DE2618596C2

DE2618596C2 - Werkzeughalter

Info

Publication number: DE2618596C2
Application number: DE2618596A
Authority: DE
Inventors: Manfred 7022 Leinfelden Bleicher; Jörg 7445 Bempfingen Fälchle; Karl Dipl.-Ing. Dr. 7023 Echterdingen Wanner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1976-04-28
Filing date: 1976-04-28
Publication date: 1984-05-17
Also published as: FR2349413A1; GB1555078A; FR2349413B1; US4131165A; NL7704615A; JPS52132478A; JPS6055275B2; DE2618596A1; CH619634A5

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Werkzeughalter gemäß dem Oberbegriff des Hauplanspruchs. Aus der

65 US-PS 26 08 413 ist ein pneumatischer Hammer bekannt, der einen als Kupplungshülse ausgebildeten Werkzeughalter aufweist, der seinerseits mit weiteren, mit dem Antriebsglied in Wirkverbindung stehenden Kupplungshülsen zusammenarbeitet Die als Werkzeughalter dienende Kupplungshülse hat mehrere Radialbohrungen, in die verschiebbare Kugeln eingelegt sind, die in ihnen zugeordnete, in Achsrichtung beidseitig geschlossene Ausnehmungen eines Werkzeug^chaftes eingreifen und dessen axiale Beweglichkeit begrenzen. Sowohl die als Werkzeugaufnahme dienende Kupplungshülse, als auch die mit dem Antriebsglied zusammenwirkenden Kupplungshülsen sind in axialer Richtung unbewegbar festgehalten. Abgesehen von der Vielzahl der bei diesem bekannten Hammer benötigten Teile treten beim Betrieb dieses Hammers erhebliche Reibungsverluste auf, die mit einer unerwünscht hohen Erwärmung der einzelnen Teile verbunden ist. Ein weiterer, erheblicher Nachteil ist darin zu sehen, daß bei dem dort gezeigten Zusammenwirken der Teile starke Rückstoßkräfte durch den Bedienungsmann aufgefangen werden müssen.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Werkzeughalter nach dem Gattungsbegriff des Hauptanspruchs so auszubilden, daß unter Verwendung eines Minimums an Einzelteilen eine direkte, verlustarme und rückstoßfreie Durchleitung der Schlagenergie von der Antriebsspindel in das Werkzeug gewährleistet ist, wobei die Erwärmung der Kupplung niedrig gehalten ist und nur eine relativ geringe Andrückkraft notwendig ist.

Vorteile der Erfindung

Bei einem die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden Werkzeughalter ist die gestellte Aufgabe in besonders vorteilhafter Weise gelöst. Außerdem hat ein so ausgebildeter Werkzeughalter den Vorteil, daß trotz der platz- und teilesparenden Bauweise die beiden Funktionen axiale Verriegelung und Drehmitnahme voneinander getrennt sind. Die jeder der beiden genannten Funktionen zugeordneten Teile des Werkzeughalters können optimal ausgebildet werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Werkzeughalters möglich.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen an einen Bohrhammer angeordneten Werkzeughalter im Längsschnitt,

Fig. 2 einen Querschnitt längs 11-11 der Fig. 1,

Fi g. 3 einen Querschnitt längs III-III der F i g. ! und

F i g. 4 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiels eines Werkzeughalters.

