DE3700175C2 - Adapter für Hammerbohrmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeug mit Adapter für Hammerbohrmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-OS 26 39 310 ist ein aus Werkzeug, Adapter und Werkzeug-Kupplung bestehender Baugruppensatz für einen Schlag- oder Drehhammer bekannt geworden. Der diesem Baugruppensatz zugehörige Adapter ist der Werkzeugaufnahme oder Werkzeughalterung der Hammerbohrmaschine zur Drehmomentmitnahme angepaßt und beispielsweise als Sechskant ausgebildet. Die Drehmomentmitnahme zwischen Adapter und Werkzeug geschieht mittels eines Verriegelungssystems, wobei mit Hilfe von zwei diametral angeordneten zylindrischen Kupplungselementen ein Formschluß zwischen Ausnehmungen im Werkzeugschaft einerseits und in einer zugehörigen Adapterhülse andererseits geschaffen wird. Dabei wird ein axiales Spiel zwischen Adapter und Werkzeug zugelassen, um eine axiale Relativbewegung zwischen beiden Teilen zu gestatten. Die Beaufschlagung des Werkzeugs geschieht unmittelbar auf den das komplette Adaptersystem durchdringenden Werkzeugschaft. Der Adapter ist dabei - ebenfalls mit Spiel - in der Werkzeugaufnahme mittels eines Verriegelungshakens oder Haltebügels gegen Herausfallen aus der Werkzeughalterung gehindert.

Der Vorteil dieses bekannten Systems liegt darin, daß das Werkzeug unmittelbar durch das Hammerwerk beaufschlagt ist, so daß geringe Energieverluste beim Bohren auftreten. Dabei erfüllt das Adaptersystem die Aufgabe der Anpassung von verschiedenen Werkzeuggrößen an die genormte Werkzeugaufnahme von Hammerbohrmaschinen. Dabei muß sichergestellt werden, daß das vom Bohrhammer übertragene Drehmoment über das Adaptersystem auf das mit axialem Spiel versehene Werkzeug übertragen wird, daß eine möglichst verlustfreie Übertragung der Schlagenergie auf das Werkzeug durch unmittelbare Beaufschlagung des Werkzeugschafts erfolgt und daß ein axiales Herausfallen des Adapters aus der Werkzeugaufnahme des Bohrhammers und des Werkzeugs aus dem Adapter durch geeignete bauliche Maßnahmen vermieden wird.

Das Adaptersystem hat weiterhin die Aufgabe, die aufgesteckte Förderwendel axial zu fixieren. Hierzu weist der Adapter einen Anschlagbund auf.

Das bekannte Adaptersystem gemäß OS 26 39 310 hat den Nachteil, daß es die oben genannten Aufgaben durch einen zu kompliziert aufgebauten und aufwendigen Baugruppensatz verwirklicht. Insbesondere hat es sich als unzweckmäßig gezeigt, daß sowohl zwischen dem Werkzeug und dem Adapter als auch zwischen dem Adapter selbst und der Werkzeugaufnahme der Hammerbohrmaschine ein axiales Spiel vorhanden ist. Dies kann bei bestimmten Betriebszuständen zu Schwingungsüberlagerungen führen, die für das Bohrergebnis und auch für das Werkzeug schädlich sind. Nachteilig an dem bekannten Baugruppensatz ist weiterhin, daß eine deutliche Verlängerung des Stiftes notwendig ist, um die einzelnen Aufgaben zu erfüllen. Die hiermit verbundene Kostenerhöhung eines sehr aufwendigen Adaptersystems wird bewußt in Kauf genommen, um die angestrebten Vorteile zu erzielen. Die axial sehr lange Ausführung sowohl des Adapters als auch der hiermit notwendigen Schaftlänge des Werkzeugs ergeben neben dem Kostenaufwand bei der Herstellung eine unnötige Beeinträchtigung bei der Handhabung durch eine übermäßig große Baulänge. Zu lange Werkzeuge können weiterhin bei ungünstiger Beanspruchung zu einem Schwingungsbruch führen.

Die Notwendigkeit eines Adaptersystems bei einem Bohrwerkzeug mit auf steckbarer Förderwendel ist weiterhin dadurch gegeben, daß die Förderwendel von hinten über den Werkzeugschaft in Richtung Bohrkopf aufgeschoben wird und hierdurch zumindest ein Anschlag zur axialen Fixierung der Förderwendel erforderlich ist. Dieser Anschlag wird zweckmäßigerweise am Adapter integriert.

