DE19708176A1 - Werkzeughalter für eine Bohr- und/oder Schlagwerkzeugmaschine - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Werkzeughalter für eine Bohr- und/oder Schlagwerkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es ist schon ein Werkzeughalter bekannt (DE 195 21 993 A1) der einen Grundkörper mit Aufnahmeöffnung zum Einsetzten eines Werkzeugschafts aufweist. Der Werkzeughalter ist mit zwei Verriegelungselementen versehen, die zur axialen Verriegelung des Werkzeugs mit einem inneren Ende durch einen Durchbruch im Grundkörper hindurch in eine Ausnehmung im Werkzeugschaft radial eingreifen. Der Werkzeughalter ist mit einer Betätigungseinrichtung versehen, die mit einer Betätigungshülse ein äußeres Ende der Verriegelungselemente radial überdeckt. Mittels der Betätigungseinrichtung sind die Verriegelungselemente aus einer Verriegelungsstellung in eine Entriegelungsstellung verstellbar. Um zu vermeiden, daß das äußere Ende in den Durchbruch eindringen kann, ist zwischen den zueinander beweglichen Teilen Verriegelungskörper, Grundkörper und Betätigungshülse nur ein geringes Bewegungsspiel vorhanden. Nach längerem Betrieb der Werkzeugmaschine können sich die Verriegelungselemente insbesondere unter der Einwirkung von trockenem Bohrstaub festsetzen. Zur Entriegelung des Werkzeuges ist dann vom Bediener eine großer Kraftaufwand erforderlich, unter Umständen wird ein Werkzeugwechsel sogar unmöglich.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Werkzeughalter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat dem gegenüber den Vorteil, daß eine gleich­ bleibende Funktionsfähigkeit des Werkzeughalters auch unter extrem schlechten Schmierverhältnissen gewährleistet ist. Zum Verriegeln und Entriegeln eines Werkzeugs ist vom Bediener stets nur ein geringer Kraftaufwand aufzubringen. Hemmungen beim Ver- bzw. Entriegeln des Werkzeugs werden vermieden. Die zueinander beweglichen Teile sind bei Auf­ rechterhaltung der vollen Funktionsfähigkeit weniger von engen Toleranzen abhängig, so daß die Herstellung und Montage des Werkzeughalters erleichtert wird.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnah­ men sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des erfindungsgemäßen Werkzeughalters möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Werkzeughalter und die Fig. 2 bis 6 jeweils ausschnittweise den Werkzeughalter in verschiedenen Stellungen beim Verriegeln bzw. Entriegeln eines Werkzeug­ schafts.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist mit 10 ein Werkzeughalter bezeichnet, der für eine Bohr- und/oder Schlagwerkzeugmaschine insbesondere zum Bohren mit Diamantwerkzeugen vorgesehen ist. Der Werkzeughalter 10 kann dabei entweder fest oder abnehmbar mit der Werkzeugmaschine verbunden sein, die entweder handgeführt oder auch in einen Bohrständer eingespannt werden kann.

Der Werkzeughalter 10 weist einen um eine Längsachse 12 drehend antreibbaren Grundkörper 11 auf. Der Grundkörper 11 bildet werkzeugseitig eine Aufnahmeöffnung 13, in die ein Schaft 14 eines Werkzeugs 15 einsetzbar ist. Die Aufnahmeöffnung 13 ist über einen Aufnahmebereich 16 konusförmig geformt. An den Aufnahmebereich 16 schließt sich maschinenseitig ein zylindrischer Bereich 17 an, der stufen­ förmig in einen hohlzylindrischen Kernbereich 18 des Grundkörpers 11 übergeht. An der Übergangsstelle zwischen zylindrischen Bereich 17 und Kernbereich 18 ist ein elastischer Ring 19 angeordnet, der als stirnseitiger Anschlag und Dichtkörper für ein eingesetztes Werkzeug 15 dient.

