DE10243289A1

DE10243289A1 - Werkzeugaufnahme

Info

Publication number: DE10243289A1
Application number: DE2002143289
Authority: DE
Inventors: Karl Frauhammer; Heinz Schnerring; Joerg Friedrich; Andreas Strasser
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-09-18
Filing date: 2002-09-18
Publication date: 2004-05-19
Also published as: WO2004028752A1; EP1542836B1; EP1542836A1; DE50309802D1; JP2005538859A; CN1681625A

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Werkzeugaufnahme, insbesondere für einen Bohr- oder Meißelhammer, mit einem Aufnahmekörper (14) mit einer Einführöffnung (16) zur Aufnahme eines Werkzeugschafts (12), einem Verriegelungselement (22) zur axialen Verriegelung des Werkzeugschafts (12) in der Einführöffnung (16), wobei das Verriegelungselement (22) zwischen einer Verriegelungsstellung und einer Entriegelungsstellung beweglich ist, sowie mit einem in dem Verriegelungselement (22) gelagerten und zwischen einer Arretierungsstellung und einer Freigabestellung radial verschiebbaren Arretierungsbolzen (36), der das Verriegelungselement (22) in seiner Arretierungsstellung axial arretiert und in seiner Freigabestellung axial freigibt.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Werkzeugaufnahme gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere für einen Bohrhammer oder einen Meißelhammer.

Aus DE 100 26 021 A1 ist eine Werkzeugaufnahme für einen Bohrmeißel bekannt, die beim Werkzeugwechsel eine Einhandbedienung ermöglicht. Hierzu weist die Werkzeugaufnahme einen Aufnahmekörper mit einer Einführöffnung auf, in die ein Werkzeugschaft axial eingeführt werden kann. Im eingeführten Zustand kann der Werkzeugschaft dann durch Sperrkörper axial verriegelt werden, wobei die Sperrkörper in axial verlaufende Nuten in dem Werkzeugschaft eingreifen, so dass der Werkzeugschaft im verriegelten Zustand einen bestimmten Bewegungsspielraum in axialer Richtung hat. Hierbei wird durch eine axial verschiebbare Verriegelungshülse eine radiale Ausweichbewegung der Sperrkörper verhindert, wenn sich die Verriegelungshülse in einer Verriegelungsstellung befindet. Wenn die Verriegelungshülse dagegen von dem Bediener in eine Entriege lungsstellung geschoben wird, können die Sperrkörper radial nach außen ausweichen und der Bohrmeißel kann aus der Werkzeugaufnahme entnommen oder in die Werkzeugaufnahme eingeführt werden. Die Verriegelungshülse wird hierbei durch eine Feder in Richtung der Verriegelungsstellung vorgespannt, um eine unbeabsichtigte Entriegelung des Bohrmeißels zu verhindern. Zur Ermöglichung einer Einhandbedienung kann die Verriegelungshülse jedoch in der Entriegelungsstellung axial arretiert werden, wobei die Arretierung beispielsweise durch eine Blattfeder erfolgt, die von innen in die Verriegelungshülse eingreift.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung schafft demgegenüber eine Werkzeugaufnahme, bei der die Mechanik zur Arretierung der Verriegelungshülse einfach und robust ist.

Hierzu ist in dem vorzugsweise hülsenförmigen Verriegelungselement ein Arretierungsbolzen gelagert, der bezüglich der Einführöffnung in radialer Richtung zwischen einer Arretierungsstellung und einer Freigabestellung verschiebbar ist.

In der Arretierungsstellung des Arretierungsbolzens wird das Verriegelungselement dann in der Entriegelungsstellung arretiert, so dass der Werkzeugschaft in die Werkzeugaufnahme eingeführt oder aus der Werkzeugaufnahme entnommen werden kann, ohne dass der Benutzer dabei das Verriegelungselement festhalten muss.

In der Freigabestellung des Arretierungsbolzens erfolgt dagegen keine Arretierung des Verriegelungselements in der Entriegelungsstellung, wodurch der Werkzeugschaft in der Werkzeugaufnahme axial verriegelt wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Federelement vorgesehen, das den Arretierungsbolzen in Richtung der Arretierungsstellung vorspannt, wobei der Arretierungsbolzen in der Arretierungsstellung an einem axialen Anschlag in dem Aufnahmekörper anliegt. Der Arretierungsbolzen gleitet dann aufgrund der Federvorspannung vorzugsweise selbständig in die Arretierungsstellung, wenn der Benutzer das Verriegelungselement aus der Verriegelungsstellung in die Entriegelungsstellung bewegt. Hierbei ist also zur Arretierung des Verriegelungselements in der Entriegelungsstellung kein Benutzereingriff erforderlich, wodurch die Bedienung wesentlich vereinfacht wird.

