DE2834991A1

DE2834991A1 - Hammer or percussion drill type tool holder - has interfacing coupling balls engaging pressure face in peripheral groove

Info

Publication number: DE2834991A1
Application number: DE19782834991
Authority: DE
Inventors: Leif Pallesen
Original assignee: Joran Bor A S
Current assignee: Joran Bor A S
Priority date: 1978-08-10
Filing date: 1978-08-10
Publication date: 1980-02-14

Abstract

The tool-holding layout is for hammer drills, percussion drill machines, or similar, with drill insertable in an axial recess and held by a number of radially displaceable coupling elements sited in radial cutouts in the sidewalling. The elements are seated in a movable socket, and engage grooves in the drill's axial neck. The coupling elements (7) are balls entering into effective connection with a pressure surface in a groove (8) in the peripheral direction of the drill (6). There may be two balls, diametral to each other, or four balls facing each other in pairs, and the pressure surfaces are pref. flat.

Description

Werkzeughalterung für Bohrhammer, Schlagbohrmaschine od.dgl.Tool holder for hammer drill, impact drill or the like.

Die Erfindung betrifft eine Werkzeughalterung für Bohrhammer, Schlagbohrmaschine od.dgl. mit in eine axiale Ausnehmung der Werkzeughalterung einsetzbarem Bohrer, der von einer Anzahl radial verschiebbarer, in radialen Aussparungen in der Seitenwand der Werkzeughalterung angeordneter Kupplungselemente gehalten ist, die mit Hilfe einer auf der Werkzeughalterung bewegbaren Buchse mit einer entsprechenden Anzahl im Achshals des Bohrers ausgebildeter Nuten in Eingriff treten.The invention relates to a tool holder for hammer drill, impact drill or the like. with a drill that can be inserted into an axial recess of the tool holder, that of a number of radially displaceable, in radial recesses in the side wall the tool holder arranged coupling elements is held with the help a bushing movable on the tool holder with a corresponding number engage grooves formed in the axle neck of the drill.

Eine Werkzeughalterung dieser Art ist in der DK-PS 126 762 beschrieben. Dort werden als Kupplungselemente längliche Zylinder verwendet, die aufgrund der Linienberührung gegenüber den zu kuppelnden Teilen für eine große Kontaktfläche und damit eine Ubertragung eines vorgegebenen Drehmoments mit relativ geringer Flächenpressung sorgen. Die zylindrischen Kupplungselemente sollen gleichzeitig der Führung des Bohrers aienen. Solche Werkzeughalterungen erfordern in der Regel ganz speziell ausgebildete, in ihren Formen und Größenabmessungen auf die Halterung abgestimmte Werkzeuge, so daß der Verbraucher normalerweise gezwungen ist, für einenbestimmten Maschinentyp Bohrer des betreffenden Herstellers zu beziehen, während andere Werkzeuge nicht passen.A tool holder of this type is described in DK-PS 126 762. There elongated cylinders are used as coupling elements, which due to the Line contact with the parts to be coupled for a large contact area and thus a transmission of a predetermined torque with a relatively low surface pressure care for. The cylindrical coupling elements should simultaneously guide the Drill. Such tool holders usually require very special trained, matched in their shapes and size dimensions to the bracket Tools, so that the consumer is usually forced to work for a certain Machine type drill bits from the manufacturer in question, while other tools not fit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeughalterung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die einen universellen Einsatz ermöglicht, d.h. insbesondere auf Bohrhämmer verschiedenster Bauart aufgesetzt werden kann, ohne besondere Zwischenstücke zu erfordern, die eine einwandfreie Kraftübertragung ermöglicht und die ohne wesentlichen konstruktiven Zusatzaufwand herstellbar ist.The invention is based on the object of a tool holder to create the type described at the beginning that enables universal use, i.e. can be placed on rotary hammers of various types in particular, without the need for special spacers that ensure perfect power transmission and which can be produced without significant additional structural effort.

Diese Aufhabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die KupplungsClemente als Kugeln ausgebildet sind, die mit einer Anpreßfläche einer Rille in Umlaufrichtung des Bohrers in Wirkverbindung treten.This task is achieved according to the invention in that the coupling elements are designed as balls with a Contact surface of a groove come into operative connection in the direction of rotation of the drill.

