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Die
Erfindung betrifft eine Spanneinrichtung mit einer Sechskantaufnahme
für Sechskantbits
mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine
Vielzahl von Verschraubungen wird mit mechanischen bzw. elektromechanischen
Hilfsmitteln durchgeführt,
wobei netz- oder
akkubetriebene Bohrschrauber, mechanische Ratschen oder dgl. zum
Einsatz kommen. Als universell einsetzbares Werkzeug haben dabei
sogenannte Sechskantbits große
Verbreitung gefunden. Diese Sechskantbits weisen einen im wesentlichen
sechseckigen Querschnitt auf, der in entsprechenden Sechskantaufnahmen
gehalten wird, wobei die Drehmomentübertragung von der Sechskantaufnahme
auf das Sechskantbit über
Flächenpressung
an den Seitenflächen des
Sechskantbits erfolgt. Zur Anpassung an unterschiedliche Schraubaufgaben
ist eine leichte Austauschbarkeit der Sechskantbits erwünscht. Entsprechende
Steckverbindungen erlauben bedarfsabhängig den Einsatz von Schlitz-
oder Kreuzschlitzbits, Bits zur Aufnahme von Schraubnüssen oder
anderer auf den jeweiligen Einsatzzweck angepaßter Sechskantbits. Als internationaler
Standard haben sich Sechskantbits im Einviertel-Zoll-Format durchgesetzt.
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Im
Betrieb hat sich die Festlegung der Bits in axialer Richtung als
problematisch herausgestellt. Es sind Sechskantaufnahmen mit einem
integrierten Magneten bekannt, wobei der Magnet zum einen ein unbeabsichtigtes
Herausfallen eines eingesetzten Bits verhindern soll. Zum anderen
soll der Bit magnetisiert werden, um ein Haften der Schrauben am
Bit zu gewährleisten.
Die Haltekraft des Magneten darf ein gewisses Maß nicht überschreiten, damit eingesetzte
Sechskantbits beispielsweise nach Überschreiten einer Verschleißgrenze
werkzeuglos von Hand ausgewechselt werden können. Insbesondere nach Verschraubungen
unter Aufbringung eines hohen Drehmomentes kann es vorkommen, daß ein Sechskantbit
am Schraubenkopf "hängen bleibt" und beim Abziehen
des Schraubgerätes
aus der Sechskantaufnahme rutscht. Längere Bits oder Spezialbits weisen
ein höheres
Eigengewicht auf, für
die die magnetische Haltekraft zu gering sein kann.
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Es
sind noch Spanneinrichtungen mit einer Sechskantaufnahme bekannt,
bei denen eingespannte Sechskantbits mittels geeigneter Riegelelemente
in axialer Richtung formflüssig
gehalten sind. Dazu weisen die Sechskantbits Riegelvertiefungen beispielsweise
in Form einer umlaufenden Ringnut auf, in die das Riegelelement
eingreift. Zum Einsetzen bzw. Herausnehmen entsprechender Bits ist
eine umständliche
Entriegelung erforderlich.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine entsprechende Spanneinrichtung
bereitzustellen, bei der Sechskantbits zuverlässig gehalten und einfach austauschbar
sind.
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Die
Aufgabe wird durch eine Spanneinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Dazu
wird eine Spanneinrichtung mit einem Riegelelement vorgeschlagen,
wobei das Riegelelement in der Ruheposition bezüglich seiner radialen Position
festgelegt und in axialer Einsatzrichtung des Sechskantbits in eine
die radiale Auslenkbarkeit freigebende Aufnahmeposition verschieblich
ist. Dabei liegt das Riegelelement bei fehlendem oder eingesetztem
Sechskantbit in seiner Ruheposition. Zum Einsetzen wird das Sechskantbit
in axialer Einsatzrichtung in die Sechskantaufnahme geschoben, bis es
an das nach innen in die Sechskantaufnahme hineinragende und in
der Ruheposition verriegelte Riegelelement anschlägt. Beim
weiteren Hineindrücken des
Bits wird das Riegelelement in der axialen Einsatzrichtung so weit
verschoben, bis es in eine Aufnahmeposition gelangt. Dort ist das
Riegelelement in radialer Richtung auslenkbar, in dessen Folge das Sechskantbit
vollständig
in seine Sechskantaufnahme hineingeschoben werden kann. Beim Einschieben
des Bits erfolgt auf diese Weise eine selbsttätige Entriegelung, wobei das
Riegelelement anschließend
in seine Ruheposition zurückgeführt wird
und das Sechskantbit formschlüssig
unverlierbar hält. Das
Einsetzen eines Bits beschränkt
sich auf den Einsteckvorgang. Ein separates Entriegeln ist nicht erforderlich.
