DE3125455A1 - Werkzeughalter fuer bohr- und schlagbohrgeraete - Google Patents

Werkzeughalter fuer bohr- und schlagbohrgeraete

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DE3125455A1
DE3125455A1 DE19813125455 DE3125455A DE3125455A1 DE 3125455 A1 DE3125455 A1 DE 3125455A1 DE 19813125455 DE19813125455 DE 19813125455 DE 3125455 A DE3125455 A DE 3125455A DE 3125455 A1 DE3125455 A1 DE 3125455A1
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Manfred Ing.(grad.) 8033 Martinsried Spieth
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Description

312 SA b 5
BERG -'STAPi ■:SpHWAEPE.·■ "SANDMAIR v
.:.. ..pATENTANWALTE·" «· MAUERKIRCHERSTRASSE 45 8000 MÜNCHEN 80
Anwaltsakte: 31 680
29. Jun! 1981
HILTI AG
9494 Schaan/Fürstentum Liechtenstein
Werkzeughalter für Bohr- und Schlagbohrgeräte
* (089) 988272-74 Telex: 0524560 BERG d Bankkonten: Bayer. Verelnubank München 453100 (Bl./ /00 :ό? A))
Telegramme (cable): Telekoplerer: (089) 983049 Hypo-Bank München 4410122850 (BLZ 70020011) Swill CmIo: HYPn Dl. MM
BERGSTAPFPATENT München KaIIe Infotec 6000 Postscheck München 653 43-808 (,BU 700100 80)
nn BERG DIPL.-INQ. STAPF SlPL-ING SCHWABE DR. DR. SANOMAIR
PATENTANWÄLTE β MÖNCHEN βθ ■ MAUiRKIR6HeaSTR.4«
HILTI AKTIENGESELLSCHAFT IN SCHAAN Fürstentum Liechtenstein
Werkzeughalter für Bohr- und Schlagbohrgeräte
Die Erfindung betrifft einen Werkzeughalter für Bohr- und Schlagbohrgeräte mit Werkzeug, wobei das Werkzeug mittels in axial geschlossene Ausnehmungen am Werkzeugschaft eingreifenden Verriegelungselementen mit axialem Spiel im Werkzeughalter gehalten ist.
Beim Schlagbohren wefde'n'heben* der rel'nen*'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 rückwärtiges Ende in direkten Kontakt mit dem vorderen Ende des Schlagdöppers kommt. Die Schläge werden somit vom Schlagdöpper 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 auf. 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.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Werkzeughalter zu schaffen, der unter Vermeidung der vorstehend geschilderten Nachteile sowohl für das Schlagbohren, wie auch für das Drehbohren optimal geeignet ist.
Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass zur axialen Festlegung des Werkzeuges im Werkzeughalter das Werkzeug zwischen zwei Anschlägen axial einspannbar ist, wobei der eine Anschlag mit dem Werkzeughalter verbunden ist, der andere Anschlag gegenüber dem Werkzeughalter axial verschieb- und feststellbar ist und zwischen mindestens einem der Anschläge und dem Werkzeugschaft wenigstens ein Verriegelungselement einspannbar ist.
Das Werkzeug weist somit beim Schlagbohren gegenüber dem Werkzeughalter das übliche axiale Spiel auf. Für das Drehbohren ist das Werkzeug jedoch zwischen zwei Anschlägen axial
einspannbar. Dabei is^fddr eine Anschlag'Wit dem Werkzeughalter 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 einspannbar 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 erforderlich.
Zum Einspannen des Werkzeuges wird der andere Anschlag gegenüber dem Werkzeughalter axial verschoben und festgestellt. Um dies zu erleichtern, ist es zweckmässig, dass der andere, gegenüber.dem Werkzeughalter axial verschieb- und feststellbare Anschlag an einem Betätigungselement angeordnet ist. Das Betätigungselement kann beispielsweise unabhängig vom Betriebszustand des Schlagbohrgerätes betätigt werden. Dm Fehlmanipulationen zu vermeiden, kann das Betätigungselement beispielsweise mit einem ümschaltmechanismus vom Schlagbohrauf 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 Betätigungselement 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.
Für eine einfache Ausbildung des Werkzeughalters ist es zweckmässig, wenigstens ein Verriegelungselement zwischen dem axial verschiebbaren Anschlag und einer Schulter der axial begrenzten Ausnehmung am Werkzeugschaft einzuspannen. Zum
Festspannen des Werkzeuges* wir*d stJmit'übef den anderen verschieb- und feststellbaren Anschlag zunächst das Verriegelungselement gegen die Schulter der axial begrenzten Ausnehmung am Werkzeugschaft und hierauf das Werkzeug über das Verriegelungselement gegen den feststehenden Anschlag geschoben. Durch das zwischen dem axial verschiebbaren Anschlag und der Schulter der axial begrenzten Ausnehmung am Werkzeugschaft einspannbare Verriegelungselement wird zwischen dem Werkzeugschaft und dem axial verschiebbaren Anschlag ein Formschluss erzielt, sodass ein direktes Angreifen des verschieb- und feststellbaren Anschlages am Werkzeugschaft nicht erforderlich ist.
Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit besteht darin, wenigstens ein Verriegelungselement zwischen dem mit dem Werkzeughalter verbundenen Anschlag und einer Schulter der axial begrenzten Ausnehmung am Werkzeugschaft einzuspannen. · Auch in diesem Fall kann das Verriegelungselement eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Anschlag und dem Werkzeugschaft herstellen, sodass der Anschlag nicht selbst in den Bereich des Werkzeugschaftes ragen muss.
