DE8707255U1 - Schlagbohrendes Werkzeug - Google Patents

Description

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ROBERT BOSCH GMBH/ 7000 Stuttgart i

Schlaabohrendes Werkzeug

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein schlagbohrendes Werkzeug nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Ein solches Werkzeug ist durch die DE-PS 25 51 125 bereits bekannt. Nach diesem Patent ausgebildete Werkzeuge sind grundsätzlich auch in Werkzeugaufnahmen einsetzbar, die nach der AT-PS 285 405 geschaffen sind, wobei die dort zur Anwendung gelangenden Verrxegelungselemente in die im Werkzeugschaft außer den Drehmitnahmenuten angeordneten, beidseitig geschlossenen Ausnehmungen eingreifen. Breite und Tiefe der am Ende des Werkzeugschaftes offen ausmündenden Drehmitnahmenuten sind dabei so gewählt, daß sie die Verrxegelungselemente nicht in sich aufnehmen können und das Werkzeug somit nicht falsch eingesetzt werden kann.

Vor allem im harten Baustellenbetrieb kommt es jedoch vor, daß die Drehmitnahmenuten nach längerem Gebrauch des Werkzeugs in einem solchen Maß ausgeschlagen sind, daß das Werkzeug versehentlich auch in einer Stellung in den Werkzeughalter eingesetzt werden kann, in

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der die VerriegelUngselemante in die Drehmitnahmenuten eingreifen. Das bringt die Gefahr mit sich, daß sich beim Zurückziehen der in Betrieb befindlichen Maschine vom Werkstück die Maschine vom Werkzeug unerwartet lost, weil die Verriegelungselemente der WerkzeugauEnahme ungehindert aus den zum Werkzeugende hin offenenen Drehmitnahmenuten herausgleiten können. Dies ist deshalb besonders gefährlich, weil der Bedienungsmann während des Arbeitens mit der Maschine nicht feststellen kann, daß das Werkzeug unter Umständen falsch eingesetzt ist. In diesem Fall wird er es erst - dann aber für ihn völlig unerwartet - bemerken, wenn er die Maschine vom Werkstück zurückzieht und das eventuell im Werkstück festgeklemmte Werkzeug dort steckenbleibt. Weil diese Trennung von Maschine und Werkzeug für den Bedienungsmann völlig unerwartet erfolgt, besteht die Gefahr, daß er das Gleichgewicht verliert, wenn er auf einer Leiter oder einem Gerüst stehend arbeitet, was eine erhebliche Unfallgefahr mit sich bringt.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Werkzeug mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß es niemals in einer Stellung in den Werkzeughalter eingesetzt werden kann, in der die in der Werkzeugaufnahme angeordneten Verriegelungseiemente in die am Ende des Werkzeugschaftes offen ausmündenden Drehmitnahmenuten eingreifen können, ohne daß hierfür zusätzliche Sperrmittel oder dergleichen zur Anwendung gebracht werden müssen.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn zwischen den beidseitig geschlossenen Ausnehmungen mehrere

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Drehmienahmenuten angeordnet sind/ da mit steigender Zahl der Drehinitnahmenuteil die spezifische Flächenbelastung beim Übertragen des Antriebsmomerttes herabgesetzt wird Und damit deif Verschleiß Um so geringer ist.

Für den Fall/ daß eine der Drehmitnahmenuten im Werkzeugschaft tiefer als die anderen Drehmitnahmenuten und der zugehörige leistenförmige Drehmitnehmer der Werkzeugaufnahme entsprechend hoher ausgebildet ist/ besteht eine weitere vorteilhafte Maßnahme darin, am Einsteckende des Werkzeugschaftes eine kegelförmige Einführschräge vorzusehen, die mit der Werkzeugachse einen Winkel (K einschließt, wenn die werkzeugseitigen Stirnseiten der leistenförmigen Drehmitnehmer mit Einführschrägen versehen sind, die mit der Achse der Werkzeugaufnahme einen Winkel (6 einschließen, der größer ist als der Winkel (L . Wenn dazu noch die kegelförmige Einführschräge so dimensioniert ist, daß sie die Grundflächen der weniger tiefen Drehmitnahmenuten anschneidet, während sie die Grundfläche der tieferen Drehmitnahmenut unberührt läßt, so bringt diese Anordnung den Vorteil, daß beim Einführen des Werkzeugs in die Werkzeugaufnahme eine Berührung zwischen Drehmitnahmeleisten und Drehmitnahmenuten erst dann erfolgen kann, wenn zuvor das Werkzeug zur Werkzeugaüfnahme solange verdreht wurde, bis der höchste Drehmitnehmer der tiefsten Drehmitnahmenut gegenübersteht. Bis dahin aber gleitet der glatte, das heißt "unverzahnte" Teil der Einführschräge des Werkzeugschaftes über die Einführschräge am höchsten leistenförmigen Drehmitnehmer. Dadurch wird erreicht, daß nur in dieser Stellung das Werkzeug in die Werkzeugaufnahme paßt und die Bedienungsperson nicht durch rastenartiges Eingreifen des höchsten Drehmitnehmers in die weniger tiefen Drehmitnahmenuten irritiert wird.

