DE19914577A1 - Werkzeugaufnahme an einem Bohrhammer - Google Patents
Werkzeugaufnahme an einem BohrhammerInfo
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Abstract
Eine solche Werkzeugaufnahme hat zugehörige Wechselfutter, die einen hohlen Futterkörper mit daran aufnahmeseitig angeordneten Einrichtungen zur Drehmitnahme und zum axialen Fixieren haben, denen damit zusammenwirkende Einrichtungen am Aufnahmeende der Hohlspindel des Bohrhammers zumindest für die Drehübertragung und gegebenenfalls für die Schlagübertragung entsprechen. Um eine sichere Drehmitnahme zwischen dem Futterkörper sowie der Hohlspindel und eine einfache Fertigung der hierfür erforderlichen Drehmitnahmeelemente zu ermöglichen, weist der Futterkörper der Wechselfutter eine außen auf das Aufnahmeende der Hohlspindel aufsteckbare Aufnahmehülse mit einem Innenmehrkant auf. Am Aufnahmeende der Hohlspindel ist ein dazu passender Außenmehrkant angeformt, dessen größter Durchmesser kleiner als der Durchmesser der Hohlspindel ist.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugaufnahme an ei
nem Bohrhammer mit zugehörigen Wechselfuttern der im Gat
tungsbegriff des Patentanspruchs 1 näher bezeichneten Art.
Die Verwendung unterschiedlicher Futter bei einem Bohrham
mer ist erforderlich, um Werkzeuge für unterschiedliche
Aufgaben halten zu können, die entweder nur drehend oder
drehend und schlagend angetrieben werden und die an ihrem
Aufnahmeende unterschiedliche Durchmesser aufweisen können.
So kann es sich bei solchen Wechselfuttern um Backenfutter
für drehende Werkzeuge handeln, in denen die Werkzeuge mit
ihrem Schaft fest eingespannt werden. Wegen der Zustellbar
keit der Futterbacken können hier auch Werkzeuge mit unter
schiedlichen Durchmessern verwendet werden. Anders verhält
es sich bei Futtern für schlagende Werkzeuge, hier müssen
die Werkzeuge im Futter axial verschieblich gehalten wer
den, wozu das Futter eine an den Durchmesser des jeweiligen
Werkzeugs angepaßte Axialführung hat. Für Werkzeuge mit
verschiedenen Schaftformen und/oder unterschiedlichen
Durchmessern müssen deshalb verschiedene Futter vorgesehen
werden. Die Werkzeugaufnahme am Bohrhammer muß deshalb an
die verschiedenen Wechselfutter angepaßt sein, um in jedem
Fall die Drehmitnahme und die axiale Fixierung der Futter
sicherzustellen.
Bei bekannten Werkzeugaufnahmen der gattungsbildenden Art
werden sowohl für die Drehmitnahme zwischen der Hohlspindel
und der Aufnahmehülse des jeweiligen Futterkörpers als auch
für die axiale Fixierung zwischen diesen beiden Teilen ra
dial verstellbare Verriegelungskörper verwendet, die in der
Aufnahmehülse angeordnet sind und in eine entsprechende Ge
genkontur der Hohlspindel formschlüssig eingreifen. Folg
lich sind diese Verriegelungskörper und ihre Haltevorrich
tungen sowie die Eingriffskonturen an der Hohlspindel dop
pelt belastet, insbesondere ist hier zur Vermeidung eines
vorzeitigen Verschleißes eine Anpassung an die Drehmomen
tenübertragung erforderlich.
Andererseits hat es bei Vorsatzgeräten für Bohrmaschinen
schon Drehmitnahmeeinrichtungen gegeben, die einen Außen
sechskant an der Maschinenspindel und entsprechend einen
Innensechskant an dem Vorsatzgerät aufwiesen. Der Außen
sechskant wurde hierbei durch eine Mutter gebildet, die auf
einem endseitigen Gewindefortsatz der Maschinenspindel an
geordnet war.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugauf
nahme der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei der eine si
chere Drehmitnahme zwischen der Hohlspindel des Bohrhammers
und dem jeweils verwendeten Wechselfutter erfolgt und die
hierfür erforderlichen Drehmitnahmeelemente, insbesondere
an der Hohlspindel, ohne erheblichen zusätzlichen Ferti
gungsaufwand und auch ohne große Materialverluste einfach
angebracht werden können.
