DE102006061109A1

DE102006061109A1 - Bohrmaschine und Einspannvorrichtung für eine Bohrmaschine

Info

Publication number: DE102006061109A1
Application number: DE200610061109
Authority: DE
Inventors: Willi Haug
Original assignee: Fischerwerke GmbH and Co KG
Current assignee: Fischerwerke GmbH and Co KG
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2008-06-26
Also published as: WO2008080466A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einspannvorrichtung (4) für eine Bohrmaschine, wobei in der Einspannvorrichtung (4) eine Einspannaussparung (14), die von einer Seitenwand (17) umgeben ist und eine Aussparungsöffnung (21) aufweist, zum Einspannen eines Ankers (9) vorgesehen ist. Um einen Anker in der Einspannvorrichtung so einzuspannen, dass eine Relativbewegung und somit Reibung zwischen Einspannvorrichtung und Anker verhindert wird, weist die Einspannaussparung (14) einen Einführungsbereich (15), der so bemessen ist, dass ein Endabschnitt (9) des Ankers (7), an dem ein Profil ausgebildet ist, in einer axialen Richtung durch die Aussparungsöffnung (21) in den Einführungsbereich (15) einführbar ist, und einen Eingriffsbereich (16) auf, wobei der Einführungsbereich (15) und der Eingriffsbereich (16) ineinander übergehen, so dass der Endabschnitt (9) des Ankers (7) von dem Einführungsbereich (15) im Wesentlichen senkrecht zu der axialen Richtung in den Eingriffsbereich (16) verschiebbar ist, wobei auf einer Innenseite der Seitenwand (17) in dem Eingriffsbereich (16) ein Gegenprofil (18) ausgebildet ist, das geeignet ist, das Profil an dem Endabschnitt (9) des Ankers (7) einzugreifen, so dass der Endabschnitt (9) des Ankers (7) nicht in axialer Richtung aus der Einspannaussparung (14) herausziehbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einspannvorrichtung für eine Bohrmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Bohrmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5.
Eine Bohrmaschine mit einer solchen Einspannvorrichtung ist aus der WO 2005/118190 bekannt, wobei in der Einspannvorrichtung eine Einspannaussparung, die von einer Seitenwand umgeben ist und eine Aussparungsöffnung aufweist, zum Einspannen eines Ankers vorgesehen ist. Der Begriff „Anker" ist in diesem Zusammenhang sehr umfassend zu verstehen und soll jedes beliebige Element bezeichnen, das in einem Ankergrund verankerbar ist, um einen Gegenstand zu befestigen. Die Seitenwand ist in mehrere Spannlaschen unterteilt. Eine Außenseite der Seitenwand ist konisch ausgebildet und weist ein Außengewinde auf. Auf das Außengewinde ist ein Spannring aufschraubbar. Beim Aufschrauben des Spannrings werden die Spannlaschen nach innen gebogen, um den Anker in der Einspannaussparung einzuspannen. Zum Bohren wird der Anker, der deshalb auch als Sonotrode bezeichnet wird, in axialer Richtung (in Längsrichtung des Ankers) mit einer Frequenz, die im Ultraschallbereich zwischen etwa 20 kHz und 1000 MHz liegt, beaufschlagt. Aufgrund der hohen Frequenz wirken dabei sehr große Kräfte auf den Anker ein.
Ein Nachteil einer solchen Einspannvorrichtung liegt darin, dass ein guter Halt zwischen dem Anker und der Einspannvorrichtung nicht erreicht werden kann. Dadurch ist eine befriedigende Fixierung des Ankers oft nicht möglich, oder es kann zu einer Relativbewegung und somit Reibung zwischen dem Anker und der Einspannvorrichtung kommen, die sich infolgedessen stark erwärmen und sogar miteinander verschweißen können. Zudem verschlechtert sich die Bohrleistung.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einspannvorrichtung für eine Bohrmaschine und eine Bohrmaschine zu schaffen, die es ermöglichen, einen Anker in der Einspannvorrichtung so einzuspannen, dass eine Relativbewegung und somit Reibung zwischen Einspannvorrichtung und Anker verhindert wird.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch eine Einspannvorrichtung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 und eine Bohrmaschine mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 5 gelöst.
