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Zahnkranz-Bohrfutter
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Zahnkranz-Bohrfutter für einen
Bohrhammer oder dergleichen, bestehend aus mehreren Backen, die innerhalb eines
drehbaren Zahnkranzes angeordnet und über Verzahnungen an ihrer Außenfläche und
an der Innenfläche des Zahnkranzes in bezug auf einen die Backen führenden Körper
axial verstellbar sind, sowie aus einer Hülse, die den Zahnkranz und einen Teil
des Körpers umschließt.
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Die bekannten derartigen Zahnkranz-Bohrfutter dienen dazu, auf einfache
Weise ein Werkzeug beliebigen Durchmessers mit einer Bohrmaschine zu verbinden,
indem durch Drehung des Zahnkranzes die Backen zunächst: zur Aufnahme des Werkzeuges
ausreichend geöffnet und anr;chließend zur Festspannung des Werkzeuges gegen dieses
angepreßt werden. Das Bohrfutter ist über ein Innengewinde des Körpers mit der Bohrspindel
der Bohrmaschine verbunden.
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Zwar ist das bekannte Zahnkranz-Bohrfutter nicht nur für drehend arbeitende
Bohrmaschinen geeignet, sondern
es soll auch für einen drehend schlagenden
Bohrhammer verwendbar sein. Bei Einsatz eines Bohrhammers mit höherer Schlagfrequenz
zum Steinbohren kann das Zahnkranz-Bohrfutter jedoch nicht verwendet werden, weil
durch die heftigen Schläge des Bohrhammers die auf den Zahnkranz aufgepreßte Hülse
des Bohrfutters nach hinten wegrutscht, so daß der Zahnkranz freikommt, zerspringt
und auseinanderfälit. Letzteres ist darauf zurückzuführen, daß der Zahnkranz nicht
einstückig gefertigt ist, sondern zur Ermöglichung seines Einbaus in das Bohrfutter
aus mehreren Segmenten besteht, die miteinander verklebt sind. Bei verhältnismäßig
geringer Schlaqfrequenz bleibt die Hülse auf dem Zahnkranz und verhindei-t sein
Auseinandersprinien. Z.B. zum Steinbohren muß abo mit höherer Schlagfr<quenz
gearbeitet werden und dies geschieht bisher, indem das Zahnkranz-Bohrfutter durch
einen Aufnahmeschaft für ein Steinbohrwerkzeug ersetzt wird. Die Aufnahmeschäfte
weisen an einem Ende Mehrkantprofilierungen zum Anschluß an die Aufnahme des Bohrhammers
auf und ihr anderes Ende ist mit einer Buchse mit Innengewinde versehen. In die
Buchse wird ein Gewinde des Steinbohrwerkzeuges eingeschraubt. Derartige Steinbohrer
sind auf<jrund ihrer durch das Gewinde boclinqten Spezialanfertigung sehr teuer
und die Anschaffung von Steinbohrern verschfedener Größe sowie der zugehörigen Aufnahmeschtifte
ist kostspielig.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Verwendung eines
mit höherer Schlagfrequenz arbeitenden Bohrhammers mit einem billigeren Steinbohrwerkzeug
mit gewindelosem Einsteckende zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird mit einem Zahnkranzbohrfutter der eingangs erwähnten
Art gelöst, das dcndurcl <lekennyt- -ich-
net ist, daß die mit
dem Zahnkranz drehfest verbundene Hülse durch einen Anschlag gegen axiale Verschiebung
gesichert ist und daß an dem Körper ein Schaft mit Einsteckende zum Anschluß an
die Aufnahme des Bohrhammers befestigt.
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ist.
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Durch den Anschlag für die Hülse wird zuverlässig verhindert, daß
sie unter dem Einfluß starker Bohrhammerschläge axial von dem Zahnkranz abrutschen
und dieser zerspringen kann. Die Hülse und der Zahnkranz bilden eine Einheit, die
um den Körper drehbar i;t, so daß die Backen zur Aufnahme oder Herausnahme von Steinbohrern
unterschiedlichster Größe mit oder ohne Bohrfutterschlüssel geöffnet oder zugespannt
werden können.