Zwar ist die Verwendung von Kugeln zur Kraftübertragung bei Werkzeugen verschiedener Art bekannt. So beschreibt die US-PS 2 608 413 die Werkzeughalterung eines Drucklufthammers, bei dem das Schlag- bzw. Bohrwerkzeug jedoch nur beim Rückhub des Schlagstempels eine rotierende Bewegung ausführen soll, während es beim eigentlichen Eintreibschlag selbst lediglich translatorisch bewegt wird, so daß eine kritische Kraftübertragung nicht zu befürchten ist. Auch die US-PS 2 854 238 zeigt eine Werkzeughalterung der eingangs beschriebenen Art, die jedoch für einen Niethammer bestimmt ist, bei dem, wie bei der US-PS 2 608 413, beim eigentlichen Eintriebhub kein Drehmoment, sondern nur eine rein axiale Schlagbewegung übertragen zu werden braucht. Dagegen wurde bei Bohrhämmern, bei denen während der Schlagbewegung auch ein Drehmoment zu übertragen ist, bisher die Verwendung von Kugeln als Kupplungselemente für unmöglich angesehen, da man annahm, daß der punktförmige Kontakt zwischen Kugel und-Bohrer bei gleichzeitiger Schlagbeanspruchung die großen Drehmomente nicht übertragen könne. Es hat sich indessen als überraschend herausgestellt, daß die Kugeln gemäß der erfindungsgemäßen Ausbildung eine bessere Kupplung bewirken als die zylindrischen Kupplungselemente, wie sie bisher bei Bohrhämmern des von der Erfindung zu verbessernden Gegenstandes verwendet wurden. Wenn auch der effektive Grund für diese verbesserte Wirkung bislang unbekannt ist, so kann man doch annehmen, daß die Kugeln infolge ihrer kleineren Druckfläche das Material des Bohrers derart komprimieren, daß sie in der Rille ein Lagerbett schaffen, das gegenüber dem übrigen Material härter ist.It is true that the use of balls for power transmission in tools known of various kinds. For example, US Pat. No. 2,608,413 describes the tool holder a pneumatic hammer, in which the impact or drilling tool, however, only during the return stroke the punch should perform a rotating movement while it is actually Driving impact itself is only moved in a translatory manner, so that a critical Power transmission is not to be feared. US Pat. No. 2,854,238 also shows a tool holder of the type described above, but which is intended for a riveting hammer to which, as in US-PS 2 608 413, no torque during the actual input stroke, but only a purely axial impact movement needs to be transmitted. Against it was used in rotary hammers, in which a torque is also applied during the percussion movement is to be transferred, so far the use of balls as coupling elements has been impossible viewed, since it was assumed that the point-like contact between ball and drill with simultaneous impact stress could not transmit the large torques. It has, however, been found to be surprising that the balls according to the invention Training cause a better coupling than the cylindrical coupling elements, as previously in hammer drills of the subject to be improved by the invention were used. Even if the effective reason for this improved effect is so far is unknown, one can assume that the spheres are smaller because of their smaller Pressure surface compress the material of the drill so that it enters the groove Create a storage bed that is harder than the rest of the material.

Sollte die Flächenpressung indessen einen bestimmten zulässigen Wert überschreiten, so tritt eine Zerstörung bzw. ein Bruch nicht in, sondern unter dem zusammengepreßten Material auf.Should the surface pressure mean a certain permissible value exceed, then a destruction or a break occurs not in, but under the compressed material on.

