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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antrieb eines von Hand geführten Drehwerkzeugs, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher umrissen ist.
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Somit handelt es sich um eine Vorrichtung zum Antrieb eines von Hand geführten Drehwerkzeugs, das umfasst
- einen tassenförmigen, mit kreisförmig und stirnseitig angeordneten Bearbeitungswerkzeugen versehenen Werkzeugkopf,
- einen im Werkzeugkopf angeordneten Zentrierbohrer,
- einen am Zentrierbohrer befestigten Auswerfer zum Entfernen eines Kerns aus dem Werkzeugkopf und
- einen Antriebsschaft zum Verbinden des Drehwerkzeugs mit einem motorisch angetriebenen Werkzeug,
wobei der Zentrierbohrer und der Auswerfer in einer zentrischen Bohrung des Antriebsschaftes gelagert sind und der Auswerfer mit einem radialen Verbindungsglied durch einen Längsschlitz im Antriebsschaft mit einen außen liegenden, ringförmigen Griff begrenzt in Längsrichtung verschiebbar ist.
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Vorrichtungen zum Auswerfen von Kernen, die beim Herstellen eines Lochs in unterschiedlichsten Werkstoffen anfallen, sind bekannt. Ein früher Vorschlag ist zum Beispiel der Patentschrift
DD 142673 A1 zu entnehmen. Dort wird ein Werkzeug zum Kernbohren vorgeschlagen, bei dem die selbständige Beseitigung des ausgebohrten Kerns bei waagerechter Bearbeitung erfolgen soll. Hierzu wird vorgeschlagen, dass in der Werkzeugkernbohrung ein zentraler federbelasteter Auswerferbolzen gleitend angeordnet ist, wodurch der sich beim Bohren mit äußeren Schneidecken sich ergebende Kern entfernt werden kann. Hier führt die Anordnung einer Feder zwangsläufig zu einer Erhöhung der Vorschubkraft des Bohrers, insbesondere dann, wenn der Kern relativ lang ist. Dies gilt auch beim Bohren von Werkstoffen, bei denen viel und / oder grobes Bohrmehl anfällt, das sich zwischen den Kern und der diesen aufnehmende Wandung setzt. Auch dann ist eine erhöhte Federkraft zum Auswerfen des Kerns erforderlich.
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Durch die Deutsche Offenlegungsschrift
DE 10 2012 001 933 A1 ist eine Vorrichtung zum Auswerfen von Kernen bekannt, bei welcher der Auswerfer über ein kugelgelagertes Andrückelement, das sich um den Zentrierbohrer befindet, nahezu reibungslos den Kern aus dem Werkzeug auswerfen soll. Dieser Vorschlag soll auch den Einsatz von Federn mit hohen Federkräften ermöglichen. Dies führt jedoch zu einer weiteren Erhöhung der Vorschubkraft.
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Durch die Europäische Patentschrift
EP 2 800 645 B1 ist eine Vorrichtung zum Auswerfen von Kernen bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist der Bohrer an seinem Fuß innerhalb des Werkzeugkopfes mit einem Auswerfer fest verbunden. Zentrierbohrer und Auswerfer sind relativ zum Werkzeugkopf und einer mit dem Werkzeugkopf fest verbundenen Hülse von Hand axial verschiebbar, so dass durch ein Zurückziehen der Hülse, das heißt weg von dem Werkzeugkopf, von Hand der Auswerfer den Kern aus dem Werkzeugkopf stoßen kann. Dieses Auswerfen von Hand kann aber nur bei Stillstand des Antriebs der Vorrichtung erfolgen, da die handbetätigte Hülse verdrehfest mit dem Werkzeugkopf verbunden ist und sich somit mit dreht.
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Aus der Praxis ist eine Vorrichtung bekannt, wie sie eingangs näher umrissen ist. Wie bei der vorgenannten Schrift
EP 2 800 645 B1 ist auch hier der Auswerfer fest mit dem Zentrierbohrer verbunden. Das Auswerfen wird zwar durch Ausbildung eines Griffes erleichtert. Jedoch kann auch hier das Auswerfen nur bei Stillstand des Antriebs erfolgen, will man sich nicht einer hohen Verletzungsgefahr durch den sich mitdrehenden Griff aussetzen. Hier setzt die Erfindung an.
