DE2842783A1 - Futter fuer handwerkzeugmaschinen, insbesondere bohr- und/oder schlaghaemmer - Google Patents

Description

R. 5 0 27
15.9.1978
ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Futter für Handwerkzeugmaschinen, insbesondere Bohr- und/oder Schlaghämmef"

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Futter für Handwerkzeugmaschinen, insbesondere für Bohr- und/oder Schlag-: hammer, nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es sind Bohrmaschinenfutter bekannt, die sich nur zum Spannen zylindrischer Werkzeugschäfte eignen und fester Bestandteil der Maschine sind. Andererseits sind maschinenseitige Werkzeughalter besonderer Art, vor allem für Bohr- und Schlaghämmer, bekannt, die zur Übertragung des Drehmomentes z.B. zwei in Umfangsrichtung in
gleichen Winkelabständen voneinander angeordnete,
innere Zähne im Werkzeughalter aufweisen. Jeder Zahn greift in eine zugeordnete, zum Ende des Werkseugschaftes hin offene Längsrinne etwa gleicher Form ein, die im Werkzeugschaft eingearbeitet ist. Zur axialen Verschiebbarkeit des Werkzeuges mit gleichzeitiger
axialer Verriegelung sind im Werkzeughalter z.B. zwei

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in Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen voneinander angeordnete, in Radialbohrungen geführte und radial beweglich gehaltene Kugeln vorgesehen, die in zugeordnete Längsnuten des Werkzeugschaftes eingreifen. Letztere besitzen an beiden axialen Enden kugelig.ausgebildete Anschlagflächen. Je nach Länge dieser Längsnuten und Lage der darin eingreifenden Kugeln kann das Werkzeug einen axialen Verschiebeweg, z.B. zwischen etwa 2 - 6" nun/ nach vorn hin durchfahren. Der Werkzeugschaft ist somit genau auf die Gestaltung des maschinenseitigen Werkzeughalters abgestimmt. In letzterem sind daher ausnahmslos dazu passende Werkzeuge aufnehmbar, also z.B. keine Werkzeuge mit durchgehend glattem Zylinderschaft. Dies ist von beträchtlichem Nachteil; denn wenn der Benutzer der Maschine eine Maschine bestimmten Fabrikats und Typs zur Verfügung hat, z.B. mit zuvor erläutertem Werkzeughalter, so besteht für den Benutzer ein erhebliches Bedürfnis, nicht nur die speziell daran angepaßten Werkzeuge, sondern auch anders gestaltete Werkzeuge zusammen mit dieser Maschine zu benutzen.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Futter mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber folgende Vorteile. Es ermöglicht einerseits die Aufnahme von Werkzeugen mit vertieften Längsnuten, die speziell an den maschinenseitigen Werkzeughalter angepaßt sind. Dazu greifen die Längsnocken der Spannbacken in jeweils eine zugeordnete Längsnut ein, wobei z.B. bei vier werkzeugseitigen Längsnuten vier Spannbacken und somit vier Längsnocken vorgesehen sind, von denen zwei Längsnocken zur Drehmomentübertragung in die dafür

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vorgesehenen Längsnuten des Werkzeugschaftes eingreifen, während die beiden anderen Längsnocken in diejenigen Längsnuten des Werkzeugschaftes eingreifen, die zur axialen Verschiebbarkeit mit gleichzeitiger axialer Verriegelung des Werkzeuges gegen Herausfallen dienen. Letzteres sind also diejenigen Längsnuten, die bei unmittelbarem Einstecken in den maschinenseitigen Werkzeughalter dort mit den eingangs beschriebenen Kugeln zusammenwirken. Das in dieser Weise im Futter in Form der Vorsatzeinheit aufgenommene Werkzeug bleibt dabei in Axialrichtung beweglich. Maschinenseitig erzeugte Axialschläge können unmittelbar vom Aufnahmeschaft des Futters auf den Werkzeugschaft einwirken, wobei sich der Futterkörper und die übrigen Teile des Futters in Axialrichtung nicht mitbewegen müssen. Es erfolgt somit eine direkte übertragung der Schlagenergie ohne merkliche Verluste. Das Drehmoment wird vom rotatorisch angetriebenen Aufnahmeschaft über den Futterkörper und dessen Spannbacken mit Längsnocken auf den Werkzeugschaft übertragen. Statt beschriebener Werkzeuge mit Längsnuten im Schaft können auch solche anderer Schaftgestaltung im Futter aufgenommen und gespannt werden, insbesondere Werkzeuge mit glattem Zylinderschaft, die dann im Futter kraftschlüssig festgespannt werden. Hierzu greifen die radial zur Aufnahmebohrung hinweisenden Nockenflächen aller Längsnocken der Spannbacken wie herkömmliche Spannbacken radial auf dem Zylinderschaft an und spannen diesen in Axial- und ümfangsrichtung kraftschlüssig fest.

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Durch die in den Unteransprüchen 2-20 aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Futters möglich. Der vollständige Wortlaut dieser Ansprüche ist vorstehend allein zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern statt dessen lediglich durch Nennung der Anspruchsnummer darauf Bezug genommen, wodurch jedoch alle diese Anspruchsmerkmale als an dieser Stalle ausdrücklich und erfindungswesentlich offenbart zu gelten haben.