Diese Aufgabe wird bei einer Werkzeugaufnahme der gattungs
bildenden Art nach der Erfindung durch die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Für die Erfindung ist wesentlich, daß der Außenmehrkant un
mittelbar an der Hohlspindel durch eine einfache spanneh
mende Bearbeitung, vor allen durch eine Fräsbearbeitung,
angebracht werden kann, die nämlich erfordert, daß der dia
gonale, größte Durchmesser des Außenmehrkantes kleiner als
der Durchmesser der Hohlspindel ist. Überdies ist dadurch
die Mehrkantmitnahme zwischen der Hohlspindel, wie sie an
einem Bohrhammer zur Aufnahme des Schlagantriebs üblich
ist, und der Aufnahmehülse des jeweiligen Wechselfutters
besonders sicher und unanfällig. Denn die Drehmomentenüber
tragung erfolgt nicht über beweglich an der Werkzeugaufnah
me angeordnete Teile.
Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an ei
nem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Werkzeugaufnahme an einem Bohrhammer mit
einem darauf aufgesetzten Wechselfutter im
Längsschnitt,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch die zugehörige Hohl
spindel des Bohrhammers für die Werkzeugaufnahme
nach Fig. 1,
Fig. 3 die Stirnansicht der Hohlspindel gemäß Fig. 2,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch den Futterkörper mit
Aufnahmehülse für die zugehörigen Wechselfutter
der Werkzeugaufnahme nach den vorstehenden Figu
ren und
Fig. 5 die rückwärtige Stirnansicht der Aufnahmehülse
gemäß Fig. 4.
Im einzelnen erkennt man in Fig. 1 das Vorderende eines
Schlagwerksgehäuses 1 eines im übrigen nicht näher darge
stellten Bohrhammers. In dem Schlagwerksgehäuse 1 ist eine
Hohlspindel 2 gelagert, in der ein axial verschiebliches
Schlagglied 3 angeordnet und geführt ist, welches beim
Schlagbetrieb des Bohrhammers in der Hohlspindel 2 axial
hin und her gehend angetrieben wird. Die Hohlspindel 2 ragt
mit einem Aufnahmeende 4 aus dem Schlagwerksgehäuse 1 her
aus, und auf dieses Aufnahmeende ist ein Wechselfutter 5
aufsteckbar, bei dem es sich in der dargestellten Ausfüh
rung um ein Futter für ein schlagendes und drehendes Werk
zeug handelt, entsprechend ist die Werkzeugaufnahme 6 des
Wechselfutters 5 hier ausgebildet. Auf das Aufnahmeende 4
der Hohlspindel 2 können auch Wechselfutter anderer Ausfüh
rungen aufgesteckt werden, die jedoch sämtlich die gleichen
Elemente zur axialen Fixierung und Drehmitnahme aufweisen.
So hat das wiedergegebene Wechselfutter 5 einen hohlen Fut
terkörper 7 mit einer zur Aufnahmeseite hin angeordneten
und offenen Aufnahmehülse 8, die an ihrem Ende einen in die
Stirnseite auslaufenden Innenmehrkant 9 aufweist. Daran
schließt sich nach innen zum Vorderende des Futterkörpers 7
hin eine etwas engere Bohrung 22 an, die an den Außendurch
messer des zylindrischen Aufnahmeendes 4 der Hohlspindel 2
so angepaßt ist, daß darüber das gesamte Wechselfutter 5
auf das Aufnahmeende 4 der Hohlspindel 2 aufgesteckt werden
kann.