Kugeln als Kupplungselemente ergeben den großen Vorteil, daß die Rille im Achshals des Bohrers bezüglich dessen Substanzfestigkeit nicht kritisch ist, solange die Anpreßfläche in Umlaufrichtung des Bohres angeordnet ist. So ergibt sich die Möglichkeit, daß man für derartige Werkzeughalterungen nur einen Bohrertyp benötigt. Ferner hat sich bei entsprechenden Bohrversuchen herausgestellt, daß man mit kugelförmigen Kupplungselementen Bohrgeschwindigkeiten erzielt, die um 20 bis 30 % über herkömmlichen Geräten mit Kegel- und Gewindeverbindung samt Spannpatrone liegen. Auf diese Weise wird die Lebensdauer sowohl der Maschine als auch des Bohrers entsprechend erhöht. Auch ermöglichen die Kugeln einen universellen Einsatz von Bohrern verschiedenster Schaft- und Rillenformen oder -querschnitte.Balls as coupling elements have the great advantage that the groove in the axis neck of the drill with regard to its substance strength is not critical, as long as the contact surface is in Direction of rotation of the drill arranged is. So there is the possibility that one for such tool holders only a type of drill is required. Furthermore, it has been found in corresponding drilling tests, that you can achieve drilling speeds with spherical coupling elements that by 20 to 30% over conventional devices with tapered and threaded connections including Clamping cartridge lie. This way the life of both the machine and the also increases the drill accordingly. The balls also allow a universal one Use of drills of various shank and groove shapes or cross-sections.

Optimale Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn die Anpreßflächen eben ausgebildet sind, da, wie Versuche ergeben haben, bei dieser Ausbildung die Bruchgefahr auf ein Minimum reduziert wird. Dabei reichen für Maschinen mit kleiner Bohrleistung zwei diametral zueinander angeordnete Kugeln aus, während bei Bohrhämmern mit großer Leistung die besten Ergebnisse erzielt werden, wenn man vier Kugeln, und zwar jeweils paarweise einander gegenüber angeordnet, verwendet.Optimal results can be achieved when the contact surfaces are flat are designed because, as tests have shown, the risk of breakage in this training is reduced to a minimum. This is sufficient for machines with a small drilling capacity two diametrically arranged balls, while with rotary hammers with large Performance The best results are obtained when you have four balls, one at a time arranged in pairs opposite one another, used.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is described below with reference to the schematic drawing illustrated embodiment explained in more detail.

Es zeigt Fig. 1 eine erfindungsgemäße Werkzeughalterung im Schnitt und Fig. 2 einen Querschnitt durch den Bohrer mit verschiedenen Ausbildungsmöglichkeiten a - d für die Rillen.1 shows a tool holder according to the invention in section and FIG. 2 shows a cross section through the drill with various training options a - d for the grooves.

Die Werkzeughalterung ist als Vorsatzkupplung 1 zum Aufsetzen auf einen Bohrhammer ausgebildet, bei dem das Drehmoment auf die Vorsatzkupplung über eine auf dem Achshals 2 der Vorsatzkupplung vorgesehene sechseckige Fläche übertragen wird. Die Schläge des Bohrhammers werden direkt auf das eine Ende 3 der Vorsatzkupplung 1 übertragen.The tool holder is an attachment 1 to be attached formed a hammer drill, in which the torque is transferred to the coupling head a hexagonal surface provided on the axle neck 2 of the auxiliary coupling will. The blows of the hammer drill are applied directly to one end 3 of the attachment 1 transferred.

Die Werkzeughalterung am anderen Ende der Vorsatzkupplung umfaßt einen zylindrischen Teil 4 mit einer axialen Ausnehmung 5, in die ein Bohrer 6 eingesetzt wird. Die axiale Ausnehmung 5 dient als Lager und Führung des Bohrers 6.The tool holder at the other end of the attachment includes one cylindrical part 4 with an axial recess 5 into which a drill 6 is inserted will. The axial recess 5 serves as a bearing and guide for the drill 6.

Der Bohrer 6 wird in der Werkzeughalterung mittels zweier radial verschiebbarer Kupplungselemente 7 gehalten. Diese haben die Form von Kugeln, die mit einer ihrer Zahl entsnrechenden Anzahl Rillen 8 im Achshals des Bohres 6 in Eingriff treten.The drill 6 is in the tool holder by means of two radially displaceable Coupling elements 7 held. These are in the shape of spheres that match one of their Number corresponding number of grooves 8 in the axle neck of the drill 6 engage.