Zeichnung

Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher

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erläutert. Figur 1 zeigt einen an einem Bohrhammer angeordneten Werkzeughalter mit eingeführtem Werkzeug im Längsschnitt in vergrößerter Darstellung, Figur 2 einen Querschnitt längs &Igr;&Igr;-&iacgr;&idigr; äar Figur 1, Figur 3 ein zweites Ausfuhrungsbeispiel eines Werkzeug^ schaftes in Seitenansicht, Figur 4 einen Querschnitt längs IH-III dar Figur 3, Figur 5 ein drittes Ausiführungabeispiel eines Werkieugschaftes in Seitenansicht, Figur 6 einen Querschnitt längs IV-iy der Figur 5, Figur 7 ein viertes Ausführungsbeispiel eines Weckzeucfscbaftes in Seitenansicht, Figur 8 einen Querschnitt längs v-v dar Figur 7, Figur 9 ein fünftes Ausführungsbeiapiel eines Werkzeug- r~\ schaftes in Verbindung mit einem Werkzeughalter im Schnitt gemäß der Linie VI-VI der Figur 10, Figur 10 einen Querschnitt längs &ngr;&idigr;&idigr;-&ngr;&idigr;&idiagr; der Figur 9.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Aus dem nur teilweise dargestellten werkstückseitigen Ende des Gehäuses eines Bohrhammers 1 erstreckt sich eine Werkzeugspindel 2. Diese überträgt einerseits ein Drehmoment und andererseits Axialschläge auf eine fest mit ihr verbundene Werkzeugaufnahme 3. In die konzentrische Aufnahmebohrung -4 des Werkzeughalters 3 ist der Werkzeugschaft 5 eines Bohrers 6 eingeschoben. Am Werkzeugschaft 5 sind auf einer Diagonalen gegenüberliegend zwei beidseitig in Achs-

',_/ richtung geschlossene Ausnehmungen 7 angeordnet, in die zugeordnete, als Kugeln ausgebildete Verriegelungskörper 8 des Werkzeughalters 3 eingreifen. Wie aus Figur 2 zu ersehen ist, haben die rillen- oder nutförmigen Ausnehmungen 7 eine kreiszylindrische Querschnittsform. Die Verriegelungskörper 8 lassen sich durch Axialverschieben einer Hülse 12 aus den Ausnehmungen 7 des Werkzeugschaftes 5 herausbewegen, so daß der Bohrer 6 aus dem Werkzeughalter 3 herausgezogen werden kann. Am Werkzeugschaft 5 sind zusätzlich zu den Ausnehmungen 7 am Ende des Werkzeugschaftes 5 offen ausmündende Drehmitnahmenuten 9 angeordnet. Die Drehmitnahmenuten 9 liegen - wia Figur 2 erkennen

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läßt - zu den Ausnehmungen 7 um unterschiedliclae Winkelbeträge winkelversetzt;. Die Drehmitnahmenuten 9 haben zwei zumindest nahezu radial verlaufende, ebene Flanken 10, die mit zugeordneten Flächen leistenförmiger Drehmitnehmer 11, die an der zylindrischen Innenwandung der Aufnahmebohrung 4 der Werkzeugaufnahme 3 angeordnet sind, zusammenarbeiten.

Das hintere Ende des Werkzeugschaftes 5 liegt an einem die Axialsehläge übertragenden Döpperfortsatz 2' der Werkzeugspindel 2 des Bohrhammers an. Der vordere, vor dsm Werkzeugschaft 5 liegende Teil j

&zgr; des Bohrers 6 ist in herkömmlicher Weise ausgebildet, weshalb in der F

Zeichnung auf eine Darstellung verzichtet worden ist. An einen Hart- f

metallschneiden aufweisenden Bohrkopf schließt sich ein eine Förder- I

wendel zum Abtransport des vom Bohrkopf losgeschlagenen BohrX-.leins (

enthaltender Teil des Bohrers 6 an.

