CH641705A5 - Connecting device for connecting a tool to a rotatingly drivable spindle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anschlussvorrichtung zum Anschluss eines Werkzeugs an eine rotierend antreibbare Spindel, bestehend aus einer mit der Spindel verbundenen Werkzeugaufnahme und einem mit dem Werkzeug verbun-dnen Anschlussstück, wobei Werkzeugaufnahme und Anschlussstück mittels Anschlussgewinde miteinander verbindbar sind. Anschlussvorrichtungen dieses Aufbaus werden beispielsweise verwendet, um Bohrer od. dgl. an die Spindel einer Hand- oder Ständerbohrmaschine anzuschliessen. Insbesondere bezieht die Erfindung sich dabei auf Kronenbohrer, wie sie im Bauwesen eingesetzt werden, um Durchbrüche usw. in Bauten herzustellen. Derartige Kronenbohrer bestehen in der Regel im wesentlichen aus einer an das Anschlussstück angeschossenen rohrförmigen Bohrkrone, die an ihrem dem Anschlussstück abgewandten freien Ende einen mit Diamantkorn besetzten Schneidring trägt.

Bei den (aus der Praxis) bekannten Anschlussvorrichtungen der beschriebenen Gattung ist das Anschlussstück mit einem Aussengewinde versehen, während die an die Spindel angeschlossene Werkzeugaufnahme ein Innengewinde aufweist. Der Drehsinn des Anschlussgewindes ist dabei selbstverständlich so gewählt, dass es unter der Wirkung der Antriebskraft nicht gelöst wird. Bei den bekannten Anschlussvorrichtungen wird das Anschlussstück in die Werkzeugaufnahme eingeschraubt, bis beide an entsprechend zugeordneten: ebenen Anschlagflächen aneinander anliegen, durch die das Werkzeug gegenüber der Spindel in axialer Richtung festgelegt ist. Eine radiale Zentrierung erfolgt dabei allein durch das Anschlussgewinde.

Diese bekannten Anschlussvorrichtungen weisen den Nachteil auf, dass eine genaue Werkzeugzentrierung, die auch über längere Dauer hinweg den Anforderungen genügt, im praktischen Betrieb nicht gewährleistet ist. Entsprechend den wechselnden Arbeitsaufgaben müssen die Werkzeuge häufig gewechselt werden, wobei in der Praxis, insbesondere im Bauwesen, die jeweils nicht gebrauchten Werkzeuge unvermeidlich einer verhältnismässig rauhen Behandlung unterworfen werden. Infolgedessen erfahren das freiliegende Aussengewinde und die Anschlagfläche der Werkzeug-Anschlussstücke alsbald Beschädigungen, die die Zentriergenauigkeit erheblich beeinträchtigen. Diese Gefahr besteht in wesentlich geringerem Masse für die Werkzeugaufnahme der Arbeitsmaschine, die üblicherweise pfleglicher behandelt wird und schon aufgrund ihrer Bauart, beispielsweise als Ständermaschine, erheblich weniger exponiert ist. Der Umstand, dass bei den bekannten Anschlussvorrichtungen die radiale Zentrierung durch das Anschlussgewinde selbst erfolgt, hat zur Folge, d'ass dieses mit beträchtlicher Genauigkeit und dementsprechend kostenaufwendig ausgeführt werden muss, wenn überhaupt eine befriedigende Zentrierung erreicht werden soll. Es kommt hinzu, dass die Zentriergenauigkeit zusätzlich durch Fremdteilchen beeinträchtigt wird, die sich im praktischen Einsatz unvermeidlich in die Gänge des Anschlussgewindes setzen. Die Entfernung dieser Fremdteilchen aus dem Innengewinde der mit der stationären, jedenfalls aber schweren und umständlich zu handhabenden Antriebsmaschine verbundenen Werkzeugaufnahme ist schwierig und lässt sich in der Praxis kaum mit der erforderlichen Sorgfalt ausführen.

