DE2618596A1

DE2618596A1 - Werkzeughalter

Info

Publication number: DE2618596A1
Application number: DE19762618596
Authority: DE
Inventors: Manfred Bleicher; Joerg Faelchle; Karl Dipl Ing Dr Wanner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1976-04-28
Filing date: 1976-04-28
Publication date: 1977-11-10
Also published as: FR2349413A1; DE2618596C2; JPS52132478A; GB1555078A; NL7704615A; CH619634A5; FR2349413B1; US4131165A; JPS6055275B2

Description

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Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Werkzeughalter gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Im Werkzeugschaft eines bekannten Bohrers dieser Art sind diametral gegenüberliegend zwei in axialer Richtung gesehen beidseitig geschlossene Nuten mit halbkreisförmigem Querschnitt angeordnet. Die Enden der Nuten sind hohlkugelförmig ausgestaltet. In die Nuten greifen kugelförmig ausgestaltete radial bewegbar angeordnete Verriegelungskörper ein. Diese Verriegelungskörper übertragen eine vom Werkzeughalter ausgeführte Drehbewegung auf den Werkzeugschaft. Auf das hintere Ende des Werkzeugschaftes werden von einem Zwischendöpper Axialschläge ausgeübt. Die hohlkugelförmigen Enden der Nuten dienen als Axialanschläge, die die axiale Beweglichkeit des Bohrerschaftes in der Werkzeugaufnahme begrenzen. Die kugelförmigen Verriegelungselemente¹ unterliegen im Betrieb einem sehr starken Verschleiß, da sie sowohl zur Drehmomentübertragung als auch zur axialen Verriegelung des Bohrerschaftes dienen.

Vorteile der Erfindung

Bei einem erfindungsgemäß ausgestalteten Werkzeughalter wird die Schlagenergie direkt, verlustarm und rückstoßfrei von der Antriebsspindel zum Werkzeug durchgeleitet. Der Werkzeughalter erwärmt sich entsprechend gering. Außerdem ist eine relativ kleine Andrückkraft notwendig. Außerdem hat ein die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisender Werkzeughalter den Vorteil, daß die beiden Funktionen Axialverriegelung und Drehmitnahme voneinander getrennt werden. Die jeder der beiden genannten Funktionen zugeordneten Teile des Werkzeughalters können optimal ausgebildet werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptan-

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s'pruch angegebenen Werkzeughalters möglich. Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen an einen Bohrhammer angeordneten Werkzeughalter im Längsschnitt, Figur 2 einen Querschnitt längs II-II der Figur 1, Fig 3 einen Querschnitt längs III,III der Figur 1 und Fig. ¹J einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiels eines Werkzeughalters.

Beschreibung der Erfindung

An dem nur teilweise dargestellte werkstückseitigen Ende des Gehäuses eines Bohrhammers 1 ist ein rohrförmiger Gehäusefortsatz 2 angeordnet, an dessem inneren Ende ein Werkzeugkopf 3 des Bohrhammers angeordnet ist. Der hülsenförmige Werkzeugkopf 3 ist an seiner Innenseite mit einer an sich bekannten Einrichtung zur Drehmomentübertragung - die etwa als Keilwellenmitnahme oder auch als Innensechskant ausgestaltet sein kann - versehen. Konzentrisch ist im Werkzeugkopf 3 von einem in der Zeichnung nicht dargestellten Schlagwerk erzeugte Axialschläge übertragender Zwischendöpper H geführt. In den Werkzeugkopf 3, der an besonders für schwere Arbeiten geeeigneten Bohrhämmern angeordnet ist, können direkt Werkzeuge mit einem der Drehmomentübertragungseinrichtung des Werkzeugkopfes 3 angepaßten Einsteckende eingeschoben werden. Bei den in den Figuren 1 und 2 beschriebenen Bohrhammer ist in den Werkzeugkopf ein Werkzeughalter 5 eingeschoben, der zur Kupplung von schlagenenden und/oder drehenden Werkzeugen mit dem Bohrhammer geeignet ist. Der Werkzeughalter ist insbesondere zur Aufnahme von Werkzeugen wie Bohrern kleineren Durchmessers geeignet. Der Werkzeughalter soll den Bohrer positiv verriegeln, so daß dieser nicht durch eine ungeschickte Be-

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wegung des Bedienungsmannes oder zufällig herausfallen kann. Ausserdem soll der Werkzeughalter einfach demontierbar sein.