Aus der DE 34 43 138 C2 ist ein weiteres Bohrwerkzeug mit Adapter bekannt geworden. Die hierbei verwendete Adapterhülse hat den Zweck, einen Hammerbohrer mit handelsüblichem Einsteckende zum werkzeuglosen Wechsel in einen Aufnahmeschaft (z. B. einen SDS-Plus-Aufnahmeschaft) mit einem Drei-Backen-Futter spannen zu können. Hierbei stellt sich jedoch eine unabwendbare Deformierung der Hülse beim Spannen ein und verursacht eine unzulässige Veränderung des Radialspiels des Hammerbohrers. Da bei dieser bekannten Anordnung der Schaft des Bohrwerkzeugs axial in der Adapterhülse längs verschiebbar geführt ist, erfolgt die Drehmomentsübertragung mittels Längsschlitzen in den Adapterhülse direkt über das Bohrwerkzeug. Dabei dient die Adapterhülse lediglich zur Anpassung an das Bohrfutter des Hammerbohrers.

Nachteilig an diesem bekannten Adaptersystem ist demzufolge die undefinierte Verbindung zwischen Adapter und Bohrwerkzeug mit entsprechendem Spiel.

Aus der DE 22 35 109 ist weiterhin eine Schraubverbindung zwischen einer Spindel und einem Bohrwerkzeug über ein Rundgewinde bekannt geworden, wobei sämtliche Kräfte über das Gewinde auf das Bohrwerkzeug übertragen werden müssen. Hiermit sind jedoch hohe Verluste in der Schlagleistung unvermeidbar.

Aus der weiterhin bekannten DE 34 18 723 ist ein Adapter für eine Hammerbohrmaschine bekannt geworden, die zur Verwendung von Bohrwerkzeugen mit glattem zylindrischen Einspannschaft in herkömmlichen Hammerbohrmaschinen dient. Nachteilig an dieser Lösung ist die Tatsache, daß sich die Adapterhülse gegenüber dem Bohrer aufgrund einer bloßen kraftschlüssigen Verspannung durch die schlagende Beaufschlagung lösen kann, so daß die bloße Klemmverbindung bei diesem Stand der Technik Probleme bereiten kann.

Schließlich zeigt die gattungsbildende DE 23 48 850 A1 ein Bohrwerkzeug mit Adapter, bei welchem die Formgebung des Adapters zur Anpassung an die Bohrmaschinenaufnahme dient. Dabei ist eine direkte Beaufschlagung des Bohrwerkzeugs vorgesehen. Nachteilig an diesem System sind die schlechten Führungseigenschaften zwischen Adapter und Bohrwerkzeug.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bohrwerkzeug mit Adapter zu schaffen, welches die vorgenannten Nachteile beim Stand der Technik nicht aufweist und welches zur Aufnahme standardisierter Bohrer ohne Mitnahmenuten oder dergleichen zur Aufnahme in das Bohrfutter einer handelsüblichen Hammerbohrmaschine dient. Dabei ist es Zweck des Adapters, eine optimale geometrische Anpassung und Führung an ein solches Bohrfutter herzustellen und eine Drehmitnahme zu bewirken.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Adapter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Bohrwerkzeugs möglich.

Beim erfindungsgemäßen Bohrwerkzeug mit Adapter wird der Axialimpuls bzw. Schlagimpuls wie bei der DE 23 48 850 A1 unmittelbar auf den Werkzeugschaft übertragen, da dieser durch die gesamte Länge des Adapters hindurchragt. Die Adapterhülse dient dabei wie beim Stand der Technik gemäß der DE-OS 26 39 310 der Drehmomentübertragung von der Werkzeugaufnahme zum Werkzeug. Da das Bohrwerkzeug mit Adapter mit einer sehr kurzen Baulänge außerordentlich klein und leicht mit wenig Masse herstellbar ist, ist es unschädlich, daß eine feste, spielfreie Verbindung zwischen dem Adapter und dem Werkzeug erzeugt wird.

Gemäß der Erfindung erfolgt die feste, spielfreie Verbindung zwischen dem Adapter und dem Bohrerschaft durch ein Schraubgewinde, welches als Außengewinde am Werkzeugschaft und als Innengewinde am Adapter vorgesehen ist. Dabei wird das Gewinde zur spiel freien und festen Verbindung zwischen Adapter und Werkzeugschaft am Ende des Werkzeugschafts angebracht, so daß eine ausreichend lange Führungsfläche zwischen Adapter und Bohrerschaft vorhanden ist. Dies ist vorteilhaft, um einen guten Sitz zwischen Adapter und Bohrwerkzeug zu gewährleisten.