Erfindungsgemäß weist die Einspannaussparung einen Einführungsbereich, der so bemessen ist, dass ein Endabschnitt des Ankers, an dem ein Profil ausgebildet ist, in einer axialen Richtung durch die Aussparungsöffnung in den Einführungsbereich einführbar ist, und einen Eingriffsbereich auf, wobei der Einführungsbereich und der Eingriffsbereich ineinander übergehen, so dass der Endabschnitt des Ankers von dem Einführungsbereich im wesentlichen senkrecht zu der axialen Richtung in den Eingriffsbereich verschiebbar ist, wobei auf einer Innenseite der Seitenwand in dem Eingriffsbereich ein Gegenprofil ausgebildet ist, das geeignet ist, in das Profil an dem Endabschnitt des Ankers einzugreifen, so dass der Endabschnitt des Ankers nicht in axialer Richtung aus der Einspannaussparung herausziehbar ist.
Die axiale Richtung ist in diesem Zusammenhang die Richtung, in welcher gebohrt werden soll und in welcher sich die Längsrichtung des Ankers erstreckt. in diesem Zusammenhang bedeutet „Profil an dem Endabschnitt", dass es auf der Oberfläche des Endabschnitts mindestens einen Punkt gibt, der eine Tangente hat, die durch das Innere des Endabschnitts hindurchgeht. Dabei ist unter dem Profil vor allem ein Profil in axialer Richtung zu verstehen, d. h. es gibt auf der Oberfläche des Endabschnitts mindestens einen Punkt, der eine Tangente in axialer Richtung hat, die durch das Innere des Endabschnitts hindurchgeht. Entsprechend bedeutet in diesem Zusammenhang „Gegenprofil an der Innenseite der Seitenwand", dass es auf der Innenseite der Seitenwand mindestens einen Punkt gibt, der eine Tangente hat, die durch die Seitenwand hindurchgeht. Dabei soll unter dem Gegenprofil vor allem ein Gegenprofil in axialer Richtung verstanden werden, d. h. es gibt auf der Innenseite der Seitenwand mindestens einen Punkt, der eine Tangente in axialer Richtung hat, die durch die Seitenwand hindurchgeht. Vorteilhafterweise wird eine Erwärmung von Einspannvorrichtung und Anker aufgrund von Reibung zwischen diesen verhindert. Anders ausgedrückt kommt es durch das Profil und Gegenprofil zu einer Hinterschneidung die zu einer stabilen formschlüssigen Verbindung zwischen Anker und Einspannvorrichtung führt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gegenprofil als Innengewinde ausgebildet.
Dabei soll der Begriff Innengewinde ein unvollständiges Innengewinde einschließen, wie weiter unten erläutert.
Vorteilhafterweise ist ein Innengewinde besonders geeignet, in ein Außengewinde einzugreifen, wie es typischerweise an einem Anker vorhanden sind.
In einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform ist eine Auskragung auf einer Vorderseite der Einspannvorrichtung, auf der die Aussparungsöffnung ausgebildet ist, vorgesehen, um eine Mutter zu positionieren, durch welche der Endabschnitt des Ankers hindurchgeht. Mit der Mutter kann der Anker gegen die Vorderseite der Einspannvorrichtung gekontert werden, so dass er sich nicht beim Betrieb der Bohrmaschine in Richtung des Einführungsbereichs verschiebt, sondern festgehalten ist.
Vorteilhafterweise stellt eine Auskragung eine konstruktiv einfache und stabile Lösung dar, um den Anker in der Aussparung zu fixieren.
In noch einer Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform ist die Auskragung als ein Ring ausgebildet, in dessen Mitte ein Bereich der Aussparungsöffnung liegt, der in dem Eingriffsbereich mündet.
Vorteilhaferweise ist ein Ring besonders geeignet, um die Mutter zu positionieren.
Erfindungsgemäß betrifft die vorliegende Erfindung ferner eine Bohrmaschine mit einer erfindungsgemäßen Einspannvorrichtung.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht einer Bohrmaschine mit einer Einspannvorrichtung;
2 eine perspektivische Ansicht der Einspannvorrichtung; und
3 eine Schnittansicht der Einspannvorrichtung mit eingeführtem Anker.