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Der an dem Körper des Zahnkranz-Bohrfutters befestigte Schaft wird
mit seinem Einsteckende in die Aufnahme des Bohrhammers eingesetzt. Das Einsteckende
kann als Mehrkant- oder Vielkeilprofil gestaltet sein, so daß sich eine drehfeste
Verbindung zwischen Bohrhammer und Zahnkranz-Bohrfutter ergibt. Anstatt des bisher
zur Verwendung des Bohrhammers mit Steinbohrwerkzeuen erforderliegen Aufwandes der
Anschaffung teurer Sleinbohrer und zugehöriger #Aufnahmeschäfte genügt ein erf;indungsgemäßes
robustes Zahnkranz-I3ohrfutter, das mit jeglem beliebigen Steinbohrer mit Einsteckende
zum Steinbohren mit hoher Schlagfrequenz benutzbar ist und hohen Sicherheitsanforderungen
genügt.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die
Hülse mit dem Zahnkranz verlötet, insbesondere hartgelötet und der Schaft mit dem
Körper verschweißt ist. Als Anschlag für die Hülse dient eine an
dem
Schaft befestigte ringförmige Flanschplatte, deren Außendurchmesser dem Außendurchmesser
der Hülse angepaßt ist und die mit geringem Abstand vor dem stirnseitigen Rand der
Hülse angeordnet ist.
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Alternativ greift die Hülse mittels eines abgebogenen Randes in eine
Nut des Zahnkranzes im Preßsitz ein, und der Schaft ist mit dem Körper verschraubt.
Dabei dient der äußere Rand eines auf den Körper aufgeschraubten hutförmigen Paßringes
als Anschlag für die Hülse. Ferner kann der Zahnkranz zusätzlich zu der Nut einen
Gewindeansatz aufweisen, der zweckmäßig etwas konisch verläuft und in ein Innengewinde
der Hülse verdrehgesichert eingreift.
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Die Herstellung des Zahnkranz-Bohrfutters wird durch die Verschraubung
seiner Teile vereinfacht und verbilligt, wobei die sichere Halterung der Hülse auf
dem Zahnkranz gewährleistet ist. Auch bei dem zusammengeschraubten Zahnkranz-Bohrfutter
sind Hülse und Zahnkranz wie üblich zur Verstellung der Backen drehbar.
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Der Rand der Flanschplatte bzw. des Paßringes wirkt als Anschlag für
die Hülse, so daß die feste Verbindung zwischen-Zahnkranz und Hülse nicht gefährdet
und eine Stabilisierung vom Steinbohrer bis zum Einsteckende des Schaftes erreicht
wird, die die direkte Kraftiibert:racJuntl vom Bo':-vhammer allf das Bohrwerkzeug
und dami.t diQ Schlabollrleistung günstig beeinflußt.Zwischen dem Rand der Hülse
und dem Rand der Flanschplatte bzw. des Paßringes verbleibt ein kleiner Abstand,
der die Drehung von Hülse und Zahnkranz gestattet, so daß die Backen des Bohrfutters
wie üblich verstellt werden können.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Schaft
eine ringförmige Flanschkappe befestigt, die den hutförmigen Paßring übergreift,
der mit einem Innengewinde in der Wand einer Einsenkung auf ein Außengewinde am
Ende des Körpers aufgeschraubt und mit seinem Rand dem lltilsenrand vorgelagert
ist. Die Zentralöffnunq des Paßringes weist ein Gewinde zur Aufnahme eines Gewindes
am Schaftende auf, das in das Innengewinde einer zentralen Sackbohrung des Körpers
eingeschraubt ist.
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Zur Erzielung einer zuverlässigen Sicherung der miteinander verschraubten
Teile ist vorgesehen, daß der Paßring mittels axialer Gewindebolzen gegen Verdrehung
auf dem Körper gesichert ist, und daß die Enden der Gewindebolzen bündig mit der
Außenfläche des Paßringes verlaufen oder in dem Paßring versenkt sind. Es genügen
drei Gewindebolzen, die mit gleichen gegenseitigen Abständen um die Zentralöffnung
des Paßringes angeordnet sind und in den Körper eingreifen.
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Als Drehsicherung kann anstatt der Gewindebolzen ein auf dem Umfang
des Körpers am inneren Ende seines Außengewindes angeordneter Ringbund dienen, der
im Preßsitz in eine Aussparung des Paßringes eingreift.
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Zur Sicherung gegen seitliche Verschiebunten der Hülse, des Paßringes
und des Schaftes relativ zueinander ist vorgesehen, daß der stirnseitige Rand der
Flanschkappe gegen eine Schulter des Paßringes anliegt, und daß der Paßring mit
einem axialen Ringansatz, dessen Außendurchmesser kleiner als derjenige des äußeren
Randes des Paßringes ist, in die Hülse hineinraqt. Der Rand der Hülse kann ebenfalls
abgestuft profiliert oder glatt zylindrisch belassen sein. Wichtig ist lediglich,
daß
ein Teil des Randes des Paßringes der Hülse mit etwas Abstand
vorgelagert ist und ein anderer Teil in die Hülse hineinra<jt. Die Drehbarkeit
der Hülse in bezug auf den Paßring darf nicht beeinträchtigt werden, damit die Backen
verstellt werden können. Der Rand des Paßringes kann in den Rand der Hülse so eingelassen
werden, daß die Schulter des Paßringes mit dem stirnseitigen Rand der Hülse etwa
bündig abschließt. Der Hohlraum der Flanschkapipe wird von dem Mittelteil des hutförmigen
Paßringes vollstänazig ausgefüllt, und es ergibt sich eine kompakte, gedrungene
Bauform des Zahnkranz-Bohrfutters, das außerdem staubdicht ist.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 eine Ausführungsform eines zusammengebauten Zahnkranz-Bohrfutters
in Draufsicht, Fig. 2 eine Alternative der Verbindung der ringförmigen Flanschplatte
mit einem Schaft, Fig. 3 eine andere Ausführungsform des Zahnkran#-Bohrfutters im
Längsschnitt und in auseinandergezogener Darstellung, Fig. 4 eine weitere Ausführungsform
cles Zahnkranz Bohrfutters im Längsschnitt und in auseinandergezogener Darstellung,
Fig. 5 das Zahnkranz-Bohrfutter nach Figur 4 in zusammengebautem Zustand, Fig. 6
einen Schnitt längs der Linie VI-VI in Figur 5,
Fig. 7 im Längsschnitt
und in auseinandergezogener Darstellung ein Zahnkranz-Bohrfutter mit einer anderen
Verdrehsicherung der zusammengeschraubten Teile, Fig. 8 im Längsschnitt eine Hülse
mit Staubaustragöffnung.
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Ein Zahnkranz-Bohrfutter 1 für einen mit hoher Schlagfre-<Iuenz
arl)eitcßnden Bohrhammer weist einen Schaft 2 auf, dessen Mehrkant-Einsteckende
3 mit der Aufnahme eines Bohrhammers verbindbar ist und dessen anderes Ende 4 mit
einem Körper 5 verschweißt ist. Das Ende 4 des Schaftes 2 ist als Konus gestaltet,
der in eine entsprechende Konusöffnung des Körpers 5 eingesetzt ist. Die Verschweißung
erfolgt, bevor eine ringförmige Flanschplatte 15 auf den Schaft 2 aufgesteckt und
bei 6 mit diesem verschweißt wird. In dem Körper 5 sind Backen 7 axial verstellbar
angeordnet. Ihre Axialverstellung erfolgt mit !hilfe von Verzahnungen auf ihrer
Außenfläche und auf der Innenfläche eines Zahnkranzes 8, wobei ein Schlüssel verwendet
werden kann, der in Schlüss<'lbohrungen 9 des Körpers 5 eingesteckt wird und
über ein Kegelzahnrad und eine Außenverzahnung 10 des Zahnkranzes 8 diesen in beliebiger
Richtung dreht. Der Zahnkranz 8 ist durch Hartlötung 11 auf seinem ganzen Umfang
mit dem Rand einer Hülse 12 verbunden, die den Körper 5 über einen Teil seiner Länge
umgibt. Zwischen dem stirnseitigen Rand der Hülse 12 und der Unterfläche der Flanschplatte~15
ist ein geringer Abstand 13 vorhanden.
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Bei Drehung des Zahnkranzes 8 zur VerstelLung der Backen 7 dreht sich
die Hülse 12 mit. Sie kann sich jedoch nicht axial von dem Zahnkranz 8 trennen,
so daß unter dem Einfluß starker Schläge des Bohrhantmers der Zahnkranz 8
immer
von der Hülse 12 bandagenartig zusammengehalten wird und nicht die Gefahr besteht,
daß er in seine zusammengeklebten Einzelsegmente zerspringt. Als zusätzliche Sicherung
gegen ein Verschieben der Hülse 12 dient die Flanschplate 15, deren Außendurchmesser
im wesentlichen dem Außendurchmesser der Hülse 12 entspricht und die durch im Querschnitt
keilförmiges Profil stabil ist.
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Gemäß Figur 2 ist die ringförmige Flanschplatte 15a nicht mit dem
;chaft -2a verschweißt, sondt#i#n i e i ist im Preßsitz passend auf einen Teil 2b
des Schaftes 2a aufgesteckt und liegt mit einer inneren Umfangszone gegen einen
Ringbund 2c des Schaftes 2a an.
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Bei dem Beispiel der Figur 3 ist auf dem Außenumfang eines Zahnkranzes
21 eine Nut 201 ausgebildet, in die der abgebogene Rand einer Hülse 20 im Preßsitz
eingreift, so daß Zahnkranz 21 und Hülse 20 drehfest miteinander verbunden sind.
Die Hülse 20 und der Zahnkranz 21 umschliessen einen Körper 22, der Backen 23 enthält:
Rand in eine über den stirnseitigen Rand d< I!ü. 1 ;<~ 2() Stück vorstehenden
Teil 22a endet. Der Teil 22a des Körpers 22 hat einen kleineren Durchmesser als
die Hülse 20 und ist mit einem Außengewinde 24 sowie mit einem Innengewinde 25 in
einer Sackbohrung 26 versehen. Auf das Außengewinde 24 des Körperteiles 22a ist
ein Innengewinde 27 in der Wand einer zentralen Einsenkung eines hutförmigen Paßringes
28 aufschraubbar, der außerdem eine Zentralöffnung 29 mit Innengewinde 30 aufweist.
Wenn der Paßring 28 auf den Körperteil 22a aufgeschraubt ist, greift ein axialer
Ringansatz 31, dessen Durchmesser kleiner ist als derjenige des Randes 32 des Paßringes
28, in die Hülse 20 ein, während der äußere Rand 32 dem #and der Hülse 20 mit geringem
Abstand vorgelagert ist und mit ihrem Außenumfang bündig abschließt. in die Zentral-
öffnung
29 des Paßringes wird ein Gewindeende 33 eines Schaftes 34 eingeschraubt. Der Schaft
trägt eine ringförmige Flanschkappe 35, die auf den Schaft 34 aufgepreßt ist und
deren innere Umfangs zone gegen einen Ringbund 34a des Schaftes 34 anliegt. Eine
zylindrische Wand 36 der Flanschkappe 35 übergreift den mittleren Teil 37 des Paßringes
28, so daß dieser mittlere Teil 37 von der Flanschkappe 35 aufgenommen wird und
ihren Hohlraum passend ausfüllt. In zusammengebautem Zustand liegt der sLirns#iLiqe
Rand 38-der Flanschkappenwancl 36 gegen eine Schulter 39 des Paßringes 28 an. Die
Schulter 39 befindet sich am Rand 32 des Paßringes 28 und ist zu dem Ringansatz
31 entgegengesetzt gerichtet. Das verschraubte Zahnkranz-Bohrfutter läßt sich einfach
herstellen; es ist robust, kompakt und staubdicht.
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Figuren 4 - 6 zeigen ebenfalls ein verschraubtes Zahnkranz-Bohrfutter,
das sich im wesentlichen durch die Ausbildung des Paßrinaes und des Randes der Hülse
von dem Beispiel nach Figur 3 unterscheidet. Eine Hülse 40 greift mit ihrem nach
innen abgebogenen Rand in eine Umfangsnut 401 des Zahnkranzes 41 im Preßsitz ein
und beide Teile umschließen einen Körper 42, in dem Backen 43 axial verschiebbar
sind. An ihrem dem Schaft 34 zugewandten Ende hat die Hülse 40 einen vergrößerten
Außendurchmesser, und sie ist auf ihrer Innenfläche mit einer Ringaussparung 44
versehen. Der Außendurchmesser des Teiles 42a des Körpers 42 ist kleiner als der
Innendurchmesser der Hülse 40. Auf einem zylindriscllen oder leicht konischen Abschnitt
weist der Teil 42a ein Außengewinde 45 auf, während in einer zentralen Sackbohrung
46 ein Innengewinde 47 ausgebildet ist. Auf das Außengewinde 45 des Körperteiles
42a-wird das Innengewinde 48 in der Wand einer Einsenkung eines hutförmigen Paßringes
49 aufgeschraubt, bis die Stirnfläche des Körperteiles 42a
gegen
die Bodenfläche der Einsenkung des Paßringes 49 anliegt. In diesem Zustand greift
der Rand 50 des Paßringes 4) in die Ringaussparung 44 der der Hülse 40 cin und bildet
den Ausschlag zur Verhinderung des Abrutscllens der Hülse 40 vom Zahnkranz 41, während
ein Ringansatz 51 des Paßringes 49 ein Stück in die zylindrische Wand der Hülse
hineinragt. Eine zu dem Ringansatz 51 entgegengesetzt gerichtete Schulter 52 des
Paßringes 49 schließt im wesentlichen bündig mit dem Rand der Hülse 40 ab.
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Zur Sicherung des Paßringes 49 auf dem Körper 42 dienen drei mit gleichen
Abständen angeordnete Imbusschrauben 53 (Figur 6), die durch den Paßring 49 in den
Körperteil 42a eingschraubt sind Ihre Enden schließen bündig mit: der Oberfläche
des Paßringes 49 ab (ligur 5). Nach flefestigunfl des Paßringes 49 wird der Schaft
34 mit dem Bohrfutter verbunden. Zu diesem Zweck wird das Gewindeende 33 des Schaftes
34 durch eine mit Innengewinde 55 versehene Zentralöffnung 54 hindurch in die Sackbohrung
46 des Körperteiles 42a geschraubt, bis der Boden der Flanschkappe 35 gegen die
Oberfläche des Paßringes 49 anliegt. Figur 5 zeigt das fertig montierte Zahnkranz-Bohrfutter
mit den ineinandergepaßt:en Teilen. Die Hülse 40 mit dem Zahnkranz 41 ist in bezug
auf den Körper 42, den Paßring 49 und den Schaft 34 mit der Flanschkappe 35 drehbar,
so daß die Backen 43 zur Aufnahme oder zur Herausnahme eines Steinbohrwerkzeuges
beliebig verstellt werden können.
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Bei dem Beispiel nach Figur 7 ist die Sicherung zur Verhinderung der
Lockerung des Paßringes auf dem Körper anders ausgebildet als bei der Ausführungsform
nach Figuren 4 bis 6. Ein Körper 62, in dem Backen 63 längsverschiebbar sind, wird
von einem Zahnkranz 61 und einer mit diesem drehfest verbundenen Hülse G0 umgeben.
Der Körper G2 weist eine Verlängerung 62a auf, die ein Stück über den Rand der Hülse
60 nach außen vorsteht und die unter-
halb eines Außengewindes
64 einen Ringbund 65 trägt.
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Der Ringbund 65 wird beim Aufschrauben eines Paßringes 66 mit Innengewinde
67 auf das Außengewinde 64 des Körpertetles 62a in eine Ringaussparung 68 des Paßringes
66 hineintjepreßt, so daß ohne das Erfordernis von zusätzlichen Schrauben eine feste
Verbindung zwischen dem Körverteil 62a und dem Paßring 66 hergestellt ist. Diese
Art der Sicherung erleichtert den Zusammenbau des Zahnkranz-Bohrfutters zusätzlich.
In das Gewinde 72 einer Sackbohrung 69 des Körperteiles 62a wird durch eine mit
Innengewinde 71 versehene Zentralöffnung 70 des Paßringes 66 der Gewindeteil 33
des Schaftes 34 geschraubt, so daß sich bis auf das Fehlen der Schrauben 53 im wesentlichen
der in Figur 5 gezeigte Aufbau ergibt.
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Das Beispiel nach Fig. 8 zeigt eine Vorrichtung zur Ermöglichung des
Austrittes von Staub aus dem Bohruftter.
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Ein Paßring 80 weist einen axialen Ringansatz 74 auf, der mit einem
zylindrischen Teil in eine Hülse 81 eingreift und dessen Unterfläche 75 von außen
nach innen abgeschrägt ist. Die schräge Unterfläche 75 endet an der Einsenkung 82,
die den Körper 83a aufnimmt. Unter der tiefsten Stelle des Ringansatzes 74 ist in
der Wand der Hiilse 81 eine öffnung 73 ausgebildet, durch die in das bohrfutter
eingedrungener Staub und andere Partikel unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft
ausgetragen wird. Die öffnung 73 kann beliebige Form aufweisen. Zur Verhinderung
des Eindringens von Schmutz und Staub in das Bohrfutter ist eine Abdeckung 77 vorgesehen,
die um eine Befestigungsstelle an der Ilülse 81, z.B. einen Niet 78, drehbar ist.
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