DE19539414A1

DE19539414A1 - Einsatzwerkzeug für Maschinen mit Bohr- und/oder Schlagantrieb

Info

Publication number: DE19539414A1
Application number: DE19539414A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Fehrle; Rolf Mueller; Vinzenz Haerle; Sven Kageler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1995-10-12
Filing date: 1995-10-12
Publication date: 1997-04-17
Also published as: DE19604284A1; KR19990064120A; KR100486398B1

Description

Ziel

Werkzeug und Werkzeugaufnahme für mittelschwere Hämmer (alternatives Einsteckende zu SDS+) mit wesentlich höherer Festigkeit (Meißeln) und angemessenem Verschleißverhalten (Drehmitnahme Bohren).

Ähnliche Lösungen

Einsteckenden sind vielfältig bekannt, folgende Merkmale nicht bekannt.

Kurzbeschreibung Funktion

Einsatzwerkzeug (EWZ) für Bohrmaschinen oder insbesondere Bohrhämmer mit Einsteckschaft, auf dem sich Stege befinden, die eine axiale Führung, die rotatorische Kraftübertragung sowie eine Verriegelung übernehmen können.
Die Fig. 1-10 zeigen alternative Ausführungen der Erfindung am Werkzeugschaft.

Aufbau

Annähernd konstanter Systemquerschnitt 1 (Fig. 1), vorzugsweise 10 mm, des Schlägers und Schlagbolzens 2 im Gerät, des Kerns des Einsteckschaftes 11 mit dem Ende 3, des Abdichtungs- und Führungsbereiches 4 und der Bohrerseele 5 bzw. des Meißeldurchmessers.
Es sind ein oder mehrere Stege 6 auf dem Kernquerschnitt angeordnet.
Die Stegaußenkontur 7, vorzugsweise 14 mm, ist vorzugsweie ein Kreissegment.
Die Stegflanken 12 verlaufen parallel zueinander (und zur Mittelpunktlinie) oder werden zum Fuß hin breiter (Entformung spanloses Herstellen, Fig. 6 und 8-10). Die Form der Flanke und der Stegstirnseiten ist gerade (senkrecht oder schräg, Fig. 6 und 8-10) oder gekrümmt, z. B konkav (Fig. 1-5, 7 und 9), so daß ein weicher Übergang erreicht wird vom Kernquerschnitt zur Erweiterung durch die Stege. Der Übergang der Stegflanken und -stirn zur Außenkontur kann abgerundet oder scharfkantig sein. Die Form von einer Stegflanke über den Zwischenraum (Kernquerschnitt) zur nächsten Stegflanke kann kreisförmig konkav sein (Fig. 2-5 und 7).
Das EWZ hat zum Arbeitsbereich hin einen Abdichtungs- und Führungsbereich 4 (Fig. 1). Dieser weist den gleichen (vorteilhaft für Stoßverlauf, Fig. 1, 5 und 6) oder einen stärkeren Durchmesser als der Kernquerschnitt (vorteilhaft für formgebundene Herstellung, Fig. 8 und 9), oder den gleichen Durchmesser wie die Stegaußenkontur auf (vorteilhaft für Abdichtung, Fig. 2-4 und 7).

Anordnung

Die Stege erstrecken sich in axialer Richtung.
Die Stege sind derart zueinander (parallel) auf dem Umfang verteilt so daß nicht hohe Teilung entsteht. Dadurch wird ein kleiner Verdrehwinkel erreicht, der maximal notwendig ist, um die richtige Positionierung zum Einstecken zu finden.
Die Stege reichen nicht bis zum Ende des EWZ. Dadurch ergibt sich ein Absatz 3 (Fig. 1, Kernquerschnitt 1) für Stoßleitung und Führung.
In die andere Richtung, zum Arbeitsbereich hin, können die Stege in den Abdichtungs- und Führungsbereich 4 übergehen (Fig. 2, 4, 7 und 9), wenn dieser stärker als der Kernquerschnitt ausgeführt ist. Zur Verriegelung ist dann mindestens ein Steg, dessen Stirnseite 8 diese Funktion ausübt, entweder unterbrochen oder nicht mit diesem Bereich verbunden.
Haben nicht alle Stege Verriegelungsfunktionen, so verhindert z. B. die Anordnung (Lage, Teilung), daß ein nicht unterbrochener Steg in einer Verriegelungsnut im WZ-Halter zum Liegen kommt, z. B. Versatz des Raumes zwischen den Stegen um 50° zur Senkrechten (Fig. 2, 4 und 7).

