DE19813573A1

DE19813573A1 - Verriegelungsvorrichtung

Info

Publication number: DE19813573A1
Application number: DE1998113573
Authority: DE
Inventors: Henning Kasper; Sven Kageler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1998-03-27
Filing date: 1998-03-27
Publication date: 1999-10-07
Anticipated expiration: 2018-03-28
Also published as: DE19813573C2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verriegelung eines stab- oder rohrförmigen Elementes mit einer das Element formschlüssig in Drehmitnahme umgreifenden Führung, insbesondere zur Verriegelung eines Werkzeuges in einer Aufnahme einer Werkzeugmaschine, wobei ein axiales Arretierungsmittel vorgesehen ist, das einerseits zumindest teilweise in eine Ringnut des Elementes und andererseits zumindest teilweise in eine Ringnut der Führung eingreift. DOLLAR A Es ist vorgesehen, daß das Arretierungsmittel durch ein externes Betätigungsmittel festlegbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.

Stand der Technik

Es ist bekannt, zylindrische Elemente, insbesondere Bohrer mit oder ohne Hohlkern der gattungsgemäßen Art, mittels Bohrfutter oder ähnlichen Einrichtungen axial und radial fest mit einer Bohrmaschine zu ver binden. Insbesondere bei hohl ausgeführten Bohrern und einer Einspannung mit einem herkömmlichen Bohr futter mit variablem Einspannquerschnitt tritt bei Verwendung einer Absaugeinrichtung für Bohrstaub das Problem einer dichten Absaugluftführung beim Austau schen der Bohrer sowie bei Verwendung von Bohrern mit unterschiedlichen Durchmessern auf.

So ist in der US-PS 4,711,609 ein Bohrwerkzeug mit hohl ausgeführtem Bohrer und Absaugeinrichtung für entstehenden Bohrstaub sowie eine Verriegelung dieses Bohrers beschrieben. Die gezeigte Ausführungsform weist jedoch den Nachteil einer aufwendigen Montage, mangelnder Universalität aufgrund spezieller Verrie gelungsmechanik und aufwendiger Absaugluftführung auf.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung zur axialen Arretierung eines Werkzeuges in einer Werk zeugmaschine weist den Vorteil einer sehr stabilen und dauerhaften axialen und radialen Verbindung auf, die dennoch sehr schnell, mit nur einem Handgriff, gelöst werden kann. Die Vorrichtung ist insbesondere zur axialen Verriegelung eines Bohrers in einer Bohr spindel geeignet. Der Bohrer wird hierbei direkt und unter Bildung eines Formschlusses in die Bohrspindel aufgenommen, ohne daß ein Bohrfutter notwendig ist. Dadurch entsteht eine einfache und kostengünstige Lö sung mit nur wenigen Bauteilen, die auf bekannten und bewährten Systemen, wie beispielsweise Schrauberbit arretierungen, aufbauen kann. Die Baulänge und das Gewicht des Systems können so deutlich reduziert wer den. Zudem wird die Handlichkeit aufgrund eines Weg falles eines Bohrfutters verbessert. Alternativ kann ein konventionelles Bohrfutter aufschraubbar sein, wobei an einem vorhandenen Außengewinde an der Bohr spindel keinerlei Änderungen notwendig sind. So kön nen optional auch konventionelle Rundschaftbohrer verwendet werden.

Besonders vorteilhaft ist die uneingeschränkte Ver wendbarkeit von hohl ausgeführten Bohrern, die somit zum Anschluß von Absaugeinrichtungen geeignet sind.