Beschreibung der Erfindung

An dem nur teilweise dargestellte werkstöckseitigen Ende des Gehäuses eines Bohrhammers 1 ist ein rohrförmiger Gehäusefortsatz 2 angeordnet, an dessem inneren Ende ein Werkzeugkopf 3 des Bohrhammers angeordnet ist Der hülsenförmige Werkzeugkopf 3 ist an seiner Innenseite mit einer an sich bekannten Einrichtung zur Drehmomentübertragung — die etwa als Keilwellenmitnahme oder auch als Innensechskant ausgestaltet ein kann — versehen. Konzentrisch ist im Werkzeugkopf 3 ein von einem in der Zeichnung nicht dargestellten Schlagwerk erzeugte Axialschläge übertragender Zwischendöpper 4 geführt In den Werkzeugkopf 3, der an besonders für schwere Arbeiten geeigneten Bohrhämmern angeordnet ist, können direkt Werkzeuge mit einem der Drehmomentübertragungseinrichtung des Werkzeugkopfes 3 angepaßten Einsteckende eingeschoben werden. Bei dem in den F i g. 1 und 2 beschriebenen Bohrhammer ist in den Werkzeugkcpf ein Werkzeughalter 5 eingeschoben, der zur Kupplung von schlagenden und/oder drehenden Werkzeugen mit dem Bohrhammer geeignet ist. Der Werkzeughalter ist insbesondere zur Aufnahme von Werkzeugen wie Bohrern kleineren Durchmessers geeignet Der Werkzeughalter soll den Bohrer positiv verriegeln, so daß dieser nicht durch eine ungeschickte Bewegung des Bedienungsmannes oder zufällig herausfallen kann. Außerdem soll der Werkzeughalter einfach demontierbar sein.

Der Werkzeughalter 5 besteht dazu aus einer Spindel 6, die an ihrem hinteren, dem Bohrhammer zugewandten Ende ein dem Werkzeugkopf 3 angepaßtes Einsteckende 7 aufweist. Das Einsteckende 7 ist so weit in den Werkzeugkopf 3 eingeschoben, daß es axial am Zwischendöpper 4 anliegt. Das vordere Ende 8 der Spindel 6 trägt drei am Umfang verteilte, achsparallel verlaufende Drehmitnahmenuten 9 mit nahezu radial verlaufende Flanken. Die Drehmitnahmenuten 9 werden rechtwinklig von einer sich um den Umfang des vorderen Endes 8 der Spindel 6 erstreckenden, als Ringnut 10 ausgebildeten Ausnehmung geschnitten. Das vordere Ende 8 der Spindel 6 bildet gewissermaßen das Antriebsglied für den Werkzeughalter 5.

Auf dieses Antriebsglied ist eine Kupplungshülse 11 mit einer ersten Aufnahmebohrung 12 aufgeschoben. An der Innenwandung der ersten Aufnahmebohrung 12 sind drei leistenförmige Drehmitnehmer 13 angeordnet, die in die zugeordneten Drehmitnahmenuten 9 des Antriebsgliedes 6 eingreifen. Die leistenförmigen Drehmitnehmer 13 haben ebenso wie die Drehmitnahmenut 9 nahezu radial verlaufende Flanken. Auf diese Art kann das Drehmoment vom Antriebsglied (vorderes Ende 8 der Spindel 6) durch senkrecht auf den genannten Flanken der Drehmitnehmer 13 bzw der Drehmitnahmenut 9 senkrecht stehende Kräfte übertragen werden.

Die Kupplungshülse 11 hat koaxial zur ersten Aufnahmebohrung 12 eine am anderen vorderen Ende ausmündende zweite Aufnahmebohrung 14 für- einen Werkzeugschaft 15, wobei der Durchmesser der zweiten Aufnahmebohrung 14 aus Verschleißgründen kleiner ist als derjenige der ersten Aufnahmebohrung 12. An der Innenwanriung der Aufnahmcbohrung 14 sind wiederum zwei diagonal zueinander angeordnete leistenförmige Drehmitnehmer 16 mit zumindest nahezu radial verlaufenden, vorzugsweise ebenen Flanken. Die Drehmitnehmer 16 greifen in zugeordnete Drehmitnahmenuten 17, die am hinteren Ende des Werkzeugschaftes 15 offen ausmünden ein. Auch hier geschieht die Übertragung des Drehmoments von der Kupplungshülse 11 auf den Werkzeugschaft 15 wegen der nahezu radialen Anordnung der Ranken der Drehmitnehmer 16 und der zugeordneten Drehmitnahmenuten 17 durch zumindest nahezu senkrecht auf den Flanken stehende

