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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer
Werkzeugaufnahme nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere
für einen
Bohr- oder Meißelhammer.
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Aus
DE 100 01 191 C2 ist eine Werkzeugaufnahme
für einen
Bohr- oder Meißelhammer
bekannt, die eine axiale Verriegelung eines Werkzeugschafts mit
einem vorgegebenen Axialspiel ermöglicht. Hierzu weist die Werkzeugaufnahme
radial verschiebbare, rollenförmige
Verriegelungselemente auf, die in einer radial innen liegenden Stellung
in eine nutförmige
Vertiefung in der Mantelfläche
des Werkzeugschafts eingreifen und den Werkzeugschaft dadurch axial
verriegeln, wohingegen die Verriegelungselemente den Werkzeugschaft
in einer radial außen
liegenden Stellung freigeben, sodass der Werkzeugschaft eingeführt bzw.
entnommen werden kann.
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Weiterhin weist die bekannte Werkzeugaufnahme
ein Bedienteil in Form einer Hülse
auf, welche die Verriegelungselements au ßen umgibt und von einem Benutzer
zwischen einer werkstückseitigen
Verriegelungsstellung und einer werkzeugseitigen Entriegelungsstellung
axial verschoben werden kann, um den Werkzeugschaft zu verriegeln
bzw. zu entriegeln, wobei das Bedienteil durch eine Feder in Richtung
der werkstückseitigen
Verriegelungsstellung vorgespannt wird.
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In der Entriegelungsstellung des
Bedienteils können
sich die Verriegelungselemente hierbei radial nach außen bewegen,
sodass der Werkzeugschaft einfach aus der Einführöffnung herausgezogen bzw. eingeführt werden
kann.
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In der Verriegelungsstellung des
Bedienteils wird die radiale Ausweichbewegung der Verriegelungselemente
dagegen von dem hülsenförmigen Bedienteil
blockiert, sodass der Werkzeugschaft axial verriegelt ist.
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Der Bohrhammer HR4000C der Firma
Makita verfügt
ebenfalls über
eine derartige Werkzeugaufnahme und ermöglicht darüber hinaus eine Einhandbedienung,
indem das axial verschiebbare Bedienteil in der Entriegelungsstellung
durch einen Arretierungsmechanismus arretiert wird. Der Benutzer
kann das Bedienteil also mit einer Hand axial von der Verriegelungsstellung
in die Entriegelungsstellung verschieben, wo das Bedienteil einrastet.
Anschließend kann
der Benutzer den Werkzeugschaft mit derselben Hand einsetzen bzw.
entnehmen, ohne das Bedienteil währenddessen
festhalten zu müssen.
Die Arretierung des hülsenförmigen Bedienteils
in der Entriegelungsstellung erfolgt hierbei durch einen radial
verschiebbaren Bolzen, der jedoch an der Außenseite der Werkzeugaufnahme
frei zugänglich
ist und deshalb dem Materialabrieb ausgesetzt ist, was zu einem
erheblichen Verschleiß führt.
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Vorteile der
Erfindung
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Die Erfindung umfasst die allgemeine
technische Lehre, den Arretierungsmechanismus zur Arretierung des
Bedienteils durch eine Abdeckung zu schützen, damit der Arretierungsmechanismus
keinem Materialabrieb ausgesetzt ist, was zu einem geringeren Verschleiß führt.
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Die Abdeckung für den Arretierungsmechanismus
kann beispielsweise eine Manschette aufweisen, die den Arretierungsmechanismus
außen
umgibt, wobei die Manschette vorzugsweise aus einem elastischen
Material besteht. Dies bietet den Vorteil, dass die Manschette einfach
aufgezogen werden kann und dann aufgrund ihrer Eigenspannung fixiert ist.
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Es ist jedoch auch möglich, dass
die Abdeckung für
den Arretierungsmechanismus in das verschiebbare Bedienteil zur
Ver- bzw. Entriegelung
des Werkzeugschafts integriert ist. Bei einem hülsenförmigen Bedienteil entsprechend
dem eingangs beschriebenen Stand der Technik kann dies dadurch erreicht
werden, dass der Arretierungsmechanismus im Inneren des hülsenförmigen Bedienteils
angeordnet ist. Hierbei bildet also das Bedienteil selbst einen Bestandteil
der Abdeckung für
den Arretierungsmechanismus.
