Werkzeugaufnahme

Beschreibung

GEBIET DER ERFINDUNG

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugaufnahme, insbesondere für eine meißelnde, rein meißelnde und/oder bohrmeißelnde Werkzeugmaschine. Die Werkzeugaufnahme ist insbesondere für meißelnde und drehmeißelnde Werkzeuge ausgelegt, die eine längliche Verriegelungsnut am Schaftende aufweisen, wie aus der EP 1 790 424 A1 oder EP 0 668 127 A1 und dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

[0002] Die erfindungsgemäße Werkzeugaufnahme hat eine Spindel, die einen längs einer Arbeitsachse orientierten, abtriebsseitig offenen, zylindrischen oder prismatischen Aufnahmeraum zum Aufnehmen eines Werkzeugs in Einsetzrichtung und ein in den Aufnahmeraum in radialer Richtung einstechendes Langloch hat. Die Spindel kann unlösbar oder lösbar mit einem Antrieb einer Handwerkzeugmaschine, z.B. einem Bohrhammer verbunden sein. Ein Sperrkörper, z.B. eine Kugel, ragt in dem Langloch liegend in den Aufnahmeraum hinein und ist zwischen einem abtriebsseitigen Ende des Langlochs und einem antriebsseitigen Ende des Langlochs beweglich. Die Zahl der Langlöcher und Sperrkörper ist nicht auf genau eines beschränkt, es können auch mehrere Langlöcher vorgesehen sein, in welchen jeweils genau ein Sperrkörper angeordnet sind. Ein Schieber dient zum Schieben des Sperrkörpers zu dem abtriebsseitigen Ende des Langlochs, wobei der Schieber in radialer Richtung mit dem Sperrkörper überlappt und durch eine erste Feder entgegen der Einsetzrichtung kraftbeaufschlagt ist. Ein radialer Anschlag zwingt an ihm in radialer Richtung anliegend den Sperrkörper zum Eingreifen in den Aufnahmeraum. Der radiale Anschlag überlappt in einer verriegelnden Stellung mit dem abtriebsseitigen Ende des Langlochs, wodurch der in dem abtriebsseitigen Ende liegende Sperrkörper an einer radialen Bewegung gehindert ist, und der radiale Anschlag ist in die Einsetzrichtung, gegen die Federkraft der ersten Feder zum Freigeben einer radialen Bewegung des Sperrkörpers aus dem Eingriff mit dem Aufnahmeraum verschiebbar. Eine zweite Feder ist in Einsetzrichtung an dem Schieber abgestützt und beaufschlagt den radialen Anschlag entgegen der Einsetzrichtung mit einer Federkraft.

[0003] In der Grundstellung ist der Sperrkörper durch den Schieber am abtriebsseitigen Ende des Langlochs gehalten. Der radiale Anschlag überlappt in der Grundstellung in axialer Richtung mit dem Sperrkörper, wodurch der Sperrkörper in der Grundstellung in den Aufnahmeraum eingreifend gehalten ist. Die Grundstellung entspricht einer verriegelnden Stellung der Werkzeugaufnahme. Ein Anwender kann den radialen Anschlag gegen die erste Feder zu dem antriebsseitigen Ende verschieben, worauf der Sperrkörper in radialer Richtung aus dem Aufnahmeraum vollständig heraustreten kann. Ein in der Werkzeugaufnahme liegendes Werkzeug wird hierdurch freigegeben. Die zweite Feder erleichtert das Einsetzen des Werkzeugs, wenn die Werkzeugaufnahme vertikal gehalten ist. Die zweite Feder hält den radialen Anschlag ohne Betätigung des Anwenders überlappend mit dem abtriebsseitigen Ende des Langlochs. Der Anwender verschiebt beim Einsetzen mit dem Werkzeug den Sperrkörper einschließlich dem Schieber in Richtung zu dem antriebsseitigen Ende. An dem antriebsseitigen Ende kann der Sperrkörper ungehindert durch den radialen Anschlag radial ausweichen und den Aufnahmeraum freigeben. Die beiden Federn können an gegenüberliegenden Seiten des Schiebers angeordnet sein.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

[0004] Die nachfolgende Beschreibung erläutert die Erfindung anhand von exemplarischen Ausführungsformen und Figuren. In den Figuren zeigen:

Fig. 1

eine Handwerkzeugmaschine,

Fig. 2

eine Werkzeugaufnahme,

Fig. 3

eine Werkzeugaufnahme,

[0005] Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden durch gleiche Bezugszeichen in den Figuren induziert, soweit nicht anders angegeben. Radial und axiale Richtungen beziehen sich, soweit es nicht explizit anders angegeben, auf eine Arbeitsachse der Werkzeugmaschine. Orientierungen sind ohne weiteren Vermerk in Bezug auf eine Schlagrichtung der Werkzeugmaschine angegeben, wonach ein hinteres Element gegenüber einem vorderen Element in Schlagrichtung versetzt ist. Eine Länge bezeichnet eine Abmessung längs einer (Längs-) Richtung der größten Ausdehnung eines Körpers, eine Breite ist die größte Abmessung in der Ebene senkrecht zu der Längsrichtung.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG

[0006] Fig. 1 zeigt als Beispiel einer meißelnden Handwerkzeugmaschine schematisch einen Bohrhammer 1. Der Bohrhammer 1 hat eine Werkzeugaufnahme 2, in welche ein Schaftende 3 eines Werkzeug, z.B. eines des Bohrmeißels 4, eingesetzt werden kann. Einen primären Antrieb des Bohrhammers 1 bildet ein Motor 5, welcher ein Schlagwerk 6 und eine Abtriebswelle 7 antreibt. Ein Anwender kann den Bohrhammer 1 mittels eines Handgriffs 8 führen und mittels eines Systemschalters 9 den Bohrhammer 1 in Betrieb nehmen. Im Betrieb dreht der Bohrhammer 1 den Bohrmeißel 4 kontinuierlich um eine Arbeitsachse 10 und kann dabei den Bohrmeißel 4 in Schlagrichtung 11 längs der Arbeitsachse 10 in einen Untergrund schlagen.

[0007] Das Schlagwerk 6 ist beispielsweise ein pneumatisches Schlagwerk 6. Ein Erreger 12 und ein Schläger 13 sind in dem Schlagwerk 6 längs der Arbeitsachse 10 beweglich geführt. Der Erreger 12 ist über einen Exzenter 14 oder einen Taumelfinger an den Motor 5 angekoppelt und zu einer periodischen, linearen Bewegung gezwungen. Eine Luftfeder gebildet durch eine pneumatische Kammer 15 zwischen Erreger 12 und Schläger 13 koppelt eine Bewegung des Schlägers 13 an die Bewegung des Erregers 12 an. Der Schläger 13 kann direkt auf ein hinteres Ende des Bohrmeißels 4 aufschlagen oder mittelbar über einen im Wesentlichen ruhenden Zwischenschläger 16 einen Teil seines Impuls auf den Bohrmeißel 4 übertragen. Das Schlagwerk 6 und vorzugsweise die weiteren Antriebskomponenten sind innerhalb eines Maschinengehäuses 17 angeordnet.

[0008] Fig. 2 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform der Werkzeugaufnahme 2. Die Werkzeugaufnahme 2 hat eine von der Abtriebswelle 7 angetriebene hohle Spindel 20 mit einem Aufnahmeraum 21 für das Werkzeug 4. Das Werkzeug 4 kann durch eine abtriebsseitige Öffnung 22 in Einsetzrichtung 23 (entgegen der Schlagrichtung 11) in den Aufnahmeraum 21 eingesetzt werden. Der Aufnahmeraum 21 ist vorzugsweise komplementär zu dem Schaftende 3, z.B. zylindrisch ausgebildet.

[0009] Eine lösbare Verriegelung des mit Verriegelungsnuten versehenen Werkzeugs 4 in dem Aufnahmeraum 21 erfolgt mittels Sperrkörpern, hier beispielsweise mit Kugeln 24. Die Kugeln 24 sind in Langlöcher 25 in einer Wand 26 der hohlen Spindel 20 eingesetzt. Ein radiale Hemmung der Kugeln 24 erfolgt durch einen Verriegelungsring 27, an welchem von radial innen anliegend die Kugeln 24 teilweise in den Aufnahmeraum 21 hineinragen. Der in den Aufnahmeraum 21 hineinragende Teil der Kugeln 24 kann in die Verriegelungsnut des Werkzeugs 4 eingreifen. Ein federbelasteter Schieber 28 hält die Kugeln 24 innerhalb des Verriegelungsrings 27, d.h. axial mit dem Verriegelungsring 27 überlappend. Beim Einsetzen des Werkzeugs werden die Kugeln 24 gegen den federbelasteten Schieber 28 verschoben und gelangen aus dem Eingriff mit dem Verriegelungsring 27. Die Kugeln 24 können radial ausweichen und den Aufnahmeraum 21 freigeben. Der Verriegelungsring 27 kann durch eine Betätigungshülse 29 gegen den federbelasteten Schieber 28 verschoben werden, wodurch die radiale Hemmung der Kugeln 24 aufgehoben wird und ein eingesetztes Werkzeug entnehmbar ist.

[0010] Die beispielhafte Spindel 20 hat zwei gegenüberliegende Langlöcher 25 in ihrer mantelförmigen Wand 26. Die Langlöcher 25 sind parallel zu der Arbeitsachse 10 ausgerichtet, ein Abstand eines abtriebsseitigen Endes 30 von einem antriebsseitigen Ende 31 ist vorzugsweise größer als eine Breite der Langlöcher 25. In jedes der Langlöcher 25 ist eine der Kugeln 24 eingesetzt. Ein Durchmesser der Kugeln 24 ist größer als eine Wandstärke der Spindel 20, wodurch die Kugeln 24 teilweise in den Aufnahmeraum 21 hineinragen und teilweise über die Spindel 20 hinausstehen. Anstelle von Kugeln können Walzen, Rollen etc. als Sperrkörper eingesetzt werden.

