-
Die
Erfindung geht aus von einem Werkzeughalter zur Kupplung von drehenden
und/oder schlagenden Werkzeugen mit Handwerkzeugmaschinen, insbesondere
mit Bohr- oder Schlaghämmern,
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Bei
einem bekannten Werkzeughalter (
DE 32 05 063 C2 ) sind am Werkzeugschaft an
diametral gegenüberliegenden
Stellen zwei offen ausmündende
Drehmitnahmenuten angeordnet, deren radiale Flanken mit zugeordneten
Flächen
von leistenförmigen
Drehmitnehmern in der den Werkzeugschaft aufnehmenden Aufnahmebohrung
der Kupplungshülse zusammenwirken.
Auf einer zu den diametralen Stellen rechtwinkligen Diagonale sind
an der Außenfläche des
Werkzeugschafts zwei nutförmige,
in Achsrichtung beidseitig geschlossene Verriegelungstaschen angebracht,
die zur axialen Halterung des Werkzeugs im Werkzeughalter dienen.
Die in die Verriegelungstaschen eingreifenden Verriegelungskörper sind
als Kugeln ausgebildet, die durch einen an der Schiebehülse sich
abstützenden federbelasteten Blechring
in dem Teil der sich in Ruhelage befindlichen Schiebehülse gehalten
werden, in dem die Sperrfläche
liegt, so dass diese die Kugeln gegen radiale Verschiebung aus den
Verriegelungstaschen heraus sichert. Zum Entriegeln des Werkzeugs
wird die Schiebehülse
soweit gegen die Federkraft verschoben, dass die Kugeln in einen
Bereich der Schiebehülse
außerhalb
der Sperrfläche
gelangen, in dem die Kugeln zur radialen Verschiebung freigegeben sind.
Beim Herausziehen des Werkzeugschafts aus der Kupplungshülse können die
Kugeln nunmehr aus den Verriegelungstaschen austauchen, und der Werkzeugschaft
ist freigegeben. Beim Einstecken des Werkzeugs werden durch das
Stirnende des Werkzeugschafts die Kugeln gegen den Blechring gedrückt und
soweit verschoben, bis die Kugeln die Sperrfläche der Schiebehülse verlassen
und radial nach außen
ausweichen können,
so dass der Werkzeugschaft unter den Kugeln vorbeigeschoben werden
kann. Sobald die Verriegelungstaschen die Kugeln erreichen, tauchen
letztere in die Verriegelungstaschen ein und werden von der beim
Einsteckvorgang durch Verschieben des Blechrings gespannten Feder
unter die Sperrfläche
geschoben. Das Werkzeug ist damit im Werkzeughalter mit Spiel in
Axialrichtung festgelegt.
-
Bei
einem bekannten Werkzeughalter der eingangs genannten Art (
DE 35 06 008 C2 )
erfolgt die Drehmomentübertragung
vom Werkzeughalter auf den Werkzeugschaft nicht über gesonderte Drehmitnahmenuten
im Werkzeughalter, sondern ebenfalls über die Verriegelungstaschen.
Hierzu weisen die Verriegelungskörper
lang gestreckte Zylinderwalzen auf, die formschlüssig in die endseitig geschlossenen
Verriegelungstaschen eingreifen und den Werkzeugschaft sowohl in
Axialrichtung als auch in Drehrichtung in der Kupplungshülse festlegen.
Zum Austauchen der Zylinderwalzen aus den Verschiebetaschen müsste der
Verschiebeweg in der Schiebehülse
mindestens so groß sein
wie die Länge
der Zylinderwalzen, die man zur Übertragung
eines möglichst
großen
Drehmoments auch möglichst
lang machen möchte.
Um diesen Verschiebeweg zu verkürzen,
weist jeder der zweiteilig ausgebildeten Verriegelungskörper neben
der Zylinderwalze noch einen Gleitstein mit einer Anschlagnase auf.
Die Sperrfläche
an der Schiebehülse
ist stufig mit zwei radial versetzten Steuerflächen ausgebildet, die mit ebenfalls zwei
radial abgestuften Flächenabschnitten
am Umfang des Gleitsteins zusammenwirken. Der Gleitstein liegt auf
der zugeordneten Zylinderwalze auf und übergreift mit seiner radialen
Anschlagnase die in Einsteckrichtung des Werkzeugschafts hinten
liegende Stirnseite der Zylinderwalze. Ein gegen die Einsteckrichtung
des Werkzeugschafts wirkende Druckfeder belastet den Gleitstein
in axialer Richtung und drückt
ihn gegen einen Anschlag an der Schiebehülse.