Weiterhin ist es möglich, sowohl zwischen dem mit dem Werkzeughalter verbundenen Anschlag und dem Werkzeugschaft, als auch zwischen dem Werkzeugschaft und dem anderen, axial verschieb- 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 Ausnehmungen 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* ems j"edVivStel«ruÄCF nach einem Verdrehwinkel von'weniger als 180° verriegelt werden.
Für eine weitere Vereinfachung der Handhabung des Werkzeughalters sind zweckmässigerweise vier Verriegelungselemente vorgesehen. Bei vier Verriegelungselementen kann ein einzusetzendes Werkzeug aus jeder Stellung innerhalb eines Winkels von kleiner als 90° verriegelt werden. Vier Verriegelungselemente 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 Erfindung, jeweils zwei einander diametral gegenüberliegend angeordnete Verriegelungselemente durch das Betätigungsorgan axial verschieb- und feststellbar. Die entstehenden Axialkräfte treten somit stets paarweise auf. Beispielsweise bei vier Verriegelungselementen können diese abwechslungsweise gegen die vorderen und rückwärtigen Schultern der Ausnehmungen am Werkzeugschaft gespannt werden. Die entstehenden Axialkräfte werden somit am Umfang verteilt und ein Schiefstellen des Werkzeuges im Werkzeughalter wird vermieden.
Die Verriegelungselemente dienen somit einerseits zur Drehmomentübertragung vom Werkzeughalter auf das Werkzeug und andererseits zum axialen Festlegen des Werkzeuges im Werkzeughalter beim Bohrbetrieb. Infolge der grossen Umfangskräfte bei der Drehmomentübertragung entstehen relativ hohe Flächenpressungen an den Abstutzflächen der Verriegelungs-
• ft * «
elemente. Um diese FlS'cfienpressurigen ζ"ύ r*ifluzieren, 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 Verriegelungselementen 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 Werkzeughalters.
Die Erfindung soll nachstehend anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 Einen erfindungsgemässen Werkzeughalter in der Stellung Schlagbohren, dh bei axial nicht festgespanntem 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 Stellung Drehbohren, dh bei axial festgespanntem Werkzeug,
Fig. 4 eine weitere Ausführung eines erfindungsge-
mässen Werkzeughalters in der Stellung Schlagbohren,
Fig. 5 den Werkzeughalter gemäss Fig. 4 in der Stellung Drehbohren,
Fig. 6 eine Abwicklung des in Fig. 5 dargestellten
Werkzeugschaftes mit angedeuteten Verriegelungselementeh.
Ein insgesamt mit 1 bezeichneter W*erkzeug*s*chaft 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 herstellen. In den Fenstern 3b, 3c sind Verriegelungselemente 5, 6 angeordnet, welche in die Ausnehmungen la des Werkzeugschaftes 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 auf we ist:.
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 ermöglicht. Auf der Schiebehülse 7 ist eine axial verschiebbare Griffhülse 8 geführt. Beim Zurückschieben der Griffhülse
8 können die Verriegelungselemente 5, 6 radial aus den Ausnehmungen la des Werkzeugschaftes 1 ausrücken und das Werkzeug somit aus dem Werkzeughalter herausgenommen werden. Die Schiebehülse 7 weist ferner einen mit dem Verriegelungselement 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 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 Schiebehülse 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 Aufnuhmehülse 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 verschoben. Ueber den Anschlag 7b wurde dabei das Verriegelungselement 6 gegen die vordere Schulter der Ausnehmung la am Werkzeugschaft 1 und hierauf der Werkzeugschaft 1 aus der Aufnahmehülse 3 soweit herausgeschoben, bis das Verriegelungselement 5 einerseits an der rückwärtigen Schulter der Ausnehmung la 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 Verriegelungselement 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 Werkzeugschaft 1 bleibt somit solange eingespannt, bis die Schiebehülse 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 Aufnahmehülse 3, sodass das Verriegelungselement 6 an der vorderen Schulter der Ausnehmung la und nicht am Fenster 3c aufläuft.
Der in den Figuren 4 bis 6 dargestellte Werkzeughalter entspricht im wesentlichen der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführung. Entsprechende Teile sind daher auch mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Unterschied besteht im
• S I ·
wesentlichen darin, dass der Werkfe"eugs*öha¥t 11 vier Ausnehmungen lla aufweist und dass entsprechend insgesamt vier Verriegelungselemente 5/ 6 vorgesehen sind. Entsprechend weist auch die Aufnahmehülse 13 insgesamt 4 Fenster 13b, 13c für die Verriegelungselement 5, 6 auf. Dabei sind die Fenster 13c wiederum länger als die Fenster 13b. 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 dan 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 eingespannten Werkzeugschaftes 11 zeigt, befinden sich die Verriegelungselemente 5, 6 abwechslungsweise am vorderen und am rückwärtigen Ende der Ausnehmungen lla. 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.
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Claims (8)