An der Unterbrechung 13 der Stege greift in bekannter Weise ein Verriegelungskörper des nicht dargestellten Werkzeughalters als Axialsicherung ein.

Herstellung

Formgebunden (Fig. 6 und 8-10):

Die Stege sind derart gestaltet, daß entformt werden kann (keine Hinterschneidungen, Flanken mit Entformschräge.
Die Stege sind derart gestaltet, daß das Werkstück entsprechend seiner Teilung beim formenden Bearbeiten relativ zum Werkzeug verändert liegen kann, d. h. eine Werkzeugform findet sich auf dem Werkzeug mehrmals, entsprechend der Teilungshäufigkeit, wieder.
Überläufe und/oder Entformkanten liegen nicht in den Funktionsbereichen für axiale Führung, die rotatorische Kraftübertragungen sowie Verriegelung, sondern dazwischen.
Die Räume zwischen den Stegen liegen innerhalb, die Stege (Verdrängung) außerhalb des Rohmaterialdurchmessers 11 (Fig. 8-10). Dieser bleibt zumindest im Abdichtungs- und Führungsbereich bestehen.
Bereiche für Abdichtungen und für Führung (dieser kann axial über die gesamte axiale Länge des Einsteckendes verlaufen, Fig. 10) werden in ihrer Geometrie nicht durch das Verfahren verändert und gewähren damit die maßliche Ausgangstoleranz. Nur die Bereiche für rotatorische Kraftübertragung und Verriegelung werden verändert.

Formlos (Fig. 1-5 und 7):

mit nur einem Werkzeug (Profilfräser) sind ausgehend vom Rohmaterialdurchmesser alle Räume zwischen den Stegen sowie der Verriegelungsbereich herstellbar.

Weitere Ausführungen

Beide Stegflanken können radial verlaufen oder asymmetrisch zueinander ausgebildet sein. Die Stegform (Flanken und Außenkontur) kann z. B. einen Keil, einen Viertelkreis oder einen Halbkreis darstellen.
Die Stege können unterschiedliche Breiten besitzen.
Die Stege können sich auch schräg zur Achse erstrecken.
Die Stege können in unterschiedlichen Abständen zueinander (parallel) auf dem Umfang verteilt sein.
Auch in axialer Richtung können mehrere Stege angeordnet sein.
Die Stege können nur teilweise unterbrochen sein, d. h. nicht bis zum Kernquerschnitt oder über ihn hinaus.
Der Abdichtungs- und Führungsbereich kann einen kleineren Durchmesser als der Kernquerschnitt oder einen stärkeren Durchmesser wie die Stegaußenkontur aufweisen.
Die Stege können bis zum verkürzten Ende des EWZ reichen, d. h. der Absatz 3 wird weggelassen. So ist z. B. eine Kodierung gegenüber Ausführungen mit Absatz möglich für EWZ ohne Schlagbetrieb.
Der Absatz (Kernquerschnitt) kann konisch verlaufen bis zur Höhe der Stege.
Die Stege (oder die Räume zwischen den Stegen) können wiederum mit Nuten (oder mit Stegen) versehen sein (Fig. 10).