ίο Kräfte. Der Werkzeugschaft 15 hat eine hintere, mit einer Fase versehene Auflagefläche 18, die axial an einer zugeordneten vorderen Auflagefläche 19 des als Antriebsglieds des Werkzeughalters dienenden vorderen Endes 8 der Spindel 6 anliegt. Über die einander zugeis ordneten Auflageflächen 18,19 werden die Axialschläge auf den Werkzeugschaft 15 übertragen. Auf einem zu den Drehmitnahmenuten 17 senkrechten Durchmesser sind an der Außenfläche des Werkzeugschaftes 15 zwei in Achsrichtung beidseitig geschlossene nutenförmige Ausnehmungen 20 angeordnet. In die Nuten 20 greifen als Verriegelungskörper zwei Kegeln 2i ein, die in erstem Radiaibohrungen 22 der Kup^iungshüise Il beweglich geführt sind. Am hinteren Endbereich der Kupplungshülse 11 sind drei zweite Radialbohrungen 23 angeordnet, in denen auch als Verriegelungskörper Kugelr 24 verschiebbar geführt sind. Die Kugeln 24 greifen in die Ringnut 10 des Antriebsglieds (vorderes Ende 8 der Spindel 6) ein. An der inneren Ausmündung ist der Durchmesser aller Radialbohrungen 23, 24 etwas verjungt, damit die Kugeln 21,24 nicht durchfallen können. Auf der Kupplungshülse 11 ist axial gegen die Kraft einer Feder 25 verschiebbar eine Schiebehülse 26 geführt, die die äußeren Ausmündungen der Radialbohrung 22, 23 übergreifen und die Kugeln 21, 24 an ihrer radialen Beweglichkeit hindern und so die in die Aufnahmebohrungen 12, 14 eingeschobenen Teile (Antriebsglied 8 bzw. Werkzeugschaft 15) am Herausfallen hindern. Da aber einerseits die Breite der Ringnut 10 wesentlich größer ist als der Durchmesser de.' Kugel 24 und andererseits die axiale Länge der Ausnehmung 20 im Werkzeugschaft 15 wesentlich größer ist als der durchmesser der Kugel 21 bleibt dennoch eine axiale Beweglichkeit der Kupplungshülse gegenüber den in die Aufnahmebohrungen 12, 14 eingeschobenen Teile 8, 15 erhalten. Die Feder 25 hält die Schiebehülse 26 in ihrer Ruhestellung gegen ein in eine Ringnut der Kupplungshülse 11 eingelegten O-Ring 27. Wird die Schiebehülse gegen die Kraft der Feder 25 aus ihrer Ruhestellung nach hinten geschoben, so können die Kugeln 21 nach außen in eine radiale Erweiterung 28 der Schiebehülse ausweichen, so daß der Werkzeugschaft 15 aud dem Werkzeughalter 5 herausgenommen werden kann. Für die Kugeln 24 ist in der Schiebehülse 26 keine radiale Erweiterung vorgesehen, da beide Teile im normalen Betrieb nicht voneinander gelöst werden sollen. Müssen beide Teile voneinander getrennt werden, weil z. B. eines ausgetauscht werden muß, so muß der O-Ring 27 von der Kupplungshülse 11 abgezogen werden.

Unmittelbar hinter dem bohrhamrnerseitigen Ende

bo der Drehmitnahmenuten 9 sitzt als dämpfender Axialanschlag für die Kupplungshülse 1! auf der das Antriebsglied für den Werkzeughalters bildenden Spindel 6 in einer Ringnut ein O-Ring 29. In axialer und radialer Richtung ist der O-Ring 29 von einem topfförmigen Stützring 30 übergriffen, welcher aus Kunststoff oder Metall besteht und den Schutz des O-Ringes gegen mechanische Beschädigung und Überlastung übernimmt. Das hintere hülsenförmipc Fnrlc da .Sn'ii7rini»<; I ί ühpr-

greift den rohrförmigen Gehäusefortsatz 2 des Bohrhammers teleskopartig und schützt so den Bohrhammer gegen Eindringen von Bohrklein, speziell beim Bohren nach oben in die Decke. Der O-Ring 29 dient als Axialanschlag und zur Dämpfung des ganzen Werkzeughalters 5 gegenüber den Schlagen, welche durch die Spindel 6 auf den Werkzeugschaft 15 übertragen werden.