-
Vorteile der
Erfindung
-
Der
erfindungsgemäße Werkzeughalter
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß die Verriegelungstaschen
zur verstärkten
Drehmomentübertragung
genutzt werden, die Schiebehülse einen
für eine
einfache Handhabung bei axialer Entriegelungsbetätigung unabdingbaren kleinen
Verschiebeweg von wenigen Millimetern für die Werkzeugentriegelung
benötigt
und trotzdem die Verriegelungskörper
fertigungstechnisch relativ einfach gestaltet sind. Die Verriegelungskörper sind
nur einteilig und weisen einen symmetrischen Aufbau auf, was die
Fertigungs- und Montagesicherheit erhöht. Die Berührungsflächen zwischen Verriegelungskörper und
Sperrfläche
an der Schiebehülse
können
durch entsprechende Ausbildung der Höcker in Axialrichtung sehr
schmal gemacht und bis auf eine Linie reduziert werden. Dies ermöglicht das
reibungsarme freie Drehen der Schiebehülse gegenüber der Kupplungshülse im Falle
einer stirnseitigen Wandberührung,
was die Sicherheit in der Handhabung der Werkzeugmaschine wesentlich
erhöht.
-
Durch
die in den weiteren Ansprüchen
aufgeführten
Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch
1 angegebenen Werkzeughalters möglich.
-
Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung weisen die von den Höckern
zu der die Höcker
miteinander verbindenden Sattelfläche verlaufenden Flanken der
Verriegelungskörper
einen definierten Flankenwinkel auf, und die Nutflanken der mindestens
einen Ringnut sind mit einem gleichen Flankenwinkel versehen. An
den beiden Enden der Sperrfläche
ist jeweils eine radial nach außen
angeordnete Schräge
ausgebildet, die unter einem gleichen Winkel wie die Höckerflanken
verläuft.
Beim Ver- und Entriegeln des Werkzeugs gelangt immer eine Höckerflanke
der Verriegelungskörper
mit einer Nutflanke oder einer Schräge der Sperrfläche zur
Anlage. Durch diese aneinanderliegenden Flanken wird der Verriegelungskörper beim
Ent- und Verriegelungsvorgang um einen seiner Höcker definiert geschwenkt,
wodurch ein Verkanten des Verriegelungskörpers und eine dadurch bedingte
Schwergängigkeit
beim Einstecken und Herausziehen des Werkzeugs aus dem Werkzeughalter
vermeiden wird. Auch dienen die Flanken einem leichtgängigen Verdrängen der
Verriegelungskörper
aus ihrer Ver- und Entriegelungsposition.
-
Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung ist die Sperrfläche
der Schiebehülse
an ihrer in Einschieberichtung des Werkzeugschafts hinterem Ende
von einer axial verschiebbaren, ringförmigen Haltescheibe begrenzt,
die mit jeweils einer radial nach innen vorspringenden Haltenase
in einen der Längsdurchbrüche in der
Kupplungshülse
hineinragt und von einer Verriegelungsfeder mit der Einschieberichtung
des Werkzeugschafts entgegengerichteter Druckkraft an eine am Sperrflächenende ausgebildete
Radialschulter der Schiebehülse
angelegt ist. Diese Verriegelungsfeder stellt das selbsttätige Rückstellen
der Verriegelungskörper
in ihre Verriegelungsposition nach vollständigem Einschieben des Werkzeugschafts
in die Kupplungshülse
sicher.
-
Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung ist die Haltescheibe aus einem federnden Material, zum
Beispiel aus Federblech, hergestellt und die Haltenasen sind von
dem Scheibenring durch mindestens einen Schlitz so freigeschnitten, daß sie gegenüber der
Scheibenebene in Axialrichtung ausfedern können. Mit einer solchen, wiederum von
der Verriegelungsfeder zwischen Schiebehülse und Kupplungshülse abgestützten Haltescheibe kann
auf die Druckfeder zur axialen Federbelastung der Schiebehülse verzichtet
werden, da mittels des Halteblechs die Verriegelungsfeder nunmehr
die beiden unterschiedlichen Rückstellfunktionen
für Schiebehülse und
Verriegelungskörper übernimmt,
ohne daß durch
die beim Einschieben des Werkzeugschafts in die Kupplungshülse ausgelöste Axialverschiebung
der Verriegelungskörper
eine gleichgerichtete Verschiebebewegung der Schiebehülse ausgelöst wird,
so daß die
Relativbewegung von Verriegelungskörper und Sperrfläche zuverlässig gesichert ist.
Die Einsparung der Schiebehülsen-Rückstellfeder
wirkt sich nicht nur günstig
auf die Fertigungskosten, und zwar hinsichtlich der Teile- und Montagekosten,
aus, sondern auch günstig
auf die Baugröße des Werkzeughalters,
da der Durchmesser der Schiebehülse
kleiner gemacht werden kann.