Konventionelle Bohrfutter erfordern hierfür einen hö heren Bauaufwand. Durch eine Einhandbedienbarkeit ist eine sehr einfache und schnelle Handhabung gewährlei stet. Ein axiales Verschieben einer Hülse gibt einen Verriegelungsring und damit den Bohrer frei. Es ist kein Aufdrehen notwendig, wie bei herkömmlichen Bohr futtern. Vorteilhaft ist weiterhin, daß durch den Einsatz spezieller Bohrer an der Schnittstelle Boh rer-Maschine, beispielsweise mit einem Außensechs kant, der Einsatz von fremden, möglicherweise minder wertigen und damit ein Absaugsystem gefährdenden Boh rer, verhinderbar ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispie len anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläu tert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Teilschnittansicht eines hohl ausgeführten Bohrers;

Fig. 2a eine schematische Draufsicht einer ersten Ausführungsform eines Verriegelungsringes;

Fig. 2b eine schematische Draufsicht auf eine zwei te Ausführungsform eines Verriegelungs ringes;

Fig. 2c eine schematische Draufsicht auf eine wei tere Ausführungsform eines Verriegelungs ringes;

Fig. 3a eine schematische Draufsicht auf den in einer Bohrspindel verriegelten Bohrer;

Fig. 3b eine schematische Schnittansicht des ver riegelten Bohrers entsprechend Fig. 3a;

Fig. 4a einen Schnitt A-A entsprechend Fig. 3a in einer ersten Variante;

Fig. 4b einen Schnitt A-A entsprechend Fig. 3a in einer zweiten Variante und

Fig. 4c einen Schnitt A-A entsprechend Fig. 3a in einer weiteren Variante.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Teilschnittan sicht ein Werkzeug 11 zur Befestigung in einer hier nicht dargestellten Führung einer Werkzeugmaschine. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Werkzeug 11 ein Bohrer 12, der beispielsweise in einer hier nicht dargestellten Bohrspindel oder einer ähnlichen geeigneten Aufnahme fixierbar ist. Der Bohrer 12 ist hohl ausgeführt, beispielsweise zur Absaugung von Bohrstaub, und weist an einer Mantelfläche 13 eine Mehrkantaußenkontur auf. Wie in der dargestellten Ausführung kann dies beispielsweise eine Sechskant kontur sein. Damit ist eine sichere Drehmomentüber tragung durch einen Formschluß, das heißt einer ra dialen Festlegung in der Bohrspindel gewährleistet. Der Bohrer 12 weist eine Ringnut 18 mit vorzugsweise rundem Nutgrund auf, die eine axiale Fixierung des Bohrers 12 durch ein Arretierungsmittel in der hohl ausgeführten Bohrspindel, ähnlich einem Sprengring, ermöglicht. Die Ringnut 18 befindet sich relativ nahe an einer Stirnseite des eingespannten Endes des Boh rers 12.

Fig. 2a zeigt in einer schematischen Draufsicht als eine erste Ausführungsform eines Arretierungsmittels einen Verriegelungsring 14, der eine geschlossene sechseckige Kontur, entsprechend der Außenkontur des Bohrers 12, aufweist. Somit kann der Verriegelungs ring 14 nahezu spiel frei über den Bohrer 12 geschoben werden und ist in dessen Ringnut 18 durch ein exter nes Betätigungsmittel festlegbar. Durch eine Verdre hung des Verriegelungsringes 14 kann dessen Kontur eine axiale Verschiebung des Bohrers 12 verhindern, sobald der Verriegelungsring 14 in einer entsprechen den Führung in der Bohrspindel axial festgelegt ist. An der Außenkontur des Verriegelungsringes 14 ist eine Nut 15 vorgesehen, die ein gezieltes Verdrehen des Verriegelungsringes 14 durch ein weiter unten be schriebenes externes Betätigungsmittel erlaubt.

Fig. 2b zeigt in einer schematischen Draufsicht eine zweite Ausführungsform eines Verriegelungsringes 16, ein offener runder Sprengring mit jeweils einer Nut 17 an beiden Enden, in die durch seitliche Bohrungen oder Aussparungen von der Spindelaußenseite Zapfen 3 hineinragen und so den Verriegelungsring 16 in der Ringnut 18 verspannen können.

Fig. 2c zeigt in einer schematischen Draufsicht eine weitere Ausführungsform eines Verriegelungsringes 16.1, ein einfacher offener, das heißt geschlitzter, Sprengring, in dessen Öffnung beziehungsweise Schlitz ein konisch geformter Zapfen 3.1 hineinragen und ein greifen und so den Verriegelungsring 16.1 in der Ringnut 18 verspannen kann.