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Der Erfindung liegt das Bestreben zugrunde, eine Vorrichtung zum Antrieb eines Drehwerkzeugs mit einem Auswerfer zu schaffen, bei welcher der Auswerfer jederzeit einfach und sicher von Hand zu betätigen ist.
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Zur Verwirklichung dieses Bestrebens schlägt die Erfindung zunächst vor, dass der Griff auf dem Antriebsschaft frei drehbar gelagert ist.
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Durch diese technische Maßnahme wird es möglich, den Kern jederzeit, das heißt auch bei sich drehendem Werkzeugkopf, das heißt bei voll - oder noch - laufendem Antrieb des Drehwerkzeugs, auszustoßen. Der Griff dreht sich nicht zwangsläufig mit, sondern wird von Hand leicht festgehalten, das heißt am Rotieren gehindert. Gleichzeitig kann der sich drehende Auswerfer nach vorne, zum Werkzeugkopf, geschoben werden. Hierdurch ist eine einfache und vor allem sehr schnelle Bedienung des Auswerfers sichergestellt, und eine Verletzungsgefahr für den Bediener des Drehwerkzeugs ist sicher ausgeschlossen.
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Dieser Vorgang sieht in der Praxis zum Beispiel bei einer Lochsäge so aus: Die eine Hand hält den Griff einer Bohrmaschine, in die der Antriebsschaft nach der Erfindung eingespannt ist. Die andere Hand umfasst den Griff der Vorrichtung zur Führung des Zentrierbohrers und der Lochsäge in den zu bearbeitenden Werkstoff. Nach dem Aussägen befindet sich der Kern im Werkzeugkopf der Lochsäge. Der Werkzeugkopf wird nun ganz aus dem erzeugten Loch gezogen, und der Griff wird aus seiner hinteren Ausgangsstellung auf dem Antriebsschaft nach vorne, zur Lochsäge hin, gestoßen: Durch den Stoß wird der Kern durch den Auswerfer aus der Lochsäge und ganz vom Zentrierbohrer gestoßen. Die leere Lochsäge steht nun sofort, auch bei laufender Bohrmaschine, wieder zum Einsatz, also zum Bohren und Aussägen, zur Verfügung. Durch die Erfindung kann eine nahezu beliebige Vielzahl von gleichen ausgesägten Bohrungen sehr schnell hintereinander hergestellt werden.
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Schon der genannte Stand der Technik zeigt, dass die Erfindung praktisch bei allen Arten von Hand geführten Drehwerkzeugen einsetzbar ist, die einen Kern aus einem Werkstoff herstellen, der aus dem Werkzeugkopf entfernt werden soll. Dabei ist es unerheblich, ob der Werkzeugkopf als Lochsäge, Bohrkrone oder dergleichen ausgebildet ist und welche Art von Werkzeug zum Bearbeiten des Werkstoffs eingesetzt wird: So kann der Werkzeugkopf stirnseitig z. B. Zähne, Schneideinsätze oder eine Beschichtung, zum Beispiel mit Diamant, aufweisen. Es genügt, wenn die Stirnseite des Werkzeugkopfes und der Zentrierbohrer zum Abtragen von Werkstoff geeignet ist. Somit können praktisch alle Werkstoffe bearbeitet werden, wie Holz, Holzwerkstoffe, Kunststoffe, Metalle, Trockenbaustoffe wie Gipskarton oder dergleichen, und auch Beton, Leichtbeton, Ziegel und andere steinerne oder kombinierte Werkstoffe. Vor allem im Bauwesen ist die Erfindung durch ihre schnelle und sichere Art der Bearbeitung sehr vorteilhaft einsetzbar, z. B. bei der Herstellung von durchgehenden Löchern in Leichtbauplatten oder dergleichen oder von Sacklöchern, zum Beispiel für elektrische Schalterdosen oder Steckdosen, insbesondere in Steinwerkstoffen.