Bei Anschlussvorrichtungen' anderer Gattung, nämlich für Drehbänke, its es bekannt, das Drehbankfutter mit einem Innengewinde zu versehen und auf ein Aussengewinde der Drehbankspindel aufzuschrauben. Auch dabei erfolgt die radiale Zentrierung diirch das Anschlussgewinde selbst in Verbindung mit den' ebenen Anschlagflächen von Futter und Spindel. Schäden am Anschlussgewinde, etwa in Form von Schlagstellen oder Druckmarkierungen, führen dabei in gleicher Weise zu Dezentrierung. Im übrigen haben diese bekannten Massnahmen auf die vorstehend erläuterten Probleme bei gattungsgemässen Anschlussvorrichtungen schon deswegen keinen Einfluss genommen, weil die Fertigungsgenauigkeit, die Voraussetzung für die Zentriergenauigkeit von Drehbankfuttern ist, bei gattungsgemässen Anschlussvorrichtungen aus Kostengründ'en nicht in Betracht kommt. Werkzeuge wie im Bauwesen eingesetzte Bohrkronen unterliegen erheblichem Verschleiss und müssen in grossen Stückzahlen mit erträglichen Kosten hergestellt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anschlussvorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, die sich mit geringem Aufwand herstellen) lässt und auch unter rauhen Einsatzbedingungen eine einwandfreie Zentrierung des Werkzeugs gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Werkzeugaufnahme ein Aussengewinde und das Anschlussstück ein Innengewinde aufweisen und dass Werkzeugaufnahme und Anschlussstück einander geordnete Umfangszentrierflächen aufweisen, wobei die Umfangszentrierflächen der Werkzeugaufnahme Aussenflächen und die Umfangszentrierflächen des Anschlüssstücks Innenflächen sind. Damit erreicht die Erfindung zunächst, dass alle für die

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Zentrierung wesentlichen! Bereiche (Gewinde, Umfangszentrierflächen, ggfs. Anschlagflächen) Innenflächen und damit der Beschädigung praktisch vollständig entzogen sind. Die Gefahr, dass die an die Werkzeugaufnahme verlegten Aussenflächen beschädigt werden, ist, wie die Erfahrung zeigt, gering und kann ohne weiteres hingenommen werden. Dagegen ist die Entfernung von Fremdteilchen von den freiliegenden Aussenflächen der Werkzeugaufnahme selbst bei einer stationären Maschine ohne weiteres möglich, und die Werkzeuge, Bohrer od, dgl., lassen sich hinreichend leicht handhaben, so dass die Innenflächen am Anschlussstück in einfacher Weise gesäubert werden können. Damit ist gewährleistet, dass eine einmal erreichte Zentrierung im Einsatz erhalten bleibt. Für die erfindungsgemässe Lösung ist ferner wesentlich, dass das Anschlussgewinde keine Zentrie-funktion mehr hat, vielmehr wird die radiale Zentrierung des Werkzeugs gegenüber der Spindel durch die Umfangszentrierflächen gewährleistet. Die Umfangszentrierflächen können grundsätzlich konisch ausgeführt sein, sind aber vorzugsweise zylindrisch, so dass das Anschlussstück also mindestens einen- Hohlzylinder aufweist, während die Werkzeugaufnahme mit einem daran unter entsprechender Tolerierung angepassten Aussenzylinder aufweist.

Das Anschlussgewinde dient erfindungsgemäss lediglich der Verbindung zwischen Anschlussstück und Werkzeugaufnahme und wird vorzugsweise so ausgelegt, dass es die durch die Umfangszentrierflächen gegebene Zentrierung möglichst wenig beeinflusst. Es empfiehlt sich dazu, das Anschlussgewinde als Trapez- oder als Rechteckgewinde auszuführen und mit Spiel zu tolerieren. Damit ein Werkzeugwechsel einfach und schnell vorgenommen werden kann, empfiehlt sich eine mehrgängige Ausführung des Anschlussgewindes mit entsprechend grösserer Anzahl von Gewindegängen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei in axialem Abstand angeordnete Umfangszentrierflächen vorgesehen, wobei das Anschlussgewinde zwischen den Umfangszentrierflächen angeordnet ist. Das führt zu hoher Winkelgenauigkeit zwischen Werkzeug und Spindel, wobei besonders günstige Verhältnisse für die Aufnahme von seitlichen Auslenkungskräften- resultieren.

