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Die Erfindung betrifft eine Bohrvorrichtung mit einer antreibbaren, in einem Spindelgehäuse drehbar gelagerten Bohrspindel und mit einem an das Spindelende angeschlossenen Bohrfutter, das einen koaxial und drehfest an die Bohrspindel angeschlossenen Futterkörper mit Spannbacken aufweist, die relativ zum Futterkörper durch eine gegenüber dem Futterkörper verdrehbare Spannhülse verstellbar sind, ferner mit einer zwischen dem Spindelgehäuse und der Spannhülse vorgesehenen Kupplungseinrichtung, welche eine am Spindelgehäuse gegen Mitdrehen mit dem Bohrfutter gehaltene, relativ zum Bohrfutter verstellbare Kupplungshülse umfaßt, die im eingekuppelten Zustand der Kupplungseinrichtung die Spannhülse in Umfangsrichtung kraftschlüssig mit dem Spindelgehäuse verbindet und durch eine Entkupplungsfeder in den ausgekuppelten Zustand verstellbar ist, wenn das im eingekuppelten Zustand zwischen der Spannhülse und der Kupplungshülse übertragenen Drehmoment eine vorgegebene Größe überschreitet.
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Eine derartige Bohrvorrichtung ist aus der
EP 0 716 896 A1 bekannt, die eine Bohrvorrichtung mit vielen vorteilhaften Eigenschaften offenbart, insbesondere einem hohen Sicherheitsniveau, bei der der Kupplungseinrichtung ein Stellungsmelder zugeordnet ist, der eine den Antrieb der Bohrspindel aus- und einschaltende Schalteinrichtung derart steuert, dass der Spindelantrieb ausgeschaltet ist, wenn die Kupplungseinrichtung aus dem ausgekuppelten Zustand in den eingekuppelten Zustand der Kupplungseinrichtung verstellt wird, so dass keine Gefährdung des Nutzers durch Bedienungsfehler erfolgen kann, wenn bei laufender Bohrspindel die Kupplungseinrichtung betätigt wird. Allerdings ist mit der den Stellungsmelder umfassenden und auf die Schalteinrichtung einwirkenden elektronischen Steuerung ein hoher und kostenträchtiger Aufwand verbunden, der die Verwendung dieser Bohrvorrichtung nur für den professionellen Einsatz mit hochwertigen Bohrmaschinen zulässt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bohrvorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, dass ein hohes Schutzniveau bei geringeren Kosten erreicht wird.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einer Bohrvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass eine gegen Verdrehen gesicherte Schutzhülse die Spannhülse axial zumindest teilweise überdeckt.
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Durch diese Ausgestaltung ist erreicht, dass durch den Spindelantrieb drehende Teile der Bohrvorrichtung weitgehend oder sogar vollständig durch die Schutzhülse abgeschirmt sind, so dass ein Ergreifen der Spannhülse durch den Nutzer zum Spannen oder öffnen des Bohrfutters nicht üblich ist und der Nutzer zwanglos daran gewöhnt wird, zum öffnen oder Schließen des Bohrfutters ausschließlich die Kupplungseinrichtung zu verwenden. Auch während des ordnungsgemäßen Bohrbetriebes ist ein hohes Schutzniveau gegeben, da durch das sich drehende Bohrfutter keine Beschädigungen verursacht werden können, wenn es ungewollt zu einem Kontakt mit dem zu bearbeitenden Werkstück oder benachbarten Einrichtungen kommt.
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Dabei ist gemäß einer ersten Ausführungform der Erfindung vorgesehen, dass die Schutzhülse drehfest an dem Spindelgehäuse angeschlossen ist, das Spindelgehäuse also quasi durch die Schutzhülse zur Integration des Bohrfutters erweitert wird. Dabei bietet es sich dann an, dass die Schutzhülse die Spannhülse über deren gesamte axiale Erstreckung überdeckt, so dass für den Nutzer im wesentlichen von dem Bohrfutter nur die Spannbacken mit der Werkzeugaufnahme zugänglich bleiben, in die der Werkzeugschaft eingeführt werden kann.