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Die frei drehbare Lagerung bedeutet hier eine dauerhaft frei drehbare Lagerung um mehr als 360 Grad auf dem gesamten Antriebsschaft, einschließlich des Bolzens. Diese Lagerung kann konstruktiv in unterschiedlicher Ausbildung verwirklicht werden. Möglich ist zum Beispiel eine Roll- oder Gleitlagerung. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel sieht vor, dass der Griff auf dem Antriebsschaft über eine Art Gleitlagerung und mit dem Auswerfer im Prinzip über eine Nut- / Federverbindung drehbar verbunden ist. Diese Art von Gleitlagerung ist eine einfache und kostengünstige, aber auch wartungsarme und sichere Lagerung, insbesondere bei niedrigen und mittleren Drehzahlen. Hierzu können selbstschmierende Werkstoffe eingesetzt werden, zum Beispiel für den Griff oder seine beanspruchte Innenseite. Nur bei sehr hohen Drehzahlen oder bei einem Dauereinsatz könnte eine zusätzliche Schmierung erforderlich werden - oder im Extremfall eben doch eine Lagerung über Kugel- oder Rollenlager.
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Eine spezielle Gleitlagerung besteht darin, dass im Inneren des Griffs eine umlaufende Nut und am Außenumfang des Auswerfers zumindest ein Bolzen als Feder angeordnet ist, der in die Nut mit Spiel eingreift. Diese Anordnung stellt eine relativ einfache, aber gut wirksame und - durch ihre innere Anordnung - auch gegen äußere Einwirkungen geschützte Lagerung dar.
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Wenn vorgesehen wird, dass der Bolzen in einer radialen Bohrung im Auswerfer befestigt ist, kann die Montage des Bolzens bequem durch eine radiale erste Bohrung im Griff erfolgen, die in der umlaufenden Nut endet. Der zum Betätigen des Auswerfers erforderliche axiale Kraftschluss erfolgt vom Auswerfer über den Bolzen auf die Seiten der umlaufenden Nut im Griff. Der zum Antrieb des Bohrers erforderliche radiale Kraftschluss erfolgt über die Seiten des Längsschlitzes im Antriebsschaft auf den Bolzen und damit auf den Auswerfer und schließlich auf den Zentrierbohrer.
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Wenn der Bolzen in eine durchgehende Stufenbohrung des Auswerfers eingepresst ist, dann sind die radiale Lage und die vorstehende Länge des Bolzens definiert, der sich radial durch den Längsschlitz im Antriebsschaft und in die im Griff umlaufende Nut erstreckt. Zudem kann der Bolzen durch eine zweite radiale Bohrung im Griff, die der ersten Bohrung diametral gegenüber liegt, bei Bedarf sicher und schnell entfernt und ersetzt werden. Die äußeren Bohrungen am Griff können durch lösbare Stopfen, zum Beispiel aus Kunststoff, verschlossen werden, um die darunter liegenden Gleitflächen gegen Verunreinigung zu schützen.
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Der maximale axiale Weg des Griffes ist durch den Längsschlitz im Antriebsschaft festgelegt. Denn nur in diesem Längsschlitz kann sich der Bolzen bewegen. Wenn der Griff jedoch zusätzlich über eine lösbare und axial kraftschlüssige Verbindung unmittelbar mit dem Antriebsschaft verbunden ist, dann kann zum Beispiel seine - hier hintere - axiale Ausgangsstellung definiert, das heißt vorübergehend festgelegt werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Drehwerkzeug und sein Antriebsschaft nicht waagerecht, sondern schräg oder senkrecht nach unten eingesetzt werden. Denn dann wird der Griff davon abgehalten, unter der Schwerkraft auf dem Antriebsschaft nach unten zu fallen und hierdurch über den Auswerfer den Zentrierbohrer zu weit aus dem Drehwerkzeug axial austreten zu lassen.
