DE69830140T2

DE69830140T2 - Abnehmbares Bohrfutter

Info

Publication number: DE69830140T2
Application number: DE69830140T
Authority: DE
Inventors: Jr. William G. Glen Rock Harman; Dale K. Fallston Wheeler
Original assignee: Black and Decker Inc
Current assignee: Black and Decker Inc
Priority date: 1997-12-12
Filing date: 1998-12-11
Publication date: 2006-01-19
Anticipated expiration: 2018-12-12
Also published as: EP0931629A2; US6293559B1; DE69830140D1; US6079716A; EP0931629A3; EP0931629B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf drehbare Werkzeuge, wie Bohrmaschinen, Bohrhämmer, Schraubendreher und andere kraftgetriebene Werkzeuge. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein abnehmbares Futter für ein handgeführtes Werkzeug.
Auf dem Verbrauchermarkt ist es erwünscht, drehbare Werkzeuge mit einem Bohrer zu verwenden, um Löcher in einem Werkstück auszubilden. Weiterhin ist es erwünscht, Befestigungselemente, beispielsweise Schrauben mit einem Normalkopf oder einem Kreuzschlitzkopf, in diese Löcher einzusetzen, um mehrere Werkstücke zusammen zu halten. Normalerweise benutzt man das Werkzeug, um Löcher in das Werkstück zu bohren. Nach dem Bohren der Löcher in das Werkstück wird der Bohrer aus dem Futter herausgenommen und ein Werkzeugeinsatz in das Futter eingesetzt, um das Befestigungselement einzuschrauben. Wenn dies auch eine effektive Methode zum Eindrehen von Befestigungselementen in das Werkzeug gewesen ist, ist es doch mühsam und zeitaufwändig, fortwährend Löcher zu bohren, den Bohrer aus dem Futter herauszunehmen und einen Werkzeugeinsatz einzusetzen, um das Befestigungselement einzuschrauben. Allgemein wird dieser Vorgang wiederholt, wenn mehrere Werkstücke miteinander verbunden werden. Ferner ist dieser Vorgang auch mit professionellen kraftgetriebenen Werkzeugvorrichtungen durchgeführt worden. Es wäre daher wünschenswert, ein Futter mit Bohrer zur Verfügung zu stellen, das von dem Werkzeug abnehmbar ist, um eine Spindel mit einem Werkzeugeinsatz an dem Werkzeug freizulegen, um die Befestigungselemente einzuschrauben.
US 5 342 154 offenbart eine Werkzeugmaschine, bei der ein Futter durch ein Paar Federdrahtelemente abnehmbar mit einer drehenden Spindel verriegelt ist.
US 4,824,298 offenbart ein Werkzeug, bei dem ein Futter abnehmbar durch eine Ringfeder an einer drehenden Spindel befestigt ist, die Verriegelungskugeln in Eingriff mit der Spindel drückt.
Ferner ist eine Futteranordnung, auf der der Oberbegriff von Anspruch 1 basiert, in der US 5 586 847 gezeigt.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine abnehmbare Futteranordnung zur Verfügung zu stellen, die die vorher angeführten Ausgestaltungsziele verkörpert.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine abnehmbare Futteranordnung zur Verfügung gestellt, wobei die Anordnung aufweist:
ein Futter zur Verbindung mit einer drehenden Spindel eines Werkzeugs, das zur Aufnahme eines ersten Werkzeugelements ausgebildet ist, das durch die Spindel gedreht werden kann; und
einen Verriegelungsmechanismus zur Verriegelung des Futters bezüglich der drehenden Spindel zur Drehung mit dieser, wobei der Verriegelungsmechanismus ein Verriegelungselement zur Aufnahme in einer ersten Aussparung aufweist, die bezüglich der Spindel fest ist, wobei der Verriegelungsmechanismus im Gebrauch einen ersten Zustand, in dem das Futter mit der ersten Aussparung gekoppelt ist, und einen zweiten Zustand hat, in dem sich das Verriegelungselement aus der ersten Aussparung heraus bewegen kann, und wobei der Verriegelungsmechanismus im Gebrauch in Richtung auf den ersten Zustand vorgespannt ist;
gekennzeichnet durch Riegelmittel zum Halten des Verriegelungsmechanismus im zweiten Zustand, wenn das Futter von der Spindel abgenommen ist, und durch Freigabemittel zur Zurückführung des Verriegelungsmechanismus in den ersten Zustand, wenn das Futter auf der Spindel befestigt ist.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Handwerkzeuganordnung zur Verfügung gestellt mit
einem Handwerkzeug mit einer drehbaren Spindel, die eine Aussparung aufweist; und
einer Futteranordnung, wie sie vorstehend definiert ist.
Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführung und den zugehörigen Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen deutlich oder ergeben sich aus der Anwendung der Erfindung.
Die beigefügten Zeichnungen, die in die Beschreibung einbezogen sind und einen Bestandteil davon bilden, verdeutlichen die vorliegende Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern. In den Zeichnungen werden für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet.
1 ist eine Perspektivansicht eines Werkzeugs mit dem abnehmbaren Futter der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Perspektivansicht von 1 mit von der Spindel abgenommenem Futter.
3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 aus 1.
4 ist eine Ansicht gleich der aus 3, während eines Zwischenschritts des Abnehmens des Futters.
5 ist eine Querschnittsansicht gleich der aus 3 in einer abnehmbaren Stellung.
6 ist eine Ansicht der Verriegelungsbuchse von vorn.
7 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 7-7 aus 6.
8 ist eine Ansicht der Verriegelungsbuchse von hinten.
9 ist eine Ansicht der Antriebsbuchse von vorn.
10 ist eine Ansicht der Antriebsbuchse von der Seite.
11 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 11-11 aus 10.
12 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 12-12 aus 9.
13 ist eine Schnittansicht entsprechend 3 einer anderen Ausführung der Spindel.
Sich den Zeichnungen zuwendend, insbesondere den 1 bis 12, ist ein abnehmbares Futter 20 auf einem Werkzeug 22 dargestellt. In der vorliegenden speziellen Ausführung ist das Werkzeug 22 eine Bohrmaschine, wobei jedoch ein Bohrhammer oder ein kraftge triebener Schraubendreher in gleicher Weise funktionieren würden. Die Bohrmaschine 22 weist eine Spindel 24 auf, die wiederum eine Öffnung 28 zum Aufnehmen eines Werkzeugeinsatzes 30 aufweist. Die Spindel 24 weist eine Umfangsnut 26 sowie mehrere erhöhte Elemente 32 auf, die durch axiale Kanäle 33 getrennt sind. Weiterhin ist ein Haltering 36 in eine Einkerbung 40 in der Spindel aufgenommen, um eine weitere Vorwärtsbewegung des Futters 20 auf die Spindel 24 zu verhindern. Ein Magnet 38 ist in der Spindel 24 angeordnet, um den Werkzeugeinsatz 30 zu magnetisieren sowie ihn in der Bohrung zu halten. Gleichermaßen stellen die erhöhten Elemente 32 und die Kanäle 33 die Antriebsverbindung zu dem Futter dar.
Das Futter 20 weist einen Körper 50 und Spannbackenelemente 52 mit einer Verriegelungsbuchse 54 auf, die üblich sind, um einen Bohrer 56 im Futter 20 zu halten. Ein Haltemechanismus 60 befindet sich an der Rückseite des Futterkörpers 50, um das Befestigen des Futters 20 an der Spindel 24 und das Abnehmen von ihr zu ermöglichen.