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Alternativ besteht auch die Möglichkeit, dass die Schutzhülse drehfest an der Kupplungshülse angeschlossen ist, da diese gleichfalls bei laufender Bohrspindel nicht mit dem Bohrfutter verdreht wird und daher geeignet ist, das Bezugssystem für die Schutzhülse bereitzustellen.
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Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die Schutzhülse zur Freigabe des Zugriffs auf die Spannhülse gegenüber dieser axial verstellbar ist, da so die weitere optionale Möglichkeit für Nutzer geschaffen ist, die Schutzhülse axial zu verstellen und unmittelbar die Spannhülse zu ergreifen, um in gewohnter Weise bei einer blockierten Bohrspindel durch das Verdrehen der Spannhülse ein anfängliches Klemmen des Werkzeugschaftes durch die Spannbacken herbeizuführen und erst nachträglich motorisch die vollständige Spannkraft zu erzeugen. Das bewusste axiale Verstellen der Schutzhülse ist dabei ein Warnhinweis, der intuitiv den Nutzer auf die Neutralisierung einer Schutzfunktion hinweist. Die Mittel zur Festlegung der Drehlage der Bohrspindel können durch einen dem Spindelgehäuse zugeordneten, an sich bekannten Spindelstopp gebildet sein.
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Wenn die Schutzhülse gegen die Kraft einer Feder aus ihrer die Spannhülse überdeckenden Ruhelage verstellbar ist, so ist gewährleistet, dass ohne den aktiven Eingriff des Nutzers die Schutzhülse sich in ihrer die Schutzwirkung gewährleistenden Ruhelagen mit maximaler Überdeckung der Spannhülse befindet.
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Theoretisch könnte die Schutzhülse eine an die Formgebung der Spannhülse angepasste Gestaltung haben und so insbesondere auch der Gestalt der Spannhülse bis zu deren axial vorderer Öffnung für den Durchtritt der Spannbacken folgen. Aus fertigungstechnischen Gründen ist es aber günstiger, wenn die Schutzhülse die Spannhülse insbesondere in ihrem zylindrisch geformten Teil überdeckt, wobei dann zur Gewährleistung des hohen Schutzniveaus am axial vorderen Ende des Bohrfutters drehbar eine Schutzkappe gelagert ist. Dabei besteht die Möglichkeit, dass die Schutzkappe drehbar auf der Spannhülse gelagert ist oder dass alternativ die Schutzkappe drehbar auf dem Futterkörper gelagert ist.
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Diese Schutzkappe dreht sich zwar im Bohrbetrieb zusammen mit der Spannhülse, kann aber gegebenenfalls auch von dem Nutzer ergriffen und abgebremst werden, um die Drehbarkeit gegenüber der Spannhülse auszunutzen; an dem Werkstück oder der Hand des Nutzers sind damit Schäden ausgeschlossen.
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Wenn die Schutzkappe die Schutzhülse radial außen übergreift, ist die vollständige Kapselung des Bohrfutters mit der Spannhülse weiterhin gegeben und darüber hinaus vermieden, dass im Bohrbetrieb auftretender Bohrstaub sich zwischen der Schutzhülse und der Spannhülse festsetzen kann, was zu einer Beeinträchtigung der freien Drehbarkeit der Spannhülse gegenüber der Schutzhülse durch Dreckablagerungen führen könnte.
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Um den Nutzer eine einfache Bedienbarkeit zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass die Kupplungshülse relativ zum Bohrfutter zwischen zwei Rastsitzen axial verstellbar ist zum Wechsel zwischen dem eingekuppelten und dem ausgekuppelten Zustand. Damit der Nutzer Zugang zur Kupplungshülse hat, ist für diesen Fall weiterhin vorgesehen, dass die Kupplungshülse zu ihrer Verstellung mit einer die Schutzhülse in einem Langloch durchgreifenden Griffhülse verbunden ist.
