DE3125455C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Werkzeughalter für Geräte mit Bohr- und Schlagbohrbetrieb mit Werkzeug, wobei das Werkzeug mittels in axial geschlossene Ausnehmungen des Werkzeug­ schafts eingreifende Verriegelungselementen zwischen An­ schlägen im Werkzeughalter gehalten ist.

Beim Schlagbohren werden neben der reinen Drehbewegung axial wirkende Schläge auf den Werkzeugschaft übertragen. Damit die Schlagübertragung möglichst verlustfrei erfolgen kann, ist es üblich, daß der Werkzeugschaft im Werkzeughalter mit axialem Spiel gehaltert wird. Der Werkzeugschaft kann sich somit im Werkzeughalter begrenzt axial verschieben, so daß sein rück­ wärtiges Ende in direkten Kontakt mit dem vorderen Ende des Schlagdöppers kommt. Die Schläge werden somit vom Schlag­ döpper direkt auf das Werkzeug übertragen. Die Werkzeughalte­ rung selbst nimmt demnach an der Schlagübertragung praktisch nicht teil.

Viele Schlagbohrgeräte sind neben dem Schlagbohren auch für reinen Drehbohrbetrieb vorgesehen. Beim Bohrbetrieb wirkt sich jedoch axiales Spiel des Werkzeuges nachteilig aus. So kann das Bohrwerkzeug beispielsweise bei weichen Werkstoffen wie Holz teilweise aus der Werkzeughalterung herausgezogen werden. Somit ist ein genaues Führen des Bohrers nicht möglich. Insbesondere kann auch eine vorbestimmte Bohrtiefe kaum eingehalten werden.

Aus dem DE-GM 76 10 304 ist ein Werkzeughalter bekannt, bei welchem wahlweise zylinderförmige und zylinderförmige sowie kugelförmige Verriegelungselemente zuschaltbar sind, die nach Zuschalten in axial geschlossene Ausnehmungen des Werk­ zeugschaftes eingreifen. Das Zuschalten der kugelförmigen Verriegelungselemente nebst den zylinderförmigen Verriege­ lungselementen soll dazu dienen, das Werkzeug in eine Po­ sition zu verschieben, bei welcher der Döpper den Werkzeug­ schaft nicht mehr erreicht, so daß dem Werkzeug keine Schlagbewegung erteilt wird. Das radiale Zuschalten sowohl der zylinderförmigen als auch der kugelförmigen Verriege­ lungselemente bedarf eines gewissen axialen Spiels, so daß selbst nach Zuschaltung der kugelförmigen Verriegelungsele­ mente eine völlige axiale Unverschiebbarkeit des Werkzeuges nicht gegeben ist. Gerade eine solche axiale Unverschiebbar­ keit ist für den reinen Bohrbetrieb aber maßgebend.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, einen Werk­ zeughalter vorzuschlagen, der bei Schlagbohrbetrieb die er­ forderliche axiale Verschiebbarkeit des Werkzeuges zuläßt und bei reinem Bohrbetrieb das Werkzeug axial unverschiebbar festlegt.

Gemäß Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß ein An­ schlag axial verschieb- und festlegbar ist und in der ver­ schobenen Position des Anschlags (reiner Bohrbetrieb) das Werkzeug mittels der Verriegelungselemente zwischen dem An­ schlag und einem feststehenden Anschlag über die Schultern der axialen Ausnehmungen fest einspannbar ist.

Das Werkzeug weist somit beim Schlagbohren gegenüber dem Werkzeughalter das übliche axiale Spiel auf. Für das Dreh­ bohren ist das Werkzeug jedoch zwischen zwei Anschlägen axial einspannbar. Dabei ist der eine Anschlag mit dem Werkzeug­ halter feststehend verbunden. Dieser kann beispielsweise durch eine Schulter oder einen Vorsprung gebildet werden. Die Einspannung kommt durch das Verschieben und Feststellen des anderen Anschlages gegenüber dem Werkzeughalter zustande. Dadurch, daß wenigstens ein Verriegelungselement zwischen mindestens einem der Anschläge und dem Werkzeug axial ein­ spannbar ist, nehmen die Verriegelungselemente neben der Drehmomentübertragung auch an der axialen Einspannung des Werkzeuges teil. Somit sind für die axiale Einspannung des Werkzeuges werkzeugseitig keine zusätzlichen Mittel erfor­ derlich.