Der Haltemechanismus 60 weist eine Antriebsbuchse oder ein Antriebspassstück 62 auf. Das Antriebspassstück 62 (am besten in den 9 bis 12 zu sehen) hat einen ersten rohrförmigen Bereich 64, der Keilnuten oder Ähnliches 66 aufweisen kann, die in Presssitz in eine Öffnung 68 in der Rückseite des Futterkörpers 50 gebracht werden, um das Antriebspassstück 62 am Futterkörper 50 zu befestigen. Der zweite rohrförmige Bereich 70 des Antriebspassstücks hat eine Bohrung 72 mit entsprechend erhöhten Elementen 74 und axialen Kanälen 75, um mit der Spindel 24 zusammenzupassen. Die Kanäle 77 sind auf der äußeren Oberfläche des zweiten rohrförmigen Bereichs gebildet, um eine axiale, nichtdrehende Bewegung der Buchse 90 in Bezug auf das Antriebspassstück 62 zu ermöglichen.
Der zweite Bereich 70 des Antriebspassstücks weist eine Öffnung 78 auf, die eine Verriegelungskugel 80 aufnimmt. Die Verriegelungskugel 80 sitzt in der Spindelnut 26. Ein erster Vorspannfederring 82 ist um das Äußere des zweiten Bereichs 70 des Antriebspassstücks angeordnet. Der Federring 82 ist ringförmig, mit einem Spalt zwischen den Enden, und hat eine Öffnung 84, die oben auf der Verriegelungskugel 80 positioniert ist. Der Federring 82 befindet sich in einer zusammengedrückten Stellung, die die Kugel 80 in der Nut 26 hält, wie es in den 3 und 4 dargestellt ist. Der Federring 82 weitet sich radial in eine zweite Stellung auf, wie es in 5 dargestellt ist, wenn der Haltemechanismus 60 sich in einer Freigabe- oder zweiten Stellung befindet, die das Abziehen des Futters 20 von der Spindel 24 ermöglicht. Um dies zu erreichen, wird die Verriegelungskugel 80 aus der Nut 26 herausbewegt, um eine Kraft auf den Federring 82 auszuüben. Die Kraft dehnt den Federring 82 aus, wenn die Verriegelungskugel 80 aus der Aussparung 26 rollt, wodurch wiederum das Futter abgenommen werden kann.
Der Haltemechanismus 60 weist auch eine erste und zweite Buchse 90 und 91 auf. Die erste Buchse 90 (am besten in 6 bis 8 zu sehen) weist eine innere Nabe 92 auf, welche eine zentrale Bohrung 93 bildet, die den Federring 82 umgibt, um dessen Aufweiten zu verhindern, wenn die erste Buchse 90 sich in einer ersten oder Haltestellung befindet, wie es in 3 dargestellt ist. Die Nabe 92 hat ein Paar Öffnungen 94, wodurch ein Verriegelungsmechanismus 100 durch die Nabe 92 vorstehen kann. Der Verriegelungsmechanismus 100 hält die erste Buchse 90 in ihrer zweiten Stellung, nachdem das Futter von der Spindel abgenommen ist. Mit der in ihrer zweiten Stellung gehaltenen ersten Buchse 90 ist es leicht möglich, das Futter 20 nach dem Abnehmen wieder zurück auf die Spindel 24 aufzusetzen. Die zentrale Bohrung 93 ist abgestuft und hat Vorsprünge 95, die in den Kanälen 77 des Antriebspassstücks aufgenommen sind. Dieses Ineinandergreifen der Vorsprünge 95 mit den Kanälen 77 verhindert eine Drehbewegung der Verriegelungsbuchse 90 und ermöglicht eine axiale Bewegung der Buchse 90. Das verhindert eine Drehung, die den Haltemechanismus aus seiner Stellung verschieben und seine Funktion aufheben würde.