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Die Kupplungshülse ist weiterhin axial nach vorn, in Richtung des Bohrfutters an einer Kupplungsfeder abgestützt und gegen deren Kraft axial verstellbar, wobei die Kupplungshülse einen radial orientierten Hülsenbund aufweist, in dem Rasttaschen für Kupplungsglieder ausgebildet sind, so dass auf diese einfache Weise eine Rutschkupplung realisiert ist, die bei Erreichen einer vorbestimmten Spannkraft anspricht.
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Um ein sanftes Ansprechen der Rutschkupplung zu gewährleisten, sind die Ränder der Rasttaschen in Umfangsrichtung abgeflacht, wobei die gegenüberliegenden Ränder unterschiedlicher Abflachungswinkel aufweisen, um sicherzustellen, dass zum Lösen der Einspannung eines Werkzeugschaftes, also zum Öffnen des Bohrfutters ein Drehmoment zur Verfügung steht, dass größer als das zum Spannen bereit gestellte ist.
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Um beim Ansprechen der Rutschkupplung einen großen axialen Verstellweg zu erzielen, der das Verlassen des dem eingekuppelten Zustand entsprechenden Rastsitzes durch die Kupplungshülse sicher stellt, ist vorgesehen, daß die Kupplungshülse zweiteilig gebildet ist mit einem die Rasttaschen aufweisenden Teil und einem die Kupplungsglieder enthaltenden Teil, und daß zwischen dem einen Teil und dem anderen Teil ein Steuerstift angeordnet ist, der beim Ansprechen der Rutschkupplung über eine Steuerkurve den Eingriff in den dem eingekuppelten Zustand entsprechenden Rastsitz beendet.
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Dabei bietet es sich dann an, daß die Entkupplungsfeder zwischen den beiden Teilen der Kupplungshülse angeordnet ist, und daß die Rasttaschen in dem über eine Stift-Nutkopplung drehfest mit dem Spindelgehäuse verbundenen Teil der Kupplungshülse ausgebildet sind, um so eine kompakte Bauweise der Rutschkupplung zu erreichen, die zuverlässig funktioniert.
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Um für die Kupplungshülse einen größeren axialen Verstellweg zu erreichen, der durch die nur über einen begrenzten Winkel des Umfangs realisierte Steuerkurve nicht bereitgestellt werden kann, ist die Gestaltung so getroffen, daß die Kupplungshülse von der Kraft einer am Spindelgehäuse abgestützten, in Richtung des dem ausgekuppelten Zustand entsprechenden Rastsitz wirkenden Lösefeder beaufschlagt ist. Damit ist im wesentlichen erreicht, daß der Steuerstift beim Ansprechen der Rutschkupplung nur das Verlassen des einen Rastsitzes gewährleisten muß, da der weitere axiale Verstellweg von der Kupplungshülse mit Unterstützung der Lösefeder zurückgelegt wird.
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Im folgendem wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigen:
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1 einen Längsschnitt durch das axial vordere Ende einer erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung, links mit der Kupplungshülse im eingekuppelten Zustand und rechts mit der Kupplungshülse im ausgekuppelten Zustand dargestellt,
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2 den Schnitt II-II aus 1,
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3 das Detail III aus 2,
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4 den Schnitt IV-IV aus 1,
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5 den Schnitt V aus 1,
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6 eine der 1 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform,
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7 eine der 1 entsprechende Darstellung einer nochmals weiteren Ausführungsform,
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8 den Schnitt VIII-VIII aus 7, und
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9 den Schnitt IX aus 7.