Wie aus Figur 2 ersichtlich, ist eine tier Drehmitnahmenuten 9 zu den Ausnehmungen 7 um etwa 90" winkelversetzt, während die andere Drehmitnahmenut zu den Ausnehmungen 7 asymmetrisch winkelversetzt ist. Aus Stabilitätsgründen ist es zweckmäßig, die Drehmitnahmenut 9 so anzuordnen, daß die im Setrieb Drehmoment übertragende Flanke 10' von der ihr benachbarten Ausnehmung 7 weiter entfernt als die Flanke 10" von der ihr benachbarten Ausnehmung. (

Bei Rotation der Werkzeugspindel 2 wird das Drehmoment über die in die Drehmitnahmenuteü 9 eingreifenden Drehmitnehmer 11 auf den Werkzeugschaft 5 des Bohrers 6 übertragen. Durch die zumindest nahezu radial verlaufenden ebenen Flanken 10 und dia zugeordneten Flächen der leistonförmigen Drehmitnehmer 11 ergeben sich sehr günstige Verhältnisse, da die zu übertragenden Kräfte nahezu normal auf den zusammenarbeitenden Flächen stehen. Die Kraftübertragung geschieht immer - selbst im Zustand fortgeschrittenen Verschleißes - an Flächen und nicht letztlich an Kanten der Ausnehmungen. Die im

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Werkzeugschaft 5 angeordneten Ausnehmungen 7 dienen lediglich der axialen Verriegelung des Bohrerschaftes in der Werkzeugaufnahme 3. Hierdurch wird die Beanspruchung der als Kugeln ausgebildeten Verriegelungskörper 8 und damit auch ihr Verschleiß sehr stark herabgesetzt.

In den Figuren 3 und 4 der Zeichnung ist ein zweites Ausführungsbeispiel des hier mit 13 bezeichneten Werkzeugschaftes dargestellt. Am Werkzeugschaft 13 sind wiederum Ausnehmungen 7 angeordnet, die den Ausnehmungen 7 des ersten Ausführungsbeispiels (Figuren 1 und 2) &Lgr; entsprechen. Bezogen auf den Umfang des Werkzeugschaftes 13 ist zwischen den beiden Ausnehmungen 7 auf der einen Seite eine Drehmitnahmenut 14 und sind auf der anderen Seite zwei Drehmitnahmenuten 15, 16 angeordnet.

In den Figuren 5 und 6 ist ein Ausführungsbexspiel gezeigt, das sich von demjenigen nach den Figuren 3 und 4 dadurch unterscheidet, daß hier zwischen den Ausnehmungen 7 im Werkzeugschaft 17 jeweils zwei Drehmitnahmenuten 18, 19; 20, 21 angeordnet sind.

In den Figuren 7 und 8 ist ein Ausführungsbexspiel gezeigt, bei dem in einem Werkzeugschaft 22 zwischen den Ausnehmungen 7 einerseits zwei (23, 24) und andererseits drei (25, 26, 27) Mitnehmernuten V. ' angeordnet sind.

Der Vorteil der Anordnung nach den Figuren 3 bis 8 besteht darin, daß die spezifische Flächenbelastung beim übertragen des Antriebsmomentes um so geringer ist, je mehr Mi!.nehmemuten vorhanden sind. Vm so geringer ist auch der Verschleiß.

Bei Anwendung von mehreren Nuten im Werkzeugschaft kann es vorkommen, daß bei dessen Einsetzen in den Werkzeughalter und durch gegenseitiges Verdrehen erfolgendem Aufsuchen der richtigen, gegen-Stirnseite des Werkzeugschaftes und die Stirnseiten der

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seitigen- Einführstellung die von Drehmitnehmern unterbrochene Drehmitnehmer rastenartig übereinander gleiten, bis die richtige Einführstellung aufgefunden ist. Dies erschwert nicht nur die Handhabung beim Einsetzen eines Werkzeugs in die Werkzeugaufnahme, sondern irritiert auch die Bedienungsperson. Hier wird durch eine in den Figuren 9 und 10 gezeigte Ausfüheungsform Abhilfe geschaffen.

Wie aus Figur 9 ersichtlich ist, weist der Werkzeugschaft 28 Drehmitnahmenuten unterschiedlicher Tiefe auf. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel steht eine Drehmitnahmenut 29 größerer Tiefe zwei

/ ) Drehmitnahmenuten 30, 31 geringerer Tiefe gegenüber. An der zylindrischen Innenwandung der Aufnahmebohrung 33 der Werkzeugaufnahme sind leistenförmige Drehmitnehmer 34, 35, 36 angeordnet. Der weiter vorspringende Drehmitnehmer 34 ist für die Zusammenarbeit mit der Drehmitnahmenut 29 bestimmt, die weniger vorspringenden Drehmitnehmer 35, 36 greifen in die Drehmitnahmenuten 30, 31 ein. Der Werkzeugschaft 28 hat an seiner Stirnseite eine kegelförmige Einführschräge 37. Oieg > schließt mit der Werkzeugachse 38 einen Winkel (L ein. Die Schräge 37 ist so dimensioniert, daß sie die Grundflächen 39 der Drehmitnahmenuten 30, 31 anschneidet, während sie die Grundfläche 40 der Drehmitnahmenut 29 unberührt läßt. Lsie Drehmitnehmer 34, 35 und 36 sind an ihren werkzeugseitigen Stirnseiten mit Einführschrägen 41 versehen, die mit der mit der ) Achse 38 zusammenfallenden Achse der Werkzeugaufnahme 32 einen Winkel la einschließen. Nach dem Einführen eines Werkzeugschaftes 28 in die Aufnahmebohrung 33 der Werkzeugaufnahme 32 werden in der Regel die Drehmitnahmenuten 29, 30, 31 nicht genau auf die jeweils zugehörigen Drehmitnehmer 34, 35, 36 treffen. Vielmehr ist es notwendig, den Werkzeugschaft 28 in der Aufnahmebohrung so lange um die Achse 38 zu drehen, bis die Drehmitnahmenuten und die Drehmitnehmer einander passend gegenüberstehen und das Werkzeug vollständig in die Werkzeugaufnahme eingeführt werden kann. Bis dahin stützt sich der Werkzeugschaft 28 mit der von seiner Stirnseite in