Der Verriegelungsmechanismus 100 weist eine Verriegelungsfeder 102 mit einem ringförmigen Wulst 104 auf. Der Wulst 104 ist zwischen dem Antriebspassstück 62 und der Rückseite des Futters festgesetzt, wenn das Antriebspassstück 62 in Presssitz in den Futterkörper 50 eingesetzt ist. Zwei Finger 106 erstrecken sich in ein Paar Nabenöffnungen 94. Verriegelungsstifte 108 sind in einer Öffnung der geteilten Finger 106 befestigt. Die Stifte 108 ermöglichen das Festhalten der Verriegelungsbuchse in einer zweiten Stellung. Die Stifte 108 haben konische Enden 109, so dass sich die Stifte auf dem kegelfömigen Spindelende bewegen, wenn das Futter auf die Spindel zurückgeführt wird. Die Finger 106 weisen angewinkelte Füße 110 auf, die einen Ringbereich 112 in den Nabenöffnungen 94 berühren.
Die Stifte 108 erstrecken sich durch Bohrungen 114 in den zweiten rohrförmigen Bereich 70 des Antriebspassstücks 62. Die Stifte 108 bewegen sich oder gleiten auf der Spindel 24 in eine verriegelte Stellung, wie es in 3 dargestellt ist. Wenn das Futter 20 von der Spindel 24 abgenommen ist, bewegen sich die Stifte 108 nach innen in die Bohrung 114 des Antriebspassstücks 62, wodurch wiederum die angewinkelten Füße 110 mit dem inneren Ring 112 verriegelt werden können. Somit hält dies die Verriegelungsbuchse 90 in ihrer zweiten oder freigegebenen Stellung. Wenn die Finger 106 von den Ringbereichen 112 freigegeben werden, wenn das Futter von der Spindel 24 abgenommen wird, ermöglichen die angewinkelten Füße 110, dass die Finger angehoben werden, die Ringbereiche 112 ergreifen und die erste Buchse 90 in ihre zweite Stellung zurückführen.
Eine Schraubenfeder 118 ist zwischen der ersten und zweiten Buchse 90, 91 angeordnet, um die erste Buchse 90 in ihre erste Stellung zurückzuführen, nachdem das Futter 20 auf die Spindel 24 zurückgeführt ist. Weiterhin hält die Feder 118 die zweite Buchse 91 auf dem Antriebspassstück. Wenn die Stifte 108 die Spindel 24 berühren, bewegen sie sich nach außen, wodurch wiederum die angewinkelten Füße 110 aus dem Bereich 112 freigegeben werden, damit die erste Buchse 90 in ihre erste Stellung zurückkehren kann. Ferner hält die Schraubenfeder 118 die erste Buchse 90 in ihrer ersten Stellung, um die Verriegelungskugel 80 in der Aussparung 26 und der Nabe 92 zu halten, die den Federring 92 überdeckt.
Um die erste Buchse 90 zum Abnehmen des Futters 20 von der Spindel 24 zu betätigen, wird die erste Buchse 90 aus der in 3 dargestellten ersten Stellung in axialer Richtung in eine teleskopische Stellung über die zweite Buchse 91 bewegt, wie es in 4 dargestellt ist. Wenn sich die erste Buchse 90 in axialer Richtung bewegt, legt die Nabe 92 den Federring 82 frei. Wenn das Antriebspassstück 62 von dem Haltering 38 weg bewegt wird, beginnt die Verriegelungskugel 80 aus der Nut 26 herauszurollen und eine Kraft auf den Federring 82 auszuüben, die den Federring aufweitet und es wiederum der Verriegelungskugel 80 ermöglicht, aus der Spindelnut 26 entfernt zu werden. Wenn das erfolgt, kann das Futter von der Spindel abgenommen werden, wie es in 5 dargestellt ist.