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Bei dieser Variante der Erfindung
ist das hülsenförmige Bedienteil
in der Regel auf einem hohlzylindrischen Aufnahmekörper axial
verschiebbar, wobei der Aufnahmekörper den Werk zeugschaft aufnimmt.
Hierbei ist es vorteilhaft, wenn das hülsenförmige Bedienteil den Aufnahmekörper mindestens
an einer seiner beiden Stirnseiten ringförmig umschließt, um ein
Eindringen von Materialabrieb in das Innere des hülsenförmigen Bedienteils
zu erschweren. Das axial verschiebbare Bedienteil liegt also an einer
seiner Stirnseiten vorzugsweise gleitend auf der Mantelfläche des
Aufnahmekörpers
auf, um eine Abdichtung des Bedienteils zu erreichen und das Eindringen
von Materialabrieb zu verhindern.
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Zur weiteren Verbesserung der Dichtwirkung zwischen
dem hülsenförmigen Bedienteil
und der äußeren Mantelfläche des
Aufnahmekörpers
kann das Bedienteil einen Abstreifer aufweisen, der auf der äußeren Mantelfläche des
Aufnahmekörpers
aufliegt und beim axialen Verschieben des hülsenförmigen Bedienteils Materialabrieb
abstreift, der sich auf der äußeren Mantelfläche des
Aufnahmekörpers
befindet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung erfolgt die Arretierung des hülsenförmigen Bedienteils durch einen
Bolzen, der bezüglich
der Einführöffnung der
Werkzeugaufnahme im Wesentlichen radial verschiebbar ist. Der Bolzen
kann hierbei wahlweise eine Arretierungsstellung oder eine Freigabestellung
einnehmen, wobei der Bolzen das hülsenförmige Bedienteil in der Arretierungsstellung
axial arretiert, damit der Benutzer das Bedienteil während des
Einsetzens oder der Entnahme des Werkzeugschafts aus der Einführöffnung nicht
festhalten muss, wodurch eine komfortable Einhandbedienung ermöglicht wird.
In der Freigabestellung ist das hülsenförmige Bedienteil dagegen nicht
arretiert und kann sich deshalb in seine Ruhestellung bewegen, was
in der Regel durch eine Federspannung erreicht wird.
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Vorzugsweise ist der Bolzen selbst
durch ein Federelement belastet, das den Bolzen in der Arretierungsstellung
hält, falls
der Benutzer den Bolzen nicht durch einen manuellen Eingriff aus
der Arretierungsstellung in die Freigabestellung bringt.
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Die Kraftübertragung von dem Federelement auf
den Bolzen kann hierbei direkt erfolgen. Vorzugsweise erfolgt die
Kraftübertragung
von dem Federelement auf den Bolzen jedoch indirekt über ein
Kraftübertragungselement,
um eine gute Kraftübertragung
zu erreichen. Bei dem Kraftübertragungselement
kann es sich beispielsweise um eine Kugel handeln, die in einer
Radialbohrung gelagert ist und durch das Federelement radial nach
innen vorgespannt wird.
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Das Federelement zur Vorspannung
des Bolzens kann beispielsweise eine Blattfeder sein, jedoch eignet
sich auch eine ringförmige
Feder.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung liegt die Arretierungsstellung des Bolzens bezüglich der
Einführöffnung radial
innen, wohingegen die Freigabestellung des Bolzens bezüglich der Einführöffnung radial
außen
liegt. Hierbei bewegt sich der Bolzen also beim Übergang von der Freigabestellung
in die Arretierungsstellung bezüglich
der Einführöffnung in
radialer Richtung von außen
nach innen.
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Es ist jedoch alternativ auch möglich, dass die
Arretierungsstellung des Bolzens bezüglich der Einführöffnung radial
außen
liegt, wohingegen die Freigabestellung des Bolzens bezüglich der
Einführöffnung radial
innen liegt. Bei dieser alternativen Anordnung bewegt sich der Bolzen
also beim Übergang von
der Freigabestellung in die Arretierungsstellung bezüglich der
Einführöffnung in
radialer Richtung von innen nach außen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der Bolzen zur Arretierung des hülsenförmigen Bedienteils
in einer bezüglich
der Einführöffnung radial
verlaufenden Führungsbohrung
in dem Aufnahmekörper
gelagert und damit bezüglich
des Aufnahmekörpers
axial fixiert. Hierbei wird der Bolzen also bei einer Verschiebung
des hülsenförmigen Bedienteils
in axialer Richtung nicht bewegt.
