DE19914577A1 - Werkzeugaufnahme an einem Bohrhammer - Google Patents

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.