In Fig. 1 ist die teilweise aufgesteckte Lage des Wechsel
futters 5 wiedergegeben, in der der Innenmehrkant 9 der
Aufnahmehülse 8 in axialer Richtung zum Teil in Eingriff
mit einem Außenmehrkant 10 gekommen ist, der an das Aufnah
meende 4 der Hohlspindel 2 angeformt ist. Wie auch Fig. 2
deutlich macht, ist der Außenmehrkant 10 in einigem Abstand
von der freien Stirnseite 11 der Hohlspindel 2 angeordnet,
damit beim Aufstecken des Wechselfutters 5 auf die Hohl
spindel 2 zunächst ein ausreichend großer Verschiebeweg auf
dem Aufnahmeende 4 zur Verfügung steht, bevor der Innen
mehrkant 9 der Aufnahmehülse 8 des Wechselfutters 5 in Ein
griff mit dem Außenmehrkant 10 an der Hohlspindel 2 kommen
kann. Hierbei ist es zudem noch erforderlich, den Innen
mehrkant 9 der Aufnahmehülse 8 des Wechselfutters 5 in pas
sender Drehstellung zum Außenmehrkant 10 der Hohlspindel 2
auszurichten, damit hier nicht Stirn vor Stirn steht. Ste
hen der Außenmehrkant 10 der Hohlspindel 2 und der Innen
mehrkant 9 der Aufnahmehülse 8 miteinander in Eingriff, be
steht eine drehfeste Verbindung zwischen der Hohlspindel 2
und dem Wechselfutter 5.
Ferner gibt es eine axiale Sicherung zwischen dem Wechsel
futter 5 und der Hohlspindel 2. Dazu hat die Hohlspindel 2
am Aufnahmeende 4 benachbart der freien Stirnseite 11 eine
Umfangsnut 12, welche im Querschnitt gesehen die Form eines
Kreisabschnittes hat. Damit ist diese Umfangsnut 12 an den
formschlüssigen Eingriff von Verriegelungskörpern 13 ange
paßt, welche als Kugeln ausgebildet sind. Diese Verriege
lungskörper 13 sind in sich am Innenende verjüngenden Ra
dialbohrungen 23 der Aufnahmehülse 8 des Futterkörpers 7
gehalten und in diesen Radialbohrungen 23 verschieblich.
Vorrangig nehmen die Verriegelungskörper 13 die in Fig. 1
dargestellte Verriegelungslage ein, in der sie soweit über
die Bohrung 22 der Aufnahmehülse 8 nach innen hin vorste
hen, um in die Umfangsnut 12 am Aufnahmeende 4 der Hohl
spindel 2 eingreifen zu können.
Um diesen Eingriff zu ermöglichen, müssen die Verriege
lungskörper 13 zunächst aus ihrer Verriegelungslage radial
nach außen hin verschoben werden, dazu muß ein auf dem Fut
terkörper 7 gelagerter Stützring 14 verdreht werden. Dieser
Stützring 14 hat an seiner Innenwandung eine Kontur 15,
welche die Verriegelungskörper 13 in ihrer Verriegelungsla
ge hält. Ausbuchtungen in dieser Kontur 15 in radialer
Richtung nach außen hin ermöglichen allerdings bei Verdrän
gung ein Ausweichen der Verriegelungskörper radial nach au
ßen hin, dazu wird der Ring 14 in eine solche Position ge
dreht, in der diese Ausbuchtungen in radialer Richtung mit
den Verriegelungskörpern 13 fluchten. Dann nämlich läßt
sich aus der in Fig. 1 wiedergegebenen Position heraus das
Wechselfutter 5 mit seiner Aufnahmehülse 8 bei fluchtender
Eingriffslage ihres Außenmehrkantes 10 mit dem Innenmehr
kant 9 der Hohlspindel 2 weiter auf deren Aufnahmeende 4
aufschieben, wobei die Verriegelungskörper 13 radial nach
außen verdrängt werden. In der aufgeschobenen Endlage
fluchtet die Umfangsnut 12 am Aufnahmeende 4 der Hohlspin
del 2 in radialer Richtung mit den Verriegelungskörpern 13,
wonach der Stützring 14 wieder in seine die Verriegelungs
körper 13 beaufschlagende Lage zurückgedreht werden kann.
Dies geschieht selbsttätig, denn der Stützring 14 ist mit
einer gewendelten, auf dem Futterkörper 7 angeordneten Fe
der 17 beaufschlagt. Mit einem achsparallelen Ende 24
greift die Feder 17 in den Stützring 14 ein, mit ihrem
zweiten Ende ist sie in gleicher oder ähnlicher Weise am
Futterkörper 7 formschlüssig in Umfangsrichtung abgestützt.