Im Betrieb wird die Werkzeugbewegung vom Antriebsglied 6, 8 auf den Werkzeugschaft 15 übertragen. Die Axialschläge werden dabei direkt über die Auflageflächen 18, 19 auf den Werkzeugschaft übertragen. Die Kupplungshülse Il dient nur der Drehmomentübertragung und der Führung des Werkzeugschaftes. Das Antriebsglied 8 und der Werkzeugschaft 15 haben jedoch mindestens 1 bis 5 mm Spiel in der Kupplunghülse 11. Die Schlagenergie wird direkt, verlustarm und rückstoßfrei vom Antrieb zum Werkzeug durchgeleitet. Der Werkzeughalter zeichnet sich deshalb durch eine ent-

Qnrprhpnrl jprinup Friiürmitnii ηιις· ρς isf £[Π£ relativ

kleine Andrückkraft notwendig. Die Schiebehülse 26 ist auf der Kupplungshülse 11 ohne weiteres drehbar. Sie bietet so eine zusätzlich Sicherheit für den Bedienungsmann. Dieser kann z. B. beim Anbohren die Hülse festhalten und damit den Bohrer zentrieren und führen. Zum Wechseln des Werkzeugs muß er, wie oben beschrieben, die Schiebehülse 26 axial verschieben.