Fig. 3a zeigt in einer schematischen Draufsicht den in einer Bohrspindel 10 verriegelten Bohrer 12, in dessen Ringnut 18 ein Verriegelungsring 14 verdreht beziehungsweise 16 oder 16.1 verspannt ist und damit eine axiale Verschiebung des Bohrers 12 verhindert. In die Nut 15 des Verriegelungsringes 14 beziehungs weise in die beiden Nuten 17 des Verriegelungsringes 16 greift ein Zapfen 2 beziehungsweise greifen zwei Zapfen 3, der/die den Verriegelungsring 14, 16 in der verriegelten Lage fixieren und so den Bohrer 12 in der Bohrspindel 10 axial festlegen. Alternativ kann der einzelne Zapfen 3.1 in die Öffnung des Verriege lungsringes 16.1 eingreifen und damit den Bohrer 12 in der Bohrspindel 10 fixieren.

Fig. 3b zeigt in einer schematischen Schnittansicht den oberen Teil des Bohrers 12, der in der Bohrspin del 10 verdrehfest geführt ist und durch einen Ver riegelungsring 14, 16 oder 16.1 axial festgelegt ist. Gleiche Teile wie in den vorangegangenen Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht noch mals erläutert. Erkennbar ist der Zapfen 2, 3.1 be ziehungsweise einer der Zapfen 3, der in die Nut 15 beziehungsweise 17 des Verriegelungsringes 14 bezie hungsweise 16, beziehungsweise in die Öffnung des Verriegelungsringes 16.1, eingreift. Der Zapfen 2, 3, 3.1 ist axial verschieblich gegen die Rückstellkraft einer Feder 24, im dargestellten Ausführungsbeispiel eine zylindrische Spiralfeder. Der Zapfen 2 ist Be standteil einer topfförmigen Hülse 20, die auf einer inneren Hülse 22 geführt wird. Die Hülse 20 weist eine im wesentlichen zylindrische Außenkontur sowie außen an der an die Feder 24 drückenden Stirnseite 30 gegenüberliegenden Seite einen Absatz 32 auf. Dieser Absatz 32 ermöglicht eine manuelle axiale Verschie bung der Hülse 20.

Die zylindrische innere Hülse 22 weist ein Innenge winde 23 auf und kann damit auf die Bohrspindel 10 geschraubt werden, die ein entsprechend passendes Au ßengewinde 25 aufweist. Durch die sich auf einem ra dialen Absatz 34 der Hülse 22 abstützenden Feder 24 sind beide Hülsen 20 und 22 gegeneinander verspannt. Gegen die Federspannung wirkt die Kraft von Hand zum Öffnen der Verriegelung, und damit zum Verschieben des Zapfens 2, 3, 3.1 aus der Nut 15 beziehungsweise 17 des Verriegelungsringes 14 beziehungsweise 16 be ziehungsweise zum Auseinanderspannen des Verriege lungsringes 16.1. Um ein Verdrehen der Hülse 20 gegen die Hülse 22 zu verhindern, ist eine Nut 6 vorgese hen, die sich auf der inneren Mantelfläche der Hülse 20 befindet und in axialer Richtung erstreckt. In diese Nut 6 kann ein entsprechend passender Zapfen 7 am Absatz 34 eingreifen, so daß damit eine Längsfüh rung entsteht. Eine Verdrehsicherung der kompletten Einheit ist durch den Zapfen 2 gewährleistet, der in einer fensterartigen Aussparung 8 in der Bohrspindel 10 eingreift. Um ein Auseinanderfallen der Einzel teile zu verhindern, ist in eine umlaufende Nut 35 in der inneren Mantelfläche der Hülse 20 ein Sprengring 36 eingelegt, an dem die innere Hülse 22 anliegt und der damit einen Anschlag für diese bildet.