1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer elektrischen Bohrmaschine mit einer Einspannvorrichtung 4. Die Bohrmaschine umfaßt außerdem einen Schwingungserreger 1, einen Booster 2, ein Halterungselement 3 für die Einspannvorrichtung 4, einen Handgriff 5 und ein Stromkabel 6. Der Booster 2 erhöht die Schwingungsamplitude der vom Schwingungserreger 1 erzeugten axial gerichteten Schwingungen (Richtung des Doppelpfeils). An dem Halterungselement 3 ist die Einspannvorrichtung 4 über eine Schrumpfverbindung befestigt. In der Einspannvorrichtung 4 ist der Anker 7 mittels einer Mutter 8 eingespannt bzw. gekontert. An dem Handgriff 5 wird die elektrische Bohrmaschine während des Bohrens gehalten. Über das Stromkabel 6 wird die elektrische Bohrmaschine mit Strom versorgt. Der aus dem Stand der Technik bekannte Anker 7 weist eine Gewindestange 9, eine Spreizhülse 10 und ein vorderes konisches Ende 11 auf und wird auch zum Bohren verwendet, wie in der WO 2005/118190 beschrieben.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht der Einspannvorrichtung 4. Die Einspannvorrichtung 4 umfaßt in axialer Richtung einen hinteren zylindrischen Befestigungsabschnitt 12 zur Befestigung in dem Halterungselement 3 durch eine Schrumpfverbindung und einen vorderen verdickten Einspannabschnitt 13, in dem eine Einspannaussparung 14 ausgebildet ist. Die Einspannaussparung 14 hat die Querschnittsform einer Superellipse (Zwischenform von Rechteck und Ellipse) und weist einen Einführungsbereich 15 und einen Eingriffsbereich 16 auf, die nebeneinander angeordnet sind und ineinander übergehen, und ist seitlich von einer Seitenwand 17 umgeben. Im Einführungsbereich 15 ist auf der Innenseite der Seitenwand 17 kein Profil vorgesehen, während im Eingriffsbereich 16 auf der Innenseite der Seitenwand 17 ein Profil 18 in Form eines unvollständigen Innengewindes vorgesehen ist. Unvollständig ist das Innengewinde, weil dessen Gewindegänge durch den Einführungsbereich 16 unterbrochen sind. Der Einführungsbereich 15 ist wegen der fehlenden Profils 18 weiter als der Eingriffsbereich 16. Daher kann in den Einführungsbereich 15 die Gewindestange mit dem Profil zunächst in axialer Richtung eingeführt werden (siehe 3) und diese dann im wesentlichen senkrecht zu der axialen Richtung in den Eingriffsbereich 16 verschoben werden, wo das Profil und das Gegenprofil 18 ineinandergreifen, so dass die Gewindestange 9 nicht aus der Einspannaussparung 14 in axialer Richtung gezogen werden kann. Während des Einführens kann die Gewindestange 9 dabei aufgrund ihres kreisförmigen Querschnitts teilweise auch in dem Eingriffsbereich 16 verlaufen. Um eine Aussparungsöffnung 21 auf einer flachen Vorderseite der Einspannvorrichtung 4, die sich senkrecht zu der axialen Richtung erstreckt, verläuft eine ringförmige Auskragung 19, in deren Mitte ein Bereich der Aussparungsöffnung 21 liegt, der in dem Eingriffsbereich 16 mündet. Die Auskragung 19 dient dazu, die Mutter 8, durch welche die Gewindestange 9 hindurchgeht, senkrecht zu der axialen Richtung zu positionieren, so dass die Gewindestange 9 nicht senkrecht zu der axialen Richtung verschoben werden kann. Alternativ kann auch in dem Einführungsbereich ein Profil, insbesondere ein Innengewinde vorgesehen sein. Die Aussparung muß in dem Einführungsbereich dann jedoch gegenüber dem Eingriffsbereich aufgeweitet sein, um das Einführen der Gewindestange zu ermöglichen.