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Eine solche lösbare und axial kraftschlüssige Verbindung kann in einfacher Weise dadurch hergestellt werden, dass ein federbelastetes Glied radial im Antriebsschaft gelagert ist und mit einem runden Kopf in eine im Inneren des Griffs umlaufende Nut des Griffs eingreift. Eine solche Anordnung ermöglicht eine schnelle Vormontage des Gliedes im Antriebsschaft. Das Glied kann aus einer Vorrichtung bestehen, die sich zusammensetzt aus einem schraubbaren stiftförmigen Gehäuse, in dem eine Druckfeder gelagert ist, die auf eine im Gehäuse gefangene Kugel einwirkt. Hier ist es möglich, eine kinematische Umkehrung der Anordnung vorzusehen, wenn dies gewünscht wird: Das Glied wird im Griff und die Nut wird außen auf dem Antriebsschaft angeordnet
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Der Antriebsschaft kann unmittelbar mit dem Werkzeugkopf verbunden sein. Herstellung und Austausch des Werkzeugkopfes sind dann erleichtert, wenn der Antriebsschaft über ein Zwischenstück mit dem Werkzeugkopf verdrehfest und lösbar verbunden ist. Das Zwischenstück ist dann im Prinzip ringförmig ausgebildet und kann mit dem Boden des Werkzeugkopfes insbesondere verschraubt sein.
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Wenn der Antriebsschaft über eine konische Schraubverbindung mit dem Werkzeugkopf direkt oder über ein Zwischenstück verbunden ist, dann ist eine schnelle und dauerhaft schlagfeste Verbindung zwischen den Bauteilen sichergestellt. Über die konische Schraubverbindung kann auch ein Drehwerkzeug mit anderen Abmessungen, wie zum Beispiel Durchmesser, oder anderen Bearbeitungswerkzeugen verwendet werden. Zum Verschrauben des Antriebsschaftes können am Werkzeugkopf oder am Zwischenstück Angriffsflächen oder Öffnungen für ein Schraubwerkzeug angebracht sein. Die konische Schraubverbindung ist von besonderer Bedeutung bei einem Einsatz des Drehwerkzeugs mit hoher Beanspruchung, wie sie zum Beispiel bei einer Bohrkrone auftritt, die durch eine Schlagbohrmaschine angetrieben wird.
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Wenn der Griff eine zentrale umlaufende Mulde umfasst, die von abgerundeten Endteilen eingefasst ist, dann ist ein ergonomisch optimiertes Erfassen des Griffs mit der Hand erzielt. Der Griff kann dann gut erfasst werden, an seiner Umdrehung gehindert werden und in seine beiden Richtungen gezielt und sicher geführt werden, Dies führt für den Bediener zu einer sehr bequemen und ermüdungsarmen Handhabung der Vorrichtung. Der Griff kann hierzu aus einem geeigneten Kunststoff oder aus einem Verbundwerkstoff bestehen. Zumindest die inneren Gleitflächen des Griffs sind vorzugsweise aus einem selbstschmierenden Werkstoff.
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Bei extremer Belastung kann am Griff zur Schmierung ein radial versenkter Schmiernippel angeordnet sein, der für einen gewissen Vorrat an Schmiermittel im Inneren des Griffes sorgt. Nach außen offene Bohrungen des Griffs können zum Schutz gegen äußere Einwirkungen mit einem lösbaren Stopfen verschlossen sein. Die einzelnen Teile der Vorrichtung sind aus zweckmäßigen Werkstoffen, insbesondere aus einem Stahl oder aus einer Kupferlegierung oder auch aus einem geeigneten hoch belastbaren Kunststoff oder Verbundwerkstoff.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bei einer Lochsäge dargestellt, das im Nachfolgenden näher beschrieben wird.
- 1 zeigt eine Vorrichtung in der Ausgangsstellung im Längsschnitt.
- 2 zeigt die Vorrichtung nach 1 in Ansicht von links.
- 3 zeigt die Vorrichtung nach 1 in der Auswerfstellung im Längsschnitt.
- 4 zeigt die Vorrichtung nach 1 in der Draufsicht.
- 5 zeigt den Schnitt V - V in 1.