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Das
Riegelelement ist zweckmäßig derart ausgeführt, daß es gegen
die Kraft einer insbesondere die Sechskantaufnahme umschließenden Druckfeder
axial veschieblich ist. Nach Auslenkung des Riegelelementes in die
Freigabeposition kann dieses anschließend in die verriegelte Ruheposition
selbsttätig
zurückkehren.
Eine manuelle Verriegelung ist nicht erforderlich. Eine dazu vorgesehene,
die Sechskantaufnahme umschließende
Schraubendruckfeder erfordert nur geringes Bauvolumen.
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In
vorteilhafter Weiterbildung ist zwischen dem Riegelelement und der
Druckfeder ein Anlageteller angeordnet. Der Anlageteller weist dabei zweckmäßig im Bereich
des Riegelelementes eine nach innen geneigte Schräge auf.
Es ist ein präzise definierter
Kraftschluß zwischen
Druckfeder und Riegelelement erzielbar. Die nach innen geneigte
Schräge
führt zu
einer radial nach innen gerichteten Kraftkomponente, die das Einrasten
des Riegelelementes in die Riegelvertiefung des Sechskantbits unterstützt. Bei
einer vorteilhaften Ausbildung der Schräge in Kalottenform ergibt sich
eine gute Führung
des als Kugel ausgebildeten Riegelelementes.
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Die
Sechskantaufnahme weist vorteilhaft ein Langloch auf, innerhalb
dessen das Riegelelement in axiale Richtung geführt ist. Es ist mit einfachen
Mitteln eine in Längsrichtung
begrenzte und in Umfangsrichtung unverschieblich festgelegte Führung des Riegelelementes
gegeben.
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Für eine einfache
und zuverlässige
Verriegelung bzw. Freigabe des Riegelelementes in radialer Richtung
ist vorteilhaft eine Riegelhülse
mit einer Haltewand vorgesehen, wobei die Haltewand das Riegelelement
in seiner Ruheposition radial nach außen hält und damit verriegelt. Die
daraus sich ergebende formschlüssige
Verriegelung des Riegelelementes führt zu einer großen Haltekraft.
Das eingespannte und verriegelte Sechskantbit kann auch unter erschwerten
Bedingungen kaum verloren gehen.
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Für eine leichte
Entnehmbarkeit eines eingespannten Sechskantbits ist die Regelhülse zweckmäßig derart
ausgebildet, daß sie
aus ihrer Ruheposition heraus in Richtung eines freien Endes der Sechskantaufnahme
gegen die Kraft einer Druckfeder verschieblich ist. Zur Entnahme
eines eingespannten und verriegelten Bits ist die Riegelhülse lediglich
in die gleiche Richtung zu ziehen, in der auch das Bit entnommen
werden soll. Beim Verschieben der Riegelhülse wird das Riegelelement
freigegeben. Das Sechskantbit kann entnommen werden. Die Riegelhülse kann
dabei mit lediglich zwei oder drei Fingern einer Hand gezogen und
gleichzeitig das dabei freigegebene Bit mit den gleichen Fingern
und in der gleichen Richtung entnommen werden. Die Druckfeder führt zu einer
selbsttätigen
Rückkehr
der Riegelhülse
in ihre Ausgangsposition, in dessen Folge das Riegelelement in seiner
Ruheposition verriegelt wird. Umständliche separate Ver- oder
Entriegelungsvorgänge
können
entfallen.
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In
zweckmäßiger Weiterbildung
ist in axialer Richtung auf der dem freien Ende gegenüberliegenden
Seite der Haltewand eine radial nach außen sich erweiternde Abschrägung vorgesehen.
Ebenso wie die nach innen geneigte Schräge des Anlagetellers führt die
Abschrägung
zu einer radial nach innen gerichteten, auf das Riegelelement wirkenden
Kraftkomponente. Das Riegelelement wird zuverlässig in die Riegelvertiefung
des Sechskantbits hineingedrückt.
In axialer Richtung ist dabei vor teilhaft auf der dem freien Ende
zugewandten Seite der Haltewand ein radial nach innen sich erstreckender
Anschlag vorgesehen. Es ergibt sich eine präzise Relativposition der Riegelhülse zum
Riegelelement. Der beim Einstecken des Bits zum Entriegeln erforderliche
Axialweg des Riegelelementes und auch der axiale Entriegelungsweg
der Riegelhülse
beim Herausnehmen des Bits sind präzise vorgebbar und an die Bedürfnisse
des Benutzers anpaßbar.