Zum Einspannen des Werkzeuges wird der andere Anschlag ge­ genüber dem Werkzeughalter axial verschoben und festgestellt. Um dies zu erleichtern, ist es zweckmäßig, daß der axial verschieb- und feststell­ bare Anschlag an einem Betätigungselement angeordnet ist. Das Betätigungselement kann beispielsweise unabhängig vom Be­ triebszustand des Schlagbohrgerätes betätigt werden. Um Fehlmanipulationen zu vermeiden, kann das Betätigungselement beispielsweise mit einem Umschaltmechanismus vom Schlagbohr- auf Bohrbetrieb gekoppelt werden. Dadurch wird einerseits verhindert, daß im Schlagbohrbetrieb mit axial eingespanntem Werkzeug gearbeitet wird und andererseits sichergestellt, daß im Drehbohrbetrieb das Werkzeug axial eingespannt ist.

Für eine kompakte Bauweise ist es vorteilhaft, wenn das Be­ tätigungselement als Schiebehülse ausgebildet ist. Durch die Ausbildung des Betätigungselementes als Schiebehülse wird vor allem eine Unwucht des Werkzeughalters vermieden. Außerdem kann die Betätigung einer Schiebehülse in jeder Drehstellung des Werkzeughalters erfolgen.

Weiterhin ist es möglich, sowohl zwischen dem mit dem Werk­ zeughalter verbundenen Anschlag und dem Werkzeugschaft, als auch zwischen dem Werkzeugschaft und dem anderen, axial ver­ schieb- und feststellbaren Anschlag Verriegelungselemente anzuordnen. Der Werkzeugschaft wird somit praktisch zwischen wenigstens zwei Verriegelungselementen axial eingespannt. Die Verriegelungselemente können dabei in der einen oder anderen Richtung gegen die Schultern der axial geschlossenen Aus­ nehmungen am Werkzeugschaft verspannt werden.

Für eine gleichmäßige Verteilung der auftretenden Kräfte, sowohl am Werkzeughalter als auch am Werkzeugschaft, ist es zweckmäßig, daß jeweils zwei Verriegelungselemente einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Durch eine solche Anordnung der Verriegelungselemente wird Unwucht des Werkzeughalters weitgehend vermieden. Außerdem kann ein einzusetzendes Werkzeug aus jeder Stellung nach einem Ver­ drehwinkel von weniger als 180° verriegelt werden.

Für eine weitere Vereinfachung der Handhabung des Werkzeug­ halters sind zweckmäßigerweise vier Verriegelungselemente vorgesehen. Bei vier Verriegelungselementen kann ein ein­ zusetzendes Werkzeug aus jeder Stellung innerhalb eines Winkels von kleiner als 90° verriegelt werden. Vier Ver­ riegelungselemente vermindern außerdem eine Abnützung sowohl am Werkzeugschaft als auch am Werkzeughalter.

Um beim Schlagbohren eine axiale Bewegung des Werkzeuges gegenüber dem Werkzeughalter zu ermöglichen, ist zwischen dem Werkzeugschaft und dem Werkzeughalter ein geringes radiales Spiel unumgänglich. Infolge Abnützung wird dieses Spiel im Laufe des Betriebes vergrößert. Bei einseitiger axialer Einspannung des Werkzeugschaftes kann sich daher das Werkzeug im Werkzeughalter schiefstellen. Die Folge davon ist, daß die Spitze des Werkzeuges nicht mehr rund läuft.

Um ein Schiefstellen des Werkzeuges im Werkzeughalter zu vermeiden, sind gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfin­ dung, jeweils zwei einander diametral gegenüberliegend ange­ ordnete Verriegelungselemente durch das Betätigungsorgan axial verschieb- und feststellbar. Die entstehenden Axial­ kräfte treten somit stets paarweise auf. Beispielsweise bei vier Verriegelungselementen können diese abwechslungsweise gegen die vorderen und rückwärtigen Schultern der Ausneh­ mungen am Werkzeugschaft gespannt werden. Die entstehenden Axialkräfte werden somit am Umfang verteilt und ein Schief­ stellen des Werkzeuges im Werkzeughalter wird vermieden.

Die Verriegelungselemente dienen somit einerseits zur Dreh­ momentübertragung vom Werkzeughalter auf das Werkzeug und andererseits zum axialen Festlegen des Werkzeuges im Werk­ zeughalter beim Bohrbetrieb. Infolge der großen Umfangs­ kräfte bei der Drehmomentübertragung entstehen relativ hohe Flächenpressungen an den Abstützflächen der Verriegelungs­ elemente. Um diese Flächenpressungen zu reduzieren, werden die Verriegelungselemente in an sich bekannter Weise als zylindrische Rollen ausgebildet. Falls jedoch mehr als ein Verriegelungselement vorgesehen wird, können die Funktionen Drehmomentübertragung und axiales Spannen den Verriegelungs­ elementen getrennt zugeordnet werden. Verriegelungselemente die nur dem axialen Einspannen des Werkzeuges dienen, müssen in diesem Fall nicht als Rollen ausgebildet sein, sondern es können beispielsweise Kugeln verwendet werden. Als Kugeln ausgebildete Verriegelungselemente sind wirtschaftlich und ermöglichen außerdem eine kompakte Bauweise des Werkzeug­ halters.

Die Erfindung soll nachstehend anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 Einen erfindungsgemäßen Werkzeughalter in der Stellung Schlagbohren, d. h. bei axial nicht fest­ gespanntem Werkzeug,

Fig. 2 einen Ausschnitt des in Fig. 1 dargestellten Werkzeughalters entlang der Linie II-II,

Fig. 3 den Werkzeughalter gemäß Fig. 1 in der Stel­ lung Drehbohren, d. h. bei axial festgespanntem Werkzeug,

Fig. 4 eine weitere Ausführung eines erfindungsge­ mäßen Werkzeughalters in der Stellung Schlag­ bohren,

Fig. 5 den Werkzeughalter gemäß Fig. 4 in der Stel­ lung Drehbohren,

Fig. 6 eine Abwicklung des in Fig. 5 dargestellten Werkzeugschaftes mit angedeuteten Verriegelungs­ elementen.

Ein insgesamt mit 1 bezeichneter Werkzeugschaft weist in seinem rückwärtigen Bereich axial geschlossene Ausnehmungen la auf. Ein maschinenseitiger, insgesamt mit 2 bezeichneter Schlagdöpper ist mit Nuten 2a versehen und weist einen im Durchmesser dem Werkzeugsschaft 1 entsprechenden Absatz 2b auf. Der Werkzeugschaft 1 und der Schlagdöpper 2 werden von einer insgesamt mit 3 bezeichneten Aufnahmehülse umgeben. Die Aufnahmehülse 3 ist mit Fenstern 3a, 3b, 3c versehen. In den Fenstern 3a sind Mitnahmeelemente 4 angeordnet, welche in die Nuten 2a des Schlagdöppers 2 ragen und somit die Verbindung zwischen dem Schlagdöpper 2 und der Aufnahmehülse 3 herstel­ len. In den Fenstern 3b, 3c sind Verriegelungselemente 5, 6 angeordnet, welche in die Ausnehmungen 1a des Werkzeugschaf­ tes 1 ragen. Die Ausnehmungen la sind etwas länger als die Verriegelungselemente 5, 6, so daß in dieser Stellung der Werkzeugschaft 1 gegenüber der Aufnahmehülse 3 axiales Spiel aufweist.

Auf die Aufnahmehülse 3 ist eine insgesamt mit 7 bezeichnete Schiebehülse aufgesteckt. Die Schiebehülse 7 weist einen nach innen ragenden Nocken 7a auf, der zusammen mit einer Kulisse 3d an der Aufnahmehülse 3 eine Arretierung der Schiebehülse 7 ermöglicht. Auf der Schiebehülse 7 ist eine axial verschieb­ bare Griffhülse 8 geführt. Beim Zurückschieben der Griffhülse 8 können die Verriegelungselemente 5, 6 radial aus den Aus­ nehmungen 1a des Werkzeugschaftes 1 ausrücken und das Werk­ zeug somit aus dem Werkzeughalter herausgenommen werden. Die Schiebehülse 7 weist ferner einen mit dem Verriegelungs­ element 6 zusammenwirkenden Anschlag 7b auf. Eine Deckscheibe 9 ist mit der Aufnahmehülse 3 verschraubt. Zwischen der Schiebehülse 7 und der Griffhülse 8 ist eine Druckfeder 10 angeordnet. Durch die Druckfeder 10 werden die Schiebehülse 7 und die Griffhülse 8 in die dargestellte Stellung geschoben und der Werkzeugschaft 1 somit im Werkzeughalter mit axialem Spiel verriegelt.

Der in Fig. 2 dargestellte Schnitt durch den Werkzeughalter gemäß Fig. 1 zeigt die Kulisse 3d an der Aufnahmehülse 3.

Diese weist einen in axialer Richtung verlaufenden Bereich 3e und einen in Umfangsrichtung verlaufenden Bereich 3f auf. In der dargestellten Stellung kann der Nocken 7a und somit die Schiebehülse 7 gegenüber der Aufnahmehülse 3 in axialer Richtung verschoben werden. Nach dem Verdrehen der Schiebe­ hülse 7 gegenüber der Aufnahmehülse 3 gelangt der Nocken 7a in den in Umfangsrichtung verlaufenden Bereich 3f der Kulisse 3d. Dadurch wird die Schiebehülse 7 gegenüber der Aufnahme­ hülse 3 in axialer Richtung festgelegt.

In Fig. 3 ist die Schiebehülse 7 gegenüber der Aufnahmehülse 3 in axialer Richtung gegen die Kraft der Druckfeder 10 ver­ schoben. Über den Anschlag 7b wurde dabei das Verriegelungs­ element 6 gegen die vordere Schulter der Ausnehmung 1a am Werkzeugschaft 1 und hierauf der Werkzeugschaft 1 aus der Aufnahmehülse 3 soweit herausgeschoben, bis das Verriegelungs­ element 5 einerseits an der rückwärtigen Schulter der Aus­ nehmung 1a und andererseits am Fenster 3b zur Anlage kommt. Das vordere Ende des Fensters 3b bildet somit einen mit dem Werkzeughalter verbundenen festen Anschlag 3g für das Ver­ riegelungselement 5. Der Werkzeugschaft 1 ist nun zwischen den beiden Verriegelungselementen 5, 6 in axialer Richtung eingespannt. Dabei wird das beim Schlagbohren vorhandene, axiale Spiel aufgehoben. Der Nocken 7a verhindert zusammen mit dem radialen Bereich 3f der Kulisse 3d das Zurückschieben der Schiebehülse 7 durch die Druckfeder 10. Der Werkzeug­ schaft 1 bleibt somit solange eingespannt, bis die Schiebe­ hülse 7 gegenüber der Aufnahmehülse 3 wieder zurückgedreht und durch die Druckfeder 10 in die in Fig. 1 dargestellte Stellung zurückgebracht wird. Wie aus der Figur ersichtlich, ist das Fenster 3c länger als das Fenster 3b der Aufnahme­ hülse 3, sodaß das Verriegelungselement 6 an der vorderen Schulter der Ausnehmung 1a und nicht am Fenster 3c aufläuft.

Der in den Fig. 4 bis 6 dargestellte Werkzeughalter ent­ spricht im wesentlichen der in den Fig. 1 bis 3 darge­ stellten Ausführung. Entsprechende Teile sind daher auch mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Unterschied besteht im wesentlichen darin, daß der Werkzeugschaft 11 vier Ausnehmungen 11a aufweist und daß entsprechend insgesamt vier Verriegelungselemente 5, 6 vorgesehen sind. Entsprechend weist auch die Aufnahmehülse 13 insgesamt 4 Fenster für die Verriegelungselement 5, 6 auf. Dabei sind die den Verriegelungselementen 6 zugeordneten Fenster 13c wiederum länger als die den Verriegelungselementen 5 zugeordneten Fenster. Die Schiebehülse 17 ist mit zwei einander diametral gegenüberliegenden Anschlägen 17b versehen. Die Anschläge 17b wirken jeweils auf zwei einander diametral gegenüberliegend angeordnete Verriegelungselemente 6. Bei der in Fig. 4 dargestellten Stellung Schlagbohren weist der Werkzeugschaft 11 gegenüber der Aufnahmehülse 13 axiales Spiel auf. Angrenzend an den Werkzeughalter ist ein Teil des Gehäuses 14 des Bohrgerätes samt einer Feder 15 ersichtlich.

In Fig. 5 ist das Bohrgerät auf Drehbohrbetrieb umgeschaltet. Dies erfolgt in bekannter, nicht näher beschriebener Weise durch Verschieben eines Teils des Gehäuses 14 gegenüber dem Schlagdöpper 2 durch die Feder 15. Dabei läuft zuerst die Schiebehülse 17 auf dem Gehäuse 14 auf und wird gegenüber der Aufnahmehülse 13 in axialer Richtung verschoben. Die Anschläge 17b verschieben dabei die Verriegelungselemente 6 gegenüber den Verriegelungselementen 5. Der Werkzeugschaft 11 wird somit in analoger Weise zur Fig. 3 in axialer Richtung zwischen den Verriegelungselementen 5 und 6 eingespannt. Da die Verriegelungselemente 5 und 6 jedoch stets paarweise vorhanden sind, kann kein Schiefstellen des Werkzeugschaftes 11 in der Aufnahmehülse 13 erfolgen.

Wie die in Fig. 6 dargestellte Abwicklung des axial einge­ spannten Werkzeugschaftes 11 zeigt, befinden sich die Ver­ riegelungselemente 5, 6 abwechslungsweise am vorderen und am rückwärtigen Ende der Ausnehmungen 11a. Der Werkzeugschaft 11 ist somit zwischen den Verriegelungselementen 5, 6 in axialer Richtung eingespannt. Durch das symetrische Angreifen der axialen Kräfte am Werkzeugschaft 11 werden Kippmomente vermieden.

Claims (6)

1. Werkzeughalter für Geräte mit Bohr- und Schlagbohrbe­ trieb mit Werkzeug, wobei das Werkzeug mittels in axial geschlossene Ausnehmungen des Werkzeugschafts eingrei­ fende Verriegelungselementen zwischen Anschlägen im Werkzeughalter gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlag (7b) axial verschieb- und festlegbar ist und in der verschobenen Position des Anschlags (7b) (reiner Bohrbetrieb) das Werkzeug mittels der Verrie­ gelungselemente (5, 6) zwischen dem Anschlag (7b) und einem feststehenden Anschlag (3g) über die Schultern der axialen Ausnehmungen (1a) fest einspannbar ist.

2. Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der axial verschieb- und feststellbare Anschlag (7b) an einem Betätigungselement angeordnet ist.

3. Werkzeughalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement als Schiebehülse (7) aus­ gebildet ist.

4. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Verriege­ lungselemente (5, 6) einander diametral gegenüberlie­ gend angeordnet sind.

5. Werkzeughalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß insgesamt vier Verriegelungselemente (5, 6) vor­ gesehen sind.

6. Werkzeughalter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jeweils zwei einander gegenüberliegend angeordnete Verriegelungselemente (6) durch den axial verschieb- und festlegbaren Anschlag (17b) einspannbar sind.