Fig. 4 zeigt in jeweils einem Schnitt A-A entspre chend Fig. 3a drei mögliche Varianten der Verriege lung mittels Verriegelungsring 14 (Fig. 4a), 16 (Fig. 4b) beziehungsweise 16.1 (Fig. 4c). Gleiche Teile wie in den vorangegangenen Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert. Erkennbar ist jeweils die fensterartige Aussparung 8 in der Bohrspindel 10, durch die der Zapfen 2 beziehungsweise die Zapfen 3 in die Nut 15 des Verriegelungsringes 14 beziehungsweise in die Nu ten 17 des Verriegelungsringes 16 eingreifen, bezie hungsweise durch die der konische Zapfen 3.1 den Ver riegelungsring 16.1 auseinanderspannen kann.

Erkennbar in Fig. 4a ist der in die Nut 15 des Ver riegelungsringes 14 eingreifende Zapfen 2, der auf diese Weise für die radiale Festlegung des Verriege lungsringes 14 sorgt. Durch axiale Verschiebung der Hülse 20 zusammen mit dem Zapfen 2 wird der Verriege lungsring 14 verdreht, was durch die Gestaltung des Zapfens 2 mit einer angeschrägten Form ermöglicht wird. Der Zapfen 2 weist nach unten zunächst eine axiale Längserstreckung auf, macht dann einen Knick und ist anschließend axial geneigt.

Wird die Hülse 20 von Hand gegen die Federkraft der Feder 24 vollständig auf Anschlag nach oben gescho ben, so wird der Verriegelungsring 14 in der gezeig ten Draufsicht nach rechts verdreht. Somit wird er in der Ringnut 18 des Bohrers 12 so weit verdreht, bis die Innenkontur des Verriegelungsringes 14 mit der Außenkontur des Bohrers 12 deckungsgleich zu liegen kommt. In dieser Stellung ist die axiale Verschieb lichkeit des Bohrers 12 gegeben, so daß dieser aus der Bohrspindel 10 entnehmbar ist.

Fig. 4b zeigt einen Schnitt A-A entsprechend Fig. 3a in einer zweiten Variante. Hierbei sind die beiden Nuten 17 des Verriegelungsringes 16 durch zwei in die Nuten 17 eingreifende längliche parallele Zapfen 3 fixiert. Bei einer axialen Verschiebung der Hülse 20 geben die Zapfen 3 die Nuten 17 frei. Der Verriege lungsring 16 kann durch Herausziehen des Bohrers 12 aus der Bohrspindel 10 leicht aufgebogen werden. Die Montage erfolgt hier ähnlich wie bei einem herkömmli chen Sprengring. Das Herausziehen des Bohrers 12 kann dadurch erleichtert werden, daß die Ringnut 18 keine scharfen Kanten aufweist, die sich leicht mit dem Verriegelungsring 16 verklemmen könnten.

Fig. 4c zeigt einen Schnitt A-A entsprechend Fig. 3a in einer weiteren Variante. Hierbei ist die Öff nung beziehungsweise der Schlitz des Verriegelungs ringes 16.1 durch den eine konische Kontur aufweisen den Zapfen 3.1 fixiert. In der gezeigten Ansicht ver jüngt sich der Zapfen 3.1 nach unten hin. Bei einer axialen Verschiebung der Hülse 20 nach unten drückt der Zapfen 3.1 den im eingebauten Zustand entspannten und damit im Nutgrund der Nut 18 mit geringem Spiel liegenden Verriegelungsring 16.1 auseinander. Der Bohrer 12 kann in dieser Lage leicht aus der Bohr spindel 10 entnommen werden. Die Montage erfolgt hier ähnlich wie bei einem herkömmlichen Sprengring. Ein ungewolltes Herausfallen des Bohrers 12 kann dadurch verhindert werden, daß der Verriegelungsring 16.1 re lativ scharfe Kanten aufweist, die sich somit besser mit den Kanten der Nut 18 verklemmen können und somit ein unerwünschtes Aufbiegen des Verriegelungsringes 16.1 verhindern.