Im Grundkörper 11 sind im konischen Aufnahmebereich 16 drei Durchbrüche 20 ausgebildet, von denen in Fig. 1 einer geschnitten und ein anderer, mit 20abezeichneter Durchbruch in Draufsicht dargestellt ist. Die Durchbrüche 20 verlaufen schräg nach vorne zur Längsachse 12 geneigt und fluchten jeweils innen mit einer Ringnut 21 im Werkzeugschaft 14. Zur Drehmitnahme des Werkzeugs 15 dient wenigstens ein separater Mitnahmefinger 18, der in entsprechende Ausnehmungen im Werkzeugschaft 14 und im Grundkörper 11 formschlüssig eingreift. Die Durchbrüche 20 münden jeweils außen in eine nach außen hin offene Tasche 22 im Grundkörper 11.

In den Durchbrüchen 20 ist jeweils ein Verriegelungselement 25 angeordnet, das über einen Steg 50 mit verjüngtem Querschnitt verbundene, wulstige Enden 26, 27 hat. Ein inneres, etwa kugelförmigen Ende 26 ragt durch den Durchbruch 20 in die Aufnahmeöffnung 13 und somit in die Ringnut 21 im Werkzeugschaft 14 hinein. Ein äußeres, etwa zitronenförmiges Ende 27 des Verriegelungselements 25 ragt teilweise in die Tasche 22 und steht teilweise über den Grundkörper 11 radial hinaus. Das Verriegelungselement 25 wird dabei radial von einer Betätigungshülse 28 überdeckt, die den Grundkörper 11 konzentrisch umgibt und auf diesem axial verschiebbar geführt ist. Nach vorn ist die Betätigungshülse 28 durch einen Sicherungsring 29 am Grundkörper 11 gesichert. Innerhalb der Betätigungshülse 28 ist ein Absatz 32 vorgesehen, der zur Mitnahme des Anschlagrings 33 bei einer Verschiebung der Betätigungshülse 28 dient.

Der Anschlagring 33 bildet auf seiner dem Verriegelungselement 25 zugewandten Seite eine schräg nach innen auf den zugehörigen Durchbruch 20 geneigte Anschlagfläche 34, an der das äußere Ende 27 des Verriegelungselements 25 anliegt. Auf der gegenüberliegenden Seite des äußeren Endes 27 stützt sich ein Stützring 37 mit einer Stützfläche 38 ab. Der Stützring 37 hat maschinen­ seitig einen hohlzylindrischen Fortsatz 39, auf dem ein Ende einer Druckfeder 40 geführt ist. Die Druckfeder 40 stützt sich an einem Anschlagteller 41 ab, der über einen Sprengring 42 am Grundkörper 11 festgelegt ist. Betätigungshülse 28, Anschlagring 33 und Stützring 37 bilden zusammen eine Betätigungseinrichtung 30 zur Verstellung der Verriegelungskörper 25.

In Fig. 1 ist der Werkzeughalter 10 bei in die Aufnahme­ öffnung 13 eingesetztem und darin verriegeltem Einsteckschaft 14 gezeigt. Soll das Werkzeug 15 entnommen werden, ist die Betätigungshülse 28 in Richtung eines Pfeils 44 nach axial hinten in eine Entriegelungsstellung verschiebbar. Die verschiedenen Stellungen des Werkzeughalters 10 beim Einsetzen, Verriegeln und Entriegeln des Werkzeugs 15 sind in den Fig. 2 bis 6 dargestellt.