-
Die
Federwirkung der Haltenasen gegenüber dem Scheibenring kann dabei
durch unterschiedliche Schlitzeinbringung realisiert werden. In
einer Ausführungsform
der Erfindung sind die Nasen durch jeweils zwei parallele Schlitze,
die parallel zur Radialrichtung der Haltescheibe verlaufen, von
dem Scheibenring getrennt und nur noch an der Nasenwurzel mit dem
Scheibenring verbunden. In einer alternativen Ausführungsform
der Erfindung sind die Nasen jeweils durch einen parallel zur Radialrichtung
verlaufenden Schlitz, der sich in einen in dem Scheibenring konzentrisch
angeordneten bogenförmigen Schlitz
fortsetzt, von dem Scheibenring getrennt.
-
Zeichnung
-
Die
Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
-
1 einen
Längsschnitt
eines auf einem Antriebsglied eines Bohrhammers angeordneten Werkzeughalters,
-
2 eine
Seitenansicht eines Verriegelungskörpers im Werkzeughalter gemäß 1,
-
3 eine
Draufsicht des Verriegelungskörpers
in 2,
-
4 einen
Schnitt längs
der Linie IV-IV in 2,
-
5 eine
gleiche Darstellung wie in 1 eines
modifizierten Werkzeughalters,
-
6 ausschnittweise
eine gleiche Darstellung wie in 5 zur Demonstrierung
des Verriegelungsvorgangs beim Werkzeugwechsel,
-
7 eine
gleiche Darstellung wie in 5 zur Demonstrierung
des Entriegelungsvorgangs beim Werkzeugwechsel,
-
8 und 9 jeweils
eine Draufsicht einer Haltescheibe im Werkzeughalter gemäß 5 in zwei
verschiedenen Ausführungsbeispielen,
-
10 ausschnittweise
eine gleiche Darstellung wie in 5 zur Demonstrierung
der Funktionsweise der Haltescheibe in 8 oder 9 beim Verriegeln
eines in den Werkzeughalter eingeschobenen Werkzeugs.
-
Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
-
In 1 ist
von dem nicht weiter dargestellten Bohrhammer nur dessen vorn aus
dem feststehenden Gehäuse 10 hervorragendes,
den Drehantrieb bewirkendes Antriebsglied 11 sowie ein
inneres Antriebsglied 12 erkennbar, das den Axialschlag
ausführt.
Der am Bohrhammer lösbar
angesetzte, insgesamt mit 13 bezeichnete Werkzeughalter
weist eine Kupplungshülse 14,
die drehfest mit dem Antriebsglied 11 verbunden ist, eine
Schiebehülse 15,
die die Kupplungshülse 14 umschließt und relativ
zu dieser axial verschiebbar ist, sowie eine am vorderen Ende der
Kupplungshülse 14 auf
dieser axial unverschieblich festgelegte Schutzkappe 16 auf,
die teilweise von der Schiebehülse 15 übergriffen
wird. Die Kupplungshülse 14 enthält im Innern
eine durchgehend zylindrische Aufnahmebohrung 17, in die
ein Werkzeugschaft 18 eines Werkzeugs, z.B. eines Bohrers,
einsteckbar ist. Der in 1 in zwei verschiedenen Einsteckpositionen
dargestellte Werkzeugschaft 18 des Werkzeugs hat an seinem
hinteren Ende eine mit einer Fase versehene ebene Anschlagfläche, die
axial an der zugekehrten Anschlagfläche des Antriebsglieds 12 auftrifft.
Hierüber
werden die Axialschläge übertragen.
Auf der äußeren Umfangsfläche des Werkzeugschafts 18 sind
an diametralen Stellen zwei am Ende des Werkzeugschafts 18 offen
ausmündende
Drehmitnahmenuten 19 angeordnet, von denen in
-
1 nur
die eine Drehmitnahmenut 19 zu sehen ist. Die nahezu radialen
Flanken der Drehmitnahmenuten 19 arbeiten mit zugeordneten
Flächen von
leistenförmigen
Drehmitnehmern 37 (5) in der
Aufnahmebohrung 17 der Kupplungshülse 14 zusammen. Über die
in die Drehmitnahmenuten 19 eingeschobenen Drehmitnehmer 37 wird
das Drehmoment der Kupplungshülse 14 auf
den Werkzeugschaft 18 übertragen.
-
An
diametralen Stellen des Werkzeugschafts 18, die um 90° gegenüber den
Drehmitnahmenuten 19 versetzt sind, trägt der Werkzeugschaft 18 zwei nutförmige, in
Achsrichtung geschlossene Verriegelungstaschen 20, in die
zwei langgestreckte Verriegelungskörper 21 formschlüssig eintauchen.
Die Verriegelungskörper 21 sind
in Längsdurchbrüchen 22 in der
Kupplungshülse 14 gehalten.