Der Werkzeughalter 5 besteht dazu aus einer Spindel 6, die an ihrem hinteren, dem Bohrhammer zugewandten Ende ein dem Werkzeugkopf 3 angepaßtes Einsteckende 7 aufweist. Das Einsteckende 7 ist soweit in den Werkzeugkopf 3 eingeschoben, daß es axial am Zwischendöpper 4 anliegt. Das vordere Ende 8 der Spindel 6 trägt drei am Umfang verteilte, achsparallel verlaufende Drehmitnahmenuten 9 mit nahezu radial verlaufende Planken. Die Drehmitnahmenuten 9 werden rechtwinklig von einer sich um den Umfang des vorderen Endes 8 der Spindel 6 erstreckenden, als Ringnut 10 ausgebildeten Ausnehmung geschnitten. Das vordere Ende 8 der Spindel 6 bildet gewissermaßen das Antriebsglied für den Werkzeughalter 5.

Auf dieses Antriebsglied ist eine Kupplungshülse 11 mit einer ersten Aufnahmebohrung 1.2 aufgeschoben. An der Innenwandung der ersten Aufnahmebohrung 12 sind drei leistenförmige Drehmitnehmer 13 angeordnet, die in die zugeordneten Drehmitnahmenuten 9 des Antriebsgliedes 6 eingreifen. Die leistenförmigen Drehmitnehmer

13 haben ebenso wie die Drehmitnahmenut 9 nahezu radial verlaufende Planken. Auf diese Art kann das Drehmoment vom Antriebsglied (vorderes Ende 8 der Spindel 6) durch senkrecht auf den genannten Flanken der Drehmitnehmer 13 bzw. der Drehmitnahmenut 9 senkrecht stehende Kräfte übertragen werden.

Die Kupplungshülse 11 hat koaxial zur ersten Aufnahmebohrung 12 eine am anderen vorderen Ende ausmündende zweite Aufnahmebohrung

14 für einen Werkzeugschaft 15, wobei der Durchmesser der zweiten Aufnahmebohrung 14 aus Verschleißgründen kleiner ist als derjenige der ersten Aufnahmebohrung 12. An der Innenwandung der . Aufnahmebohrung 14 sind wiederum zwei diagonal zueinander ange-

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ordnete leistenförmige Drehmitnehmer l6 mit zumindest nahezu radial verlaufenden, vorzugsweise ebenen Planken. Die Drehmitnehmer 16 greifen in zugeordnete Drehmitnahmenuten 17, die am hinteren Ende des Werkzeugschaftes 15 offen ausmünden ein. Auch hier geschieht die Übertragung des Drehmoments von der Kupplungshülse 11 auf den Werkzeugschaft 15 wegen der nahezu radialen Anordnung der Planken der Drehmitnehmer 16 und der zugeordneten Drehmitnahmenuten 17 durch zumindest nahezu senkrecht auf den Planken stehende Kräfte. Der Werkzeugschaft 15 hat eine hintere mit einer Fase versehene Auflagefläche 18, die axial an einer zugeordneten vorderen Auflagefläche 19 des als Antriebsglieds des Werkzeughalters dienenden vorderen Endes 8 der Spindel 6 anliegt. Über die einander zugeordneten Auflageflächen 18, 19 werden die Axialschläge auf den Werkzeugschaft 15 übertragen. Auf einem zu den Drehmitnahmenuten 17 senkrechten Durchmesser sind an der Außenfläche des Werkzeugschaftes I5 zwei in Achsrichtung beidseitig geschlossene nutenförmige Ausnehmungen 20 angeordnet . In die Nuten 20 greifen als Verriegelungskörper zwei Kugeln 21 ein, die in erstem Radialbohrungen 22 der Kupplungshülse 11 beweglich geführt sind. Am hinteren Endbereich der Kupplungshülse 11 sind drei zweite Radialbohrungen 23 angeordnet, in denen auch als Verriegelungskörper Kugeln 2k verschiebbar geführt sind. Die Kugeln 2k greifen in die Ringnut 10 des Antriebsglieds (vorderes Ende 8 der Spindel 6) ein. An der inneren Ausmündung ist der Durchmesser aller Radialbohrungen 23, 2k etwas verjüngt, damit die Kugeln 21, 2k nicht durchfallen können.