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In dieser Ausführungsform greift der Bolzen in
der Arretierungsstellung in ein Rastelement ein, das in dem hülsenförmigen Bedienteil
angeordnet ist, wobei es sich beispielsweise um eine Hinterschneidung
oder eine Aufnahmebohrung handeln kann.
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Das hülsenförmige Bedienteil weist hierbei vorzugsweise
an seiner Innenseite eine axial verlaufende Nut auf, wobei der Bolzen
einen Kopf aufweist, der in der Nut axial geführt wird. Dadurch wird außerhalb
der Entriegelungsstellung des hülsenförmigen Bedienteils
eine Radialbewegung des Bolzens verhindert. In der Entriegelungsstellung
des hülsenförmigen Bedienteils
gibt die Nut dagegen die Bewegung des Bolzens in die Arretierungsstellung
frei, wodurch das hülsenförmige Bedienteil
axial arretiert wird.
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Es ist jedoch alternativ auch möglich, dass der
Bolzen zur Arretierung des hülsenförmigen Bedienteils
in einer bezüglich
der Einführöffnung radial verlaufenden
Führungsbohrung
in dem Bedienteil gelagert ist und deshalb bei einer Axialverschiebung des
hülsenförmigen Bedienteils
ebenfalls in axialer Richtung mitgenommen wird.
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Darüber hinaus umfasst die Erfindung
auch eine Werkzeugmaschine mit der erfindungsgemäßen Werkzeugaufnahme, wobei
es sich beispielsweise um einen Bohr- oder Meißelhammer handelt.
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Zeichnung
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Weitere Vorteile ergeben sich aus
der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die
Ansprüche enthalten
zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale
zweckmäßigerweise auch
einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
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1 eine
Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Werkzeugaufnahme für einen
Bohrhammer mit einem hülsenförmigen Bedienteil
in einer Verriegelungsstellung,
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2 die
Werkzeugaufnahme aus 1, wobei
sich das hülsenförmige Bedienteil
in einer Entriegelungsstellung befindet,
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3 eine
Detailansicht einer Bolzenführung
der Werkzeugaufnahme gemäß den 1 und 2 sowie
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4 eine
weitere Detailansicht der Bolzenführung aus 3.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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Die Querschnittsansichten in den
1 und
2 zeigen eine Werkzeugaufnahme
10 für einen
Bohrhammer, die teilweise herkömmlich
aufgebaut ist, sodass zur Ergänzung
der folgenden Beschreibung auf die bereits eingangs erwähnte Patentschrift
DE 100 01 191 C2 hingewiesen
wird, deren Inhalt der vorliegenden Beschreibung in vollem Umfang
zuzurechnen ist.
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Die Werkzeugaufnahme 10 weist
einen im Wesentlichen hohlzylindrischen Aufnahmekörper 12 mit
einer zylindrischen Einführöffnung 14 auf,
in die ein Werkzeugschaft 16 eines Bohrers axial eingeführt werden
kann, um den Bohrer in der Werkzeugaufnahme 10 zu verriegeln.
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Die Verriegelung des Werkzeugschafts 16 in der
Einführöffnung 14 erfolgt
hierbei durch mehrere rollenförmige
Verriegelungselemente 18, die in entsprechenden Durchbrüchen in
der Wandung des Aufnahmekörpers 12 radial
beweglich angeordnet sind. Die Durchbrüche verjüngen sich hierbei bezüglich der
Einführöffnung 14 radial
nach innen, um zu verhindern, dass die Verriegelungselemente 18 nach
innen aus den Durchbrüchen herausfallen,
wenn der Werkzeugschaft 16 aus der Einführöffnung 14 entnommen
wird.
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Die Verriegelung des Werkzeugschafts 16 wird
dadurch bewirkt, dass die Verriegelungselemente 18 in axial
verlaufende Nuten 20 in der äußeren Mantelfläche des
Werkzeugschafts 16 eingreifen, sodass der Werkzeugschaft 16 mit
einem vorgegebenen Axialspiel in der Werkzeugaufnahme 10 fixiert wird.
Das Axialspiel der Verriegelung wird hierbei durch das Verhältnis der
Längen
der Verriegelungselemente 18 und der Nuten 20 bestimmt.