Die Feder 17 ist bestrebt, den Stützring 14 in diejenige
Lage zu drehen, in der dessen Innenkontur 15 die Verriege
lungskörper 13 in der Verriegelungslage hält.
Mit dem Stützring 14 ist eine äußere Drehhülse 16 fest ver
bunden, über die der Stützring 14 von Hand entgegen der
Kraft der Feder in diejenige Position verdreht werden kann,
in der die Verriegelungskörper 13 radial nach außen frei
kommen können. Beim Aufsetzen des Wechselfutters 5 wird zu
nächst die Aufnahmehülse 8 mit ihrer Innenbohrung 22 auf
das Aufnahmeende 4 der Hohlspindel 2 soweit aufgeschoben,
bis der Außenmehrkant 10 der Aufnahmehülse 8 mit dem Innen
mehrkant 9 der Hohlspindel 2 in Eingriff kommen kann. Steht
hier zunächst Stirn vor Stirn, muß das Futter in einer
Richtung soweit gedreht werden, bis es sich unter leichtem
axialen Druck unter Eingriff des Außenmehrkants 10 an der
Aufnahmehülse 8 und des Innenmehrkants 9 an der Hohlspindel
2 in diejenige axiale Position schieben läßt, die in Fig.
1 wiedergegeben ist. Jetzt ist das Wechselfutter 5 gegen
über der blockierten oder schwer drehenden Hohlspindel 2
drehfest gehalten, und es kann nun von Hand die Drehhülse
16 entgegen der Kraft der Feder 17 soweit verdreht werden,
daß die Verriegelungskörper 13 radial nach außen ausweichen
können. Danach läßt sich das Wechselfutter 5 in seine axia
le Endlage auf das Aufnahmeende 4 der Hohlspindel 2 auf
schieben, und durch Loslassen der Drehhülse 16 wird auf
grund der Kraft der Feder 17 der Stützring 14 in seine Aus
gangslage selbsttätig zurückgedreht, in der er die Verrie
gelungskörper 13 in der Sperrlage hält. Diese Lage können
die Verriegelungskörper 13 in der aufgeschobenen Endlage
des Wechselfutters 5 einnehmen, weil sie dann in die Um
fangsnut 12 am Aufnahmeende 4 der Hohlspindel 2 eintauchen
können. Für die axiale Sicherung des Wechselfutters 5 ist
es notwendig, daß entsprechend die Verriegelungskörper 13
in axialer Richtung vom Ende der Aufnahmehülse 8, an dem
sich der Innenmehrkant 9 befindet, nach innen bzw. nach
vorn hin in axialer Richtung in der Aufnahmehülse 8 ver
setzt angeordnet sind. So schlagen zunächst beim Aufstecken
des Wechselfutters bei fluchtender Eingriffslage der Mehr
kante 9 und 10 an der Aufnahmehülse 8 sowie an der Hohl
spindel 2 die in der Verriegelungslage befindlichen Verrie
gelungskörper 13 an der Stirnseite 11 des Aufnahmeendes 4
der Hohlspindel 2 an, womit diese Stirnseite 11 zugleich
einen Anschlagabsatz oder eine Anschlagschulter bildet.
Fig. 3 veranschaulicht die besondere Form des Außenmehr
kantes 10 an der Hohlspindel 2. Es handelt sich um einen
regelmäßigen, drehsymmetrischen Sechskant mit radial vor
stehenden, achsparallelen Kanten 18. Dazwischen aber liegen
Umfangsflächen 19, die nicht - wie sonst üblich - eben
sind, sondern Abschnitte eines Hohlzylinders darstellen.
Die Umfangsflächen 19 sind somit kreisförmig konkav ge
wölbt. Der Vorteil ist, man kann in einfacher Weise auf ei
ner entsprechenden Werkzeugmaschine mit einem radial zuge
stellten Scheiben- oder Walzenfräser diese Umfangsflächen
19 unter Bildung der vorstehenden Kanten 18 in die Hohl
spindel 2 einformen, was weiter erfordert, daß der maxima
le, diametrale Durchmesser des Innenmehrkants 9 kleiner ist
als der Durchmesser der Hohlspindel 2.