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Zeichnung

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispieles eines Futters für Handwerkzeugmaschinen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt des

Futters, zumindest teilweise entlang der Linie I-I in Fig. 2a,

Fig. 2a einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 2b einen vielfach vergrößerten Ausschnitt des Schnittes gemäß Fig. 2a,

Fig. 3

und 4 jeweils einen Schnitt entlang der Linie

III-III bzw. IV-IV in Fig. 1

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Das gezeigte Futter 10 ist insbesondere für Bohr- und/oder Schlaghämmer bestimmt, und zwar zur drehmomentübertragenden Aufnahme eines darin einzusteckenden Werkzeuges in Gestalt des angedeuteten Bohrers 11 oder aber des lediglich in Fig. 2b strichpunktiert angedeuteten, andersartigen Bohrers 12.

Bohr- und/oder Schlaghämmer sind in vielfältiger Art bekannt und je nach Fabrikat mit besonders gestaltetem Werkzeughalter ausgerüstet, der zur Aufnahme der Werkzeuge eine speziell zugeordnete Gestaltung des Werkzeugschaftes bedingt. Der maschinenseitige Werkzeughalter eines Typs der Anmelderin weist Mittel sowohl zur Drehmitnahme als auch zur axialen Verschiebbarkeit mit

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gleichzeitiger axialer Verriegelung des Bohrers 11 auf. Die Mittel zur Drehmitnahme bestehen dabei aus z.B. zwei in Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen voneinander angeordneten, inneren Längszähnen des Werkzeughalters, die jeweils in zugeordnete Längsnuten 13 und 14 im Schaft 15 des Bohrers 11 zur Drehmitnahme eingreifen. Diese Längsnuten 13 und 14 sind im Querschnitt etwa trapezförmig und zum in Fig. 1 rechten Ende des Schaftes 15 hin offen.

Die nicht gezeigten Mittel zur axialen Verschiebbarkeit mit gleichzeitiger axialer Verriegelung des Bohrers 11 bestehen aus z.B. zwei in Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen voneinander in Radialbohrungen des Werkzeughalters radial beweglich gehaltenen Kugeln, die die Aufgabe von Verriegelungskörpern haben. Diese Kugeln greifen in zugeordnete Längsnuten 16 und 17 ein, die ebenfalls im Schaft des Bohrers 11 eingearbeitet sind. Die Längsnuten* und 17 sind im Querschnitt kreisbogenabschnittfönnig und besitzen an beiden axialen Enden radiale Anschlagflächen. . Dadurch ist erreicht, daß der Bohrer 11 je nach Länge dieser Längsnuten 16 und 17 und Lage der maschinenseitigen, darin eingreifenden Kugeln einen vorgegebenen, axialen Verschiebeweg durchfahren kann, der beim Schlagbohren für die axiale Schlagbeaufschlagung des Bohrers 11 mit überlagertem Drehantrieb notwendig ist.

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Der gezeigte Bohrer 11 mit Schaft 15 und Längsnuten 13, 14 sowie 16 und 17 darin ist also herkömmlich gestaltet. Er ist an die erläuterte Ausbildung des Werkzeughalters in der bekannten Maschine der Anmelderin angepaßt, so daß er darin aufgenommen werden kann.

Aufgrund dieser besonderen Anpassung des Bohrers 11 an den maschinenseitigen Werkzeughalter lassen sich Bohrer anderer Gestaltung, z.B. der Bohrer 12 (Fig. 2b) mit durchgehendem, ungenutetem Zylinderschaft 2, nicht im Werkzeughalter aufnehmen. Dies gilt auch für anders gestaltete Bohrer z.B. von Fremdfirmen. Beim bestimmungsgemäßen Gebrauch von Bohr- und/oder Schlaghämmern besteht für den Benutzer aber ein zwingendes Bedürfnis , in der Maschine eines Typs und Fabrikates Werkzeuge mit verschiedenartigen Schäften aufnehmen zu können, also hinsichtlich der Benutzung der Werkzeuge nicht an besondere Typen des Maschinenherstellers gebunden zu sein.

Zu diesem Zweck ist das Futter 10 als Vorsatzeinheit gestaltet, die mittels eines Aufnahmeschaftes 18, der im Werkzeughalter aufnehmbar ist, drehmomentübertragend und unter gleichzeitiger übertragung der axialen Schlagenergie mit dem maschinenseitigen Werkzeughalter verbindbar ist. Das Futter 10 weist einen Futterkörper 19 mit zentraler Aufnahmebohrung 20 für den Schaft 15 des Werkzeuges 11 und gleichermaßen auch für den Schaft 2 des anderen Werkzeuges 12 (Fig. 2b) auf. Der Aufnahmeschaft 18 greift drehfest, jedoch mit relativer Axialverschiebbarkeit, am Futterkörper 19 an. Dazu weist der Futterkörper 19 eine zur Aufnahmebohrung 20 koaxiale Steckaufnahme 21 mit inneren, drehmomentübertragenden Elementen in Form von Zähnen

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auf. Der Aufnahmeschaft 18 trägt auf seinem in die Steckaufnähme 21 eingreifenden Abschnitt zugeordnete übertragungselemente ebenfalls in Form von Zähnen 23. Die Zähne 22 und 23 greifen somit nach Art einer Vielkeilwellenverbindung ineinander, wodurch einerseits die Drehmitnahme und andererseits die relative Verschiebbarkeit zwischen dem Futterkörper 19 und dem Aufnahmeschaft 18 sichergestellt ist. Zwischen beiden ist eine Axialverriegelung wirksam, die den Relativverschiebeweg in.Fig. 1 nach links und rechts hin begrenzt und später noch erläutert ist.