Vorzugsweise kann die Arretierung des Verriegelungselements ebenfalls ohne einen Benutzereingriff gelöst werden, um die Bedienung weiter zu vereinfachen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist deshalb vorgesehen, dass der Arretierungsbolzen durch den Werkzeugschaft aus der Arretierungsstellung lösbar ist. Vorzugsweise erfolgt diese Lösung der Arretierung dadurch, dass die Bewegung des Werkzeugschafts bei der Entnahme aus der Werkzeugaufnahme bzw. beim Einführen in die Werkzeugaufnahme auf den Arretierungsbolzen übertragen wird und diesen dadurch aus der Arretierungsstellung löst.

Hierbei kann zur Kraftübertragung von dem Werkzeugschaft auf den Arretierungsbolzen beispielsweise ein vorzugsweise kugel förmiges Übertragungselement vorgesehen sein, das radial in die Einführöffnung der Werkzeugaufnahme hineinragt und beim Einführen oder bei der Entnahme des Werkzeugschafts radial nach außen verschoben wird und dabei den Arretierungsbolzen radial nach außen drückt.

Vorzugsweise ist das Übertragungselement eine Kugel, die in einem Durchbruch in dem Aufnahmekörper radial verschiebbar gelagert ist. Hierbei verjüngt sich der Durchbruch vorzugsweise konisch nach innen, um zu verhindern, dass die Kugel nach innen herausfällt, wenn sich kein Werkzeugschaft in der Werkzeugaufnahme befindet.

Der im Rahmen der Erfindung verwendete Begriff eines Verriegelungselements ist allgemein zu verstehen und nicht auf die eingangs beschriebene Verriegelungshülse beschränkt, welche den Aufnahmekörper mantelförmig umgibt und axial verschiebbar ist.

Vorzugsweise ist ein Federelement vorgesehen, welches das Verriegelungselement in Richtung der Verriegelungsstellung vorspannt, um eine unbeabsichtigte Entriegelung des Werkzeugschafts zu verhindern.

Die Verschiebung des Verriegelungselements kann beispielsweise wie bei der eingangs beschriebenen bekannten Werkzeugaufnahme erfolgen, indem der Benutzer das Verriegelungselement direkt bedient.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist jedoch ein separates Bedienelement vorgesehen, das vorzugsweise als Bedienhülse ausgeführt ist und das Verriegelungselement vorteilhaft mantelförmig umgibt. Das Bedienelement ist vorzugsweise axial verschiebbar und durch ein Federelement in axialer Richtung vorgespannt, um eine Ruhestellung festzulegen. Eine Bewegung des Bedienelements kann dann auf das Verriegelungselement übertragen werden, was beispielsweise dadurch erfolgen kann, dass das Bedienelement das Verriegelungselement mitnimmt. Es ist jedoch alternativ auch möglich, dass das Bedienelement starr oder elastisch mit dem Verriegelungselement gekoppelt ist, um die Bewegung des Bedienelements auf das Verriegelungselement zu übertragen.

Die eigentliche Verriegelung des Werkzeugschafts in der Werkzeugaufnahme kann wie bei der eingangs beschriebenen bekannten Werkzeugaufnahme durch Sperrkörper erfolgen, die in entsprechende Nuten in dem Werkzeugschaft eingreifen. Vorzugsweise werden jedoch zur Verriegelung des Werkzeugschafts radial verschiebbare Verriegelungsrollen eingesetzt, die wesentlich verschleißärmer sind.