3 zeigt eine Schnittansicht der Einspannvorrichtung 4 mit eingeführter Gewindestange 9. Die Einspannaussparung 14 ist als vorne offenes Sackloch mit der Querschnittsform einer Superellipse ausgebildet, das von einer Seitenwand 17 umgeben ist und hinten durch eine Rückwand 20 verschlossen ist. Ein Außengewinde der Gewindestange 9 greift in das unvollständige Innengewinde 18 im Eingriffsbereich 16 ein. Die Mutter 8 liegt seitlich an der Auskragung 19 an, so dass die Gewindestange 9 nicht senkrecht zu der axialen Richtung verschoben werden kann und folglich nicht aus der Einspannaussparung 14 gezogen werden kann. Die Mutter 8 ist fest angezogen, so dass das Außengewinde der Gewindestange 9 in axialer Richtung fest gegen das Innengewinde 18 in dem Eingreifbereich 16 gedrückt wird und es kein Spiel zwischen der Gewindestange 9 und der Einspannvorrichtung 4 gibt. Diese Konterung und die Auskragung 19 verhindern eine Verschiebung des Ankers 7 aus dem eingespannten Zustand zurück in den Einführungsbereich 15. Zum Ausspannen des Ankers 7 muss durchgehend die Mutter 8 gelöst und der Anker 7 zum Einführungsbereich 15 verschoben werden. Dann kann die Einspannvorrichtung 4 vom Anker 7 abgezogen werden.

Claims

Einspannvorrichtung für eine Bohrmaschine, wobei in der Einspannvorrichtung (4) eine Einspannaussparung (14) vorgesehen ist, die von einer Seitenwand (17) umgeben ist und eine Aussparungsöffnung (21) aufweist, zum Einspannen eines Ankers (7), dadurch gekennzeichnet, dass die Einspannaussparung (14) einen Einführungsbereich (15) aufweist, der so bemessen ist, dass ein Endabschnitt (9) des Ankers (7), an dem ein Profil ausgebildet ist, in einer axialen Richtung durch die Aussparungsöffnung in den Einführungsbereich (15) einführbar ist, und dass die Einspannaussparung (14) einen Eingriffsbereich (16) aufweist, wobei der Einführungsbereich (15) und der Eingriffsbereich (16) ineinander übergehen, so dass der Endabschnitt (9) des Ankers (7) von dem Einführungsbereich (15) im Wesentlichen senkrecht zu der axialen Richtung in den Eingriffsbereich (16) verschiebbar ist, wobei auf einer Innenseite der Seitenwand (17) in dem Eingriffsbereich (16) ein Gegenprofil (18) ausgebildet ist, das geeignet ist, in das Profil an dem Endabschnitt (9) des Ankers (7) einzugreifen, so dass der Endabschnitt (9) des Ankers (7) nicht in axialer Richtung aus der Einspannaussparung (14) herausziehbar ist.
Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenprofil (18) als Innengewinde ausgebildet ist.
Einspannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auskragung (19) auf einer Vorderseite der Einspannvorrichtung (4), auf der die Aussparungsöffnung (21) ausgebildet ist, vorgesehen ist, um eine Mutter (8) zu positionieren, durch welche der Endabschnitt (9) des Ankers (7) hindurchgeht.
Einspannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskragung (19) als ein Ring ausgebildet ist, in dessen Mitte ein Bereich der Aussparungsöffnung (21) liegt, der in dem Eingriffsbereich (16) mündet.
Bohrmaschine mit einer Einspannvorrichtung, wobei in der Einspannvorrichtung (4) eine Einspannaussparung (14) vorgesehen ist, die von einer Seitenwand (17) umgeben ist und eine Aussparungsöffnung (21) aufweist, zum Einspannen eines Ankers (7), dadurch gekennzeichnet, dass die Einspannaussparung (14) einen Einführungsbereich (15) aufweist, der so bemessen ist, dass ein Endabschnitt (9) des Ankers (7), an dem ein Profil ausgebildet ist, in einer axialen Richtung durch die Aussparungsöffnung in den Einführungsbereich (15) einführbar ist, und dass die Einspannaussparung (14) einen Eingriffsbereich (16) aufweist, wobei der Einführungsbereich (15) und der Eingriffsbereich (16) ineinander übergehen, so dass der Endabschnitt (9) des Ankers (7) von dem Einführungsbereich (15) im Wesentlichen senkrecht zu der axialen Richtung in den Eingriffsbereich (16) verschiebbar ist, wobei auf einer Innenseite der Seitenwand (17) in dem Eingriffsbereich (16) ein Gegenprofil (18) ausgebildet ist, das geeignet ist, in das Profil an dem Endabschnitt (9) des Ankers (7) einzugreifen, so dass der Endabschnitt (9) des Ankers (7) nicht in axialer Richtung aus der Einspannaussparung (14) herausziehbar ist.