Es empfiehlt sich, bei einer erfindüngsgemässen Anschlussvorrichtung, wie bei gattungsgemässen Anschlussvorrichtungen bekannt, an Werkzeugaufnahme und Anschlussstück je mindestens eine axiale Anschlagfläche vorzusehen, die im zusammengeschraubten Zustand aneinander anliegen und eine definierte axiale Position des Werkzeugs sicherstellen. Dabei sieht eine Ausführungsform der Erfindung vor, dass an die Vorderseite der vorderen Umfangszentrierflächen je eine axiale Anschlagfläche angeschlossen ist. Unter dter Vorderseite ist dabei jeweils die der Spindel bzw. dem Spin-delantrieb abgewandte Seite von Umfangszentrierflächen, Gewinde usw. zu verstehen. Somit liegt die freie Stirnseite der Werkzeugaufnahme im zusammengeschraubten Zustand an der innersten Planfläche des Anschlussstückes an. Unter Umständen, ggfs. auch zusätzlich, kann es sich empfehlen, an die Rückseite des Anschlussgewindes an Anschlussstück und Werkzeugaufnahme je eine axiale Anschlagfläche anzuschliessen. In jedem Fall sind die axialen Anschlagflächen als — ggfs. ringförmige — Planflächen ausgeführt.

Eine besondere vorteilhafte, durch die Erfindung ermöglichte Ausgestaltung besteht darin, das Anschlussstück mit einem axialen Durchlass zu versehen. Ein Kronenbohrer trägt stets nur in einem ringförmigen Bereich Material ab, so dass im Inneren des Bohrers ein Bohrkern stehen bleibt, der anschliessend entfernt werden muss. Dabei kommt es vor, dass der Bohrkern durch den erwähnten Schneidring festgehalten wird und sich nur schwer herausnehmen lässt. Mit dem erfindungsgemäss vorgesehenen Durchlass im Anschlussstück wird die Möglichkeit geschaffen, den Bohrkem in einfacher Weise bei abgenommenem Kronenbohrer nach hinten zu entfernen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Anschlussvorrichtung für einen Kronenbohrer in auseinandergenommenem Zustand, teilweise geschnitten.

Die Figur zeigt einerseits das Abtriebsende einer rotierend antreibbaren Spindel 1 mit daran angeschlossener Werkzeugauf nähme 2 sowie andererseits einen mit einem Anschlussstück 3 versehenen Kronenbohrer 4. Der Kronenbohrer 4 besteht im wesentlichen aus einer an das Anschlussstück 3 hart angelöteten rohrförmigen Bohrkrone 5, die an ihrem vorderen Ende einen diamantbesetzten Schneidring 6 aufweist.

Werkzeugaufnahme 2 und Anschlussstück 3 bilden zusammen eine Anschlussvorrichtung zum Anschluss des Kronenbohrers 4 an die Spindel 1.

Der Anschluss erfolgt im wesentlichen mit einem Anschlussgewinde, das aus einem an der Werkzeugaufnahme 2 vorgesehenen Aussengewinde 7 und einem am Anschlussstück vorgesehen Innengewinde 8 besteht. Das Anschlussgewinde, 7, 8 ist als dreigängiges Trapezgewinde ausgeführt und weist ein beträchtliches radiales Spiel von ca. 10% der Gangtiefe auf.

Zur Zentrierung des Kronenbohrers 4 gegenüber der Spindel 1 sind an Anschlussstück 3 und Werkzeugaufnahme 2 je zwei zylindrische Umfangszentrierflächen vorgesehen, nämlich jeweils paarweise unter entsprechender Tolerierung aneinander angepasst an der Werkzeugaufnahme 2 ein vorderer Aussenzylinder 9 und am Anschlussstück 3 ein vorderer Innenzylinder 10 sowie an der Werkzeugaufnahme 2 ein hinterer Aussenzylinder 11 und am Anschlussstück 3 ein hinterer Innenzylinder 12. Die Tolerierung der vorderern bzw. hinteren Umfangszentrierflächen ist entsprechend der angestrebten Zentriergenauigkeit festgelegt. Das Anschlussgewinde 7, 8 ist jeweils axial zwischen den Umfangszentrierflächen 9, 11 bzw. 10, 12 angeordnet und am Anschlussstück 3 ausserdem durch einen Einstich 13, dessen axiale Breite ungefähr der Breite des vorderen Innenzylind'ers 10 entspricht, von diesem abgesetzt.