Auf der Kupplungshülse 11 ist axial gegen die Kraft einer Feder 25 verschiebbar eine Schiebehülse 26 geführt, die die äußeren Ausmündungen der Radialbohrung 22, 23 übergreifen und die Kugeln 21, 2k an ihrer radialen Beweglichkeit hindern und so die in die Aufnahmebohrungen 12, Ik eingeschobenen Teile (Antriebsglied 8 bzw. Werkzeugschaft 15) am Herausfallen hindern. Da aber einerseits die Breite der Ringnut 10 wesentlich größer ist als der Durchmesser der Kugel 2k und andererseits die axiale Länge

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der Ausnehmung 20 im Werkzeugschaft 15 wesentlich größer ist als der Durchmesser der Kugel 21 bleibt dennoch eine axiale Beweglichkeit der Kupplungshülse gegenüber den in die AufnahEiebohrungen 12, 14 eingeschobenen Teile 8, 15 erhalten. Die Feder 25 hält die Schiebehülse 26 in ihrer Ruhestellung gegen ein in eine Ringnut der Kupplungshülse 11 eingelegten O-Ring 27- Wird die Schiebehülse gegen die Kraft der Feder 25 aus ihrer Ruhestellung nach hinten geschoben, so können die Kugeln 21 nach außen in eine radiale Erweiterung 28 der Sehiebehülse ausweichen, so daß der Werkzeugschaft 15 aus dem Werkzeughalter 5 herausgenommen werden kann. Für die Kugeln 2^li ist in der Sehiebehülse 26 keine radiale Erweiterung vorgesehen, da beide Teile im normalen Betrieb nicht voneinander gelöst werden sollen. Müssen beide Teile voneinander getrennt werden, weil z. B. eines ausgetauscht werden muß, so muß der O-Ring 27 von der Kupplungshülse 11 abgezogen werden.

Unmittelbar hinter dem bohrhammerseitigen Ende der Drehmitnahmenuten 9 sitzt als dämpfender Axialanschlag für die Kupplungshülse 11 auf der das Antriebsglied für den Werkzeughalter 5 bildenden Spindel 6 in einer Ringnut ein O-Ring 29 angeordnet. In axialer und radialer Richtung ist der O-Ring 29 von einem topfförmigen Stützring 30 übergriffen, welcher aus Kunststoff oder Metall besteht und den Schutz des O-Ringes gegen mechanische Beschädigung und überlastung übernimmt. Das hintere hülsenförmige Ende des Stützrings 13 übergreift den rohrförmigen Gehäusefortsatζ 2 des Bohrhammers teleskopartig und schützt so den Bohrhammer gegen Eindringen von Bohrklein, speziell beim Bohren nach oben in die Decke. Der O-Ring 29 dient als Axialanschlag und zur Dämpfung des ganzen Werkzeughalters 5 gegenüber den Schlägen, welche durch die Spindel 6 auf den Werkzeugschaft 15 übertragen werden.

Im Betrieb wird die Werkzeugbewegung vom Antriebsgieid 6, 8 auf den Werkzeugschaft 15 übertragen. Die Axialschläge werden dabei direkt über die Auflageflächen 18, 19 auf den Werkzeugschaft

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übertragen. Die Kupplungshülse 11 dient nur der Drehmomentübertragung und der Führung des Werkzeugschaftes. Das Antriebsglied 8 und der Werkzeugschaft 15 haben jedoch mindestens 1 bis 5 mm Spiel in der Kupplungshülse 11. Die Schlagenergie wird direkt, verlustarm und rückstoßfrei vom Antrieb zum Werkzeug durchgeleitet. Der Werkzeughalter zeichnet sich deshalb durch eine entsprechend geringe Erwärmung aus j es ist eine relativ kleine Andrückkraft notwendig. Die Schiebehülse 26 ist auf der Kupplungshülse 11 ohne weiteres drehbar. Sie bietet so eine zusätzlich Sicherheit für den Bedienungsmann. Dieser kann z. B. beim Anbohren die Hülse festhalten und damit den Bohrer zentrieren und führen. Zum Wechseln des Werkzeugs muß er - wie oben beschrieben die Schiebehülse 26 axial verschieben.