Die Längsdurchbrüche 22 verjüngen sich
radial nach innen so, daß der
jeweilige Verriegelungskörper 21 nach
innen nicht herausfallen kann. Die Verriegelungskörper 21 sind
in den Längsdurchbrüchen 22 axial
verschiebbar und radial beweglich. Ihre radiale Beweglichkeit wird
durch eine an der Schiebehülse 15 ausgebildete Sperrfläche 23 blockiert,
wenn sich die Schiebehülse 15 in
ihrer Grundstellung befindet, wie dies in der oberen Hälfte der 1 dargestellt
ist. In dieser Grundstellung wird die Schiebehülse 15 durch eine Druckfeder 24 gehalten,
die sich einerseits an der Kupplungshülse 14 und andererseits
an der Schiebehülse 15 abstützt und
die Schiebehülse 15 mit
einer an ihr ausgebildeten Ringschulter 151 an einem an der
Kupplungshülse 14 festgelegten
Anschlag 25 andrückt.
Im Ausführungsbeispiel
der 1 ist die Sperrfläche 23 nicht unmittelbar
an der Schiebehülse 15 sondern
an einem separaten Anlaufring 26 ausgebildet, der mit der
Schiebehülse 15 so
verbunden ist, daß er
von der Schiebehülse 15 bei
deren Axialverschiebung mitgenommen wird. An dem in Einsteckrichtung
des Werkzeugschafts 18 hinterem Ende des Anlaufrings 26 ist
eine Haltescheibe 27 mittels einer an der Kupplungshülse 14 sich
abstützenden
Verriegelungsfeder 36 angedrückt. Die Haltescheibe 27 trägt an diametralen
Stellen zwei nach innen radial vorspringende Haltenasen 29,
die in je eine der Längsdurchbrüche 22 hineinragen
und darin axial verschieblich geführt sind.
-
Die
beiden langgestreckten Verriegelungskörper 21 sind symmetrisch
aufgebaut und weisen jeweils eine im Längsschnitt sattelförmige Gestalt
mit zwei voneinander beabstandeten, im Querschnitt bogenförmigen Höckern 31, 32 und
mit einer dazwischen liegenden Sattelfläche 30 auf. Die von
den Höckern 31, 32 zu
der Sattelfläche 30 verlaufenden Flanken 311 bzw. 321 besitzen
einen gleichen, definierten Flankenwinkel α (2). Auf
der höckerabgewandten
Seite bildet der Verriegelungskörper 21 einen
langgestreckten Formkörper 33,
dessen in die Verriegelungstasche 20 eintauchender Bereich 331 im
Querschnitt dem Querschnitt der Verriegelungstasche 20 formschlüssig angepaßt ist.
Dieser langgestreckte Formkörper 33 ermöglicht ebenfalls
eine Drehmomentübertragung
von der Kupplungshülse 14 auf
den Werkzeugschaft 18 und bildet durch die stirnseitig
geschlossene Ausbildung der Verriegelungstasche 20 eine
axiale Halterung für
den Werkzeugschaft 18, die eine begrenzte axiale Bewegung des
Werkzeugschafts 18 in der Aufnahmebohrung 17 der
Kupplungshülse 14 zuläßt. In der
Verriegelungsposition der Verriegelungskörper 21, wie sie in
der oberen Hälfte
der
-
1 dargestellt
ist, liegt jeder Formkörper 33 mit
seinem Bereich 331 in der zugeordneten Verriegelungstasche 20 formschlüssig ein
und stützt
sich mit seinen beiden Höckern 31, 32 an
der Sperrfläche 23 des
Anlaufrings 26 ab, so daß die beiden Verriegelungskörper 21 sich
nicht in Radialrichtung bewegen können.
-
Um
das für
den Werkzeugwechsel erforderliche Radialspiel der beiden Verriegelungskörper 21 herbeizuführen, sind
im Ausführungsbeispiel
gemäß 1 in
der Sperrfläche 23 z.B.
zwei parallele Ringnuten 34, 35 eingebracht, deren
Nuttiefe größer ist als
die radiale Tiefe der Verriegelungstaschen 20. Der Abstand
der beiden Ringnuten 34, 35 voneinander ist so
bemessen, daß beim
Einstecken des Werkzeugschafts 18 in die Aufnahmebohrung 17 der Kupplungshülse 14 der
vordere Höcker 32 in
die in Einsteckrichtung vordere Ringnut 35 und beim Herausziehen
des Werkzeugschafts 18 aus der Kupplungshülse 14 der
hintere Höcker 31 in
die hintere Ringnut 34 eintauchen kann. Die Nutflanken 341 bzw. 351 der
beiden Ringnuten 34, 35 weisen den gleichen Flankenwinkel
auf wie die Flanken 311 und 321 der Höcker 31 und 32.
