CH619634A5

CH619634A5 -

Info

Publication number: CH619634A5
Application number: CH397777A
Authority: CH
Inventors: Karl Dr Dipl Ing Wanner; Manfred Bleicher; Joerg Faelchle
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 1976-04-28
Filing date: 1977-03-30
Publication date: 1980-10-15
Also published as: GB1555078A; DE2618596A1; JPS52132478A; NL7704615A; US4131165A; DE2618596C2; FR2349413A1; FR2349413B1; JPS6055275B2

Description

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 Verriegelungselemente unterliegen im Betrieb einem sehr starken Verschleiss, da sie sowohl zur Drehmomentübertragung als auch zur axialen Verriegelung des Bohrerschaftes dienen.

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.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen an einen Bohrhammer angeordneten Werkzeughalter im Längsschnitt, Fig. 2 einen Querschnitt längs II-II der Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt längs III-III der Fig. 1, und Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiels eines Werkzeughalters.

An dem nur teilweise dargestellten werkstückseitigen Ende des Gehäuses eines Bohrhammers 1 ist ein rohrförmiger Gehäusefortsatz 2 angeordnet, an dessen innerem Ende ein Werkzeugkopf 3 des Bohrhammers angeordnet ist. Der hül-senförmige Werkzeugkopf 3 ist an seiner Innenseite mit einer an sich bekannten Einrichtung zur Drehmomentübertragung - die etwa als Keilwellenmitnahme oder auch als Innensechs-kant ausgestaltet sein kann — versehen. Konzentrisch ist im Werkzeugkopf 3 von einem in der Zeichnung nichtdargestell-ten Schlagwerk erzeugte Axialschläge übertragender Zwischendöpper 4 geführt. In den Werkzeugkopf 3, der an besonders für schwere Arbeiten geeigneten Bohrhämmern angeordnet ist, können direkt Werkzeuge mit einem der Drehmomentübertragungseinrichtung des Werkzeugkopfes 3 angepassten

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Einsteckende eingeschoben werden. Bei dem in den Fig. 1 und 2 beschriebenen Bohrhammer ist in den Werkzeugkopf ein Werkzeughalter 5 eingeschoben, der zur Kupplung von schlagenden 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 Bewegung 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 so weit 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 verlaufenden Flanken. Die Drehmitnahmenuten 9 werden rechwinklig von einer sich um den Umfang des vorderen Endes 8 der Spindel 6 erstreckenden, als Ringnut 10 ausgebildeten Ausnehmungen 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 12 aufgeschoben. An der Innenwandung der ersten Aufnahmebohrung 12 sind drei lei-stenförmige 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 Flanken. 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 angeordnete Ieistenförmige Drehmitnehmer 16 mit zumindest nahezu radial verlaufenden, vorzugsweise ebenen Flanken. 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 Flanken der Drehmitnehmer 16 und der zugeordneten Drehmitnahmenuten 17 durch zumindest nahezu senkrecht auf den Flanken 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 15 zwei in Achsrichtung beidseitig geschlossene nutenförmige Ausnehmungen 20 angeordnet. In die Nuten 20 greifen als Verriegelungskörper zwei Kugeln 21 ein, die in ersten Radialbohrungen 22 der Kupplungshülse 11 beweglich geführt sind. Am hinteren Endbereich der Kupplungshülse 11 sind drei zweite Radialbohrungen 23 angeordnet, in denen auch Kugeln 24 als Verriegelungskörper verschiebbar geführt sind. Die Kugeln 24 greifen in die Ringnut 10 des Antriebsglieds (vorderes Ende 8 der Spindel 6) ein. An der inneren Ausmündung ist der Durchmesser aller Radialbohrungen 23, 24 etwas verjüngt, damit die Kugeln 21, 24 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 übergreift und die Kugeln 21, 24 an ihrer radialen Beweglichkeit hindert und so die in die Aufnahmebohrung 12, 14 eingeschobenen Teile (Antriebsglied 8 bzw. Werkzeugschaft 15) am Herausfallen hindert. Da aber einerseits die Breite der Ringnut 10 wesentlich grösser ist als der Durchmesser der Kugel 24 und anderseits die axiale Länge 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 Aufnahmebohrungen 12, 14 eingeschobenen Teilen 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 Schiebehülse ausweichen, so dass der Werkzeugschaft 15 aus dem Werkzeughalter 5 herausgenommen werden kann. Für die Kugeln 24 ist in der Schiebehülse 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. 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 30 übergreift den rohrförmigen Gehäusefortsatz 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 Antriebsglied 6, 8 auf den Werkzeugschaft 15 übertragen. Die Axialschläge werden dabei direkt über die Auflageflächen 18, 19 auf den Werkzeugschaft 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 rück-stossfrei vom Antrieb zum Werkzeug durchgeleitet. Der Werkzeughalter zeichnet sich deshalb durch eine entsprechend geringe Erwärmung aus; es ist eine relativ kleine Andrückkraft notwendig. Die Schiebehülse 26 ist auf der Kupplungshülse 11 ohne weiteres drehbar. Sie bietet so eine zusätzliche 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 Fig. 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