Das in Figur 4 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel eines Werkzeughalters 35 ist grundsätzlich ähnlich aufgebaut wie das erste Ausführungsbeispiel. Der wesentliche Unterschied dieses zweiten Ausführungsbeispiels liegt darin, daß dessen Antriebsglied von einer Werkzeugspindel 36 eines Bohrhammers gebildet ist. Diese Werkzeugspindel 36 ragt aus dem rohrförmigen Gehäusefortsatz 32 eines Bohrhammers 31 heraus. Das vordere Ende 38 der Werkzeugspindel 36 entspricht in Aufbau und Funktion vollkommen dem vorderen Ende 8 der Spindel 6 des ersten Ausführungsbeispiels auch hier ist wieder einer Kupplungshülse 11 angeordnet, welche eine erste Aufnahmebohrung 12 für das Antriebsglied 38 und koaxial dazu eine zweite am anderen Ende ausmündende Aufnahmebohrung 14 für den Werkzeugschaft 15 hat. Die Kupplungshülse 11 entspricht im übrigen vollkommen der Kupplungshülse 11 des ersten Ausführungsbeispiels. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel sind die äußeren Ausmündungen der Radialbohrungen 22, 23 von einer Schiebehülse 56 überdeckt, die die radiale Beweglichkeit der in den Radialbohrungen geführten Kugeln 21, 24 in ihrer Ruhestellung verhindert. Die Schiebehülse 56 weist wiederum radiale Erweiterungen auf, von denen eine erste Erweiterung 58 in einer

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Schiebestellung über die erste Radialbohrung 22 bringbar ist. In dieser Schiebestellung kann aus der Kupplung 35 wie im ersten Ausführungsbeispiel der Werkzeugschaft 15 herausgenommen werden. In einer zweiten Schiebestellung ist eine zweite radiale Erweiterung 59 über die äußeren Ausmündungen der zweiten Radialbohrungen 23 bringbar. In dieser zweiten Schiebestellung kann die Werkzeugkupplung 35 vom Antriebsglied 38 abgenommen werden. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist in einer Ringnut der Werkzeugspindel 36 ein O-Ring 29 als dämpfender Axialanschlag angeordnet. Der Stützring 6l entspricht in seiner Schutzfunktion vollkommen dem Stützring 31 des ersten Ausführungsbeispiels. Die Staubschutzfunktion des Stützrings 31 des ersten Ausführungsbeispiels wird bei diesem Ausführungsbeispiel vom hinteren, erweiterten Ende 57 der Schiebehülse 56 übernommen, die dem rohrförmigen Gehäusefortsatz 32 des Bohrhammers 31 teleskopartig übergreift. Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Schiebehülse 56 als Kunststoffteil ausgebildet, in dem Metallringeinlagen 60 angeordnet sind. Die Schiebehülse des ersten Ausführungsbeispiels ist z. B. aus Stahl hergestellt, kann aber ebensogut aus Kunststoff gespritzt sein und mit hartem Stahlringeinlagen zur Abstützung der Kugeln - wie im zweiten Ausführungsbeispiel - versehen sein.