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Verbindung mit dem Kegelmantel der Einführschräge 37 gebildeten Kante 42 gegen die Einführschräge 41 des Drehmitnehmers 34 ab. Die Kan<.e 42 bewegt sich während des Drehens des Werkzeugs zügig gleitend über die Einführschräge 41, bis die Drehmitnahmenut 29 dem Drehmitnehmer 34 und die Drehmitnahmenuten 30, 31 den Drehmitnehmern 35, 36 gegenüberstehen und der Werkzeugschaft vollständig in die Werkzeugaufnahme eingeführt werden kann.

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1. Schlagbohrendes Werkzeug, das zur Verwendung in einer Handwerkzeugmaschine vorgesehen ist, deren Werkzeugaufnahme leistenförrnige Drehmitnehmer mit jeweils zugeordneten, zumindest annähernd ebenen Flanken hat, die bei eingesetztem Werkzeug in am Ende des Werkzeugschaftes offen ausrr ladende Drehmitnahmenuten eingreifen und dessen Schaft zwei beidseitig geschlossene, einander diametral gegenüberliegende Ausnehmungen zum Zusammenwirken mit in der Werkzeugaufnahme vorgesehenen Verriegelungskörpern hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmitnahmenuten (9, 14, 15, 16, 18 - 21, 23 - 27, 29 - 31) so über den Umfang des Werkzeugschaftes (5, 13, 17, 22, 28) verteilt sind, daß zwischen den beidseitig geschlossenen Ausnehmungen (7) jeweils mindestens eine dieser Drehmitnahmenuten angeordnet ist und daß in keinem Fall zwei davon einander diametral gegenüberliegen.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Drehmitnahmenuten (15, 16, 25, 26, 27, 30, 31), die an dem einen, zwischen den beiden beidseitig geschlossenen Ausnehmungen (7) befindlichen Umfangsteil des Werkzeugschaftes (5, 13, 17, 22, 28) angeordnet sind, größer ist als «Sie Anzahl der am anderen Umfangsteil angeordneten Drehmitnahmenuten (14, 23, 24, 29).

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3. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmitnahmenuten (9, 14, 15, 16, 18 - 21, 23 27, 29 - 31) sich über den gleichen axialen Bereich des Werkzeugschaftes (5, 13, 17, 22, 28) erstrecken, in dem auch die Ausnehmungen (7) für die Verriegelungskörper (8) angeordnet sind.

4. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmitnahmenuten (9, 14, 15, 16, 18 - 21, 23 27, 29 - 31) im Werkzeugschaft (5, 13, 17, 22, 28) unterschiedliche Breite und/oder Tiefe hpben.

5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine (29) der Drehmitnahmenuten im Werkzeugschaft (28) tiefer als die anderen Drehmitxrahmenuten (30, 31) und der zugehörige leistenförmige Drehmitnehmer (34) der Werkzeugaufnahme (32) entsprechend höher ausgebildet ist als die anderen Drehmitnehmer (35, 36).

6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugschaft (28) an seinem Einsteckende eine kegelförmige Einführschräge (37) aufweist, die mit der Werkzeugachse (38) einen Winkel £\, einschließt und so dimensioniert ist, daß sie die Grundflächen (39) der weniger tiefen Drehmitnahmenuten (30, 31) anschneidet, während sie die Grundfläche (40) der tieferen Drehinitnahinenut (29) unberührt läßt.

7. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel lL zwischen der kegelförmigen E.inführschräge (37) und der Werkzeugachse (38) kleiner ist als de. Winkel l> , der von der Achse einer für die Aufnahme des WerkseugschaffOS bestimmten WerJfzeugaufnahme (32) und den Einführschrägen (41) an den werkzeugseitigen Stirnseiten der dortigen leistenförmlaen Drehmitnehmer (34, 35, 36) eingeschloissen wird.

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