  1. -JKT-Anwaltsakte: 31 680 ."..". ·"··"."!*" 3125455
    .*·..:.: ::o.R, jHRrQ dipl.-ing. stapf
    ..".. .." "..· "JirPL.'-JWG.&CHWABE DR.DR. SANDVAIR Patentansprüche Patentanwälte
    • MONCHEM »0 · MAUftRKlflGHSR8Tft,4S
    Werkzeughalter für Bohr- und Schlagbohrgeräte mit Werkzeug, wobei das Werkzeug mittels in axial geschlossene Ausnehmungen des Werkzeugschaftes eingreifenden Verriegelungselementen mit axialem Spiel im Werkzeughalter gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur axialen Festlegung des Werkzeuges im Werkzeughalter das Werkzeug zwischen zwei Anschlägen axial einspannbar ist, wobei der eine Anschlag (3g) mit dem Werkzeughalter verbunden ist, der andere Anschlag (7b, 17b) gegenüber dem Werkzeughalter axial verschieb- und feststellbar ist und zwischen mindestens einem der Anschläge (3g, 7b, 17b) und dem Werkzeugschaft (I, 11) wenigstens ein Verriegelungselement (5, 6) einspannbar ist.
  2. 2. Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der andere, gegenüber dem Werkzeughalter axial verschieb- und feststellbare Anschlag (7b, 17b) an einem Betätigungselement angeordnet ist.
  3. 3. Werkzeughalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement als Schiebehülse (7, 17) ausgebildet ist.
  4. 4. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Verriegelungselement (6) zwischen dem axial verschieb- und feststellbaren Anschlag (7b, 17b) und einer Schulter der axial begrenzten Ausnehmung (la, lla) am Werkzeugschaft (1, 11) einspannbar ist.
  5. 5. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Verriegelungselement (5) zwischen dem mit dem Werkzeughalter verbundenen Anschlag (3g) und einer Schulter der axial begrenzten
    Jfi -
    Ausnehmung (la, ll'ä) "des WerXzeucfscKattes (1, 11) eiiiapannbar 1st.
  6. 6. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Verriegelungselemente (5, 6) einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind.
  7. 7. Werkzeughalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass insgesamt vier Verriegelungselemente (5, 6) vorgesehen sind.
  8. 8. Werkzeughalter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei einander gegenüberliegend angeordnete Verriegelungselemente (6) durch den anderen Anschlag (17b) gegenüber dem Werkzeughalter axial verschieb- und feststellbar sind.
DE19813125455 1981-06-29 1981-06-29 Werkzeughalter fuer bohr- und schlagbohrgeraete Granted DE3125455A1 (de)

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