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In der Zeichnung ist eine Bohrvorrichtung gezeigt, von der nur die zur Erläuterung der Erfindung relevanten Teile dargestellt sind, nämlich das axial vordere Ende eines Spindelgehäuses 1 einer Bohrmaschnine, in dem drehbar eine Bohrspindel 2 gelagert ist, an deren Spindelende ein Bohrfutter 3 angeschlossen ist als weiteres essentielles Bauteil der Bohrvorrichtung. Das Bohrfutter 3 umfasst einen koaxialen, drehfest an die Bohrspindel 2 angeschlossenen Futterkörper 4, in dem geneigt zur Futterachse 5 verlaufende Führungsaufnahmen 6 ausgebildet sind, in denen Spannbacken 7 längsverschieblich geführt sind, die mit radial aussen liegenden Zahnreihen 8 in das Spanngewinde eines Gewinderinges 9 eingreifen, der zur Verstellung der Spannbacken 7 mit einer Spannhülse 10 drehbar gekoppelt ist, die relativ zum Futterkörper 4 verdreht werden kann. Die Bohrvorrichtung umfasst ferner eine zwischen dem Spindelgehäuse 1 und der Spannhülse 10 vorgesehene Kupplungseinrichtung, welche eine am Spindelgehäuse 1 gegen Mitdrehen mit dem Bohrfutter 3 gehaltene, relativ zum Bohrfutter 3 verstellbare Kupplungshülse 11 umfasst, die im eingekuppelten Zustand der Kupplungseinrichtung die Spannhülse 10 in Umfangsrichtung kraftschlüssig mit dem Spindelgehäuse 1 verbindet und durch eine Entkupplungsfeder 12 in den ausgekuppelten Zustand verstellbar ist, wenn das im eingekuppelten Zustand zwischen der Spannhülse 10 und der Kupplungshülse 11 übertragene Drehmoment eine vorgegebene Größe überschreitet.
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Bei den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Kupplungshülse 11 relativ zum Bohrfutter 3 zwischen zwei Rastsitzen 13, 14 axial verstellbar zum Wechsel zwischen dem eingekuppelten und dem ausgekuppelten Zustand, wobei prinzipiell aber auch eine Verdrehung der Kupplungshülse 11 längs einer Schraubenlinie vorstellbar ist.
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Erkennbar ist weiterhin, daß die Kupplungshülse 11 zweiteilig gebildet ist mit einem Rasttaschen 16 aufweisenden Teil 22 einem Kupplungsglieder 17 enthaltenden Teil 23, und daß beim in 7 dargestellten Ausführungsbeispiel zwischen dem einen Teil 22 und dem anderen Teil 23 ein Steuerstift 24 angeordnet ist, der beim Ansprechen der Rutschkupplung über eine Steuerkurve 25 den Eingriff in den dem eingekuppelten Zustand entsprechenden Rastsitz 13 beendet. Die Entkupplungsfeder zwischen den beiden Teilen 22, 23 der Kupplungshülse 11 angeordnet ist. Die Kupplungshülse 11 weist einen radial orientierten Hülsenbund 15 auf, in dem die Rasttaschen 16 für die Kupplungsglieder 17 ausgebildet sind. Die Ränder der Rasttaschen 16 sind in Umfangsrichtung abgeflacht, wobei die gegenüberliegenden Ränder unterschiedliche Abflachungswinkel aufweisen (5).
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Insbesondere die 1 und 6 lassen erkennen, dass die Bohrvorrichtungen in den beiden gezeigten Ausführungsformen eine gegen Verdrehen gesicherte Schutzhülse 18 aufweisen, die die Spannhülse 10 axial zumindest teilweise überdeckt. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiels ist die Schutzhülse 18 drehfest an dem Spindelgehäuse 1 angeschlossen, wobei die Schutzhülse 18 die Spannhülse 10 über deren gesamte axiale Erstreckung überdeckt.
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6 zeigt demgegenüber eine Ausführungsform, bei der die Schutzhülse 18 zweiteilig ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform ist dadurch die Schutzhülse 18 zur Freigabe des Zugriffs auf die Spannhülse 10 gegenüber dieser axial verstellbar. Diese Ausführungsform bietet die zusätzliche Möglichkeit für den Nutzer, die Spannhülse 10 unmittelbar mit der Hand zu ergreifen und eine erste Spannung eines Werkzeugschaftes zwischen den Spannbacken 7 zu bewirken, sofern die der Bohrvorrichtung zugeordnete Bohrmaschine über einen Spindelstopp verfügt und damit die Drehlage des Futterkörpers 4 fixiert werden kann. Diese Option ist für die Nutzer insbesondere dann vorteilhaft, wenn bei weit geöffneten Spannbacken 7 ein Werkzeugschaft mit geringem Durchmesser gespannt werden soll, da durch die anfängliche manuelle Spannung ein exaktes Zentrieren des Werkzeugschaftes zwischen den Spannbacken 7 möglich ist, was dem Nutzer bei motorischer Verstellung der Spannbacken 7 in der Regel nicht auf Anhieb gelingt. Unverändert ist aber auch bei dieser Ausführungsform die Möglichkeit gegeben, zum Erreichen einer vorbestimmten Spannkraft die motorische Verstellung der Spannhülse 10 bei eingekuppelter Kupplungseinrichtung auszunutzen.