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Weiterhin weist die Werkzeugaufnahme 10 ein
hülsenförmiges Bedienteil 22 auf,
das auf der äußeren Mantelfläche des
Aufnahmekörpers 12 zwischen
der in 1 gezeigten Verriegelungsstellung und
der in 2 dargestellten
Entriegelungsstellung verschiebbar ist.
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Auf das Bedienteil 22 wirkt
eine Spiralfeder 24, die das Bedienteil 22 und
den Aufnahmekörper 12 umgibt,
wobei sich die Spiralfeder 24 auf einer Seite an einem
Ring 26 an einem Absatz des Aufnahmekörpers 12 und auf der
anderen Seite an einem radialen Vorsprung 28 an der Außenseite
des Bedienteils 22 abstützt.
Die Spiralfeder 24 drückt
das Bedienteil 22 also in die in 1 dargestellte Verriegelungsstellung,
in welcher der Werkzeugschaft 16 in der Werkzeugaufnahme 10 axial
verriegelt ist.
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In der in 1 gezeigten Verriegelungsstellung verhindert
das Bedienteil 22 mit seiner Innenseite, dass die Verriegelungselemente 18 radial
nach außen
ausweichen können,
um die Verriegelung aufzuheben. Hierbei schließt die Innenseite des Bedienteils 22 bündig an
die äußere Mantelfläche des
Aufnahmekörpers 12 an.
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Falls der Benutzer das Bedienteil 22 nun
entgegen der Kraft der Spiralfeder 24 in die in 2 gezeigte Entriegelungsstellung
schiebt, liegt eine ringförmige
Ausnehmung 30 in dem hülsenförmigen Bedienteil 22 außen über den
Durchbrüchen
der Verriegelungselemente 18. Die Verriegelungselemente 18 können deshalb
in der Entriegelungsstellung des Bedienteils 22 radial
nach außen
ausweichen, so dass der Werkzeugschaft 16 einfach axial
aus der Einführöffnung 14 herausgezogen
oder in diese eingeführt werden
kann.
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In der Ausnehmung 30 des
Bedienteils 22 ist hierbei eine Gummimanschette 32 angeordnet,
die auf der äußeren Mantelfläche des
Aufnahmekörpers 12 aufliegt
und den Spalt zwischen dem Bedienteil 22 und dem Aufnahmekörper 12 abdichtet,
um das Eindringen von Materialabrieb oder Schmutz zu verhindern.
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Darüber hinaus ermöglicht die
Werkzeugaufnahme 10 eine komfortable Einhandbedienung,
indem das Bedienteil 22 in der Entriegelungsstellung arretiert
wird. Dies bietet den Vorteil, dass der Benutzer das Bedienteil 22 in
der Entriegelungsstellung trotz der Vorspannung der Spiralfeder 24 nicht
festhalten muss.
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Die Arretierung des Bedienteils 22 in
der Entriegelungsstellung erfolgt durch einen Bolzen 34,
der in einer bezüglich
der Einführöffnung 14 radial
verlaufenden Führungsbohrung
in der Wandung des Aufnahmekörpers 12 radial
verschiebbar gelagert ist.
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An seiner Innenseite weist das Bedienteil 22 eine
im Querschnitt T-förmige,
axial verlaufende Führungsnut 36 auf,
wie insbesondere aus den Detaildarstellungen in den 3 und 4 ersichtlich
ist. Weiterhin weist der Bolzen 34 einen Bolzenkopf 36 auf,
der in der Führungsnut 36 geführt wird,
wobei eine Radialbewegung des Bolzens 34 bezüglich der
Einführöffnung 14 durch
die Führungsnut 36 verhindert
wird, so lange sich das Bedienteil 22 nicht in der Entriegelungsstellung
befindet. Die Führungsnut 36 in
dem Bedienteil 22 öffnet
sich an ihrem werkstückseitigen Ende,
wie aus der Detaildarstellung in 3 ersichtlich
ist. In der in 2 gezeigten
Entriegelungsstellung kann sich der Bolzen 34 deshalb bezüglich der Einführöffnung 14 radial
nach innen bewegen, bis der Bolzenkopf 38 auf der äußeren Mantelfläche des
Aufnahmekörpers 12 aufliegt,
wie in 2 dargestellt
ist. In dieser Arretierungsstellung des Bolzens 34 liegt der
Bolzenkopf 38 seitlich an den auslaufenden Begrenzungen
der Führungsnut 36 an,
wodurch das Bedienteil 22 axial arretiert wird. Der Benutzer
kann dann den Werkzeugschaft 16 aus der Einführöffnung 14 entnehmen,
ohne das Bedienteil 22 währenddessen festhalten zu müssen, was
eine komfortable Einhandbedienung ermöglicht.