Die Kugeln 7 treten mit dem Bohrer 6 mittels einer von oben auf die Werkzeughalterung in axialer Richtung auf- und verschiebbaren Buchse 9 in Kupplungsverbindung. Diese Buchse 9 ist mit einem ringförmigen Buchsenkragen 10 versehen, der im Abstand zum Außenende 11 der Buchse 9 angeordnet ist. Die Buchse 9 wird teilweise von dem Kragen 10, der auf dem zylindrischen Teil 4 gleitet, und teilweise auf einem ringförmigen Kragen 12 am oberen Ende der Werkzeughalterung geführt.The balls 7 step with the drill 6 by means of a from above on the Tool holder in the axial direction openable and displaceable socket 9 in coupling connection. This socket 9 is provided with an annular socket collar 10 which is spaced to the outer end 11 of the socket 9 is arranged. The socket 9 is partially from the Collar 10 sliding on the cylindrical part 4 and partly on an annular one Collar 12 guided at the upper end of the tool holder.

Die Buchse 9 ist von einer Schraubenfeder 13 federbeaufschlagt, die um den oberen Teil des zylindrischen Teils 4 der Werkzeughalterung zwischen einer Schulter 14 am Kragen 12 und einer Schulter 15 am Buchsenkragen 10 liegt.The socket 9 is spring-loaded by a coil spring 13, the around the upper part of the cylindrical part 4 of the tool holder between a Shoulder 14 on the collar 12 and a shoulder 15 on the socket collar 10.

Als Arretierung der Buchse 9 ist die Werkzeughalterung mit einem O-Ring 16 aus Gummi versehen, der in einer Ringnut 19 am Außenende der Werkzeughalterung gelagert ist. Das Gummimaterial ist so beschaffen, daß es den auftretenden Vibrationen und der entwickelten Wärme widerstehen kann. Das mit dem O-Rinq 16 zusammenwirkende Außenende 11 der Buchse hat eine der Form des O-Rings angepaßte konkave Krümmung.The tool holder with an O-ring is used to lock the socket 9 16 made of rubber, which is in an annular groove 19 at the outer end of the tool holder is stored. The rubber material is made in such a way that it can withstand the vibrations that occur and can withstand the heat generated. The one that interacts with the O-Rinq 16 The outer end 11 of the bushing has a concave curvature adapted to the shape of the O-ring.

Zur Befestigung des Bohrers 6 in der Werkzeughalterung wird die Buchse 9 gegen die Schlagbohrmaschine gezogen, d.h. gegen das Ende 3 der Vorsatzkupplung bis der Buchsenkragen 10 Aussparungen 17 in der Werkzeughalterung freiqibt, so daß die Kugel 7 beim Einsetzen des Bohres 6 aus dem Inneren der Halterung austreten und dadurch den Durchgang des Bohrers ermöglichen.To fasten the drill 6 in the tool holder, the socket 9 pulled against the hammer drill, i.e. against the End 3 of the Coupling to the socket collar 10 recesses 17 in the tool holder releases, so that the ball 7 when the drill 6 is inserted from the inside of the holder exit and thereby allow the drill to pass through.

Wenn der Bohrer 6 eingesetzt ist, wird die Buchse 9 freigegeben, die durch die Federkraft in ihre Ruhestellung an den o-Ring 16 zurückkehrt. Der Buchsenkragen lo drückt dann die Kugeln 7 in die Rillen 8 im Achshals des Bohrers 2, um so den Bohrer in dieser Stellung zu verriegeln.When the drill 6 is inserted, the socket 9 is released, the returns to its rest position on the o-ring 16 by the spring force. The socket collar lo then presses the balls 7 into the grooves 8 in the axle neck of the drill 2, so as to Lock the drill in this position.

Damit die Kugeln 7 nicht in die Ausnehmung 5 fallen können, ist die Öffnung der Aussparungen 17 gegen die Ausnehmung 5 kleiner als der Durchmesser der Kugeln 7. Abhängig von der Größe der Aussparungen ragt ein größerer oder kleinerer Teil der Kugeln 7 in die Ausnehmung 5, wodurch das Maß des Eingriffes regulierbar ist.So that the balls 7 can not fall into the recess 5, the Opening of the recesses 17 against the recess 5 smaller than the diameter of the Balls 7. Depending on the size of the recesses, a larger or smaller one protrudes Part of the balls 7 in the recess 5, whereby the degree of engagement can be regulated is.