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6 lässt erkennen, dass die Schutzhülse 18 gegen die Kraft einer Feder 19 aus ihrer die Spannhülse 10 überdeckenden Ruhelage verstellbar ist, so dass bei fehlendem Eingriff des Nutzers die Abdeckung der Spannhülse 10 durch die aufgrund der Feder 19 in ihre Ruhelage verstellten Schutzhülse 18 gewährleistet ist.
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6 zeigt auch, dass am axial vorderen Ende des Bohrfutters drehbar eine Schutzkappe 20 gelagert ist, die bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel drehbar auf der Spannhülse 10 gelagert ist, wobei aber eine drehbare Lagerung auf dem axial vorderen Ende des Futterkörpers 4 gleichfalls möglich ist. Die Schutzkappe 20 übergreift die Schutzhülse 18 radial aussen, um das Eindringen von Bohrstaub zwischen die Schutzhülse 18 und die Spannhülse 10 zu vermeiden und deren freie Drehbarkeit relativ zueinander zu gewährleisten.
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Mit dem in der 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist es möglich, manuell die Schutzhülse 18 axial zu verstellen und so unmittelbar die Spannhülse 10 zu ergreifen, um diese relativ zu dem durch den Spindelstopp blockierten Futterkörper 4 zu verdrehen und eine geeignete Stellung der Spannbacken 7 zum Einspannen eines Werkzeugschaftes zu erreichen. Ist diese anfängliche erste Klemmung des Werkzeugschaftes durch die Spannbacken 7 erreicht, kann der Nutzer die Spannhülse 10 loslassen und damit die Verstellung der Schutzhülse 18 in ihre Ruhelage freigeben. Zum Erreichen der vollständigen Spannkraft muss der Nutzer dann nur noch die Kupplungshülse 11 axial nach vorne mittels der Griffhülse 21 verstellen, die die Schutzhülse 18 in einem Langloch durchgreift und mit der Kupplungshülse 11 verbunden ist. In dieser Konfiguration muss der Nutzer lediglich die Bohrspindel in geeigneter Drehrichtung antreiben, bis bei Erreichen der gewünschten maximalen Spannkraft die Kupplungseinrichtung anspricht und die Spannhülse 10 zusammen mit der Kupplungshülse 11 geringfügig verdreht wird, so dass die Kupplungsglieder 17 aus den Rasttaschen 16 austreten, dadurch die Kupplungshülse 11 axial nach hinten verstellen und den Kupplungseingriff 11 zwischen der Kupplungshülse und der Spannhülse 10 beenden.
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Bezugnehmend auf die 7 und 9 ist noch zu ergänzen, daß die Rasttaschen 16 in dem über eine Stift-Nutkopplung 26, 27 drehfest mit dem Spindelgehäuse 1 verbundenen Teil 22 der Kupplungshülse 11 ausgebildet sind. Erkennbar ist auch, daß die Kupplungshülse 11 von der Kraft einer am Spindelgehäuse 1 abgestützten, in Richtung des dem ausgekuppelten Zustand entsprechenden Rastsitzes 14 wirkenden Lösefeder 28 beaufschlagt ist, die einen größeren axialen Verstellweg für die Kupplungshülse 11 bewirkt als allein über den mit der Steuerkurve 25 zusammenwirkenden Steuerstift 24 erreichbar ist.