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Die Bewegung des Bolzens 34 in
die Arretierungsstellung wird hierbei durch zwei Ringfedern 40, 42 bewirkt,
die das Bedienteil 22 an dessen Außenseite ringförmig umgebend
in einer Ebene angeordnet sind, die rechtwinklig zur Längsachse
der Einführöffnung 14 verläuft, wobei
die beiden Ringfedern 40, 42 axial zueinander
beabstandet sind.
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Die beiden Ringfedern 40, 42 liegen
radial außen
an einer Metallkugel 44 an, die in einer radial verlaufenden
Führungsbohrung
in dem Bedienteil 22 angeordnet ist, wobei die Metallkugel 44 in
der Führungsbohrung
radial verschiebbar ist. Die Führungsbohrung
für die
Metallkugel 44 verjüngt
sich jedoch radial nach innen, damit die Metallkugel 44 nicht
nach innen aus dem Bedienteil 22 herausfallen kann. In der
in 2 gezeigten Entriegelungsstellung
drücken
die beiden Ringfedern 40, 42 die Metallkugel 44 radial
nach innen auf den Bolzenkopf 38, sodass der Bolzen 34 radial
nach innen in die Arretierungsstellung gebracht wird.
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Die Arretierung des Bolzens 34 wird
gelöst, indem
der Werkzeugschaft 16 axial so weit in die Einführöffnung 14 hineingedrückt wird,
dass die innenliegende Stirnseite des Werkzeugschafts 16 gegen
das freie Ende des Bolzens 34 drückt, wodurch der Bolzen 34 radial
nach außen
gedrückt
wird, bis sich der Bolzenkopf 38 schließlich wieder in der Ebene der Führungsnut 36 befindet.
Der Bolzenkopf 38 sperrt dann nicht mehr die auslaufenden
Nuten der Führungsnut 36,
sodass die Spiralfeder 24 das Bedienteil 22 axial
in Richtung der in 1 gezeigten
Verriegelungsstellung drückt.
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Schließlich weist die Werkzeugaufnahme eine
ringförmige
Manschette 46 aus Gummi auf, die das Bedienteil 22 an
seinem werkzeugseitigen Ende umschließt, wobei die beiden Ringfedern 40, 42,
die Metallkugel 44, die Führungsbohrung in dem Bedienteil 22 und
der Bolzen 34 abgedeckt werden. Die Man schette 46 verhindert
hierbei, dass Materialabrieb oder Schmutz in das Bedienteil 22 eindringen
kann.
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An seinem werkzeugseitigen Ende umschließt die Manschette 46 den
Aufnahmekörper 12 ringförmig, wobei
die Manschette 46 mit einer Dichtlippe auf der äußeren Mantelfläche des
Aufnahmekörpers 12 aufliegt.
Auf diese Weise wird verhindert, dass Materialabrieb oder Schmutz
durch den ringförmigen
Spalt zwischen dem Bedienteil 22 und dem Aufnahmekörper 12 eindringen
kann.
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An seinem werkstückseitigen Ende weist die Manschette 46 dagegen
einen radial nach innen ragenden, umlaufenden Vorsprung auf, der
im montierten Zustand in einer ringförmig umlaufenden Nut in der
Außenseite
des Bedienteils 22 liegt, wodurch die Manschette 46 auf
dem Bedienteil 22 axial fixiert wird.
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Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend
beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele
beschränkt.
Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen denkbar,
die ebenfalls von dem erfindungsgemäßen Gedanken Gebrauch machen und
deshalb in den Schutzbereich fallen.
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- 10
- Werkzeugaufnahme
- 12
- Aufnahmekörper
- 14
- Einführöffnung
- 16
- Werkzeugschaft
- 18
- Verriegelungselement
- 20
- Nut
im Werkzeugschaft
- 22
- Bedienteil
- 24
- Spiralfeder
- 26
- Ring
- 28
- Vorsprung
- 30
- Ausnehmung
im Bedienteil
- 32
- Manschette
- 34
- Bolzen
- 36
- Führungsnut
- 38
- Bolzenkopf
- 40
- Ringfeder
- 42
- Ringfeder
- 44
- Metallkugel
- 46
- Manschette
- 48
- Blattfeder