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Leerseite

Claims

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A nsprüche

ί. Werkzeughalter zur Kupplung von schlagenden und/oder drehenden Werkzeugen mit Handwerkzeugmaschinen, bei dem in wenigstens einer Radialbohrung eine verschiebbare Kugel in eine zugeordnete, in Achsrichtung beidseitig geschlossene Ausnehmung eines Werkzeugschaftes eingreifend dessen axiale Beweglichkeit begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeughalter (5, 35) eine Kupplungshülse (11) aufweist, die einerseits auf ein die Werkzeugbewegung übertragendes Antriebsglied (8, 38) aufgeschoben ist und andererseits den Werkzeugschaft (15) aufnimmt, die sowohl gegenüber dem Antriebsglied (8, 38) als auch gegenüber dem Werkzeugschaft (15) axial beweglich ist und die zur Drehmomentübertragung an ihren beiden Enden mit feststehenden Drehmitnehmern (13_S 16) mit zumindest nahezu radial verlaufenden Planken ausgestattet ist, welche in zugeordnete Drehmitnahmenuten (9, 17) des Antriebsgliedes (8, 38) bzw. des Werkzeugschaftes (15) eingreifen.
2. Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungshülse (11) eine erste Aufnahmebohrung (12) für das Antriebsglied (8, 38) und koaxial dazu eine zweite, am anderen Ende ausmündende Aufnahmebohrung (14) für den Werkzeugschaft (15) hat, wobei der Durchmesser der zweiten Aufnahmebohrung (14) kleiner als derjenige der ersten Aufnahmebohrung (12) ist.
3. Werkzeughalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Kupplungshülse (11) axial gegen die Kraft einer Feder (25)

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ORIGINAL INSPECTED

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verschiebbbar eine Schiebehülse (26, 56) geführt ist, die die erste Radialbohrung (22) übergreift und in ihrer Ruhelage die Kugel (21) an ihrer radialen Beweglichkeit hindert.
4. Werkzeughalter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß am hinteren Endbereich der Kupplungshülse (11) mindestens eine zweite Radialbohrung (23) mit einer darin verschiebbaren Kugel (24) angeordnet ist, welche in eine zugeordnete, in Achsrichtung beidseitig geschlossene Ausnehmung (10) des Antriebsglieds (8, 38) eingreifend die axiale Beweglichkeit der Kupplungshülse (11) begrenzt.
5. Werkzeughalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die als eine um den Umfang des Antriebsgliedes (8, 38) sich erstrekkende Ringnut (10) ausgestaltete Ausnehmung die achsparallel verlaufende Drehmitnahmenut (9) rechtwinkelig schneidet.
6. Werkzeughalter nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebehülse (26, 56) auch die zweite Radialbohrung (23) übergreift.
7- Werkzeughalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebehülse (26, 56) radiale Erweiterungen aufweist, von denen eine erste Erweiterung, (28, 58) in einer ersten Schiebestellung über die erste Radialbohrung (22) und/oder eine zweite Erweiterung (59) in einer zweiten Schiebestellung über die zweite Radialbohrung (23) bringbar sind.

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8. Werkzeughalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Antriebsglied (8, 38) in einer Ringnut als dämpfender Axialanschlag für die Kupplungshülse (11) ein O-Ring (29) angeordnet ist, der in axialer und radialer Richtung von einem topfförmigen Stützring (30, 61) übergriffen wird.
9· Werkzeughalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (30) einen insbesondere rohrförmigen Gehäusefortsatz

(2) der Handwerkzeugmaschine (1) teleskopartig übergreift.
10. Werkzeughalter nach Anspruch 7_} dadurch gekennzeichnet, daß das dem Werkzeug abgewandte hintere Ende (57) der Schiebehülse (56) einen insbesondere rohrförmigen Gehäusefortsatz (32) der Handwerkzeugmaschine (31) teleskopartig übergreift.
11. Werkzeughalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied eine mit dem Werkzeugkopf

(3) der Handwerkzeugmaschine (1) verbundene Spindel (6) ist.
12. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied von der Werkzeugspindel (36) der Handwerkzeugmaschine (31) gebildet ist.
13. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 3, 4, 6, 7 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (25) die Schiebehülse in ihrer Ruhestellung gegen einen in einer Ringnut der Kupplungs-

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R- 31 Π 5 hülse (11) eingelegten O-Ring (27) hält.

Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 3₃ ^j 6 7, 10 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebehülse (26, 56) als Kunststoffteil, insbesondere mit Metallringeinlagen (60) ausgebildet ist.

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