- 6 zeigt den Schnitt VI - VI in 1
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In 1 besteht die Vorrichtung zunächst aus einem Drehwerkzeugs 1, das sich zusammensetzt aus einem Antriebsschaft 2 und einem damit verdrehfest verbundenen tassenförmigen Werkzeugkopf in Form einer Lochsäge 3, die stirnseitig mit Sägezähnen 4 versehen ist. Das Drehwerkzeug 1 umfasst des weiteren ein ringförmiges Zwischenstück 5, das außen mit dem Boden 6 der Lochsäge 3 über Schrauben 7 verschraubt ist und innen über eine konische Schraubverbindung 8 mit dem Antriebsschaft 2 verbunden ist. Zwei diametral angeordnete Flächen 5a dienen zum Angriff eines Drehwerkzeugs. Mit X -X ist die gemeinsame Längsachse bezeichnet, die auch die Drehachse der gesamten Vorrichtung bildet.
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Das Drehwerkzeug 1 umfasst des weiteren einen Zentrierbohrer 9, der sich zentral durch die Lochsäge 3 erstreckt und mit seiner Spitze 10 etwas über die Sägezähne 4 axial hervorsteht. Im Antriebsschaft 2 ist eine zur Lochsäge 3 hin offene zentrische Sacklochbohrung 11 eingebracht. In der Sacklochbohrung 11 ist ein Auswerfer 12 gleitbar gelagert, der sich auch durch die innere Bohrung 13 des Zwischenstücks 5 erstreckt. Etwa im Bereich des Zwischenstücks 5 ist im Auswerfer 12 stirnseitig eine zentrale Sacklochbohrung 14 eingebracht, in welcher der Schaft 15 des Zentrierbohrers 9 mit Hilfe einer radialen Schraube 15a eingespannt ist. Die ringförmige Stirnseite 16 des Auswerfers 12 ist bestimmt zum Auswerfen eines ausgesägten Kerns und kann hierzu auch im äußeren Durchmesser vergrößert sein.
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Zentrierbohrer 9 und Auswerfer 12 sind somit fest miteinander verbunden und können innerhalb der Bohrungen 11 und 13 axial frei gleiten.
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Das Drehwerkzeug 1 umfasst des weiteren nahe dem Einspannschaft 17 einen ringförmigen Griff 18, der im Wesentlichen aus einem Kunststoff besteht und auf dem Antriebsschaft 2 mit Spiel frei drehbar sowie frei gleitbar gelagert ist. Der Griff 18 umfasst eine mittlere Mulde 19, die axial von abgerundeten Endteilen 20 eingefasst ist.
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Die Sacklochbohrung 11 des Antriebsschaftes 2 ist über einen Längsschlitz 21 nach außen geöffnet. Der Längsschlitz 21 erstreckt sich zwischen dem Einspannschaft 17 und der konischen Schraubverbindung 8, ist jedoch im Abstand hierzu angeordnet. Nahe am Ende der Sacklochbohrung 11 des Antriebsschaftes 2 ist der Auswerfer 12 mit einer diametralen Stufenbohrung 22 versehen. In die größere Bohrung der Stufenbohrung 22 ist ein Bolzen 23 eingepresst, der radial etwas über den Längsschlitz 21 und damit über den Außendurchmesser des Antriebsschaftes 2 hervorsteht.
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Der Griff 18 ist am inneren Durchmesser mit einer umlaufenden Nut 24 versehen, die mit einer diametral durchgehenden Bohrung 25 in Verbindung steht. Der hervorstehende Teil des Bolzens 23 greift in die Nut 24 mit Spiel ein, so dass eine frei drehbare, aber über den Bolzen 23 und die Nut 24 eine axial formschlüssige Verbindung zwischen dem Auswerfer 12 einerseits und dem Griff 18 andererseits hergestellt ist.
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Der Griff 18 ist im Inneren mit einer weiteren umlaufenden Nut 26 versehen, die mit axialem Abstand zu der Nut 24 angeordnet ist. Zur Herstellung einer von Hand überwindbaren kraftschlüssigen Verbindung ist im Antriebsschaft 2 eine Kugel 27 federnd gelagert, die in die Nut 26 teilweise eingreift. Hierzu ist im Antriebsschaft 2 eine diametrale Bohrung 28 eingebracht, in die ein stiftförmiges Gehäuse 29 eingeschraubt ist. Im Gehäuse 29 ist eine Druckfeder 30 gelagert, welche den Oberteil der im Gehäuse 29 gefangenen Kugel 27 federnd in die Nut 26 drückt.