Der Futterkörper 19 weist vier in ümfangsrichtung in etwa gleichen Winkelabständen von jeweils 90° voneinander angeordnete, zur Aufnahmebohrung 20 im wesentlichen keilförmig verlaufende Führungen 24 - 27 auf. In jeder Führung 24 - 27 ist ein zugeordneter Spannbacken 28 - 31 verschiebbar gehalten und abgestützt. Jeder Spannbacken 28-31 taucht dabei mit seinem zur Aufnahmebohrung 20 radial hinweisenden Teil in die Aufnahmebohrung 20 ein. Auf ihrer Außenfläche sind die Spannbacken 28-31 in üblicher Weise mit Gewinde versehen, wie dies mit 32 beim Spannbacken 28 in Fig. zu sehen ist. Außen sind alle vier Spannbacken 28-31 von einem Ring, der z.B. aus zwei halbkreisförmxgen Ringsegmenten 33 und 34 aus Fertigungsgründen besteht und zusammengesetzt ist, umgriffen. Die Ringsegmente 33, 34 tragen ein mit dem Gewinde 32 des Spannbackens 28 und dem Gewinde aller übrigen Spannbacken 29 - 31 in Eingriff stehendes Konusgewinde 35, so daß eine Drehung der Ringsegmente 33, 34 als Ringeinheit ohne axiale Verschiebung zum Ein- oder Ausschrauben der vier Spannbacken 28-31 führt.

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Die Ringsegmente 33, 34 sind fest mit einem sie umschließenden Spannring 36 verbunden. Die Verbindung geschieht z.B. durch Preßpassung. Der Spannring 36 ist drehbar, durch die feste Verbindung mit den ihrerseits drehbaren Ringsegmenten 33, 34 jedoch axial unverschiebbar, auf der äußeren ümfangsfläche 37 des Futterkörpers 19 gehalten. Auf der in Fig. 1 linken Stirnfläche ist der Spannring 36 in üblicher Weise mit einer Kegelverzahnung 38 versehen. In axialem Abstand davon enthält der Futterkörper 19 eine radiale Führungsbohrung 39. Zum Drehen des Spannringes 36 wird in üblicher Weise ein Bohrfutterschlüssel mit seinem Zentrier- und Führungsabsatz in die Führungsbohrung 39 eingesteckt, wobei dann der entsprechende Verzahnungsabschnitt des Bohrfutterschlüsseis mit seinen Zähnen in diejenigen der Kegelverzahnung 38 eingreift und durch Drehung des Schlüssels der Spannring 38 gedreht werden kann.

Jeder Spannbacken 28-31 trägt ausgeprägte, radial zur Aufnahmebohrung 20 hin überstehende und sich dazu im wesentlichen parallel erstreckende Längsnocken 40 43. Letztere bilden mit ihrer jeweiligen achsparallelen, inneren Nockenfläche 44 - 47 (Fig. 2b) jeweils eine Spannfläche zum kraftschlüssigen Festspannen eines eingesteckten Bohrers 12 mit ausschließlichem Zylinderschaft 2 (Fig. 2b strichpunktiert) in Axial- und ümfangsrichtung. Dadurch kann also ein Bohrer 12 mit ausschließlichem Zylinderschaft 2 im Futter 10 gespannt werden, und zwar in herkömmlicher Weise mittels Bohrfutterschlüssel, wie vorstehend erläutert ist.

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Jeder Längsnocken 40 - 43 ist, in Axialrichtung gesehen (Fig. 1), etwa schwach trapezförmig und. im Querschnitt gesehen (Fig. 2a, 2b) ausgeprägt trapezrförmig gestaltet, wobei die jeweilige Nockenfläche 44 47 eben, geradlinig und achsparallel durchläuft. Dabei ist die Trapezform jedes Längsnockens 40 - 43 im Querschnitt bezüglich Gestalt und Abmessung an diejenige Trapezform derjenigen vertieften Längsnuten 13 und 14 im Schaft 15 des anderen Bohrers 11 angepaßt, die zum in Fig. 1 rechten Schaftende hin in Achsrichtung offen sind. Alle Längsnocken 40 - 43 sind gleich ausgebildet.

Wie Fig. 2a zeigt, weisen die Spannbacken 28-31 auf ihrem in der jeweils zugeordneten Führung 24 - 27 des Futterkörpers 19 abgestützten Rücken und in entsprechender Weise auch die jeweilige Führung 24-27 im Querschnitt gesehen jeweils eine Rückenkontur auf, die etwa dem Bogenverlauf eines Kreisabschnittes von vorzugsweise etwa 180 ümfangswinkel folgt.

Von besonderer Bedeutung ist, daß das radiale Überstandsmaß und auch die axiale Länge jedes Längsnockens 40 in der Weise auf den Schaft 15 des Bohrers 11 mit seinen in Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen wie die Längsnocken 40 - 43 angeordneten, vertieften Längsnuten 13, 14 und 16, 17 abgestimmt sind, daß jeder Längsnocken 40-43 bei exngestecktem Werkzeug formschlüssig und drehmomentübertragend, jedoch unter Belassung axialer Relatxwerschiebbarkext mit gleichzeitiger axialer Sicherung gegen Herausfallen und Begrenzung des Verschiebeweges/in eine zugeordnete Längsnut eingreift. Die sich diametral gegenüberstehenden Längsnocken 41 und 43 greifen in umfangsrichtung nahezu gänzlich spielfrei ein in die.in Fig. 1 nach rechts

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hin offenen, im Querschnitt trapezförmigen Längsnuten 14 bzw. 13. Die anderen, sich diametral gegenüberstehenden Längsnocken 40 und 42 greifen in die zugeordneten Längsnuten 16 bzw. 17 ein, ohne damit aber in ümfangsrichtung und in Radialrichtung in Berührung zu stehen (Fig. 2b). Der Bohrer 11, der in dieser Gestaltung ebenso gut in den maschinenseitigen, nicht gezeigten Werkzeughalter paßt, ist somit im Futter 10 ebenfalls derart aufgenommen, daß er mit letzterem drehmomentübertragend gekoppelt, relativ dazu jedoch axial verschiebbar ist.