Es ist zweckmäßig, wenn ein 15-40% des Kugeldurchmessers entsprechendes Stück, vorzugsweise 25-30% in die Ausnehmung 5 raqt.It is useful if 15-40% of the ball diameter is equivalent Piece, preferably 25-30% in the recess 5 raqt.

Die Kugeln 7 dringen dann verhältnismäßiq tief in die Rillen ein, und dadurch wird die Bruchgefahr während der Materialkompression verringert.The balls 7 then penetrate relatively deeply into the grooves, and this reduces the risk of breakage during material compression.

In Fig. 2 gibt ein Pfeil die Umlaufsrichtung des Bohrers 6 an.In FIG. 2, an arrow indicates the direction of rotation of the drill 6.

Die Rillen gemäß a und c sind am besten geeignet, da sie eine ebene Anpreßfläche 18 in Umlaufrichtung des Bohrers 6 haben und die Kugeln 7 wegen des großen Flächendruckes das Material derart komprimieren, daß die Kugeln ein Lager in der Rille ausbfiilden, das härter als das übrige Material ist. Auch paßt sich im Bedarfsfall das Eindrücken der Kraftübertragung an.The grooves according to a and c are best suited because they are flat Have contact surface 18 in the direction of rotation of the drill 6 and the balls 7 because of the large surface pressure compress the material in such a way that the balls form a bearing in the groove, which is harder than the rest of the material. Also fits if necessary, pressing in the power transmission.

Die Materialkompression ist bei einer ebenen Fläche am günstigsten. Material compression is best for a flat surface.

Bei einer gekrümmten Fläche wie in b tritt Keilwirkung mit Bruchgefahr auf.With a curved surface as in b, there is a wedge effect with the risk of breakage on.

Bei einer Rille gemäß d, die der Kugel genau entspricht, hat man wie bei Zylindern eine linienförmige Berührunqsfläche, und es tritt keine Kompression des Materials auf.For a groove according to d, which corresponds exactly to the sphere, we have how a linear contact surface in the case of cylinders, and there is no compression of the material.

Übrigens sind die Kugeln 7 in der inneren Hälfte der axialen Ausnehmung 5 der Werkzeughalterung entsprechend den Rillen 8 des Bohres ausgebildet; die Länge der Rille beträgt das 3-5fache des Kugeldurchmessers, so daß der Schlag übertragen werden kann, ohne die Kugeln 7 zu belasten.Incidentally, the balls 7 are in the inner half of the axial recess 5 of the tool holder formed in accordance with the grooves 8 of the drill; the length the groove is 3-5 times the ball diameter, so that the impact is transmitted can be without loading the balls 7.

Wenn auch die Schaft- bzw. Rillenformen gemäß b und d nicht besonders günstig im Hinblick auf die Erfindung sind, sollen diese Beispiele von zum Teil auf dem Markt befjndlchen Werkzeuq-Ausbildungsformen doch die universellen Einsatzmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Werkzeughalterung zeigen.Even if the shaft or groove shapes according to b and d are not particularly good are favorable with regard to the invention, these examples are intended to be in part Tool training forms on the market have universal application possibilities show the tool holder according to the invention.

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Claims

Tool holder for hammer drill, impact drill or the like.

Claims: 1. Tool holder for hammer drill, impact drill or the like.

with insertable into an axial recess of the tool holder Drill consisting of a number of radially displaceable, in radial recesses in the side wall of the tool holder arranged coupling elements is held, which sit in a movable socket on the tool holder and with a corresponding one Number of grooves formed in the axle neck of the drill engage, d u r c h gek e n n z e i c h ne t that the coupling elements (7) are designed as balls are, with a pressing surface (18) of a groove (8) in the direction of rotation of the drill (6) come into operative connection.

2. Tool holder according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h ne t that the pressure surfaces (18) are flat.

3. Tool holder according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that two diametrically arranged balls (7) are provided are.

4. Tool holder according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that four balls (7) are arranged in pairs opposite one another are.