Bezug auf 13 nehmend, ist eine weitere Ausführung des Werkzeugs dargestellt. Bei diesem ist das abnehmbare Futter dasselbe wie vorstehend offenbart. Die Spindel ist jedoch anders ausgestaltet. Die Spindel 24' weist eine tiefere zentrale Bohrung 28 und eine quer verlaufende Öffnung 130 auf. Eine Verriegelungskugel 132 ist in der Öffnung 130 positioniert und wird durch einen Federring 134 darin gehalten, der dem Federring 82 ähnelt. Hier bei ist das Antriebspassstück 62 über der Kugel 132 positioniert, wenn das Futter 20 auf der Spindel 24' angeordnet ist. Nachdem das Futter 20 von der Spindel 24' abgenommen ist, kann der Werkzeugeinsatz 30' mit seiner Umfangsaussparung 136 von der Spindel 24' abgezogen werden, indem eine Zugkraft auf den Werkzeugeinsatz 30' erzeugt wird, welche wiederum die Verriegelungskugel 132 gegen den Federring 134 drückt, um ihn aufzuweiten, um das Abnehmen des Werkzeugeinsatzes 30' von der Spindel 24' zu ermöglichen.
Wenn auch die vorhergehende ausführliche Beschreibung die bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung beschreibt, kann die Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche modifiziert, variiert und geändert werden.

Claims

Abnehmbare Futteranordnung für ein Werkzeug, wobei die Anordnung aufweist: ein Futter (20) zur Verbindung mit einer drehenden Spindel (24) eines Werkzeugs, das zur Aufnahme eines ersten Werkzeugelements (56) ausgebildet ist, das durch die Spindel gedreht werden kann, und einen Verriegelungsmechanismus (90, 118, 80, 82) zur Verriegelung des Futters bezüglich der drehenden Spindel zur Drehung mit dieser, wobei der Verriegelungsmechanismus ein Verriegelungselement (80) zur Aufnahme in einer ersten Aussparung (26) aufweist, die bezüglich der Spindel fest ist, wobei der Verriegelungsmechanismus im Gebrauch einen ersten Zustand, in dem das Futter mit der ersten Aussparung gekoppelt ist, und einen zweiten Zustand hat, in dem sich das Verriegelungselement aus der ersten Aussparung heraus bewegen kann, und wobei der Verriegelungsmechanismus im Gebrauch in Richtung auf den ersten Zustand vorgespannt ist, gekennzeichnet durch Riegelmittel (20) zum Halten des Verriegelungsmechanismus (80) im zweiten Zustand, wenn das Futter von der Spindel abgenommen ist, und durch Freigabemittel (108) zur Zurückführung des Verriegelungsmechanismus in den ersten Zustand, wenn das Futter auf der Spindel befestigt ist.
Futteranordnung nach Anspruch 1, bei der das Futter eine zweite Aussparung (72) zur Aufnahme eines zweiten auf der drehenden Spindel befestigten Werkzeugelements (30) bei mit der Spindel verbundenem Futter aufweist.
Futteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend eine Antriebsbuchse (62) zur Verbindung mit der drehenden Spindel, wobei das Futter mit der Antriebsbuchse koppelbar ist, der Verriegelungsmechanismus zum Halten der Antriebsbuchse auf der drehenden Spindel angepasst ist und das Verriegelungselement zum Sitz in einer Aussparung (26) in der Spindel angepasst ist, wobei das Verriegelungselement von einer ersten Stellung, in der die Buchse mit der Spindelaussparung gekoppelt ist, in eine zweite Stellung bewegbar ist, in der sich das Verriegelungselement außerhalb der Spindelaussparung befindet, wobei das Verriegelungselement zwischen der ersten Stellung, in der die Buchse mit der Spindel verriegelt ist, zu einer zweiten Stellung vorgespannt ist, so dass die Buchse von der Spindel abgenommen werden kann.
Futteranordnung nach Anspruch 2 oder 3, bei der der Verriegelungsmechanismus ein Gehäuse, ein Betätigungselement (90) und ein Vorspannelement (118) aufweist, wobei das Betätigungselement das Vorspannelement zwischen ersten und zweiten Stellungen bewegt, um die Antriebsbuchse auf der Spindel zu verriegeln und sie von dieser entfernen zu können.
Handwerkzeuganordnung mit einem Handwerkzeug (22) mit einer drehbaren Spindel (24), die eine Aussparung (26) aufweist, und einer Futteranordung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.