Ferner umfasst die Erfindung auch eine Werkzeugmaschine, wie beispielsweise einen Bohrhammer oder einen Meißelhammer, mit einer erfindungsgemäßen Werkzeugaufnahme.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, 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.
Es zeigen:
1 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Werkzeugaufnahme in der Entriegelungsstellung beim Einführen eines Werkzeugschafts,
2 eine Querschnittsansicht der Werkzeugaufnahme aus 1 in der Verriegelungsstellung mit eingeführtem Werkzeugschaft,
3 eine Querschnittsansicht der Werkzeugaufnahme aus 1 in der Entriegelungsstellung bei der Entnahme des Werkzeugschafts,
4a eine Detailansicht der Werkzeugaufnahme aus 1 im Querschnitt,
4b die Detailansicht aus 4a in einer radialen Aufsicht sowie
5 eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Werkzeugaufnahme.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die Querschnittsansichten in den 1 bis 3 zeigen eine Werkzeugaufnahme 10 für einen Bohrhammer oder einen Meißelhammer, wobei die Werkzeugaufnahme 10 eine axiale Verriegelung eines Werkzeugschafts 12 mit einem vorgegebenen axialen Bewegungsspielraum und eine einfache Einhandbedienung beim Werkzeugwechsel ermöglicht.
Hierzu weist die Werkzeugaufnahme einen im Wesentlichen hohlzylindrischen Aufnahmekörper 14 mit einer Einfuhröffnung 16 auf, in die der Werkzeugschaft 12 axial eingeführt werden kann.
In dem Aufnahmekörper 14 sind über den Umfang verteilt mehrere Durchbrüche vorgesehen, in denen jeweils eine Verriegelungsrolle 18 angeordnet ist, wobei sich die Durchbrüche in radialer Richtung nach innen verjüngen, um zu verhindern, dass die Verriegelungsrollen 18 nach innen herausfallen können.
Die Verriegelungsrollen 18 können zur axialen Verriegelung des Werkzeugschafts 12 in eine axial verlaufende Nut 20 in der Mantelfläche des Werkzeugschafts 12 eingreifen, wodurch der Werkzeugschaft 12 mit einem vorgegebenen axialen Bewegungsspielraum verriegelt wird.
Weiterhin weist die Werkzeugaufnahme 10 eine Verriegelungshülse 22 auf, die zwischen der in 2 gezeigten Verriegelungsstellung und der in 1 gezeigten Entriegelungsstellung axial verschiebbar ist.
In der in 2 gezeigten Verriegelungsstellung überdeckt die Verriegelungshülse 22 die Durchbrüche in dem Aufnahmekörper 14 und verhindert so eine radiale Ausweichbewegung der Verriegelungsrollen 18, wodurch eine Entnahme des Werkzeugschafts 12 verhindert wird.
In der in den 1 und 3 gezeigten Entriegelungsstellung werden die Durchbrüche in dem Aufnahmekörper 14 dagegen durch eine elastische Manschette 26 überdeckt, die an der Innenseite einer stufenförmigen Erweiterung der Verriegelungshülse 22 angebracht ist. Die Verriegelungsrollen 18 können dann radial nach außen ausweichen, so dass der Werkzeugschaft 12 aus der Werkzeugaufnahme 10 entnommen oder in die Werkzeugaufnahme 10 eingeführt werden kann.
Die Verriegelungshülse 22 wird hierbei durch ein Federelement 24 in Richtung der Verriegelungsstellung vorgespannt, um eine unbeabsichtigte Entriegelung des Werkzeugschafts 12 zu verhindern.
Die Bedienung der Werkzeugaufnahme 10 erfolgt durch eine Bedienhülse 28, welche die Verriegelungshülse 22 außen umgibt und axial verschiebbar ist, wobei die Bedienhülse 28 durch ein Federelement 30 in axialer Richtung vorgespannt wird. Bei einer Verschiebung der Bedienhülse 28 in Richtung der Verriegelungshülse 22 stößt die Bedienhülse 28 an die Verriegelungshülse 22, wobei die Verriegelungshülse 22 axial mitgenommen wird.
Weiterhin weist die Werkzeugaufnahme 10 eine elastische, ringförmige Staubmanschette 32 auf, die das Eindringen von Staub in die Einführöffnung 16 verhindert.
Darüber hinaus weist die Werkzeugaufnahme 10 einen Arretierungsmechanismus auf, der die Verriegelungshülse 22 in der Entriegelungsstellung arretiert und dadurch bei einem Werkzeugwechsel eine Einhandbedienung ermöglicht.
Der Arretierungsmechanismus besteht unter anderem aus einer Stahlkugel 34, die in einem radial verlaufenden Durchbruch 35 in dem Aufnahmekörper 14 radial verschiebbar gelagert ist. Der Durchbruch 35 in dem Aufnahmekörper 14 verjüngt sich hierbei in radialer Richtung nach innen, um zu verhindern, dass die Kugel 34 aus dem Durchbruch 35 nach innen in die Einführöffnung 16 herausfällt. Die Kugel 34 kann also nur teilweise nach innen in die Einführöffnung 16 hineinragen, wie in 1 gezeigt ist.
Weiterhin weist der Arretierungsmechanismus einen Arretierungsbolzen 36 auf, der in einer radial verlaufenden Bohrung in der Verriegelungshülse 22 radial verschiebbar gelagert ist, wobei der Arretierungsbolzen 36 durch eine Ringfeder 38 radial nach innen vorgespannt ist.