Claims

1. Vorrichtung zur Verriegelung eines stab- oder rohrförmigen Elementes mit einer das Element form schlüssig in Drehmitnahme umgreifenden Führung, ins besondere zur Verriegelung eines Werkzeuges in einer Aufnahme einer Werkzeugmaschine, wobei ein axiales Arretierungsmittel vorgesehen ist, das einerseits zu mindest teilweise in eine Ringnut des Elementes und andererseits zumindest teilweise in eine Ringnut der Führung eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß das Arretierungsmittel durch ein externes Betätigungsmit tel festlegbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das Werkzeug (11) eine mehrkantige Mantel fläche (13) aufweist, die mit der damit korrespondie renden Führung eine formschlüssige und verdrehfeste Verbindung bildet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß das Arretierungsmittel ein Ring (14, 16, 16.1) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß ein Grund der Ringnut (18) einen kreisförmi gen Querschnitt aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß der Ring (14) an seinem inneren Umfang die bleiche Kontur aufweist wie der Querschnitt des Werk zeuges (11).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß das Werkzeug (11) einen sechseckigen Quer schnitt aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich net, daß der Ring (14) einen sechseckigen geschlos senen Querschnitt aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich net, daß der Ring (14) im Grund der Ringnut (18) spielfrei verdrehbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß der Ring (16, 16.1) einen runden und offenen Querschnitt aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich net, daß der Ring (16, 16.1) im entspannten Zustand in der Ringnut (18) verdrehbar und axial nicht ver schieblich ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich net, daß der Ring (14) an seinem äußeren Umfang eine Nut (15) aufweist, in die ein Zapfen (2) eingreifen kann.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, daß der Ring (16) an seinem äußeren Umfang nahe seiner angrenzenden Enden zwei Nuten (17) auf weist, in die zwei Zapfen (3) eingreifen können.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, daß der Ring (16.1) quergeschlitzt ist, wo bei in diesen Schlitz ein Zapfen (3.1) eingreifen kann.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Zap fen (2, 3, 3.1) mit dem externen Betätigungsmittel verbunden ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn zeichnet, daß der wenigstens eine Zapfen (2, 3, 3.1) axial gegen eine Federkraft verschieblich ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekenn zeichnet, daß der Zapfen (2) eine Längserstreckung in axiale Richtung mit einem geraden Abschnitt und einem axial geneigten Abschnitt aufweist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekenn zeichnet, daß die zwei Zapfen (3) jeweils eine Längs erstreckung in axialer Richtung aufweisen und gering beabstandet parallel zueinander angeordnet sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekenn zeichnet, daß der Zapfen (3.1) eine konische Form aufweist.

19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (11) bin Bohrer (12) ist, der in einer als Führung wirken den Bohrspindel (10) verriegelbar ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekenn zeichnet, daß der wenigstens eine Zapfen (2, 3, 3.1) an einer axial die Bohrspindel (10) umgreifenden und auf dieser verschieblichen Hülse (20) befestigt ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekenn zeichnet, daß sich die Hülse (20) über eine Feder (24) axial gegen eine Hülse (22) abstützt, die axial und radial fest an der Bohrspindel (10) fixiert ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekenn zeichnet, daß die Hülse (22) mit der Bohrspindel (10) verschraubt ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekenn zeichnet, daß die Hülse (22) ein Innengewinde (23) aufweist, das mit einem auf der Mantelfläche der Bohrspindel (10) befindlichen Außengewinde (25) kor respondiert.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (24) eine Schraubenfeder ist.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (20) und die Hülse (22) axial nicht gegeneinander verdrehbar sind.

26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekenn zeichnet, daß die Hülse (20) an ihrer inneren Mantel fläche eine axial verlaufende Nut (6) aufweist, in der ein an der äußeren Mantelfläche der Hülse (22) angebrachter Zapfen (7) entlanggleiten kann.

27. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß der Bohrer (12) auf seiner ganzen Länge innen hohl ist.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekenn zeichnet, daß der Bohrer (12) an seinem eingespannten Ende mit einer Absaugvorrichtung versehen ist.

29. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß an die Bohrspindel (10) ein herkömmliches Bohrfutter anbringbar ist.