Die Fig. 4 und 5 veranschaulichen die Anordnung und die
Ausbildung des dem Innenmehrkant 9 der Hohlspindel 2 ent
sprechenden Außenmehrkants 10 der Aufnahmehülse 8 des Fut
terkörpers 7. Passend zu den Kanten 18 des Außenmehrkants
10 hat der Innenmehrkant 9 eingesenkte Nuten 20, zwischen
denen sich zugleich die die Nutflanken bildenden Innenflä
chen 21 erstrecken, die konvex zum Inneren der Aufnahmehül
se 8 hin vorgewölbt sind und angepaßt an die Umfangsflächen
19 des Außenmehrkants 10 der Hohlspindel 2 als Zylinderflä
chenabschnitte ausgebildet sind.
Claims (7)
1. Werkzeugaufnahme an einem Bohrhammer mit zugehörigen
Wechselfuttern, die einen hohlen Futterkörper mit daran
aufnahmeseitig angeordneten Einrichtungen zur Drehmit
nahme und zum axialen Fixieren haben, denen damit zusam
menwirkende Einrichtungen an dem Aufnahmeende der Hohl
spindel des Bohrhammers zumindest für die Drehübertra
gung und gegebenenfalls für die Schlagübertragung ent
sprechen,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Futterkörper (7) der Wechselfutter (5) eine au
ßen auf das Aufnahmeende (4) der Hohlspindel (2) auf
steckbare Aufnahmehülse (8) mit einem Innenmehrkant (9)
aufweist und am Aufnahmeende (4) der Hohlspindel (2) ein
dazu passender Außenmehrkant (10) angeformt ist, dessen
größter Durchmesser kleiner als der Durchmesser der
Hohlspindel (2) ist.
2. Werkzeugaufnahme nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Außenmehrkant der Hohlspindel (2) zwischen vor
stehenden, achsparallelen Kanten (18) Umfangsflächen
(19) hat, die jeweils Abschnitte eines Hohlzylinders
sind.
3. Werkzeugaufnahme nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Außenmehrkant (10) der Hohlspindel (2) drehsym
metrisch ist.
4. Werkzeugaufnahme nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Außenmehrkant (10) sechs Kanten (18) und ent
sprechend dazwischen sechs hohlzylndrische Umfangsflä
chen (19) hat.
5. Werkzeugaufnahme nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß am Aufnahmeende (4) der Hohlspindel (2) eine Um
fangsnut (12) und in der Aufnahmehülse (8) der Futter
körper (7) mittels einer an den Wechselfuttern (5) äuße
ren Drehhülse (16) aus einer vorrangigen Verriegelungs
lage zum Eingriff in die Nut (12) der Hohlspindel (2)
radial nach außen in eine Entriegelungslage freigebbare
Verriegelungskörper (13) angeordnet sind, die bei in
axialer Richtung teilweise auf den Außenmehrkant (10)
der Hohlspindel (2) aufgestecktem Innenmehrkant (9) der
Aufnahmehülse (8) an einem Radialabsatz (11) der Hohl
spindel (2) anschlagen.
6. Werkzeugaufnahme nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umfangsnut (12) nahe der freien Stirnseite (11)
am Aufnahmeende (4) der Hohlspindel (2) angeordnet ist
und diese Stirnseite (11) den Radialabsatz für den An
schlag der Verriegelungskörper (13) der Aufnahmehülse
(8) am Futterkörper (7) bildet, wobei der Innenmehrkant
(9) am Ende der Aufnahmehülse (8) sowie die Verriege
lungskörper (13) daran axial nach innen versetzt und
dementsprechend der Außenmehrkant (10) von der Stirnsei
te (11) am Aufnahmeende (4) der Hohlspindel (2) in axia
lem Abstand angeordnet ist.
7. Werkzeugaufnahme nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der Drehhülse (16) der Wechselfutter (5) zumin
dest eine am Futterkörper (7) abgestützte Feder (17) an
greift, welche die Drehhülse (16) in Umfangsrichtung hin
zur Verriegelungslage für den Verriegelungskörper (13)
beaufschlagt.
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