Die gegenseitige axiale Lage von Werkzeugaufnahme 2 und Anschlusstück 3 im verbundenen Zustand ist dadurch festgelegt, dass das Anschlussgewinde 7, 8 bis zur gegenseitigen Anlage zwischen dafür vorgesehenen axialen Anschlagflächen zusammengeschraubt wird. Die einander zugeordneten axialen Anschlagsflächen, gebildet durch ringförmige Planflächen, sind an der Werkzeugaufnahme 2 die (mittig freigedrehte) freie Stirnseite 14 und am Anschlussstück 3 die Ringfläche 15, die beide jeweils an die Vorderseite der vorderen Umfangszentrierfläche 9 bzw. 10 anschliessen. In der Figur ist ferner dargestellt, wie auch an die Rückseite des Anschlussgewindes 7, 8 jeweils eine axiale Anschlagfläche, nämlich an der Rückseite des Aussengewindes 7 die Ringfläche 16 und and der Rückseite des Innengewindes 8 die Ringfläche 17, vorgesehen werden können.

Zur Betätigung des Anschlussgewindes 7, 8 ist die Werkzeugaufnahme mit Schlüsselflächen 18 versehen, während das Anschlussstück einen Achtkant 19 aufweist. Im übrigen bestehen Werkzeugaufnahme 2 und Anschlussstück 3 aus unterschiedlichen Materialien, um eine Festfressen zu

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vermeiden, nämlich die Werkzeugaufnahme 2 aus Chromstahl, das Anschlussstück 3 aus einer Kupferlegierung.

Das Anschlussstück 3 ist mit einem Durchlass 20 versehen, der zunächst eine Gewichtsersparnis mit sich bringt und ausserdem bei kleineren Durchmessern die Möglichkeit bietet, den sich im Inneren der Bohrkrone 5 bildenden (nicht dargestellten) Bohrkern in einfacher Weise und ohne Behinderung durch den Schneidring 6 nach hinten zu entnehmen. Diese Möglichkeit besteht bei dem in der Figur dargestellten 5 verhältnismässig grossen Bohrdurchmesser nicht.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

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1. Anschlussvorrichtung zum Anschluss eines Werkzeugs an eine rotierend antreibbare Spindel, bestehend aus einer mit der Spindel verbundenen Werkzeugaufnahme und einem mit dem Werkzeug verbundenen Anschlussstück, wobei Werkzeugaufnahme und Anschlussstück mittels Anschlussgewinde miteinander verbindbar sind1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugaufnahme (2) ein Aussengewinde

(7) und das Anschlussstück (3) ein Innengewinde (8) aufweisen und dass Werkzeugaufnahme (2) und Anschlussstück (3) einander zugeordnete Umfangszentrierflächen (9, 10, 11, 12) aufweisen, wobei die Umfangszentrierflächen (9, 11) der Werkzeugaufnahme (2) Aussenflächen und die Umfangszentrierflächen (10, 12) des Anschlussstücks (3) Innenflächen sind.

2. Anschlussvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangszentrierflächen (9, 10,11, 12) zylindrisch sind.

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PATENTANSPRÜCHE

3, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussgewinde (7, 8) als Trapez- oder als Rechteckgewinde ausgeführt ist.

3. Anschlussvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussgewinde (7, 8)

Spiel aufweist.

4, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussgewinde (7, 8) mehrgängig ausgeführt ist.

4. Anschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

5, mit mindestens je einer an Werkzeugaufnahme und Anschlussstück vorgesehenen axialen Anschlagfläche, dadurch gekennzeichnet, dass an die Vorderseite der vorderen Um* fangszentrierflächen (9, 10) je eine axiale Anschlagfläche (14, 15) angeschlossen ist.

7. Anschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

5. Anschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, dass an die Rückseite des An-schlussgwindes (7, 8) je eine axiale Anschlagfläche (16) angeschlossen ist.

8. Anschlussvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

6. Anschlüssvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet, d'ass das Anschlussstück (3) einen axialen Durchlass (20) aufweist.