DE3344552C2

DE3344552C2 -

Info

Publication number: DE3344552C2
Application number: DE3344552A
Authority: DE
Inventors: Karl Dr. 7022 Echterdingen De Wanner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1983-12-09
Filing date: 1983-12-09
Publication date: 1993-04-01
Also published as: JPS60146604A; FR2556255A1; FR2556255B1; CH665580A5; US4752165A; DE3344552A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur Drehmomentübertra gung auf schlagende und/oder bohrende Werkzeuge nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei Verwendung von Werkzeugen mit glattem Schaft ist die zuverlässige Drehmomentübertragung davon abhängig, wie stark die radiale Verspannung des Werkzeugschaftes durch die Backen des Futters ist. Es ist deshalb auch schon vorgeschlagen worden, in dem sonst glatten Werkzeugschaft in axialer Richtung geschlossene Ausnehmungen anzuordnen, in die die Backen eines Spannfutters drehmomentübertra gend eingreifen können. Die Drehmitnahme des Werkzeugs erfolgt in diesem Fall durch formschlüssiges Eingreifen der Futterbacken in die Ausnehmungen im Werkzeugschaft und ist somit nicht vom Ausmaß der radialen Verspannung durch die Futterbacken abhängig. Abgesehen von den hohen Herstellungskosten für solche Werkzeugschäfte ist damit jedoch der entscheidende Nachteil verbunden, daß diese Methode der Drehmitnahme nur für Werkzeuge geeignet ist, deren jeweiliger Schaft einen bestimmten Mindestdurchmesser aufweist. Für kleinere Schaft durchmesser ist diese Methode nicht geeignet, weil es nicht möglich ist, die in axialer Richtung geschlossenen Ausnehmungen in dem dünnen Schaft überhaupt unterzubringen.

Eine Einrichtung gemäß der Gattung des Hauptanspruchs ist aus der nicht vorveröffentlichten DE-OS 33 38 422 bekannt. Der dort beschriebene Werkzeugschaft weist inmitten zweier Rändelzonen einen rändelfreien Abschnitt auf. Dementsprechend sind die Schneiden der Futterbacken geteilt und weisen einen freigefrästen Abschnitt auf. Dies hat den Nachteil, daß das Werkzeug zum Einspannen sich axial in der richtigen Lage zu den Spannbacken befinden muß, damit die Spannbackenschneiden nicht die rändelfreien Abschnitte des Schaftes erfassen. Das Einspannen ist um so umständlicher, als während des Zustellens der Spannbacken diese sich axial verschieben. Ein ent sprechend der DE-OS 33 38 422 ausgebildetes Werkzeug hat darüber hinaus den Nachteil, daß es sich in einem üblichen Backenfutter mit durchgehenden Spannbacken nur schlecht spannen läßt.

Aufgabe und Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäßen Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Bohrwerkzeug bei preisgünstiger Herstellung und Eignung für alle Durchmesser von Werkzeugschäften einfach und zuverlässig spannen zu können.

Das Werkzeug kann beim Spannen jeweils bis zum Anschlag in das Bohr futter eingeschoben und ohne Nachführen gespannt werden. Der rändel freie Bund am Ende des Werkzeugschafts begrenzt im Betrieb die axiale Beweglichkeit des Werkzeugs, so daß es nicht aus der Werkzeugaufnahme herausfallen oder herausgezogen werden kann. Durch die erfindungsge mäße Querschnittsstruktur des jeweiligen Werkzeugschaftes und der Futterbacken kann das betreffende Werkzeug ohne Anwendung besonderer Sorgfalt hinsichtlich des drehwinkelrichtigen Einsetzens in das Spannfutter eingeführt und dort verspannt werden. Dabei ergibt sich durch den formschlüssigen Eingriff der Futterbacken in die Rändelung im Werkzeugschaft eine absolut sichere Drehmitnahme, die vom Anpreß druck der Futterbacken unabhängig ist. Dies macht die erfindungsge mäße Einrichtung insbesondere auch für solche Anwendungszwecke geeig net, bei denen neben einer sicheren Drehmomentübertragung dem Werk zeug eine axiale Relativverschiebbarkeit belassen bleiben soll, wie dies beispielsweise bei der Verwendung von Dübelbohrern in Bohrhäm mern erwünscht ist. Hierbei ist es nämlich wichtig, daß die auf das Schaftende des Bohrers auftretende Schlagenergie möglichst wider standslos durch den Bohrerschaft zur Bohrerspitze durchgeleitet wer den kann, ohne durch die Verspannung im Bohrfutter absorbiert zu wer den.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angege benen Einrichtung und/oder des zur Gesamteinrichtung gehörenden Werk zeugs bzw. Werkzeughalters möglich.