Die Länge
der Sperrfläche 23 und
damit die Länge
des Anlaufrings 26 und die Lage der beiden Ringnuten 34, 35 sind
außerdem
so aufeinander abgestimmt, dass immer dann, wenn ein Höcker 31, 32 in
eine der Ringnuten 34, 35 eintaucht, der andere
Höcker 32, 31 außerhalb
der Sperrfläche 23 bzw.
des Anlaufrings 26 liegt. Zusätzlich ist die Sperrfläche 23 an
den beiden Enden des Anlaufrings 26 abgeschrägt. Die
ringförmigen
Schrägen,
die in 1 mit 231 und 232 bezeichnet
sind, weisen einen dem Flankenwinkel der Flanken 311 und 321 der
Höcker 31, 32 entsprechenden
Schrägungswinkel
auf.
-
Ein
im Werkzeughalter 13 einzuspannendes Werkzeug wird durch
das Einführen
des Werkzeugschafts 18 in die Aufnahmebohrung 17 der
Kupplungshülse 14 automatisch
im Werkzeughalter 13 verriegelt. Dabei werden durch die
Stirnfläche
des Werkzeugschafts 18 die Verriegelungskörper 21 in 1 nach
rechts verschoben, wobei die Haltescheibe 27 unter Zusammendrücken der
Verriegelungsfeder 36 ebenfalls nach rechts verschoben
wird. Dabei gelangt der in Einschieberichtung des Werkzeugschafts 18 vorn
liegende Höcker 32 in
den Bereich der Ringnut 35 und wird vom Werkzeugschaft 18 in die
Ringnut 35 hineingedrückt,
wobei die Flanke 321 sich an die Nutflanke 351 anlegt.
Dadurch wird nunmehr jeder Verriegelungskörper 21 um seinen
Höcker 32 definiert
verschwenkt, wobei sich der hintere Höcker 31 mit der Flanke 311 an
die Schräge 231 anlegt.
Ist der Werkzeughalter 13 soweit unter den Verriegelungskörpern 21 hinweggeschoben,
dass die Verriegelungstaschen 20 im Bereich der Verriegelungskörper 21 liegen,
so werden die Verriegelungskörper 21 durch
die gespannte Verriegelungsfeder 36 über die Schräge 231 und
die Nutflanke 351 der Ringnut 35 in Radialrichtung
verschoben und tauchen mit ihren Formkörpern 33 formschlüssig in
die Verriegelungstaschen 20 ein. Am vorderen Endanschlag
der Verriegelungskörper 21 an
den Längsdurchbrüchen 22 liegen
dann die Höcker 31, 32 wieder
an der Sperrfläche 23 an,
und die Verriegelungskörper 21 sind
gegen radiale Verschiebung blockiert.
-
Zum
Werkzeugwechsel ist die Schiebehülse 15 gegen
die Kraft der Druckfeder 24 in 1 nach rechts
zu verschieben, wie dies im unteren Teil der 1 dargestellt
ist. Wird nunmehr der Werkzeugschaft 18 herausgezogen,
so treibt der Werkzeugschaft 18 über das hintere Ende der Verriegelungstasche 20 den
Höcker 31 radial
in die hintere Ringnut 34, wobei wiederum die Flanke 311 sich
an die Nutflanke 341 anlegt und eine Führung für den Verriegelungskörper 21 beim
weiteren Hochschwenken des Verriegelungskörpers 21 durch den
Werkzeugschaft 18 bildet. Durch den sich herausbewegenden
Werkzeugschaft 18 wird auch der Höcker 32 nach außen geschwenkt,
wobei dessen Flanke 321 sich an die Schräge 232 der
Sperrfläche 23 anlegt.
Durch die Führung
der Verriegelungskörper 21 an
der Nutflanke 341 der Ringnut 34 können die
Verriegelungskörper 21 beim
Hochschwenken des vorderen Höckers 32 nicht
verkanten, so dass die Leichtigkeit des Entriegelungsvorgangs ohne
Klemmgefahr gegeben ist. Wird nach herausgezogenem Werkzeugschaft 18 die Schiebehülse 15 freigegeben,
so drückt
die gespannte Verriegelungsfeder 36 über die Haltescheibe 27 und
den Anlaufring 26 die Verriegelungskörper 21 radial nach
innen, wobei durch die Nutflanke 341 der Ringnut 34,
der Schräge 232 an
der Sperrfläche 23 und
den Flanken 311 und 321 der Höcker 31, 32 die Radialbewegung
der Verriegelungskörper 21 eingeleitet
wird. Die Verriegelungskörper 21 und
die Schiebehülse 15 nehmen
schließlich
bei fehlendem Werkzeugschaft 18 die in der oberen Hälfte der 1 dargestellte
Grundstellung ein.
-
In
einer alternativen Ausführung
können
die beiden Ringnuten 34 und 35 zu einer einzigen
lang gestreckten Ringnut vereinigt werden, indem der dazwischenliegende
Teil des Anlaufrings 26 bzw. der Sperrfläche 23 entfernt
wird. Da aber die einander zugekehrten Nutflanken 341 und 351 nunmehr
fehlen, kommt auch die Führung
für das
Schwenken der Verriegelungskörper 21 um
ihre Höcker 31, 32 in Wegfall,
so dass der Ent- und
Verriegelungsvorgang beim Werkzeugwechsel etwas schwergängiger wird.