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Die Funktion der Vorrichtung läuft folgendermaßen ab: Die Vorrichtung wird mit dem Einspannschaft 17 des Antriebsschaftes 2 in das Futter einer Handbohrmaschine oder dergleichen eingespannt. Über die Drehachse X - X wird ein Drehmoment auf den gesamten Antriebsschaft 2 erzeugt, so dass der Zentrierbohrer 9 zuerst in den auszusägenden Kern 31 eintritt und dann die Sägezähne 4 den Kern 31 aussägen. 1 zeigt die Vorrichtung, unmittelbar nachdem der Kern 31 ausgesägt wurde. Der Kern 31 befindet sich zunächst in der Lochsäge 3. Der Griff 18 befindet sich in der hinteren Ausgangsstellung, die durch die in die Nut 26 eingreifende Kugel 27 festgelegt ist.
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Zum Auswerfen des Kerns 31 wird der Griff 18 nach links, zur Lochsäge 3 hin, geschoben, wobei die Kugel 27 aus der Nut 26 gedrückt wird und den Griff 18 axial frei gibt. Mit dem Griff 18 wird der Bolzen 23 in dem Längsschlitz 21 zur Lochsäge 3 hin verschoben, bis der Griff 18 auf das Zwischenstück 6 axial auftrifft. Alternativ hierzu kann der Bolzen 23 auf das linke Ende des Längsschlitzes 21 stoßen. Gleichzeitig trifft der Auswerfer 12 mit seiner Stirnseite 16 auf den Kern 31 und stößt diesen aus der Lochsäge 3 heraus und weg vom Zentrierbohrer 9. Dies wird aus 3 deutlich. Hier ist der Kern 31 noch auf dem Zentrierbohrer 9 dargestellt. Durch den schlagartig abbremsenden Auswerfer 12 erhält der Kern 31 einen axialen Impuls, der den Kern 31 ganz nach links und auch herunter vom Zentrierbohrer 9 stößt.
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Nun wird der Griff 18 wieder nach hinten, in die Ausgangsstellung nach den 1 und 4, geschoben, und die Kugel 27 verrastet wieder elastisch in der Nut 26. Nun steht die Vorrichtung zum Aussägen eines neuen Kerns sofort wieder zur Verfügung. Der gesamte Vorgang des Auswerfens des Kerns 31 erfolgt mit festgehaltenem Griff 18 und bei rotierender Lochsäge 3. Denn der Griff 18 ist sowohl mit dem sich drehenden Antriebsschaft 2 als auch mit dem sich drehenden Zentrierbohrer 9 sowie mit dem Auswerfer 12 radial nur über eine Gleitlagerung verbunden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehwerkzeug
- 2
- Antriebsschaft
- 3
- Werkzeugkopf, Lochsäge
- 4
- Bearbeitungswerkzeug, Sägezahn
- 5
- Zwischenstück
- 5a
- Fläche
- 6
- Boden
- 7
- Schraube
- 8
- konische Schraubverbindung
- 9
- Zentrierbohrer
- 10
- Spitze
- 11
- Bohrung, Sacklochbohrung
- 12
- Auswerfer
- 13
- Bohrung
- 14
- Sacklochbohrung
- 15
- Schaft
- 15a
- Schraube
- 16
- Stirnseite
- 17
- Einspannschaft
- 18
- Griff
- 19
- Mulde
- 20
- Endteil
- 21
- Längsschlitz
- 22
- Stufenbohrung
- 23
- Bolzen, Verbindungsglied
- 24
- Nut
- 25
- Bohrung
- 26
- Nut
- 27
- Kugel, Glied, Kopf
- 28
- Bohrung
- 29
- Gehäuse
- 30
- Druckfeder
- 31
- Kern
- X - X
- Längsachse, Drehachse