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Zur
Verringerung des Fertigungsaufwandes und zur Vereinfachung der Montage
ist die Riegelhülse
zweckmäßig als
im wesentlichen rotationssymmetrisches Drehteil ausgebildet. Eine
leichte Entriegelbarkeit zum Herausnehmen eines eingespannten Bits
weist die Riegelhülse
vorteilhaft außenseitig
eine Oberflächenstrukturierung
auf. Die Hülse
ist auch unter unsauberen Umgebungsbedingungen sowie auch mit Schutzhandschuhen
leicht betätigbar.
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Das
Riegelelement ist vorteilhaft als Kugel ausgebildet. Die Relativbewegungen
zwischen Kugel, Sechskantbit, Anlageteller und Riegelhülse können im
wesentlichen abrollend ausgeführt
werden. Es tritt nur ein geringer Verschleiß ein.
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Bei
einer in die Werkzeugwelle einer Werkzeugmaschine integrierten Spanneinrichtung
weist deren Riegelhülse
zweckmäßig einen
geringeren Außendurchmesser
auf als der Außendurchmesser
einer Bohrfutteraufnahme am entsprechenden stirnseitigen Ende der
Werkzeugwelle. Bei einer entsprechenden Ausbildung des Bohrfutters
kann dieses über
die montierte Spanneinrichtung geschoben und an der Bohrfutteraufnahme
festgelegt werden. Ein Umrüsten
beispielsweise eines Bohrschraubers vom Schraubbetrieb auf Bohrbetrieb
kann ohne Demontage der Spanneinrichtung für Sechskantbits erfolgen. Die
Spanneinrichtung ist gegen Verlieren gesichert.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es
zeigen:
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1 in einer Längsschnittdarstellung
die Werkzeugwelle eines Bohrschraubers mit einer stirnseitig integrierten
Spanneinrichtung und einem teilweise eingeschobenen Sechskantbit,
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2 die Anordnung nach 1 mit dem relativ dazu weiter
eingeschobenen, das Riegelelement in eine Freigabeposition drückenden
Sechskantbit,
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3 die Anordnung nach den 1 und 2 mit eingerastetem und verriegeltem
Sechskantbit,
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4 die Anordnung nach den 1 bis 3 mit gezogener Riegelhülse und
teilweise entnommenen Sechskantbit.
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1 zeigt in einer Längsschnittsdarstellung die
Werkzeugwelle 19 eines akkubetriebenen Bohrschraubers im
Bereich ihres stirnseitigen Endes 20. Es kann auch eine
Werkzeugwelle 19 eines netzbetriebenen Borhrschraubers
oder einer anderen handgeführten
Werkzeugmaschine vorgesehen sein. In das stirnseitige Ende 20 der
Werkzeugwelle 19 ist eine Spanneinrichtung 1 für ein Sechskantbit 3 integriert.
Die Spanneinrichtung 1 umfaßt eine Sechskantaufnahme 2,
die einteilig mit der Werkzeugwelle 19 ausgebildet ist.
Die Sechskantaufnahme 2 weist im gezeigten Ausführungsbeispiel
den Querschnitt eines regelmäßigen Sechseckes
auf, wobei das im Querschnitt entsprechend sechseckig ausgebildete Sechskantbit 3 mit
geringem Spiel in der durch den Pfeil 6 angedeuteten Einsatzrichtung
einschiebbar ist. Anstelle des sechseckigen Querschnittes der Sechskantaufnahme 2 kann
auch ein geeigneter dreieckiger Querschnitt oder dgl. vorgesehen
sein. Es kann auch zweckmäßig sein,
anstelle der in die Werkzeugwelle 19 integrierten Ausführung der
Spanneinrichtung 1 eine als separates Bauteil ausgeführte Spanneinrichtung 1 beispielsweise
zur Festlegung in einem Dreibackenfutter, in einer Ratsche oder
dgl. vorzusehen.
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Es
ist ein Riegelelement 4 vorgesehen, welches im gezeigten
Ausführungsbeispiel
als Kugel 18 ausgebildet ist. Es kann auch ein klinkenförmiges Riegelelement 4,
ein Federdraht oder dgl. zweckmäßig sein.