-
Bei
dem in 5 als weiteres Ausführungsbeispiel dargestellten
Werkzeughalter 13 ist der Anlaufring 26 mit Sperrfläche 23 insoweit
modifiziert, als nur eine einzige Ringnut 40 zum Eintauchen
der beiden Höcker 31 und 32 der
Verriegelungskörper 21 vorgesehen
ist. Beim Ent- und Verriegelungsvorgang tauchen beide Höcker 31, 32 in
die gleiche Ringnut 40 ein, so dass wiederum das gleiche
Schwenken des Verriegelungskörpers 21 stattfindet,
was die Leichtgängigkeit
des Werkzeugwechsels gewährleistet.
Im Übrigen
entsprechen alle Bauteile den bereits zu 1 beschriebenen
Bauteilen, so dass sie mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Die Verriegelungskörper 21 sind
axial etwas kürzer
ausgeführt und
tauchen nur mit einem Teil ihrer axialen Länge in die Verriegelungstaschen 20 ein.
Die Höcker 31, 32, die
wiederum über
ebene Flanken 311 und 321 zur Sattelfläche 30 hin
abfallen, weisen im Längsschnitt gesehen,
eine halbkreisförmige
Kontur auf. Dadurch sind die Berührungsflächen zwischen
den Verriegelungskörpern 21 und
den Sperrflächen 23 an
der Schiebehülse 15 sehr
schmal und quasi auf eine Linie reduziert, wodurch das reibungsarme
freie Drehen der Schiebehülse 15 gegenüber der
Kupplungshülse 14 im
Falle einer stirnseitigen Wandberührung ermöglicht wird. Die Nutflanken 401 der
Ringnut 40 besitzen den gleichen Flankenwinkel wie die
Flanken 311 und 321 der Höcker 31, 32.
Der Anlaufring 26 mit Sperrfläche 23 ist axial länger ausgeführt als
die Verriegelungskörper 21,
und die Ringnut 40 ist so platziert, dass beim Eintauchen
eines der beiden Höcker 31, 32 in
die Ringnut 40 der jeweils andere der beiden Höcker 31, 32 außerhalb
der Sperrfläche 23 bzw. des
Anlaufrings 26 liegt. Endseitig ist der Anlaufring 26 wiederum
mit den die Sperrfläche 23 begrenzenden
umlaufenden Schrägen 231 und 232 versehen, deren
Schrägungswinkel
dem Flankenwinkel der Flanken 311, 321 der Höcker 31, 32 entspricht.
Im Übrigen
ist der Aufbau und die Wirkungsweise des Werkzeughalters 13 gemäß 5 identisch
mit dem in 1 dargestellten Werkzeughalter 13,
so dass insoweit auf die dortigen Ausführungen verwiesen wird. Die
axiale Länge
des Verriegelungskörpers 21 ist
normalerweise vorgegeben durch die Länge der Verriegelungstasche 20 abzüglich Leerlaufweg
des Bohrhammers bzw. des Werkzeugschafts 18. Um die Länge der
Verriegelungskörper 21 wie
hier vergrößern zu
können,
muss ein Grundspiel vorgegeben werden und der Verriegelungskörper 21 taucht
nur mit einem Teil seiner Gesamtlänge in die Verriegelungstasche 20 ein.
Das Grundspiel der Verriegelungskörper 21 ist in 5 mit
g bezeichnet. Dieses Grundspiel g bestimmt sich aus der Länge der
Verriegelungstasche 20 abzüglich der Axiallänge des
in die Verriegelungstasche 20 eintauchenden Teils des Verriegelungskörpers 21 und
abzüglich
des Leerlaufwegs 1 des Antriebsglieds 12 des Bohrhammers
bzw. des Werkzeugschaftes 18. Gleichzeitig ist das Grundspiel
g das axiale Maß der
beidseitig neben der Ringnut 40 liegenden Abschnitte der
Sperrfläche 23.
-
In 6 ist
der Verriegelungsablauf beim Einschieben eines Werkzeugschafts 18 in
die Aufnahmebohrung 17 der Kupplungshülse 14 in vier verschiedenen
Stadien dargestellt. In 6a ist
der leere Werkzeughalter 13 skizziert. Der Verriegelungskörper 21 kann
den Leerweg a unter der Sperrfläche 23 ausführen, ohne
diese verlassen zu können.