Der Adapter kann sich entweder an einem Bund am Werkzeug axial abstützen, oder die axiale Lage wird durch das Gewindeende selbst begrenzt. Die Lage des Gewindes am Ende des Bohrerschafts hat den Vorteil, daß eine optimale Führung der Adapterhülse auf dem Werkzeugschaft gewährleistet ist.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung dient der auf dem Bohrwerkzeug befestigte Adapter gleichzeitig der axialen Fixierung und Sicherung der aufsteckbaren Förderwendel. Gegebenenfalls kann eine Zwischenabstützfeder zwischen Förderwendel und Adapter eingefügt werden, um auch kürzere Förderwendeln verwenden zu können.

In Weiterbildung der Erfindung wird der Adapter mit Längsnuten versehen, zur Drehmomentenmitnahme und Verriegelung in einer genormten Werkzeugaufnahme. Dies kann beispielsweise eine Werkzeugaufnahme gemäß DE-A1 21 58 503 sein. Der Adapter kann jedoch auch an andere Werkzeugaufnahmen von Hammerbohrmaschinen angepaßt sein, zum Beispiel Sechskantaufnahme. Maßgeblich ist die axiale Bewegbarkeit in der Hammerbohrmaschine.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Adapter wenigstens einen Bund aufweist, zur axialen Wegbegrenzung eines Verriegelungsbügels, zur axialen Verriegelung des Adapters. Ein derartiger Bügel ist in der DE-OS 26 39 310 dargestellt.

Der Adapter kann entweder über das Gewinde allein oder mittels eines zusätzlichen Anschlagbundes am Werkzeugschaft gehalten sein.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen

Fig. 1 ein Bohrwerkzeug mit Adapter in Schnittdarstellung,

Fig. 2 eine alternative Adapterhalterung und

Fig. 3 eine alternative Ausführungsform des Adapters zur Anbringung eines Verriegelungsbügels.

Das in der Fig. 1 dargestellte Bohrwerkzeug 1 besteht aus einem glatten zylindrischen Werkzeugschaft 2 mit aufgesetzter loser Förderwendel 3, die sich am Bohrerkopf 4 gegenüber dem Bohrwerkzeug verdrehgesichert abstützt. Infolge des breiten starken Bohrerkopfs 4 muß die Förderwendel 3 über das rückwärtige Ende 5 des Werkzeugschafts 2 aufgeschoben werden. Die Schnittlinien 6 verkürzen die dargestellte Länge des Bohrwerkzeugs 1.

Am unteren Ende 5 des Werkzeugschafts 2 ist ein Außengewinde 7 vorgesehen, welches mit einem entsprechend angepaßten Innengewinde 8 des Adapters 9 zusammenwirkt. Wie in Fig. 2 dargestellt, verkleinert sich deshalb der Adapterinnendurchmesser d₁ auf einen kleineren Durchmesser d₂ im Bereich des Innengewindes-Abschnitts 10. Der Innendurchmesser d₁ der Adapterhülse 9 ist nahezu spiel frei dem Außendurchmesser d₃ des Werkzeugschaftes im Bereich der Adapteraufnahme angepaßt. Der Adapter 9 hat, eine Länge L₁ von beispielweise 60 bis 80 mm, wobei am oberen, dem Bohrerkopf 4 zugewandten Ende ein Bund 11 mit einer Höhe h₁ ≈ 5 mm für die Abstützung der Förderwendel 3 vorgesehen ist. Gemäß der Ausführungsform in Fig. 1 stützt sich der Bund 11 seinerseits an einem Bund 12 am Werkzeugschaft 2 ab, so daß der Adapter 9 zwischen Bund 12 und Gewinde 7 verspannt ist.

Der Adapter 9 weist an seiner zylindrischen Außenfläche Längsnuten 13 auf, die als Mitnahmenuten in Werkzeugaufnahmen geeignet sind. Eine entsprechende Werkzeugaufnahme ist in der DE-OS 21 58 503 dargestellt. Die Längsnuten 13 dienen dabei gleichzeitig zur Verriegelung und zur Übertragung des Drehmoments von der Werkzeugaufnahme auf den Adapter 9.