Das in F i g. 4 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel eines Werkzeughalters 35 ist grundsätzlich ähnlich aufgebaut wie das erste Ausführungsbeispiel. Der wesentliche Unterschied dieses zweiten Ausführungsbeispiels jo liegt darin, daß dessen Antriebsglied von einer Werkzeugspindel 36 eines Bohrhammers gebildet ist. Diese Werkzeugspindel 36 ragt aus dem rohrförmigen Gehäusefortsatz 32 eines Bohrhammers 31 heraus. Das vordere Ende 38 der Werkzeugspindel 36 entspricht in Aufbau und Funktion vollkommen dem vorderen Ende 8 der Spindel 6 des ersten Ausführungsbeispiels; auch hier ist wieder eine Kupplunghülse 11 angeordnet, weiche eine erste Aufnahmebohrung 12 für das Antriebsglied 38 und koaxial dazu eine zweite am anderen Ende ausmündende Aufnahmebohrung 14 für den Werkzeugschaft 15 hat. Die Kupplungshülse 11 entspricht im übrigen vollkommen der Kupplungshülse 11 des ersten Ausführungsbeispiels. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel sind die äußeren Ausmündungen der Radialbohrungen 22, 23 von einer Schiebehülse 56 überdeckt, die die radiale Beweglichkeit der in den Radialbohrungen geführten Kugeln 21, 24 in ihrer Ruhestellung verhindert. Die Schiebehülse 56 weist wiederum radiale Erweiterungen auf. von denen eine erste Erweiterung 58 in einer Schiebestellung über die rrste Radialbohrung 22 bringbar ist. In dieser Schiebestellung kann aus der Kupplung 35 wie im ersten Ausführungsbeispiel der Werkzeugschaft 15 herausgenommen werden. In einer zweiten Schiebestellung ist eine zweite radiale Erweiterung 59 über die äußeren Ausmündungen der zweiten Radäalbohrungen 23 bringbar. In dieser zweiten Schiebestellung kann die Werkzeugkupplung 35 vom Antriebsglied 38 abgenommen werden. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist in einer Ringnut der Werkzeugspindel 36 ein O-Ring 29 als eo dämpfender Axialanschlag angeordnet. Der Stützring 61 entspricht in seiner Schutzfunktion vollkommen dem Stützring 31 des ersten Ausführungsbeispiels. Die Staubschutzfunktion des Stützrings 31 des ersten Ausführungsbeispiels wird bei diesem Ausführungsbeispiel vom hinteren, erweiterten Ende 57 der Schiebehülse 56 übernommen, die dem rohrförmigen Gehäusefortsatz 32 des Bohrhammers 31 teleskopartig übergreift Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Schiebehülse 56 als Kunststoffteil ausgebildet, in dem Metallringeinlagen 60 angeordnet sind. Die Schiebchü'se des ersten Ausführungsbeispicls ist z. B. aus Stahl hergestellt, kann aber ebensogut aus Kunststoff gespritzt und mit hartem Stahlringeinlagen zur Abstützung der Kugel (wie im zweiten Ausführungsbeispiel) versehen sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Werkzeughalter zur Kupplung von schlagenden und/oder drehenden Werkzeugen mit Handwerkzeugmaschinen, bei dem in wenigstens einer Radialbohrung eine verschiebbare Kugel in eine dieser zugeordnete, in Achsrichtung beidseitig geschlossene Ausnehmung eines Werkzeugschaftes eingreifend dessen axiale Beweglichkeit begrenzt und der eine Kupplungshülse aufweist, in deren eines Ende der Werkzeugschaft aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungshülse (11) mit ihrem anderen Ende auf das die Werkzeugbewegung übertragende Antriebsglied (8,38) der Maschine aufgeschoben und sowohl gegenüber dem Werkzeugschaft (15) als auch gegenüber dem Antriebsglied (8,39) axial beweglich gehalten ist, und daß die Kupplungshülse (11) zur Drehmomentübertragung an ihren bekkn Enden mit feststehenden Drehmitnehmcrn (13,16) mit zumindest im wesentlichen radial verlaufenden Flanken ausgerüstet ist, die in ihnen zugeordnete Drehmitnahmenuten (9, 17) des Antriebsgliedes (8, 38) bzw. des Werkzeugschaftes (15) eingreifen.

2. Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmebohrungen (12,14) für das Antriebsglied (8, 38) und den Werkzeugschaft (15) koaxial in der Kupp'iungshülse (11) ausgebildet sind, wobei der Durchmesser der Werkzeugschaft-Aufnah·, ^«bohrung (14) kleiner ist als der der Antriebsglied Aufnahmebohrung (12).

3. Werkzeughalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Kupplungshülse (11) axial gegen die Kraft einer Feder (25) /erschiebbar eine Schiebehülse (26, 56) geführt ist, welche die radial verschiebbare Kugel (21) zur Begrenzung der axialen Beweglichkeit des Werkzeugschaftes (15) aufnehmende Radialbohrung (22) übergreift und in ihrer Ruhelage die Kugel (21) an ihrer radialen Beweglichkeit hindert.

4. Werkzeughalter nach Anspruch 1. 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß am hinteren Endbereich der Kupplungshülse (11) mindestens eine zweite Radialbohrung (23) mit einer darin verschiebbaren Kugel (24) angeordnet ist, welche in eine zugeordnete, in Achsrichtung beidseitig geschlossene Ausnehmung (10) des Antriebsglieds (8, 38) eingreifend die axiale Beweglichkeit der Kupplungshülse (11) begrenzt.

5. Werkzeughalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beidseitig geschlossene Ausnehmung des Antriebsgliedes (8,38) als eine sich um dessen Umfang erstreckende Ringnut (10) ausgestaltet ist, die die achsparallel verlaufende Drehmitnahmenut (9) des Antriebsglieds (8) rechtwinklig schneidet.

6. Werkzeughalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebehülse (26,56) auch die zweite Radialbohrung (23) übergreift.