Bei eingespanntem Werkzeug entspricht die in 6a dargestellte
linke Stellung des Verriegelungskörpers 21 dem Leerlaufbetrieb
und die rechts dargestellte Stellung des Verriegelungskörpers 21 dem
Arbeitsbetrieb. Wird nunmehr der Werkzeugschaft 18 in die Kupplungshülse 14 eingeführt, so
verschiebt dessen Schaftende den Verriegelungskörper 21 gemäß 6b, wobei die Haltescheibe 27 zurückgeschoben und
die Verriegelungsfeder 36 gespannt wird. Der Höcker 32 taucht
in die Ringnut 40 ein und legt sich mit seiner Flanke 321 an
die rechte Nutflanke 401 der Ringnut 40 an. Bei
weiterem Verschieben des Werkzeugschafts 18 wird der Verriegelungskörper 21 um den
in der Ringnut 40 liegenden Höcker 32 nach außen geschwenkt,
wobei die aneinander liegenden Flanken 321 und 401 eine
das Verkanten des Verriegelungskörpers 21 beim
Schwenken verhindernde Führung
bilden. In 6c ist der Schwenkvorgang abgeschlossen
und der Höcker 31 liegt
mit seiner Flanke 321 an der Schräge 231 des Anlaufrings 26 an.
Ist nunmehr der Werkzeugschaft 18 soweit verschoben, dass
die Verriegelungstasche 20 unter dem Verriegelungskörper 21 liegt,
so wird durch den auf den Verriegelungskörper 21 wirkenden
Axialdruck der gespannten Verriegelungsfeder 36 über die Schräge 231,
die Nutflanke 401 der Ringnut 40 und die Flanke 311 des
Höckers 31 die
Radialverschiebung des Verriegelungskörpers 21 eingeleitet.
Dieser taucht mit seinem Formkörper 33 in
die Verriegelungstasche 20 ein und wird von der Verriegelungsfeder 36 in
die in 6a dargestellte Grundstellung überführt, in
der die Höcker 31, 32 an
der Sperrfläche 23 anliegen
und eine Radialbewegung des Verriegelungskörpers 21 blockiert
ist. Der Werkzeugschaft 18 ist mit Axialspiel im Werkzeughalter 13 festgesetzt, wobei über den
Verriegelungskörper 21 eine
Drehmomentübertragung
von der sich drehenden Kupplungshülse 14 auf den Werkzeugschaft 18 erfolgt.
-
In 7 ist
der Entriegelungsvorgang zum Wechseln eines Werkzeugs in fünf verschiedenen Etappen
illustriert. In 7a ist die Schiebehülse 15 gegen
die Druckfeder 24 in ihre Entriegelungsposition zurückgeführt, wodurch
der Anlaufring 26 so verschoben wird, dass die Ringnut 40 über dem
Höcker 31 liegt.
Wird nun der Werkzeugschaft 18 herausgezogen, so wird mit
Anstoßen
des Formkörpers 33 an dem
geschlossenen Ende der Verriegelungstasche 20 der Höcker 31 in
die Ringnut 40 hineingedrückt, wobei er sich mit seiner
Flanke 311 an die Nutflanke 401 anlegt (7b).
Beim weiteren Ziehen am Werkzeugschaft 18 schwenkt der
Verriegelungskörper 21 um
den in der Ringnut 40 einliegenden Höcker 31, wobei der
Höcker 32 nach
oben geschwenkt wird und mit seiner Flanke 321 an die Schräge 232 des
Anlaufrings 26 zur Anlage kommt (7c). Ist
der Werkzeugschaft 18 unter dem Verriegelungskörper 21 hinweggezogen
und wird die Schiebehülse 15 freigegeben,
so wird durch die Axialkraft der gespannten Druckfeder 24 und
der gespannten Verriegelungsfeder 36 die Schiebehülse 15 mit
Anlaufring 26 in ihre Grundstellung zurückgeschoben. Dabei wird über die Schräge 232 und
die Flanke 321 des Höckers 32 sowie
die Nutflanke 401 und die Flanke 311 des Höckers 31 eine
radiale Kraftkomponente auf den Verriegelungskörper 21 aufgebracht,
die den Verriegelungskörper 21 radial
verschiebt, so dass die Sperrfläche 23 wieder über die
beiden Höcker 31, 32 gleiten
kann (7e). Sowohl 6 als
auch 7 verdeutlichen, dass sowohl beim Verriegelungsvorgang als
auch beim Entriegelungsvorgang der jeweils in die Ringnut 40 eintauchende
Höcker 31 bzw. 32 eine Führung beim
Schwenken des Verriegelungskörpers 21 bildet,
die ein Verkanten des langen Verriegelungskörpers 21 verhindert,
wodurch der Vorgang des Werkzeugwechsels sehr leichtgängig ist.