Das Riegelelement 4 ist in einem Langloch 11 der
Sechskantaufnahme 2 gehalten und ragt radial nach innen
in die Sechskantaufnahme 2 hinein. Die Sechskantaufnahme 2 ist
außenseitig
in näherungsweise
ihrer gesamten Länge
von einer Riegelhülse 13 umschlossen.
Die Riegelhülse 13 ist
als rotationssymmetrisches Drehteil ausgebildet. Innenseitig weist
die Riegelhülse 13 eine
umlaufende zylindrische Haltewand 12 auf, die außenseitig
am Riegelelement 4 anliegt. Das Riegelelement 4 ist
dabei in seiner Ruheposition liegend gezeigt und dabei radial nach
außen
mittels der Haltewand 12 blockierend bzw. verriegelnd festgelegt.
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Mittels
einer als Schraubenfeder 8 ausgebildeten Druckfeder 7 ist
ein Anlageteller 9 axial gegen das Riegelelement 4 in
Richtung eines freien Endes 14 der Spanneinrichtung 1 gedrückt. Dabei
liegt der Anlageteller 9 mittels einer radial nach innen
geneigten Schräge 10 am
Riegelelement 4 an, wodurch dieses radial nach innen und
axial in Richtung des freien Endes 14 vorgespannt ist.
Die Schräge 10 kann
als Ebene, als Kalotte oder dgl. ausgebildet sein. Durch die axiale
Kraftkomponente liegt das Riegelelement 4 an einem dem
freien Ende 14 zugewandten Ende des Langloches 11 und
auch an einem Anschlag 17 der Riegelhülse 13 an. Der Anschlag 17 erstreckt sich
dabei radial nach innen auf der dem freien Ende 14 zugewandten
Seite der Haltwand 12. Bei der in 1 gezeigten Ruheposition des Riegelelementes 4 ist
das Sechskantbit 3 in Richtung des Pfeiles 6 soweit
einschiebbar, bis es an das nach innen in die Sechskantaufnahme 2 hineinragende
Riegelelement 4 anschlägt.
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Das
Riegelelement 4 ist innerhalb des Langloches 11 entgegen
der Vorspannkraft der Druckfeder 7 in Richtung des Pfeiles 6 axial
verschieblich.
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Im
Bereich ihres stirnseitigen Endes 20 weist die Werkzeugwelle 19 eine
Bohrfutteraufnahme 21 auf, an der beispielsweise ein Dreibackenfutter
festgelegt werden kann. Der Außendurchmesser
D2 der Bohrfutteraufnahme 21 ist
größer als
der Außendurchmesser
D1 der Riegelhülse 13.
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2 zeigt die Anordnung nach 1 mit einem teilweise weiter
eingeschobenen Sechskantbit 3. Das Riegelelement 4 ist zusammen
mit dem Sechskantbit 3 axial in Richtung des Pfeiles 6 relativ zu
der in 1 gezeigten Ruheposition
verschoben und hat dabei eine Aufnahmeposition eingenommen. In der
gezeigten Aufnahmeposition ist das Riegelelement 4 bezogen
auf die Haltewand 12 derart axial verschoben, daß die Haltewand 12 nicht
mehr außenseitig
des Riegelelementes 4 liegt. Das Riegelelement 4 ist
dabei in seiner gezeigten Aufnahmeposition derart radial nach außen geschoben,
daß es nicht
mehr in die Sechskantaufnahme 2 hineinragt. Aus der in 2 gezeigten Position heraus
kann das Sechskantbit 3 vollständig bis zu einem Anschlag 26 eingeschoben
werden, wobei das Riegelelement 4 durch die Kraft der Druckfeder 7 in
axialer Richtung gegen die Abschrägung 16 gedrückt wird.
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Bei
der gezeigten Anordnung ist nur ein Riegelelement 4 vorgesehen,
in dessen Folge bei der gezeigten axialen Auslenkung der Anlageteller 9 schräg gestellt
ist. Die Schräge 10 des
Anlagetellers 9 ist dabei so weit nach innen geneigt, daß sie auch bei
schrägstehendem
Anlageteller 9 eine radial nach innen wirkende Kraftkomponente
auf das Riegelelement 4 ausübt und ein vollständiges Auswandern
des Riegelelementes 4 nach außen verhindert. Es können auch
zwei oder mehr Riegelelemente 4 vorgesehen sein.