Fig. 2 zeigt den Werkzeughalter 10 in seiner Grundstellung ohne Werkzeug 15. Die Druckfeder 40 beaufschlagt den Stütz­ ring 37 nach axial vorn mit Federkraft und bringt diesen zur Anlage an einem konusförmigen Stützbereich 56 des äußeren Endes 27. Das Verriegelungselement 25 wird hierdurch mit einem balligen Anlagebereich 55, der sich an den Stützbereich 56 anschließt, gegen die Anschlagfläche 34 gedrängt. Infolge der schrägstehenden Anschlagfläche 34 erfährt das Verriegelungselement 25 dabei eine Kraft nach radial innen, die das innere Ende 26 in die Aufnahmeöffnung 13 drängt. Der Anschlagring 33 liegt dabei an einem Bund 45 des Grundkörpers 11 an. Da das äußere Ende einen größeren Durchmesser als der Durchbruch 20 hat, kann der Verriegelungskörper 25 nicht in die Aufnahmeöffnung 13 einfallen. Aufgrund der zweiteiligen Ausführung von Anschlagring 33 und Stützring 37 lassen sich die Verriegelungselemente 25 von außen montieren.

In Fig. 3 ist der Werkzeughalter 10 beim Einsetzten eines Werkzeugschafts 14 in die Aufnahmeöffnung 13 gezeigt. Der Werkzeugschaft 14 wird dabei derart tief in die Aufnahmeöff­ nung 13 eingeschoben, bis das innere Ende 26 des Verriege­ lungselements 25 durch den konusförmigen Schaft 14 zurück in den Durchbruch 20 gedrängt wird. Das Verriegelungselement 25 drängt dabei mit seinem äußeren Ende 27 den Stützring 37 entgegen der Kraft der Druckfeder 40 axial nach hinten. Das äußere Ende 27 des Verriegelungselements 25 hebt dabei vom Anschlagring 33 ab, der in seiner Lage unverändert bleibt. Das Zurückdrängen des Verriegelungselements 25 wird begün­ stigt durch die kugelförmige Ausbildung des inneren Endes 26.

Sobald der Werkzeugschaft 14 ausreichend tief in die Aufnah­ meöffnung 13 eingesteckt wurde, vermag das innere Ende 26 des Verriegelungselements 25 aufgrund der Vorspannung durch die Feder 40 in die Ringnut 21 im Werkzeugschaft 14 einzuschnappen, wodurch das Werkzeug 15 axial verriegelt wird. In dieser in Fig. 4 dargestellten Betriebsstellung des Werkzeughalters 10 ist die Werkzeugmaschine funktionsfähig.

Soll das Werkzeug 15 wieder aus der Aufnahmeöffnung 13 des Werkzeughalters 10 entnommen werden, ist die Betätigungs­ hülse 28, wie in Fig. 5 dargestellt, in Richtung des Pfeils 44 maschinenseitig zu verschieben. Das Verriegelungselement 25 wird dabei vom Anschlagring 33 in der Tasche 22 zunächst gekippt, bis das äußere Ende 27 an einer Bodenfläche 46 der Tasche 22 zur Anlage kommt. Infolge der Kippbewegung des Verriegelungselements 25 um sein inneres Ende 26 werden z. B. durch Bohrstaub festgesetzte Bereiche des Verriegelungselements 25 gelöst. Aufgrund des wirksamen Hebelarms zwischen äußerem Ende 27 und innerem Ende 26 ist hierzu nur ein geringer Kraftaufwand erforderlich. Das äußere Ende 27 des Verriegelungselements 25 kann während der Kippbewegung an der schrägen Anschlagfläche 34 des Anschlagrings 33 abgleiten. Sobald das äußere Ende 27 an der Bodenfläche 46 anliegt, ist die Kippbewegung beendet und der Anschlagring 33 nimmt dann das Verriegelungselement 25 auch axial mit. Der Stützring 37 wird dabei entgegen der Federkraft 40 axial verschoben. Aufgrund dieser Verschiebung wird das innere Ende 26 in den Durchbruch 20 zurückgezogen, so daß die Ringnut 21 freigegeben wird.