Der Arretierungsbolzen 36 wird in zwei axial verlaufenden Nuten 40, 42 geführt, die in der Mantelfläche des Aufnahmekörpers 14 beiderseits des Durchbruchs 35 für die Kugel 34 angeordnet sind, wobei die werkstückseitige Nut 40 eine geringere Nuttiefe aufweist als die werkzeugseitige Nut 42. In der in 1 gezeigten Entriegelungsstellung liegt der Arretierungsbolzen 36 deshalb axial an der Stufe zwischen den beiden Nuten 40, 42 an, wodurch die Verriegelungshülse 22 axial arretiert wird.
Im Folgenden wird nun anhand von 1 beschrieben, wie der Werkzeugschaft 12 in die Werkzeugaufnahme 10 eingeführt wird und dann selbständig verriegelt.
Vor dem Einführen des Werkzeugschafts 12 muss die Verriegelungshülse 22 zunächst in die in 1 gezeigte Entriegelungsstellung gebracht werden. Hierzu schiebt der Benutzer die Bedienhülse 28 in Richtung der Verriegelungshülse 22, wobei die Verriegelungshülse 22 axial mitgenommen wird, bis der Arretierungsbolzen 36 schließlich hinter der Stufe zwischen den beiden Nuten 40, 42 einrastet und die Verriegelungshülse 22 dadurch axial arretiert.
Anschließend kann der Benutzer die Bedienhülse 28 loslassen, die dann aufgrund der Vorspannung der Feder 30 in ihre Ausgangsstellung zurückfährt.
Beim axialen Einführen des Werkzeugschafts 12 in die Einfuhröffnung 16 drückt der Werkzeugschaft 12 dann die Verriegelungsrollen 18 radial nach außen, bis die Verriegelungsrollen 18 dann in die Nuten 20 in dem Werkzeugschaft 12 eingreifen.
Beim weiteren Einschieben des Werkzeugschafts 12 drückt die Stirnseite des Werkzeugschafts 12 dann die Kugel 34 radial nach außen, wobei der Arretierungsbolzen 36 entgegen der Vorspannung der Ringfeder 38 ebenfalls radial nach außen gedrückt wird.
Wenn der Arretierungsbolzen 36 dann über die Stufe zwischen den beiden Nuten 40, 42 angehoben ist, schiebt die Feder 24 die Verriegelungshülse 22 axial in die in 2 dargestellte Verriegelungsstellung, wobei der Arretierungsbolzen 36 in der Nut 40 geführt wird. In der Verriegelungsstellung deckt die Verriegelungshülse 22 dann mit ihrer Innenseite den Durchbruch für die Verriegelungsrollen 18 ab, die somit nicht mehr radial nach außen ausweichen können und den Werkzeugschaft 12 dadurch mit einem vorgegebenen Bewegungsspielraum axial verriegeln.
Der Werkzeugschaft 12 wird also beim Einschieben in die Werkzeugaufnahme 10 automatisch verriegelt, ohne dass ein Benutzereingriff erforderlich ist.
Im Folgenden wird nun anhand von 3 die Entnahme des Werkzeugschafts 12 aus der Werkzeugaufnahme 10 beschrieben.
Vor der Entnahme des Werkzeugschafts 12 aus der Werkzeugaufnahme 10 muss die Verriegelungshülse 22 zunächst aus der in 2 dargestellten Verriegelungsstellung in die in 3 gezeigte Entriegelungsstellung gebracht werden. Hierzu schiebt der Benutzer die Bedienhülse 28 axial aus der in 1 gezeigten Stellung in Richtung der Verriegelungshülse 22, wobei die Bedienhülse 28 die Verriegelungshülse 22 axial mitnimmt, bis der Arretierungsbolzen 36 werkzeugseitig hinter der Kugel 34 in der Nut 42 liegt und dabei an der Kugel 34 anliegt.
Anschließend lässt der Benutzer die Bedienhülse 28 los, woraufhin die Bedienhülse 28 aufgrund der Rückstellkraft der Feder 30 in ihre Ausgangsposition zurückfährt.
Die Verriegelungshülse 22 wird dann jedoch von der Kugel 34 und dem Arretierungsbolzen 36 axial arretiert, da der Arretierungsbolzen 36 seitlich an der Kugel 34 anliegt, während die Kugel 34 von der Mantelfläche des Werkzeugschafts 12 nach außen gedrückt wird. Hierbei ist zu erwähnen, dass die Nut 20 für die Verriegelungsrollen 18 in Umfangsrichtung nicht den Teil umfasst, in dem die Kugel 34 angeordnet ist. Die Kugel 34 kann also nicht nach innen in die Nut 20 ausweichen, da diese gegenüber der Kugel 34 winkelversetzt angeordnet ist.
Der Benutzer kann dann den Werkzeugschaft 12 aus der Werkzeugaufnahme 10 axial herausziehen, bis der Werkzeugschaft 12 schließlich die Kugel 34 freigibt, die daraufhin radial nach innen ausweicht. Der Arretierungsbolzen 36 wird dann nicht mehr von der Kugel 34 blockiert, so dass die Verriegelungshülse 22 aufgrund der Vorspannung der Feder 24 in die in 2 gezeigte Verriegelungsstellung fährt.
Das in 5 dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Werkzeugaufnahme 10' stimmt weitgehend mit der vorstehend beschriebenen Werkzeugaufnahme 10 überein, so dass im Folgenden zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird und für entsprechende Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden, die zur Unterscheidung lediglich durch ein Apostroph gekennzeichnet sind.
Die Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass auf die in den 1 bis 3 vorgesehene Feder 30 zur Rückstellung der Bedienhülse 28 verzichtet wird.
Stattdessen ist die Bedienhülse 28' bei diesem Ausführungsbeispiel fest mit der Verriegelungshülse 22' verbunden, so dass beide zusammen verschoben werden.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem erfindungsgemäßen Gedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen.