Soll statt des Bohrers 11 der Bohrer 12 mit ausschließlichem Zylinderschaft 2 im Futter 10 aufgenommen werden, so ist dies ebenfalls möglich, wie Fig. 2b zeigt. Der Bohrer 12 wird dann auf seinem Zylinderschaft 2 kraftschlüssig in Axial- und Ümfangsrichtung durch die Nockenflächen 44-47 der Längsnocken 40-43 festge-' spannt.

Die Axialverriegelung zwischen dem Aufnahmeschaft 18 und dem Futterkörper 19 ist so gehalten und auf die übrigen Teile des Futters 10 abgestimmt, daß das stirnseitige Ende 48 des eingesteckten Werkzeugschaftes 15 vom zugewandten Ende 49 des Aufnahmeschaftes 18 axial schlagbeaufschlagbar ist und der Aufnahmeschaft 18 und der Bohrer 11 gemeinsam relativ zum Futterkörper bis zu ihrem jeweiligen Axialanschlag hin und her verschiebbar sind. Die Axialverriegelung ist einerseits aus einer Umlaufnut 50 im Aufnahmeschaft 18 und andererseits einem in letztere eingreifenden Ende 51 eines Walzenkörpers 52 gebildet, der radial im Futterkörper 19 z.B.drehbar gehalten ist und mit dem Ende 51 in die Umlaufnut 50 hinein übersteht und mit seinem anderen Ende 53 radial

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über die Umfangsfläche 37 des Futterkörpers 19 hinausragt. Im Bereich, der der rückwärtigen Endfläche 54 . (Fig. 1 rechts) des Futterkörpers 19 unmittelbar benachbart ist, trägt der Aufnahmeschaft 18 einen gummielastischen Dämpfungs- und Anschlagring 55 und eine letzteren übergreifende Versteifungs- und Staubschutzkappe 56. Letztere bildet auf der Axialseite, die zur rückwärtigen Endfläche 54 des Futterkörpers 19 hinweist, zusammen mit dieser einen Axialanschlag zur Begrenzung der Eintauchbewegung des Aufnahmeschaftes in die Steckaufnahme 21. Beim Zustand gemäß Fig. 1 ist dieser Axialanschlag soeben erreicht. Der Aufnahmeschaft 18 kann nicht tiefer in die Steckaufnahme 21 eindringen. Bei zur Eintauchbewegung gegensinniger Rückbewegung relativ zwischen Aufnahmeschaft 18 und Futterkörper 19 erfolgt die Begrenzung der Axialverschiebung dadurch, daß am in Fig. 1 linken Axialende der Umlaufnut 50 die dortige, schulterartige Anschlagfläche anschlägt am Ende 51 des Walzenkörpers 52.

Ansonsten ist der Aufnahmeschaft 18 als im wesentlichen geradlinig durchgehende, radialsprungfreie und auf ganzer Länge etwa durchmessergleiche Zylinderstange gebildet, was unter dem Aspekt der Stoßwellentheorie zu äußerst verlustarmer übertragung der Schlagenergie über den Aufnahmeschaft 18 unmittelbar auf den Bohrer 11 führt. Der Futterkörper 10 mit allen übrigen Teilen bewegt sich dabei zumindest in der Regel nicht. Er verharrt vielmehr infolge Trägheit in einer Axialstellung. Die zugleich über den Aufnahmeschaft 18 übertragene rotatorische Antriebsbewegung wird auf den Futterkörper 19 und von letzterem über die Führungen 25, 27, die Spannbacken 29, 31, deren Längsnocken 41, 43 und die bohrerseitigen

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Längsnuten 14 bzw. 13 auf den Bohrer 11 übertragen. Die Begrenzung der axialen Verschiebebewegung des Bohrers 11 in Achsrichtung hin und her geschieht über die Längsnocken 40 und 42, die in die zugeordneten Längsnuten 16 bzw. 17 eingreifen. Da die Übertragung des Reaktionsmoinentes vom Bohrer 11 über die Spannbacken und 31 direkt auf die Führungen 25 bzw.27 und somit den Futterkörper 19 geschieht, wirkt bei im Futter gehaltenem Bohrer 11 (Fig. 1) keine selbstlösende Kraft auf das Gewinde 32 und Konusgewinde 35 mit Gefahr einer evtl. Lockerung. Eine solche Gefahr besteht nur aufgrund von evtl. Erschütterungen und vor allem dann, wenn statt des Bohrers 11 der Bohrer 12 mit durchgehendem Zylinderschaft 2 (strichpunktiert in Fig. 2b) eingespannt ist. um die Gefahr einer Lockerung zu verhindern, ist eine besondere Sicherungsvorrichtung vorgesehen, die den Spannring 36 mit Ringsegmenten 33, 34 gegenüber dem Futterkörper 19 kraft- und/oder formschlüssig gegen ' Lockerung sichert.

Bestandteil der Sicherungsvorrichtung ist eine Drehhülse 57. Diese übergreift den Spannring 36 und die ümfangsflache 37 des Futterkörpers 19, auf dem sie zusammen mit dem Spannring 36 drehbar gehalten ist. Dies bewirken ein Längsschlitz 58 am in Fig. 1 linken Ende der Drehhülse 57 einerseits und ein in den Längsschlitz 58 eingreifender Radialstift 59 andererseits, der am Spannring 36 sitzt, über diese Kopplung ist die Drehhülse 57 drehfest mit dem Spannring 36 verbunden, gegenüber letzterem jedoch axial verschiebbar. Eine Drehung ..· der Drehhülse 57 führt somit zu einer Drehung des Spannringes 36 mit Ringsegmenten 33, 34 und zum Ein- und Ausschrauben der Spannbacken 28 - 31, ohne daß man dazu einen Bohrfutterschlüssel benötigt, der nur

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dann erforderlich ist, wenn ein Bohrer 12 (Fig. 2b) mit ausschließlichem Zylinderschaft 2 kraftschlüssig festgespannt werden soll.

Mit dem Futterkörper 19 ist die Drehhülse 57 über eine federbelastete Rastvorrichtung kraft- und/oder formschlüssig gekoppelt. Die Rastvorrichtung weist einen radialen Raststift im Futterkörper 19 auf, der durch das radial überstehende 53 des Walzenkörpers 52 gebildet ist. Bestandteil der Rastvorrichtung ist ferner eine axiale Rastfläche 60 an der Drehhülse 57, die eine axial in Fig. 1 und 4 nach links hin vertiefte, in der gezeigten Raststellung das Ende 53 des Walzenkörpers aufnehmende Rasttasche 61 enthält. Ferner gehört zur Rastvorrichtung eine Rastfeder 62, mittels der die Drehhülse 57 in Axialrichtung (Fig. 1, 4 nach rechts) mit ihrer Rastfläche 60 und in der Raststellung mit ihrer Rasttasche 61 gegen das Ende 53 des Walzenkörpers 52 * angedrückt wird. Die Rastfläche 60 mit Rasttasche 61 befindet sich an dem Ende der Drehhülse 57, das dem Längsschlitz 58 abgewandt und dem Aufnahmeschaft 18 zugewandt ist. Die Drehhülse 57 übergreift die Umfangsflache 37 des Futterkörpers 19 unter Bildung eines Ringraumes 63 dazwischen, in dem die als zylindrische Schraubenfeder gestaltete Rastfeder 62 angeordnet ist. Letztere stützt sich mit einem Ende an einer Schulter des Spannringes 36 ab und mit ihrem gegenüberliegenden Ende an einer Schulter der Drehhülse 57. Die Rastfläche der Drehhülse 57 ist durch die Ringschulter einer Ringausnehmung 64 gebildet, die am zum Aufnahmeschaft hinweisenden Ende in die Drehhülse 57 eingearbeitet ist. Die Rasttasche 61 ist dabei durch eine axial in Richtung zum Spannring 36 hin gerichtete, etwa dreieckartige Vertiefung in dieser Ringschulter der Ringausnehmung

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gebildet. Die Dreieckform zeigt Fig. 4. Die beiden Wandflächen 65, 66 der Rasttasche 61 verlaufen etwa unter einem Winkel von 90° zueinander mit Abrundung am Grund. Gegenüber der umlaufenden Ringschulter ist jede Wandfläche 65, 66 etwa unter einem Winkel von 45° schräg gestellt.

Wie vor allem aus Fig. 1 und 2b (dort gestrichelt) ersichtlich ist, weist jeder Spannbacken 28 - 31 am dem Längsnocken 40 - 43 in Einsteckrichtung des Bohrers 11 oder 12 vorgelagerten Teil, also in Fig. 1 links, einen ausgeprägten Längenabschnitt mit innerer, im Querschnitt krexssegmentförmiger, achsparalleler Stützfläche 67 - 70 auf. Bei eingestecktem Bohrer 11 mit Längsnuten 13, 14 und 16, 17 führen diese Stützflächen 67 - 70 dessen Schaft 15 auf seiner den Längsnuten 13, 14 und 16, 17 vorgelagerten Zylinderfläche und stützen den Schaft 15 in Radialrichtung und somit, gegen Biegung ab. Dies gilt z.B. für einen Bohrer .11 mit 10 mm Schaftdurchmesser.

Die Wirkungsweise bei in das Futter 10 eingebrachtem Bohrer 11 gemäß Fig. 1 ist bereits erläutert. Soll der. Bohrer 11 aus dem Futter 10 entnommen werden, so reicht dazu eine Axialverschiebung der Drehhülse 57 in Fig. nach links hin gegen die Wirkung der Rastfeder 62, wobei die Rasttasche 61 axial außer Eingriff mit dem Ende 53 des Walzenkörpers 52 gelangt. Wird die Drehhülse 57 in dieser entrasteten Stellung gegen die Wirkung der Feder gehalten und in der Richtung gedreht, die ein öffnen der Spannbacken 28-31 zur Folge hat, so geben die Längsnocken 40 und 42 nach entsprechender Verschiebung in ihren Führungen 24 bzw. 26 schließlich den Bohrer 11 in Axialrichtung zum Herausziehen frei.

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Es versteht sich natürlich, daß bei Drehung der Drehhülse 57 und entsprechender Drehung des Spannringes 36 mit Ringsegmenten 33, 34 alle vier Spannbacken 28-31 gleichzeitig beaufschlagt und in Fig. 1 in ihren Führungen 24 - 27 nach rechts hin verschoben werden. Für die Freigabe des Bohrers 11 in Axialrichtung maßgeblich sind dabei aber nur die Längsnocken 40 und 42, die axial verriegelnd in die Längsnuten 16 bzw. 17 des Bohrers 11 eingreifen.

Sodann kann ein neuer Bohrer 11 gleicher Gestaltung eingebracht werden. Nach Einstecken wird die Drehhülse 57 z.B. von Hand gegensinnig gedreht, wodurch der Spannring 36 und über diesen alle vier Spannbacken 28-31 in Spannrichtung betätigt werden. Ist der Bohrer 11 mit seinem Schaft 15 in ümfangsrxchtung nicht so eingebracht, daß die Längsnocken 40 - 43 in die Längsnuten 13, 14 und 16, 17 eingreifen können, so reicht geringfügige Drehung des Bohrers 11 in ümfangsrichtung, bis letzteres geschieht. Ein weiteres Drehen der Drehhülse 57 z.B. von Hand führt schließlich dazu, daß die Längsnocken 41, 43 in die Längsnuten 14 bzw. 13 ordnungsgemäß und auch tief genug, unter Belassung eines axialen Verschiebespieles, eingreifen. Dabei braucht die Drehhülse 57 keineswegs von Hand gegen die Wirkung der Rastfeder 62 außer Raststellung gehalten zu werden. Es reicht reine Drehbetätigung der Drehhülse 57 aus, mit verstärktem Dreh- ■ angriff dann, wenn einmal je Umdrehung die Rasttasche der Drehhülse 57 unter Erreichung der Raststellung das Ende 53 des Walzenkörpers 52 aufnimmt. Das Ende 53 rastet bei vorbestimmter Drehstellung der Drehhülse 57 und damit bei vorbestimmter Radialstellung der Längsnocken 40-43 der Spannbacken 28 - 31 in die Rasttasche 61 ein, und zwar dann, wenn die Längsnocken 40 - 43 ausreichend tief in die Längsnuten 13, 14 und 16,17 des

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Schaftes 15 eingetaucht sind, jedoch unter Belassung des besagten Spieles, damit der Bohrer 11 axial beweglich bleibt. Das Aufnehmen des Bohrers 11 ist dann beendet. Letzterer wird auf der Zylinderfläche seines Schaftes 15 dann zugleich von den Stützflächen 67 - 70 der Spannbacken 28-31 geführt und gegen Biegung abgestützt. Ein Bohrfutterschlüssel braucht nicht benutzt zu werden.

Da das Reaktionsmoment vom Bohrer 11Vwie eingangs schon erläutert, nicht über das Gewinde 32 und Konusgewinde 35, sondern vielmehr über die Spannbacken auf.deren Führung und den Futterkörper 19 übertragen wird, hat dies keine selbstlösende oder lockernde Kraft, die auf den Spannring 36 und die Drehhülse 57 übertragen wird, zur Folge. Evtl. wirkende Erschütterungen, die eine Drehung der Drehhülse 57 und damit des Spannringes 36 bewirken könnten, reichen nicht aus, um die Drehhülse 57 aus der in Fig. 4 gezeigten Raststellung herauszubewegen, bei der das Ende 53 des Walzenkörpers 52 in die Rasttasche 61 eingreift und die Drehhülse 57 über die Wirkung der Rastfeder 62 gegen den Walzenkörper 52 gedrückt wird. Sollten Erschütterungen den Berührungskontakt zwischen Rasttasche 61 und Ende 53 aufheben, so wirkt die Rastfeder 62 dem entgegen. Sie stellt sicher, daß die Rastlage gemäß Fig. 4 immer wieder hergestellt wird. Das zum überrasten dieser Raststellung notwendige Moment ist beachtlich größer, als dasjenige bei Erschütterungen im Betrieb maximal auftretende.

Soll statt des Bohrers 11 ein anderer Bohrer 12 mit ausschließlichem Zylinderschaft 2 (gestrichelt in Fig. 2b) im Futter 10 gespannt werden, so geschieht dies in herkömmlicher Weise. Der Bohrer 12 wird mit seinem Zylinderschaft 2 eingesteckt. Sodann wird ein Bohrfutter-

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schlüssel üblicher Art benutzt und mit diesem der Spannring 36 gedreht. Gleichzeitig dreht sich mit Drehung des Spannringes 36 auch die Drehhülse 57, und zwar infolge des Radialstiftes 59, der in den Längsschlitz 58 eingreift. Die Drehhülse 57 wird dabei nicht angefaßt. Die in Fig. 4 gezeigte Raststellung der Drehhülse 57 wird dabei überrastet, und zwar mit vorbestimmtem Drehmoment, das durch die Winkellage der Wandflächen 65, 66 der Rasttasche vorgegeben ist. Infolge der HebelüberSetzung über den Bohrfutterschlüssel ist das überrastmoment im Vergleich zum Anzugsmoment des Bohrers 12 mit Zylinderschaft 2 verschwindend gering, so daß beim Spannen des Zylinderschaftes 2 die Arretierstellung gemäß Fig.4 allein durch Drehung des Bohrfutterschlüssels sehr leicht überrastet werden kann. Letzterer wird solange gedreht, bis die Nockenflächen 44 - 47 der Längsnocken 40-43 auf dem Zylinderschaft 2 des Bohrers 12 aufliegen und diesen dann durch weiteres Anziehen des Bohrfutterschlüssels kraftschlüssig festspannen. Es versteht sich, daß die Nockenflächen 44-47 für diesen Zweck z.B. mit zusätzlichen Oberflächenrauhigkeiten, z.B. Querrillen, versehen sein können oder auch hinsichtlich der Oberflächenform noch besser an den Zylinderschaft angepaßt sein können.

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Claims (1)

1. κ. ·■ Ζ 1 7

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   Ansprüche

   .J Futter für Handwerkzeugmaschinen, insbesondere Bohr- und/oder Schlaghämmer, zur drehmomentübertragenden Aufnahme einzusteckender Werkzeuge mit im wesentlichen zylindrischem Werkzeugschaft, mit einem Futterkörper mit zentraler Aufnahmebohrung für den Werkzeugschaft und mehreren, in Umfangsrichtung in etwa gleichen Winkelabständen voneinander jeweils in keilförmig zur Aufnahmebohrung verlaufenden Führungen verschiebbaren und abgestützten, in die Aufnahmebohrung eintauchenden Spannbacken, die auf ihrer Außenfläche mit Gewinde versehen und von Ringteilen umgriffen sind, welche ein mit dem Gewinde aller Spannbacken in Eingriff stehendes Konusgewinde tragen und fest mit einem sie umschließenden, auf der äußeren ümfangsflache des Futterkörpers unverschiebbar, jedoch drehbar, gehaltenen Spannring verbunden sind, durch dessen Drehbetätigung die Spannbacken gemeinsam in ihren Führungen verschiebbar und in die Aufnahmebohrung einschraubbar bzw. aus dieser ausschraubbar sind unter drehmomentübertragendem Erfassen bzw. Freigeben des Werkzeugschaftes eines eingesteckten Werkzeuges,

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   ORIGINAL INSPECTED

   gekennzeichnet durch die Ausbildung als Vorsatzeinheit (10), die über einen am Futterkörper (19) drehfest, jedoch vorzugsweise mit relativer Axialverschiebbarkeit angreifenden Aufnahmeschaft (18) drehmomentübertragend mit dem Werkzeughalter der Handwerkzeugmaschine verbindbar ist, und dadurch, daß die jeweiligen Spannbacken (28 - 31) ausgeprägte, radial zur Aufnahmebohrung (20) hin überstehende und sich dazu im wesentlichen parallel erstreckende Längsnocken (40 - 43) tragen, die mit ihrer achsparallelen, inneren Nockenfläche (44 - 47) jeweils eine Spannfläche zum kraftschlüssigen Festspannen in Axial- und Umfangsrichtung eines eingesteckten Werkzeuges (12) mit ausschließlichem Zylinderschaft (2) bilden und deren jeweiliges radiales Überstandsmaß und jeweilige axiale Länge derart auf einen Werkzeugschaft (15) mit in umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen wie die Spannbacken (28 - 31) mit Längsnocken (40 - 43) angeordneten, vertieften Längsnuten (13,14 und 16,17) abgestimmt sind,daß zumindest einer der Längsnocken (40 - 43) bei eingestecktem Werkzeug (11) dieser Art formschlüssig und drehmomentübertragend, jedoch unter Belassung axialer Relatiwerschiebbarkeit mit gleichzeitiger axialer Sicherung gegen Herausfallen und Begrenzung des Verschiebeweges in eine Längsnut (13,14 und 16,17) eingreift.

   2. Futter nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichnet, daß der Futterkörper (19) eine zur Aufnahmebohrung (20) koaxiale Steckaufnahme (21) mit inneren, drehmomentübertragenden Elementen (22), insbesondere Längsausnehmungen und/oder Längsstegen, aufweist, daß der Aufnahmeschaft (18) zugeordnete

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   Übertragungselemente (23), insbesondere Längsstege bzw. Längsausnehmungen, aufweist und unter gegenseitigem Eingriff der Elemente (22) und übertragungselemente (23) in die Steckaufnahme (21) relativ dazu verschiebbar eingreift, und daß eine zwischen dem Futterkörper (19) und dem Aufnahmeschaft (18) wirksame Axialverriegelung (54, 56 und 51,50) vorgesehen ist, die den Relatiwerschiebeweg unter Abstimmung auf denjenigen eines eingesteckten Werkzeuges (11) mit vertieften Längsnuten (13,14 und 16,17) derart begrenzt, daß das stirnseitige Ende

   (48) des Werkzeugschaftes (15) vom zugewandten Ende

   (49) des Aufnahmeschaftes (18) axial schlagbeaufschlagbar ist und der Aufnahmeschaft (18) und das Werkzeug (11) gemeinsam relativ zum Futterkörper (19) um einen etwa gleich großen Verschiebeweg bis zu ihrem jeweiligen Äxialanschlag hin und her verschiebbar sind.

   3. Futter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialverriegelung einerseits aus einer Längsrinne (50), z.B. Umlaufnut, im Aufnahmeschaft (18) und andererseits einem in die Längsrinne

   (50) eingreifenden Axialstift (51,52), insbesondere einem einerseits in die Steckaufnahme (21) hinein und andererseits über die äußere ümfangsflache (37) hinaus radial überstehenden Walzenkörpers (52), am Futterkörper (19) gebildet ist.

   4. Futter nach einem der Ansprüche 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmeschaft (18) im der rückwärtigen Endfläche (54) des Futterkörpers (19) unmittelbar benachbarten Bereich einen gummielastischen Dämpfungs- und Anschlagring (55) und eine letzterenübergreifende Versteifungs- und

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   Staubschutzkappe (56) trägt, die auf ihrer zur rückwärtigen Endfläche (54) des Futterkörpers (19) hin weisenden Seite zusammen mit letzterer (54) einen Axialanschlag zur Begrenzung der Eintauchbewegung des Aufnahmeschaftes (18) in die Steckaufnahme (21) bildet.

   5. Futter nach einem der Ansprüche 1 -4, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmeschaft (18) als im wesentlichen geradlinig durchgehende, radialsprungfreie und auf ganzer Länge etwa durchmessergleiche Zylinderstange gestaltet ist.

   6. Futter nach einem der Ansprüche 1 -5, gekenn-, zeichnet durch eine den Spannring (36) mit Ringteilen (33,34) gegenüber dem Futterkörper (19) kraft- und/oder formschlüssig gegen Lockerung sichernde Sicherungsvorrichtung (57 - 66).

   7. Futter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungsvorrichtung eine den Spannring (36) und die äußere Umfangsflache (37) des Futterkörpers (19) übergreifende und darauf gemeinsam mit dem Spannring (36) drehbar gehaltene Drehhülse (57) aufweist, die ihrerseits kraft- und/ oder formschlüssig in bezug auf den Futterkörper (19) abgestützt ist.

   8. Futter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehhülse (57) mit dem Spannring (36) in Umfangsrichtung über einen Längsschlitz (58) am einen Teil (57), insbesondere der Drehhülse, und einen in den Längsschlitz (58) eingreifenden Radialstift (59) am anderen Teil (36),

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   insbesondere dem Spannring, gekoppelt und relativ zum Spannring (36) längsbeweglich ist.

   9. Futter nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehhülse (57) mittels einer vorzugsweise federbelasteten Rastvorrichtung (60 - 66, 52) mit dem Futterkörper (19) gekoppelt ist.

   10. Futter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastvorrichtung einen radialen Raststift (52,53) am Futterkörper (19) und eine axiale Rastfläche (60) mit einer axial vertieften, in der Raststellung (Fig. 4) den Raststift (52,53) aufnehmenden Rasttasche (61) an der Drehhülse (57) sowie eine Rastfeder (62) aufweist, mittels der die Drehhülse (57) in Axialrichtung mit ihrer Rastfläche (60) und in der Raststellung (Fig.4) mit ihrer Rasttasche (61) gegen den Raststift (52, 53) andrückbar ist.

   11. Futter nach den Ansprüchen 3 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Raststift von dem radial überstehenden Endabschnitt (53) des Walzenkörpers (52) gebildet ist und der Walzenkörper (52) um seine Längsmittelachse vorzugsweise drehbar im Futterkörper (19) gelagert ist.

   12. Futter nach einem der Ansprüche 8- 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsschlitz (58) am dem Aufnahmeschaft (18) abgewandten und die axiale Rastfläche (60) mit Rasttasche (61) am dem Aufnahmeschaft (18) zugewandten Ende der Drehhülse (57) angeordnet sind.

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   13. Futter nach einem der Ansprüche 7-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehhülse (57) die äußere ümfangsfläche (37) des Futterkörpers (19) unter Bildung eines Ringraumes (63) dazwischen übergreift, innerhalb dem als Kastfeder (62) eine zylindrische Schraubenfeder angeordnet ist, die mit einem axialen Ende an einer Schulter des Spannringes (36) und mit ihrem gegenüberliegenden Ende an einer Schulter der Drehhülse (57) abgestützt ist.

   14. Futter nach einem der Ansprüche 10 -13, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Rastfläche (60) der Drehhülse (57) aus der Ringschulter einer Ringausnehmung (64) am zum Aufnahmeschaft (18) weisenden Ende der Drehhülse (57) und die vertiefte Rasttasche (61) aus einer axial in Richtung zum Spannring (36) hin gerichteten, etwa dreieckartigeh Vertiefung (Fig. 4) in der Ringschulter (60) gebildet ist.

   15. Futter nach Anspruch 15, dadurch gekennz eichnet, daß die Wandflächen (65,66) der Vertiefung (61) miteinander einen Winkel von etwa bilden und gegenüber der umlaufenden Ringschulter (60) jeweils unter einem Winkel von etwa 45° schräg gestellt sind.

   16. Futter nach einem der Ansprüche 1 - 15, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Spannbacken (28 -

   ^V31) am dem Längsnocken (40 - 43) in Einsteckrichtung des Werkzeuges (11) vorgelagerten Teil einen ausgeprägten Längenabschnitt mit innerer, im Querschnitt kreissegmentförmiger, achsparalleler Stützfläche (67-70)

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   aufweist, die bei eingestecktem Werkzeug (11) mit Längsnuten (13,14 und 16,17) in dessen Schaft (15) letzteren auf seiner den Längsnuten axial vorgelagerten Zylinderfläche führt und in Radialrichtung abstützt, vorzugsweise bei einem eingesteckten Werkzeug (11) mit 10 mm Schaftdurchmesser.

   17. Futter nach einem der Ansprüche 1 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsnocken (40 - 43) jedes Spannbackens (28 - 31) in Axialrichtung etwa schwach trapezförmig und im Querschnitt ausgeprägt trapezförmig gestaltet ist mit vorzugsweise ebener, geradlinig achsparallel durchlaufender innerer Nockenfläche (44 - 47).

   18. Futter nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Trapezform jedes Längsnockens (40 - 43) im Querschnitt hinsichtlich ihrer Gestalt und Abmessungen an diejenige solcher vertieften Längsnuten (14,13) des Werkzeugschaftes (15) eines eingesteckten Werkzeuges (11) angepaßt ist, die zum Schaftende hin in Achsrichtung offen sind.

   19. Futter nach einem der Ansprüche 1 - 18, dadurch gekenn zeichnet, daß vier in Umfangsrichtung im Winkelabstand von etwa 90° voneinander gruppierte Spannbacken (28 - 31) mit jeweils gleichartigen Längsnocken (40 - 43) vorgesehen sind.

   20. Futter nach einem der Ansprüche 1 - 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbacken (28-31) auf ihrem in der jeweils zugeordneten Führung (24-27) des Futterkörpers (19)abgestützten Rücken und in entsprechender Weise die Führung (24 - 27), im Querschnitt

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   gesehen, jeweils eine etwa dem Bogenverlauf eines Kreisabschnittes, vorzugsweise von etwa 180° Umfangswinkel, folgende Rückenkontur aufweisen.

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