Der Werkzeugschaft 14 ist entriegelt, sobald das innere Ende 26 nicht mehr in die Ringnut 21 hineinragt. Diese Entriege­ lungsstellung ist in Fig. 6 dargestellt. Der die Enden 26, 27 des Verriegelungselements 25 verbindende Steg 50 ist derart verjüngt, daß zwischen Steg 50 und Grundkörper 11 auch bei gekipptem Verriegelungselement 25 stets ein Freiraum bleibt. Der Steg 50 ist im Mündungsbereich des Durchbruchs 20 mit einer Einschnürung versehen, an die sich zum inneren Ende 26 hin ein konusförmiger Bereich 52 und dann ein etwa zylindrischer Bereich 53 anschließt, der in das kugelförmige Ende 26 übergeht. Zusätzlich ist der Durchbruchs 20 im Bereich seiner Mündung in die Tasche 22 durch eine Ausnehmung 51 im Grundkörper 11 erweitert.

Claims (12)

1. Werkzeughalter für eine Bohr- und/oder Schlagwerkzeug­ maschine, mit einem Grundkörper (11), in den eine Aufnahme­ öffnung (13) zum Einsetzten eines Werkzeugschafts (14) ausgebildet ist, mit wenigstens einem Verriegelungselement (25), das zur Verriegelung des Werkzeugschafts (14) mit einem inneren Ende (26) durch einen Durchbruch (20) im Grundkörper (11) hindurch in die Aufnahmeöffnung (13) radial eingreift und das mittels einer Betätigungseinrichtung (30) aus einer Verriegelungsstellung in eine Entriegelungsstellung und umgekehrt verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ende (27) des Verriegelungselements (25) in der Verriegelungsstellung eine radial weiter außen liegende Stellung einnimmt als in einer Entriegelungsstellung des Werkzeughalters (10).

2. Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ende (27) beim Übergang aus der Verriegelungsstellung in die Entriegelungsstellung um das innere Ende (26) kippbar ist.

3. Werkzeughalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (30) eine verstellbare Betätigungshülse (28) aufweist, über die ein Anschlagring (33) für den Verriegelungskörper (25) axial verschiebbar ist.

4. Werkzeughalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Anschlagring (33) eine Anschlagfläche (34) für das Verriegelungselement (25) ausgebildet ist, die schräg nach innen in Richtung auf den zugehörigen Durchbruch (20) geneigt ist.

5. Werkzeughalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ende (27) des Verriegelungselements (25) durch die Kraft einer Druckfeder (40) gegen die Anschlagfläche (34) gedrängt wird.

6. Werkzeughalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlagring (33) in einer Grundstellung des Werkzeughalters (10) bei herausgenommenem Werkzeug (15) an einem Bund (45) am Grundkörper (11) anliegt.

7. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (40) auf einen separaten Stützring (37) wirkt, der mit einer Stützfläche (38) am äußeren Ende (27) des Verriegelungselements (25) anliegt.

8. Werkzeughalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ende (27) des Verriegelungselements (25) teilweise in eine Tasche (22) im Grundkörper (11) ragt, in der das äußere Ende (27) nach einer Verstellung der Betätigungshülse (28) aus der Verriegelungsstellung zur Anlage an einer Bodenfläche (46) kommt.

9. Werkzeughalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungselement (25) an seinen Enden (26, 27) wulstförmig ausgebildet ist, wobei das innere Ende (26) etwa kugelförmig und das äußere Ende (27) etwa zitronenförmig ausgebildet ist und die Enden (26, 27) über einen Steg (50) mit verjüngtem Querschnitt miteinander verbunden sind.

10. Werkzeughalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (50) ausgehend vom äußeren Ende (27) eine Einschnürung (51) aufweist, an die sich ein etwa kegelmantelförmiger Bereich (52) mit zunehmendem Querschnitt und dann eine etwa zylindrischer Bereich (53) anschließt, der in das innere Ende (26) übergeht (Fig. 6).

11. Werkzeughalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ende (27) einen größeren Durchmesser hat als das der Durchbruch (20)

12. Werkzeughalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ende (27) einen balligen Anlagebereich (55) für die Anschlagfläche (34) bildet, an den sich ein zum Ende hin kegelig zulaufender Stützbereich (56) für den Stützring (37) anschließt.