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6 des ersten Ausführungsbeispiels; auch hier ist wieder eine 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 ent- s spricht 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 io Kugeln 21, 24 in ihrer Ruhestellung verhindert. Die Schiebehülse 56 weist wiederum radiale Erweiterungen auf, von denen eine erste Erweiterung 58 in einer Schiebestellung über die erste Radialbohrung 22 bringbar ist. In dieser Schiebestellung kann aus der Kupplung 35 wie im ersten Ausführungsbeispiel 15 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 61 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 Borhhammers 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 harten Stahlringeinlagen zur AbStützung der Kugeln - wie im zweiten Ausführungsbeispiel -versehen sein.

1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. 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) ein Antriebsglied (8, 38) und eine Kupplungshülse (11) aufweist, die einerseits auf das die Werkzeugbewegung übertragende Antriebsglied (8, 38) aufgeschoben ist und anderseits zur Aufnahme des Werkzeugschaftes (15) bestimmt ist, 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, 16) mit zumindest nahezu radial verlaufenden Flanken ausgestattet ist, welche in zugeordnete Drehmitnahmenuten (9,17) des Antriebsgliedes (8, 38) eingreifen bzw. des Werkzeugschaftes (15) einzugreifen bestimmt sind.

2. Werkzeughalternach Patentanspruch 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 Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Kupplungshülse (11) axial gegen die Kraft einer Feder (25) verschiebbar 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 Patentanspruch 1, 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 Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die als eine um den Umfang des Antriebsgliedes (8, 38) sich erstreckende Ringnut (10) ausgestaltete Ausnehmung die achsparallel verlaufende Drehmitnahmenut (9) rechtwinkelig schneidet.

6. Werkzeughalter nach Patentanspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebehülse (26, 56) auch die zweite Radialbohrung (23) übergreift.

7. Werkzeughalter nach Patentanspruch 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.

8. Werkzeughalter nach Patentanspruch 1, 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 Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (30) rohrförmig auf der der Kupplungshülse (11) abgewandten Seite verlängert ist.

10. Werkzeughalter nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Werkzeug abgewandte hintere Ende (57) der Schiebehülse (56) rohrförmig verlängert ist.

11. Werkzeughalter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsglied eine mit dem Werkzeugkopf (3) der Handwerkzeugmaschine (1) verbindbare Spindel (6) ist.

12. Werkzeughalter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsglied von der Werkzeugspindel (36) einer Handwerkzeugmaschine (31) gebildet ist.

13. Werkzeughalter nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (25) die Schiebehülse in ihrer Ruhestellung gegen einen in einer Ringnut der Kupplungshülse (11) eingelegten O-Ring (27) hält.

14. Werkzeughalter nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebehülse (26, 56) als Kunststoffteil insbesondere mit Metallringeinlagen (60) ausgebildet ist.