrichtung an Handwerkzeugmaschinen zur Drehmitnahme von schla­ genden und/oder bohrenden Werkzeugen, die zu ihrem Schaftende hin offene Nuten zur Drehmitnahme aufweisen, in welche mindestens zwei in einer Aufnahmebohrung eines Werkzeugträgers nach innen vorstehen­ de, axial verlaufende, vorzugsweise einander diametral gegenüberlie­ gende Drehmitnehmer eingreifen, wobei in einem zu den Drehmitnehmern versetzten Umfangsbereich der Aufnahmebohrung mindestens ein in einem radialen Durchbruch der Werkzeugaufnahme nach außen nachgebend geführter Verriegelungskörper in eine längliche, die Axialbewegung des Werkzeugs in der Werkzeugaufnahme begrenzende Verriegelungsmulde im Werkzeugschaft eingreift und in dieser Position arretierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Aufnahmebohrung (14) einzu­ schiebende Schaftende (11a) des Werkzeuges (12) einen Absatz (26) zu einem mit größerem Durchmesser davor liegend stärkeren Abschnitt (11b) des Werkzeugschaftes (11) aufweist, wobei an dem Absatz stirn­ seitig mindestens eine axiale Ausformung (27) für eine zusätzliche Drehmitnahme vorhanden ist, welche in Drehrichtung mit einer axialen Ausformung (28) an der Stirnseite eines angetriebenen Teiles (29) des Werkzeughalters (10) zusammenwirkt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus­ formung am Absatz (26) des Werkzeugschaftes (11) mindestens eine im stärkeren Abschnitt (11b) des Werkzeuges (12) eingeformte, radial nach außen offene Drehmitnehmertasche ist, in welche ein dazu pas­ sender, der Werkzeugaufnahme (13) axial vorgelagerter Drehmitnahme­ zahn (28) eingreift.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Taschengrund und die Zahnkuppe der zusätzlichen Drehmitnahme gegen­ über dem Schafteinsteckende (11a) des Werkzeugs (12) und der Bohrung (14) der Werkzeugaufnahme (13) auf einem größeren Durchmesser liegen.

4. Werkzeug für eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Werkzeugen (12) mit unterschied­ lichem Schaftdurchmesser (11b) und mit einem Absatz (26) zu deren Schafteinsteckende (11a) mit einheitlichem Durchmesser mindestens eine axiale Ausformung (27) stirnseitig am Absatz als zusätzliche Drehmitnahme ausgebildet ist.

5. Werkzeuge nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die min­ destens eine Ausformung (27) als radial nach außen offene Drehmit­ nahmetasche ausgebildet ist, deren radiale Tiefe mit dem Schaft­ durchmesser des Werkzeugs (12) zunimmt.

6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die min­ destens eine Drehmitnahmetasche (27) eine etwa radial und axial verlaufende Drehmitnahmeflanke (32) aufweist.

7. Werkzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Ausformung aus zwei vorzugsweise sich gegenüberliegen­ den, nach außen offenen Drehmitnahmetaschen (27) mit keilförmigem Querschnitt gebildet ist.

8. Werkzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeich­ net, daß eine von der Werkzeugspitze durch den Schaft (11) geführte Längsbohrung zur Bohr- bzw. Gesteinsmehlabsaugung in einer Absaug­ öffnung (36) am Einsteckende (11a) im Bereich einer Verriegelungs­ mulde (25) endet.

9. Werkzeughalter für eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein radial nach innen vorstehender Zahn (28) als zusätzliche Drehmitnahme der Stirn­ seite der Werkzeugaufnahme (13) vorgelagert ist.

10. Werkzeughalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Drehmitnahmezahn (28) in Drehrichtung eine etwa radial und axial verlaufende Drehmitnahmeflanke aufweist.

11. Werkzeughalter nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Drehmitnahmezahn (28) axial einziehbar am Werkzeughalter (10) aufgenommen ist.

12. Werkzeughalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Drehmitnahmezahn (28) von einer Betätigungshülse (20) des Werkzeughalters (10) zwischen zwei Raststellungen axial verschiebbar ist, von denen die eine die Eingriffposition und die andere die Ausrückposition des mindestens einen Drehmitnahmezahnes (28) festlegt.

13. Werkzeughalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungshülse (20) gegenüber der Werkzeugaufnahme (13) zwischen zwei Raststellungen verdrehbar ist und dabei über eine Kulissen­ führung (21, 30) eine den mindestens einen Drehmitnahmezahn (28) tragende Zusatzleiste (29) axial verschiebt.