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3 zeigt die Anordnung nach
den 1 und 2, bei der das Sechskantbit 3 bis
zum Anschlag 26 eingeschoben ist. Das Sechskantbit 3 weist
eine Riegelvertiefung 5 auf, die im gezeigten Ausführungsbeispiel
als umlaufende Nut ausgebildet ist. Es können auch andere geeignete
Vertiefungen wie Sacklöcher
oder dgl. zweckmäßig sein.
Die Schräge 10 des
Anlage tellers 9 und die Abschrägung 16 innerhalb
der Riegelhülse 13 (2) bewirken über die Druckkraft
der Schraubenfeder 8 eine radial nach innen gerichtete
Kraftkomponente, in dessen Folge das Riegelelement 4 in
die Riegelvertiefung 5 eingedrückt ist. Mit dem das Riegelelement 4 aus
der in 2 gezeigten Position
entlang der Außenkontur des
Sechskantbites 3 in die Riegelvertiefung gleitet bzw. rollt,
wird es mittels des Anlagetellers 9 zunächst radial nach innen in die
Riegelvertiefung 5 und anschließend in axialer Richtung, in
die in 3 gezeigte Ruheposition
verschoben. Die Haltewand 12 der Riegelhülse 13 umschließt dabei
das Riegelelement 4 außenseitig
formschlüssig.
Die in 3 gezeigte Ruheposition
des Riegelelementes 4 entspricht dabei der Ruheposition
nach 1. Das radial nach
außen
festgelegte Riegelelemente 4 bewirkt nach 3 durch seinen Eingriff in die Riegelvertiefung 5 eine
in axialer Richtung formschlüssige,
unverlierbare Festlegung des Sechskantbits 3.
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Die
Riegelhülse 3 ist
in axialer Richtung außenseitig
auf der Sechskantaufnahme 2 gleitend geführt. Im
Bereich des freien Endes 14 ist innenseitig der Riegelhülse 13 eine
Druckfeder 15 angeordnet, die in eine Richtung gegen eine
Flanschfläche 27 der Riegelhülse 13 und
in die entgegengesetzte Richtung gegen einen Anschlagring 23 abgestützt ist.
Der Anschlagring 23 ist in axialer Richtung mittels eines in
einer umlaufenden Nut 25 gehaltenen Federringes 24 abgestützt. Die
Riegelhülse 13 ist
gegen die Kraft der Druckfeder 15 in Richtung des freien
Endes 14 bzw. entgegen der durch den Pfeil 6 angedeuteten Einsatzrichtung 6 gleitend
verschieblich.
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Zum
Entnehmen des Sechskantbits 3 aus der Spanneinrichtung 1 kann
die Riegelhülse 13 entsprechend 4 gegen die Kraft der Druckfeder 15 und
entgegen der Einsatzrichtung 6 verschoben werden. Das Riegelelement 4 bleibt
dabei unter Einwirkung der Druckkraft der Schraubenfeder 8 in
Anlage an dem auf der Seite des freien Endes 14 gelegenen Ende
des Langloches 11. Die Riegelhülse 13 ist dabei so
weit entgegen der Einsatzrichtung 6 verschoben, daß die Haltewand 12 das
Riegelelement außenseitig
nicht mehr umschließt.
Das Riegelelement 4 ist radial nach außen freigegeben und dabei so
weit nach außen
verschoben, daß es
nicht mehr in die Sechskantaufnahme 2 bzw. die Riegelvertiefung 5 hineinragt.
Das Sechskantbit 3 kann entgegen der Einsatzrichtung 6 entnommen
werden. Die Entnahmerichtung und die zur Freigabe erforderliche
Zugrichtung der Riegelhülse 13 stimmen
dabei überein.
Das Ziehen der Riegelhülse 13 von
der in 3 gezeigten Position
in die Position nach 4 und
die in gleicher Richtung erfolgende Entnahme des Sechskantbits 3 kann
dabei gleichzeitig und mit einer Hand erfolgen. Zur besseren Griffigkeit
der Riegelhülse 13 weist
diese außenseitig
eine Oberflächenstrukturierung
auf, die im gezeigten Ausführungsbeispiel
durch zwei umlaufende Rillen 22 gebildet ist.
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Nach
Loslassen der Riegelhülse 13 wird
diese unter Einwirkung der Druckfeder 15 selbsttätig in die
in 1 gezeigte Position
verschoben, wobei mittels der Abschrägung 16 und der Schräge 10 des
Anlagetellers 9 das Riegelelement 4 radial nach
innen in die Sechskantaufnahme 2 hineinragend und damit
in die Ruheposition nach 1 gedrückt wird.