-
In 8 und
in 9 ist jeweils eine modifizierte Haltescheibe 27 dargestellt,
wie sie als Haltescheibe 27 im Werkzeughalter 13 gemäß 1 oder 2 eingesetzt
werden kann. Nach wie vor weist die Haltescheibe 27 einen
Scheibenring 28 mit zwei radial nach innen vorspringenden
Haltenasen 29 auf, die in die Längsdurchbrüche 22 der Kupplungshülse 14 eintauchen
und damit die Haltescheibe 27 an der Kupplungshülse 14 axial
verschieblich festlegen. Die Haltescheibe 27 ist aus einem
federnden Material hergestellt, zum Beispiel einem Federblech, und
die Haltenasen 29 sind durch mindestens einen Schlitz so
aus dem Scheibenring 28 freigeschnitten, dass sie gegenüber der Scheibenebene
in Axialrichtung ausfedern können.
Bei dem Ausführungsbeispiel
der 8 sind die Haltenasen 29 durch zwei parallele Schlitze 41, 42,
die parallel zur Radialrichtung der Haltescheibe 27 verlaufen,
von dem Scheibenring 28 getrennt, so dass sie nur noch
an ihrer Nasenwurzel 291 mit dem Scheibenring 28 verbunden
sind. In dem Ausführungsbeispiel
der 9 ist jede Nase 29 von dem Scheibenring 28 durch
einen parallel zur Radialrichtung verlaufenden Schlitz 43 und
einen sich daran fortsetzenden Schlitz 44, der sich etwa
mittig im Scheibenring 28 in Längsrichtung konzentrisch zur Scheibenachse
erstreckt, getrennt.
-
Eine
Haltescheibe gemäß 8 oder 9 ist
in dem in 10 ausschnittweise dargestellten Werkzeughalter 13 eingesetzt,
der sich von dem Werkzeughalter 13 gemäß 5 nur dadurch
unterscheidet, dass die Druckfeder 24 zum Rückstellen der
Schiebehülse 15 fehlt
und deren Funktion aufgrund der konstruktiven Gestaltung der Haltescheibe 27 jetzt
von der Verriegelungsfeder 36 übernommen wird. Soweit Bauteile
des Werkzeughalters 13 in 10 mit
denen in 5 übereinstimmen, sind sie mit
gleichen Bezugszeichen versehen.
-
In 10a ist der Werkzeughalter 13 in seiner
Grundstellung bei eingeschobenem Werkzeugschaft 18 dargestellt.
Der Werkzeugschaft 18 ist über die in seine Verriegelungstaschen 20 formschlüssig einliegenden
Verriegelungskörper 21 in
der Kupplungshülse 14 drehfest
gehalten und gegen axiales Herausfallen gesichert. In 10b und 10c ist die
Wirkungsweise der Haltescheibe 27 gemäß 8 und 9 beim
Werkzeugwechsel, und zwar beim Einschieben des Werkzeugschafts 18 in
die Kupplungshülse 14,
illustriert. Beim Einschieben des Werkzeugschafts 18 schiebt
dieser die Verriegelungskörper 21 in 10 nach
rechts gegen die Haltescheibe 27. Bei weiterem Verschieben
der Verriegelungskörper 21 bewegen
sich zunächst
die federnden Haltenasen 29 mit, während der Scheibenring 28 durch
die Verriegelungsfeder 36 an dem Anlaufring 26 und
an der Schiebehülse 15 angedrückt bleibt,
so dass letztere ihre Grundstellung beibehält. Dies ist in 10b dargestellt. Nach einem Federweg von ca. 1–1,5 mm
bewegt sich dann der Scheibenring 28 unter Spannen der
Verriegelungsfeder 36 mit. Da sich die Höcker 31 der
Verriegelungskörper 21 jedoch
bereits zwischen den Haltenasen 29 und der Schräge 231 am
Anlaufring 26 eingeschoben haben, wird der Anlaufring 26 und
damit die Schiebehülse 15 bei
sich entfernendem Scheibenring 28 der Haltescheibe 27 in
ihrer Lage gehalten. Bei weiterem Verschieben der Haltescheibe 27 gegen
die Kraft der Verriegelungsfeder 36 schwenkt der Höcker 31 nach
oben und legt sich mit seiner Flanke 311 an die Schräge 231 an,
so dass nunmehr die Verriegelungskörper 21 insgesamt soweit
angehoben sind, dass der Werkzeugschaft 18 vollständig in
die Kupplungshülse 14 eingeschoben werden
kann. In dieser Stellung befinden sich der Scheibenring 28 und
die Haltenasen 29 in der gleichen Scheibenebene, da der
Verriegelungskörper 21 jetzt
sowohl an den Haltenasen 29 als auch am Scheibenring 28 anliegt.
Wie bereits vorstehend beschrieben, werden aus dieser Entriegelungsstellung die
Verriegelungskörper 21 durch
die Federkraft der gespannten Verriegelungsfeder 36 wieder
in ihre in 10a dargestellte Verriegelungsstellung
zurückgeführt, in
der die Höcker 31, 32 der
Verriegelungskörper 21 an
der Sperrfläche 23 anliegen
und gegen radiale Verschiebung gesichert sind.