Es ist auch besonders vorteilhaft, daß der Rändel am jewei ligen Werkzeugschaft bei jedem beliebigen Schaftdurchmesser so gestaltet ist, daß seine Zähnezahl jeweils durch die Zahl 3 teilbar ist. Dadurch ist nämlich bei Verwendung von Dreibackenfuttern als Werkzeugaufnahme eine radial symmetrische Verriegelung bzw. Verspannung des Schaftes gewährleistet und das Werkzeug läuft absolut rund.

Bei dem als Werkzeugaufnahme dienenden Dreibackenfutter ist es im Sinne einer kostensparenden Herstellung vorteil haft, daß mit den Futterbacken Hartmetalleinsätze verbun den sind, die die parallel zur Futterachse verlaufende Ver zahnung aufweisen. Auf diese Weise ist es möglich, das teure Hartmetall, das auch hinsichtlich seiner Bearbeitung beson derer Maßnahmen bedarf, nur dort und in dem Maße einzusetzen, wo und wie seine Eigenschaften tatsächlich benötigt werden.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er läutert. Es zeigen

Fig. 1 eine nach der Erfindung ausge bildete Einrichtung in Form eines an einen Bohrhammer an gesetzten Dreibackenfutters mit eingesetztem Dübelbohrer in Seitenansicht, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 den Schnitt II-II nach Fig. 1,

Fig. 3 die Einzelheit III nach Fig. 1 in vergrößerter Darstellung und

Fig. 4 den Schnitt II-II durch einen Spannbacken des Futters, der anders ausgebildet ist als die Spannbacken nach Fig. 2.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Das in Fig. 1 gezeigte Dreibackenfutter 1 ist in bekannter Weise auf einer Werkzeughalteraufnahme 2 eines Bohrhammers 3 befestigt. Die Werkzeughalteraufnahme 2 überträgt die Drehbewegung von der Maschine zum Dreibackenfutter 1 und damit zu einem in dieses eingespannten Werkzeug, im gezeig ten Ausführungsbeispiel zu dem Dübelbohrer 4. Der mecha nische Aufbau des Dreibackenfutters 1 gehört nicht zur Er findung. Entscheidend ist vielmehr lediglich die Gestaltung desjenigen Bereiches der Spannbacken des Futters 1, in dem sie mit dem Schaft eines in das Futter eingesetzten Werkzeugs in Berührung kommen. Es ist einleuchtend, daß diese besondere Gestaltung der Spannbacken in dem angegebenen Be reich völlig unabhängig vom sonstigen Aufbau des Futters ist. Vielmehr kann die besondere Ausbildung der Spannbacken in jedem der in vielfältiger Form bekannten Dreibackenfutter Anwendung finden. Das Dreibackenfutter 1 ist deshalb nur mehr oder weniger schematisch dargestellt.

Mit 5 ist der Futterkörper bezeichnet, der drei in Um fangsrichtung in gleichen Winkelabständen von jeweils 120° voneinander angeordnete, zu einer Aufnahmebohrung 6 im wesentlichen keilförmig verlaufende Führungen 7, 8, 9 auf weist. In jeder Führung 7, 8, 9 ist ein ihr jeweils zuge ordneter Spannbacken 10, 11, 12 verschiebbar gehalten und abgestützt. Jeder Spannbacken 10, 11, 12 taucht dabei mit seinem zur Aufnahmebohrung 6 radial hinweisenden Teil in die Aufnahmebohrung 6 ein. Auf ihrer Außenfläche sind die Spannbacken 10, 11, 12 in üblicher Weise jeweils mit einem Gewinde versehen wie dies in Fig. 1 beim Spannbacken 10 mit 13 bezeichnet ist. Außen sind alle drei Spannbacken 10, 11, 12 von einem Ring 14, der aus Fertigungsgründen z. B. aus zwei halbkreisförmigen Ringsegmenten zusammengesetzt sein kann, umgriffen. Der Ring 14 trägt ein mit dem Gewin de 13 des Spannbackens 10 und dem Gewinde aller übrigen Spannbacken 11, 12 in Eingriff stehendes Konusgewinde 15, so daß eine Drehung des Rings 14 ohne axiale Verschiebung zum Ein- oder Ausschrauben der drei Spannbacken 10, 11, 12 führt.

Der Ring 14 ist fest mit einer ihn umschließenden Spann hülse 16 verbunden. Die Verbindung kann beispielsweise durch Preßpassung erfolgen. Die Spannhülse 16 ist drehbar, durch die feste Verbindung mit dem seinerseits drehbaren Ring 14 jedoch axial unverschiebbar auf der äußeren Umfangs fläche 17 des Futterkörpers 5 gehalten.

Jeder Spannbacken 10, 11, 12 hat in dem Bereich, mit dem er mit dem Schaft eines in das Futter eingesetzten Werk zeugs in Berührung kommt, eine Verzahnung 18, deren Zähne parallel zur Achse des Futters 1 verlaufen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel hat jeder Spannbacken 10, 11, 12 zwei in Achsrichtung verlaufende Zähne mit einem dachkantförmigen Querschnitt. Selbstverständlich könnte jeder Spannbacken auch nur einen Zahn oder mehr als zwei Zähne haben.

Der in das Dreibackenfutter 1 eingesetzte Dübelbohrer 4 weist an seinem Schaft 19 einen Längsrändel 20 auf, der sich über einen Teil der Gesamtlänge des Schaftes 19 er streckt. Die einzelnen Zähne des Rändels 20 haben dach kantförmigen Querschnitt und korrespondieren in ihrer Quer schnittsform mit der Verzahnung 18 der Spannbacken des Futters 1. Die Zähnezahl ist durch die Zahl 3 teilbar, wodurch sichergestellt ist, daß die Verzahnung 18 eines jeden der drei Spannbacken 10, 11, 12 in die durch den Längsrändel 20 gebildete Verzahnung im Bohrerschaft 19 eingreifen kann, ohne daß im einen oder anderen Fall Zahn auf Zahn kommt.

Der Schaft 19 des Bohrers 4 hat an seinem freien Ende einen rändelfreien Bund 21. Dieser bildet zusammen mit der durch die Zähne der Verzahnung 18 der Spannbacken 10, 11, 12 gebildeten Schulter 22 einen Anschlag, der das Heraufallen des Bohrers aus dem Futter verhindert und seine Axialbe wegung begrenzt, wie besonders deutlich aus Fig. 3 er sichtlich ist.

In dem Futterkörper 5 ist ein in bekannter und deshalb nicht dargestellter Weise von dem Schlagwerk des Bohrhammers 3 angetriebener Döpper 23 geführt. Er überträgt die von dort kommenden Schlagbewegungen auf das ihm zugekehrte, freie Ende des Bohrers 4.

Durch den formschlüssigen Eingriff der Verzahnung 18 in die Zähne des Rändels 20 ist eine zuverlässige Drehmitnahme auch dann gewährleistet, wenn die Radialspannkraft der Spann backen 10, 11, 12 des Futters 1 verhältnismäßig schwach ein gestellt ist. Dies bringt jedoch den Vorteil, daß die von dem Döpper 23 auf das freie Ende des Bohrerschafts 19 aus geübte Schlagenergie weitgehend ungehindert durch den Boh rerschaft 19 bis zur Bohrerspitze durchgeleitet wird, weil die verhältnismäßig schwache Einspannkraft eine Axialbe wegung des Bohrers 4 relativ zu dem als Werkzeugaufnahme dienenden Futter 1 erlaubt, so daß dieses und damit auch der Bohrhammer 3 an den Schlagbewegungen nicht teilnehmen.

Die Spannbacken 10, 11, 12 des Futters 1 sind zweckmäßiger weise aus Hartmetall gefertigt, um der starken Belastung beim Betrieb gewachsen zu sein und um eine hohe Standzeit zu gewährleisten. Die Spannbacken können aber auch gemäß Fig. 4 ausgebildet sein. Dort ist ein Spannbacken 10′ ge zeigt, der im Bereich der Verzahnung 18′ einen Hartmetall einsatz 24 aufweist, der beispielsweise durch Hartlöten mit dem Spannbacken 10′ verbunden ist.

Claims

1. Einrichtung zur Drehmomentübertragung auf schlagende und/oder bohrende Werkzeuge mit einem als Werkzeugaufnahme dienenden, auf unterschiedliche Durchmesser von Werkzeugschäften einstellbaren Dreibackenfutter, wobei die Spannbacken des Futters in dem Bereich, mit dem sie mit dem Schaft eines in das Futter eingesetzten Werkzeugs in Berührung kommen, jeweils eine Verzahnung aufweisen, deren Zähne parallel zur Futterachse verlaufen und mit einem am Werkzeugschaft angeordneten Längsrändel drehmomentübertragend zusammenarbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende des Werkzeugschaftes (19) ein rändelfreier Bund (21) angeordnet ist, der im Zusammenwirken mit einer vorzugsweise durch die Zähne (18) von mindestens einem der Spannbacken (10, 11, 12) des Futters (1) gebildeten Schulter (22) die axiale Beweglichkeit des Werkzeugs (4) im Sinne eines Herausziehens des Werkzeugs (4) aus der Werkzeugaufnahme begrenzt.

2. Als Werkzeugaufnahme dienendes Dreibackenfutter zur Verwendung in der Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, bei dem die einzelnen Zähne der Spannbacken (10, 11, 12) einen zumindest annähernd dachkantförmigen Querschnitt haben, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbacken (10, 11, 12) aus Hartmetall gefertigt sind.

3. Dreibackenfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Spannbacken (10′, 11′, 12′) Hartmetall-Einsätze (24) verbunden sind, die die parallel zur Futterachse verlaufende Verzahnung (18′) aufweisen.

4. Werkzeug zur Verwendung in der Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsrändel (20) sich ununterbrochen bis zu dem rändelfreien Bund (21) erstreckt und daß das Längenmaß des Rändels (20) am Werkzeugschaft (19) das Längenmaß des gezahnten Teils (18) der Spannbacken (10, 11, 12) des Futters (1) um einen größeren Betrag übersteigt, als dies erforderlich ist, um den gezahnten Spannbacken (10, 11, 12) den formschlüssigen Eingriff in die gerändelte Zone (20) des Werkzeugschaftes (19) zu ermöglichen.

5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Zähnezahl des Rändels (20) bei jedem beliebigen Schaftdurchmesser jeweils durch die Zahl 3 teilbar ist.

6. Werkzeug nach einem der Ansprüche, 4 oder 5 dadurch gekenn zeichnet, daß der Außendurchmesser des gerändelten Teils (20) des Werkzeugschafts (19) zumindest annähernd gleich ist wie der Durch messer des rändelfreien Teils des Werkzeugschaftes (19).

7. Werkzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß der Längsrändel (20) eine grobe Verzahnung mit etwa 1 bis 2 mm Teilung aufweist.

8. Werkzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die einzelnen Zähne des Längsrändels (20) einen zumin dest annähernd dachkantförmigen Querschnitt haben.