Das untere Ende 5 des Werkzeugschafts 2 ragt um die Höhe h₂ ≈ 1 bis 5 mm über das Ende 14 des Adapters 9 hinaus. Die vom Bohrhammer aufgebrachte Schlagenergie wird deshalb unmittelbar auf den Werkzeugschaft 2 übertragen, wobei sich jedoch die Adapterhülse stets mit dem Werkzeug axial mitbewegt.

Um einen definierten axialen Weg des Werkzeugs mit dem fest damit verbundenen Adapter 9 zu gewährleisten, ist die axiale Länge der Längsnuten 13 und insbesondere der Abstand der unteren Kante 15 zum Ende 5 des Werkzeugschafts 2 in einer bestimmten Länge h₃ festzulegen. Dieser Abstand muß axial definiert sein.

Der Bund 11 dient sowohl der axialen Begrenzung der Förderwendel 3 als auch als Anschlag gegenüber dem Bund 12 des Werkzeugschafts 2.

Die in Fig. 2 dargestellte alternative Ausführungsform sieht vor, daß der Adapter 9 bzw. die Adapterhülse in ihrer axialen Lage gegenüber dem Werkzeugschaft 2 ausschließlich durch das Außengewinde 7 am Ende des Werkzeugschafts und dem Innengewinde 8 am Ende der Hülse festgelegt ist. Hierfür wird die axiale Länge h₄ beider Gewinde 7, 8 aufeinander angepaßt. Ein entsprechend dem Bund 12 in Fig. 1 vorgesehener Abstützbund ist in Fig. 2 nicht vorgesehen. Dies hat eine weitere Verbilligung des Bohrwerkzeugs mit Adapter zur Folge. Die Förderwendel 3 stützt sich jedoch gleichermaßen an dem Bund 11 - wie in Fig. 2 dargestellt - ab.

Das in Fig. 3 dargestellte Adaptersystem unterscheidet sich von demjenigen in Fig. 1 prinzipiell dadurch, daß ein zusätzlicher Bund 18 vorgesehen ist, der einen am Bohrhammer befestigten Haltebügel 16 eine axiale Begrenzung gibt. Die Bauart des Haltebügels ist beispielsweise in der DE-OS 26 39 310 mit Bezugszeichen 27 wiedergegeben. Dieser gegenüber dem Bohrhammer axial festgelegte Haltebügel verhindert ein axiales Herausgleiten des Adapters 9′, der beispielsweise lediglich eine Sechskantführung 17 an seiner Aufnahmefläche für die angepaßte Werkzeugaufnahme aufweist. Ohne Haltebügel 16 könnte der Adapter axial aus dieser Werkzeugaufnahme herausgleiten. Der Bund 18 mit Anschlagsfläche 18′ bietet jedoch eine axiale Begrenzung.

Claims (6)

1. Bohrwerkzeug mit Adapter für Hammerbohrmaschinen, wobei der Außenschaft des Adapters der Werkzeugaufnahme einer Hammermaschine angepaßt ist und der Adapter eine durchgehende Innenbohrung besitzt, durch die der Werkzeugschaft des Bohrwerkzeugs hindurchragt und mit seinem freien Ende durch die Hammerbohrmaschine beaufschlagbar ist, wobei der Adapter zur Drehmomentenübertragung von der Werkzeugaufnahme zum Werkzeugschaft (2) dient und ein Innengewinde aufweist, welches eine spiel freie und feste Verbindung mit einem Außengewinde des Werkzeugschaftes ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde (7, 8) zwischen Adapter (9, 9′) und Werkzeugschaft (2) am hinteren Ende (5) der jeweiligen Teile angeordnet ist.

2. Bohrwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter eine Baulänge (11) aufweist, die etwa der Aufnahmelänge des Bohrfutters der Hammerbohrmaschine entspricht.

3. Bohrwerkzeug mit Adapter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter einen Anschlagbund (11) zur axialen Fixierung und Sicherung der aufsteckbaren Förderwendel (3) aufweist.

4. Bohrwerkzeug mit Adapter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapterschaft axial begrenzte Längsnuten (13) für eine Drehmomentenmitnahme und zur Verriegelung in einer Werkzeugaufnahme einer Hammerbohrmaschine aufweist.

5. Bohrwerkzeug mit Adapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter (9′) wenigstens einen Bund (18) aufweist, zur axialen Wegbegrenzung des Adapter (9′) mittels eines Verriegelungsbügels (16) an der Hammerbohrmaschine.

6. Bohrwerkzeug mit Adapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Adapter (9, 9′) an einem Bund (12) am Werkzeugschaft (2) abstützt.