Kern und Vorteile

1. Ein nahezu konstanter Systemquerschnitt 1 (Fig. 1) von Schläger, Schlagbolzen 2, Einsteckende-Kernquerschnitt 3, Abdichtungs- und Führungsbereich 4 und Bohrerseele 5 bzw. Meißeldurchmesser ermöglicht den ungestörten und optimalen Verlauf des Stoßes. Der Systemquerschnitt 1 wird an keiner Stelle reduziert. Er wird lediglich erweitert, und zwar durch den Schlägerkragen 9 im Gerät, durch die Stege 6 des Einsteckendes sowie durch eine Bohrerwendel 10.
2. der möglichst konstante Systemquerschnitt ist besonders im Übergangsbereich von Schlagbolzen zu EWZ entscheidend. Daher ist am Einsteckende ein Abschnitt 3 dieses reinen Kerndurchmessers vorgesehen für eine optimale Einleitung des Stoßes, bevor sich der erweiterte Bereich mit Stegen anschließt.
3. Durch weiche Übergänge (Radien, konkav, Fig. 1-5, 7 und 9) zwischen Kernquerschnitt und Stegen oder anderen Abschnitten verläuft der Stoß möglichst ungestört.
4. Durch diesen Aufbau läßt sich bei bestehenden Geräten, d. h. bei festgelegtem Schlägerdurchmesser, ein Einsteckende mit wesentlich höherer Festigkeit und angemessenem Verschleißverhalten realisieren.
5. Die beiden Funktionen Verriegelung (zum Arbeitsbereich hin) und rotatorische Kraftübertragung lassen sich in serieller Anordnung durch nur ein Element realisieren, d. h. durch einen Steg 6. Dieses Element kann auch mehrfach auf dem Umfang verwendet werden (Fig. 1, 3, 5, 6 und 8).
6. Die beiden Funktionen Verriegelung (durch einen Stegansatz 8) und rotatorische Kraftübertragung (durch mindestens einen Steg 6) können parallel angeordnet werden: Neben einer Verriegelungsmöglichkeit mit mindestens einem Ansatz eines Steges 8 liegen benachbart Stege. Damit können beide Funktionen auf kürzestem axialem Abschnitt untergebracht werden (Verriegelungsbereich der Fig. 2, 4, 7 und 9).
7. Die Kombination von serieller und paralleler Anordnung ermöglicht eine platzsparende, das Einsteckende optimal ausnutzende Anordnung aller Funktionen: Kürzere Stege ermöglichen auf gleicher axialer Linie die Verriegelung, während direkt benachbart längere Stege mit entsprechend größerer Fläche für die rotatorische Kraftübertragung verlaufen (Fig. 2, 4, 7 und 9).
8. Zudem läßt die Art der Kombination (Anteil Prinzip Absatz 6 zu 7) eine Optimierung unter den Funktionen sowie von Stoß- und Verschleißverhalten zu (vgl. Fig. 2 und 4).
9. Durchgehende Stege zum Abdichtungs- und Führungsbereich hin unterstützen die Führung, den Stoßverlauf sowie in überproportionaler Weise das Flächenträgheits- bzw. Widerstandsmoment und damit die Sicherheit gegen Bruch (Fig. 2, 4, 7 und 9).
10. Der Absatz 3 (Fig. 1) ist neben der Einleitungsfunktion für den Stoß auch Führungsfunktion übernehmen.
11. Der Absatz 3 am Ende ist kürzer ausgeführt oder weggelassen und dient als Kodierung für EWZ ohne Schlagbetrieb, indem der Schlagbolzen des Gerätes nicht mehr auftrifft.
12. Ein kreisförmiger Führungsdurchmesser (Kernquerschnitt, Außenquerschnitt 7, Absatz 3) des Einsatzwerkzeuges im Bereich seines Einsteckendes gewährleistet bestmögliche Zentrierung. Diese Zentrierung ist Voraussetzung für eine möglichst rein axiale Bewegung (relativ zum WZ-Halter) sowie Ausrichtung des Stoßes. Die axiale Bewegung und Stoßausrichtung sind wiederum Voraussetzung für optimalen Arbeitsfortschritt, umgekehrt damit geringste Stoßverluste und Biegung. Die Vermeidung von Biegungsbelastung reduziert zum einen die Bruchgefahr, zum anderen die Schallentstehung.
13. Die Formgebundene Herstellung ist preiswert und zudem vorteilhaft im Einsatz, da keine Kerbwirkung wie beim Drehen entsteht.
14. Die formlose Herstellung mit nur einem Werkzeugtyp (Profilfräser, Fig. 1-5 und 7) ist rationell und prozeßsicher. Der Raum zwischen den Stegen kann mit jeweils nur einem Arbeitsgang hergestellt werden.

Claims

1. Einsatzwerkzeug für Maschinen mit Bohr- und/oder Schlagbetrieb mit einem in die jeweilige Maschine einsetzbaren Werkzeugschaft, welcher Mittel zur Drehmitnahme und zur Axialverriegelung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf dem Kernquerschnitt (1) des Einsteckschaftes (11) an dessen Umfang verteilte Längsstege (6) befinden, die der axialen Führung, der Kraftübertragung zur Drehmitnahme und/oder der Axialverriegelung dienen.

2. Einsatzwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernquerschnitt (1) des Einsteckschaftes (11) nicht größer als die Werkzeugseele (5) ist.

3. Einsatzwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsteckschaft einen Abdichtungs- und Führungsbereich aufweist, dessen Querschnitt mindestens dem Kernquerschnitt (1) entspricht.