10,10': Werkzeugaufnahme
12,12': Werkzeugschaft
14,14': Aufnahmekörper
16,16': Einführöffnung
18,18': Verriegelungsrolle
20,20': Nut
22,22': Verriegelungshülse
24,24': Feder
26,26': Manschette
28,28': Bedienhülse
30: Feder
32,32': Staubmanschette
34,34': Kugel

35: Durchbruch
36,36': Arretierungsbolzen
38,38': Ringfeder
40: Nut
42: Nut

Claims

Werkzeugaufnahme, insbesondere für einen Bohr- oder Meißelhammer, mit einem Aufnahmekörper (14) mit einer Einführöffnung (16) zur Aufnahme eines Werkzeugschafts (12), einem Verriegelungselement (22) zur axialen Verriegelung des Werkzeugschafts (12) in der Einführöffnung (16), wobei das Verriegelungselement (22) zwischen einer Verriegelungsstellung und einer Entriegelungsstellung beweglich ist, gekennzeichnet durch einen in dem Verriegelungselement (22) gelagerten und zwischen einer Arretierungsstellung und einer Freigabestellung radial verschiebbaren Arretierungsbolzen (36), der das Verriegelungselement (22) in seiner Arretierungsstellung axial arretiert und in seiner Freigabestellung axial freigibt.
Werkzeugaufnahme nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein erstes Federelement (38), das den Arretierungsbolzen (36) in Richtung der Arretierungsstellung vorspannt, wobei der Arretierungsbolzen (36) in der Arretierungsstellung an einem axialen Anschlag in dem Aufnahmekörper (14) anliegt.
Werkzeugaufnahme nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Arretierungsbolzen (36) durch den Werkzeugschaft (12) aus der Arretierungsstellung lösbar ist.
Werkzeugaufnahme nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein in dem Aufnahmekörper (14) radial verschiebbar gelagertes Übertragungselement (34) zur Lösung des Arretierungsbolzens (36) aus der Arretierungsstellung, wobei das Übertragungselement (34) durch den Werkzeugschaft (12) radial nach außen gegen den Arretierungsbolzen (36) verschiebbar ist.
Werkzeugaufnahme nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (34) eine Kugel ist.
Werkzeugaufnahme nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (22) hülsenförmig ist.
Werkzeugaufnahme nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein zweites Federelement (24), welches das Verriegelungselement (22) in Richtung der Verriegelungsstellung axial vorspannt.
Werkzeugaufnahme nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein axial verschiebbares Bedienelement (28) zur axialen Verschiebung des Verriegelungselements (22).
Werkzeugaufnahme nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ein drittes Federelement (30), welches das Bedienelement (28) in axialer Richtung vorspannt.
Werkzeugaufnahme nach Anspruch 8 und/oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienelement (28) hülsenförmig ist und das Verriegelungselement (22) mindestens teilweise umgibt.
Werkzeugaufnahme nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Aufnahmekörper (14) zur axialen Verriegelung des Werkzeugschafts (12) radial verschiebbare Verriegelungsrollen (18) angeordnet sind, die in der Verriegelungsstellung des Verriegelungselements (22) in Nuten (20) in dem Werkzeugschaft (12) eingreifen.
Werkzeugmaschine, insbesondere Bohrhammer oder Meißelhammer, mit einer Werkzeugaufnahme (10) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche.