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Anschlußvorrichtung zum Anschluß eines Werkzeugs
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an ei ne rotierend antrei bbare Spindel Die Erfindung betrifft eine
Anschlußvorrichtung zum Anschluß eines Werkzeugs an eine rotierend antreibbare Spindel,
bestehend aus einer mit der Spindel verbundenen Werkzeugaufnahme und einem mit dem
Werkzeug verbundenen Anschlußstück, wobei Werkzeugaufnahme und Anschlußstück mittels
Anschlußgewinde miteinander verbindbar sind, Anschlußvorrichtungen dieses Aufbaus
werden beispielsweise verwendet, um Bohrer od. dgl an die Spindel einer Hand- oder
Ständerbohrmaschine anzuschließen. Insbesondere bezieht die Erfindung sich dabei
auf Kronenbohrer, wie sie im Bauwesen eingesetzt werden, um Durchbrüche usw. in
Bauten herzustellen. Derartige Kronenbohrer bestehen in der Regel im wesentlichen
aus einer an das Anschlußstück angeschlossenen rohrförmigen Bohrkrone, die an ihrem
dem Anschlußstück abgewandten freien Ende einen mit Diamantkorn besetzten Schneidring
trägt.
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Bei den (aus der Praxis) bekannten Anschlußvorrichtungen der beschriebenen
Gattung ist das Anschlußstück mit einem Außengewinde versehen, während die an die
Spindel angeschlossene Werkzeugaufnahme ein Innengewinde aufweist. Der Drehsinn
des Anschlußgewindes ist dabei selbstverständlich so gewählt, daß es unter der Wirkung
der Antriebskraft nicht gelöst wird. Bei den bekannten Anschlußvorrichtungen wird
das Anschlußstück in die Werkzeugaufnahme eingeschraubt, bis beide an entsprechend
zugeordneten ebenen Anschlagflächen aneinander anliegen, durch die das Werkzeug
gegenüber der Spindel in axialer Richtung festgelegt ist.
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Eine radiale Zentrierung erfolgt dabei allein durch das Anschlußgewinde.
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Diese bekannten Anschlußvorrichtungen weisen den Nachteil auf, daß
eine genaue Werkzeugzentrierung, die auch über längere Dauer hinweg den Anforderungen
genügt, im praktischen Betrieb nicht gewährl ei stet ist. Entsprechend den wechselnden
Arbeitsaufgaben müssen die Werkzeuge häufig gewechselt werden, wobei in der Praxis,
insbesondere im Bauwesen, die jeweils nicht gebrauchten Werkzeuge unvermeidlich
einer verhältnismäßig rauhen Behandl ung unterworfen werden. Infolgedessen erfahren
das frei liegende Außengewinde und die Anschlagfläche der Werkzeug-Anschlußstücke
alsbald Beschädigungen, die die Zentri ergenaui gkei t erheblich beeinträchtigen,
Diese Gefahr besteht in wesemtlich geringerem Maße für die Werkzeugaufnahme der
Arbeitsmaschine, die üblicherweise pfleglicher behandelt wird und schon aufgrund
ihrer Bauart, beispielsweise als Ständermaschine, erheblich weniger exponiert ist.
Der Umstand, daß bei den bekannten Anschlußvorrichtungen die radiale Zentrierung
durch das Anschlußgewinde selbst erfolgt, hat zur Folge, daß dieses mit beträchtlicher
Genauigkeit und dem entsprechend
kostenaufwendig ausgeführt werden
muß, wenn überhaupt eine befriedigende Zentrierung erreicht werden soll. Es kommt
hinzu, daß die Zentriergenauigkeit zusätzlich durch Fremdteilchen beeinträchtigt
wird, die sich im praktischen Einsatz unvermeidlich in die Gänge des Anschlußgewindes
setzen. Die Entfernung dieser Fremdteilchen aus dem Innengewinde der mit der stationären,
jedenfalls aber schweren und umständlich zu handhabenden Antriebsmaschine verbundenen
Werkzeugaufnahme ist schwierig und läßt sich in der Praxis kaum mit der erforderlichen
Sorgfalt ausführen.
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Bei Anschlußvorrichtungen anderer Gattung, nämlich für Drehbänke,
ist es bekannt, das Drehbankfutter mit einem Innengewinde zu versehen und auf ein
Außengewinde der Drehbankspindel aufzuschrauben.
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Auch dabei erfolgt die radiale Zentrierung durch das Anschlußgewinde
selbst in Verbindung mit den ebenen Anschlagflächen von Futter und Spindel. Schäden
am Anschlußgewinde, etwa in Form von Schlagstellen oder Druckmarkierungen, führen
dabei in gleicher Weise zu Dezentrierung. Im übrigen haben diese bekannten Maßnahmen
auf die vorstehend erläuterten Probleme bei gattungsgemäßen Anschlußvorrichtungen
schon deswegen keinen Einfluß genommen, weil die Fertigungsgenauigkeit, die Voraussetzung
für die Zentriergenauigkeit von Drehbankfuttern ist, bei gattungsgemäßen Anschlußvorrichtungen
aus Kostengründen nicht in Betracht kommt. Werkzeuge wie im Bauwesen eingesetzte
Bohrkronen unterliegen erheblichem Verschleiß und müssen in großen Stückzahlen mit
erträglichen Kosten hergestellt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anschlußvorrichtung
der eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, die sich mit geringem Aufwand herstellen
läßt und auch unter rauhen Einsatzbedingungen
eine einwandfreie
Zentrierung des Werkzeugs gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Werkzeugaufnahme
ein Außengewinde und das Anschlußstück ein Innengewinde aufweisen und daß Werkzeugaufnahme
und Anschlußstück einander geordnete U mfangszentri erfl ächen aufweisen, wobei
die U mfangszentri erfl ächen der Werkzeugaufnahme Außenflächen und die Umfangszentrierflächen
des Anschlußstücks Innenflächen sind. Damit erreicht die Erfindung zunächst, daß
alle für die Zentrierung wesentlichen Bereiche (Gewinde, Umfangszentrierflächen,
ggfs. Anschlagflächen) Innenflächen und damit der Beschädigung praktisch vollständig
entzogen sind. Die Gefahr, daß die an die Werkzeugaufnahme verlegten Außenflächen
beschädigt werden, ist, wie die Erfahrung zeigt, gering und kann ohne weiteres hingenommen
werden. Dagegen ist die Entfernung von Fremdteilchen von den freiliegenden Außenflächen
der Werkzeugaufnahme selbst bei einer stationären Maschine ohne weiteres möglich,
und die Werkzeuge, Bohrer od. dgl., lassen sich hinreichend leicht handhaben, so
daß die Innenflächen am Anschlußstück in einfacher Weise gesäubert werden können.
Damit ist gewährleistet, daß eine einmal erreichte Zentrierung im Einsatz erhalten
bleibt.
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Für die erfindungsgemäße Lösung ist ferner wesentlich, daß das Anschlußgewinde
keine Zentriefunktion mehr hat, vielmehr wird die radiale Zentrierung des Werkzeugs
gegenüber der Spindel durch die U mfangszentri erfl ächen gewährleistet. Die Umfangszentri
erfl ächen können grundsätzlich konisch ausgeführt sein, sind aber vorzugsweise
zylindrisch, so daß das Anschlußstück also mindestens einen Hohlzylinder aufweist,
während die Werkzeugaufnahme mit einem daran unter entsprechender Tolerierung angepaßten
Außenzy-I i nder aufweist.
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Das Anschlußgewinde dient erfindungsgemäß lediglich der Verbindung
zwischen Anschlußstück und Werkzeugaufnahme und wird vorzugsweise so ausgelegt,
daß es die durch die Umfangszentrierflächen gegebene Zentrierung möglichst wenig
beeinflußt. Es empfiehlt sich dazu, das Anschlußgewinde als Trapez- oder als Rechteckgewinde
auszuführen und mit Spiel zu tolerieren. Damit ein Werkzeugwechsel einfach und schnell
vorgenommen werden kann, empfiehlt sich eine mehrgängige Ausführung des Anschlußgewindes
mit entsprechend größerer Anzahl von Gewindegängen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei in axialem Abstand
angeordnete Umfangszentrierflächen vorgesehen, wobei das Anschlußgewinde zwischen
den U mfangszentri erfl ächen angeordnet ist. Das führt zu hoher Winkel genauigkeit
zwischen Werkzeug und Spindel, wobei besonders günstige Verhältnisse für die Aufnahme
von seitlichen Auslenkungskräften resultieren.
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Es empfiehlt sich, bei einer erfindungsgemäßen Anschlußvorrichtung,
wie bei gattungsgemäßen Anschlußvorrichtungen bekannt, an Werkzeugaufnahme und Anschlußstück
je mindestens eine axiale Anschlagfläche vorzusehen, die im zusammengeschraubten
Zustand aneinander anliegen und eine definierte axiale Position des Werkzeugs sicherstellen.
Dabei sieht die Erfindung vor, daß an die Vorderseite der vorderen Umfangszentrierflächen
je eine axiale Anschlagfläche angeschlossen ist. Unter der Vorderseite ist dabei
jeweils die der Spindel bzw. dem Spindelantrieb abgewandte Seite von Umfangszentrierflächen,
Gewinde usw zu verstehen. Somit liegt die freie Stirnseite der Werkzeugaufnahme
im zusammengeschraubten Zustand an der innersten Planfläche des Anschlußstücks an.
Unter Umständen, ggfs. auch zusätzlich, kannessichempfehlen, an die Rückseite des
Anschlußgewindes an Anschlußstück
und Werkzeugaufnahme je eine axiale
Anschlagfläche anzuschliessen. In jedem Fall sind die axialen Anschlagflächen als
-ggfs.
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ringförmige- Pl anfl ächen ausgeführt.
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Eine besonders vorteilhafte, durch die Erfindung ermöglichte Ausgestaltung
besteht darin, das Anschlußstück mit einem axialen Durchlaß zu versehen. Ein Kronenbohrer
trägt stets nur in einem ringförmigen Bereich Material ab, so daß im Inneren des
Bohrers ein Bohrkern stehen bleibt, der anschließend entfernt werden muß.
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Dabei kommt es vor, daß der Bohrkern durch den erwähnten Schneidring
festgehalten wird und sich nur schwer herausnehmen läßt. Mit dem erfindungsgemäß
vorgesehenen Durchlaß im Anschlußstück wird die Möglichkeit geschaffen, den Bohrkern
in einfacher Weise bei abgenommenem Kronenbohrer nach hinten zu entfernen.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Anschlußvorrichtung
für einen Kronenbohrer in auseinandergenommenem Zustand, teilweise geschnitten.
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Die Figur zeigt einerseits das Abtriebsende einer rotierend antreibbaren
Spindel 1 mit daran angeschlossener Werkzeugaufnahme 2 sowie andererseits einen
mit einem Anschlußstück 3 versehenen Kronenbohrer 4. Der Kronenbohrer 4 besteht
im wesentlichen aus einer an das Anschlußstück 3 hart angel öteten rohrförmigen
Bohrkrone 5, die an ihrem vorderen Ende einen diamantbesetzten Schneidring 6 aufweist.
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Werkzeugaufnahme 2 und Anschlußstück 3 bilden zusammen eine Anschlußvorrichtung
zum Anschluß des Kronenbohrers 4 an die Spindel 1.
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Der Anschluß erfolgt im wesentlichen mit einem Anschlußgewinde, das
aus einem an der Werkzeugaufnahme 2 vorgesehenen Außengewinde 7 und einem an Anschlußstück
3 vorgesehenen Innengewinde 8 besteht. Das Anschlußgewinde 7, 8 ist als dreigängiges
Trapezgewinde ausgeführt und weist ein beträchtliches radiales Spiel von ca. 10
% der Gangtiefe auf.
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Zur Zentrierung des Kronenbohrers 4 gegenüber der Spindel 1 sind an
Anschlußstück 3 und Werkzeugaufnahme 2 je zwei zylindrische U mfangszentri erfl
ächen vorgesehen, nämlich jeweils paarweise unter entsprechender Tolerierung aneinander
angepaßt an der Werkzeugaufnahme 2 ein vorderer Außenzylinder 9 und am Anschlußstück
3 ein vorderer Innenzylinder 10 sowie an der Werkzeugaufnahme 2 ein hinterer Außenzylinder
11 und am Anschlußstück 3 ein hinterer Innenzylinder 12. Die Tolerierung der vorderen
bzw. hinteren Umfangszentrierflächen ist entsprechend der angestrebten Zentriergenauigkeit
festgelegt. Das Anschlußgewinde 7, 8 ist jeweils axial zwischen den Umfangszentrierflächen
9, 11 bzw. 10, 12 angeordnet und am Anschlußstück 3 außerdem durch einen Einstich
13, dessen axiale Breite ungefähr der Breite des vorderen Innenzylinders 10 entspricht,
von diesem abgesetzt.
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Die gegenseitige axiale Lage von Werkzeugaufnahme 2 und Anschlußstück
3 im verbundenen Zustand ist dadurch festgelegt, daß das Anschlußgewinde 7, 8 bis
zur gegenseitigen Anlage zwischen dafür vorgesehenen axialen Anschlagflächen zusammengeschraubt
wird. Die einander zugeordneten axialen Anschlagsflächen, gebildet durch ringförm
ige Planflächen, sind an der Werkzeugaufnahme 2 die (mittig freigedrehte) freie
Stirnseite 14 und am Anschlußstück 3 die Ringfläche 15, die beide jeweils an die
Vorderseite der vorderen Umfangszentrierfläche
9 bzw. 10 anschließen
In der Figur ist ferner dargestellt, wie auch an die Rückseite des Anschlußgewindes
7, 8 jeweils eine axiale Anschlagfläche, nämlich an der Rückseite des Außengewindes
7 die Ringfläche 16 und an der Rückseite des Innengewindes 8 die Ringfläche 17,
vorgesehen werden können.
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Zur Betätigung des Anschlußgewindes 7, 8 ist die Werkzeugaufnahme
mit Schlüsselflächen 18 versehen, während das Anschlußstück einen Achtkant 19 aufweist.
Im übrigen bestehen Werkzeugaufnahme 2 und Anschlußstück 3 aus unterschiedlichen
Materialien, um ein Festfressen zu vermeiden, nämlich die Werkzeugaufnahme 2 aus
Chromstahl, das Anschlußstück 3 aus einer Kupferlegierung.
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Das Anschlußstück 3 ist mit einem Durchlaß 20 versehen, der zunächst
eine Gewichtsersparnis mit sich bringt und außerdem bei kleineren Durchmessern die
Möglichkeit bietet, den sich im Inneren der Bohrkrone 5 bildenden (nicht dargestellten)
Bohrkern in einfacher Weise und ohne Behinderung durch den Schneidring 6 nach hinten
zu entnehmen. Diese Möglichkeit besteht bei dem in der Figur dargestellten verhältnismäßig
großen Bohrdurchmesser nicht.