[0011] Der Verriegelungsring 27 hat eine radial nach innen weisende Anschlagfläche 32. Die Anschlagfläche 32 ist vorzugsweise zylindrisch. Ein radialer Abstand der Anschlagfläche von der Arbeitsachse 10 ist derart bemessen, dass die Kugeln 24 die Anschlagfläche 32 berührend in den Aufnahmeraum 21 hineinragen. Eine axiale Abmessung der Anschlagfläche 32 ist geringer als eine Länge der Langlöcher 25, deren Abstand von abtriebsseitigen Ende 30 zu antriebsseitigen Ende 31. Die Anschlagfläche 32 und das abtriebsseitige Ende 30 des Langlochs 25 überlappen längs der Arbeitsachse 10 bei einer verriegelnden Stellung des Verriegelungsrings 27, welche zugleich die Grundstellung ist. In der Grundstellung besteht kein axialer Überlapp der Anschlagfläche 32 mit dem antriebsseitigen Ende 31 des Langlochs 25. Für eine entriegelnde Stellung ist der Verriegelungsring 27 gegenüber dem abtriebsseitigen Ende 30 wenigstens soweit axial versetzt, dass die Kugeln 24 radial ausweichend vollständig aus dem Aufnahmeraum 21 austreten können.

[0012] Der beispielhafte Verriegelungsring 27 ist material- und/oder formschlüssig mit der Betätigungshülse 29 verbunden. Die Betätigungshülse 29 hat eine freizugängliche Außenfläche, an welcher der Anwender diese greifen kann. Die Betätigungshülse 29 einschließlich dem Verriegelungsring 27 sind von einem Anwender aus einer Grundstellung in die entriegelnde Stellung verschiebbar.

[0013] Der Schieber 28 ist antriebsseitig von den Kugeln 24 angeordnet. Der beispielhafte Schieber 28 ist eine ringförmige Scheibe, welche auf die Spindel 20 aufgeschoben ist. Der Schieber 28 ist längs der Arbeitsachse 10 gegenüber der Spindel 20, den Kugeln 24 und dem Verriegelungsring 27 axial beweglich. Die Kugeln 24 und der Schieber 28 überlappen in radialer Richtung 33, wodurch der Schieber 28 an den Kugeln 24 antriebsseitig anliegen kann.

[0014] Eine erste Feder 34 wirkt in Schlagrichtung 11 auf den Schieber 28. Der durch die erste Feder 34 belastete Schieber 28 hält die Kugeln 24 an oder nahe dem abtriebsseitigen Ende 30 des Langlochs 25, wodurch die Kugeln 24 im Eingriff mit der radialen Anschlagfläche 32 sind. Der Verriegelungsring 27 oder die Betätigungshülse 29 bilden einen abtriebsseitigen Anschlag für den Schieber 28, wodurch die erste Feder 34 mittelbar auch auf den Verriegelungsring 27 wirken kann. Der Betätigungshülse 29 wirkt die erste Feder 34 beim Verschieben aus der Grundstellung in die entriegelnde Stellung entgegen.

[0015] Eine zweite Feder 35 ist zwischen der Betätigungshülse 29 und dem Schieber 28 vorgespannt angeordnet. Die zweite Feder 35 berührt den gegenüber dem Verrieglungsring 27 axial beweglichen Schieber 28. Beim Einsetzen des Werkzeugs 4 schiebt das Werkzeug 4 die Kugeln 24 und mittelbar den Schieber 28 zu dem antriebsseitigen Ende 31 des Langlochs 25. Der Schieber 28 löst sich dabei von dem Verriegelungsring 27 bzw. der Betätigungshülse 29. Die zweite Feder 35 wirkt auf den Verriegelungsring 27 in Schlagrichtung 11 und hält somit den Verriegelungsring 27 in dessen Grundstellung nahe dem abtriebsseitigen Ende 30 des Langlochs 25.

[0016] Die Betätigungshülse 29 hat einen axiale erste antriebsseitige Anlagefläche 36, an welchem der Schieber 28 in der Grundstellung anliegt. Längs der Arbeitsachse 10, in Schlagrichtung 11 versetzt zu der ersten Anlagefläche 36 ist eine zweite antriebsseitige Anlägefläche 37 vorgesehen. Die zweite Feder 35 ist an dieser zweiten Anlagefläche 37 angelegt.

[0017] Die beiden Federn 34, 35 können beispielsweise als Schraubenfedern ausgebildet sein. Die erste Feder 34 übt auf den Schieber 28 eine größere Kraft als die zweite Feder 35 aus.

[0018] Fig. 3 zeigt eine Abwandlung der Werkzeugaufnahme 2, bei welcher die zweite Feder 35' und die zweite Anlagefläche 37' variiert sind. Die Betätigungshülse 29 hat eine Tasche 38, deren axiales Ende die zweite Anlagefläche 37' ausbildet und in der die zweite Feder 35' angeordnet ist.

Ansprüche

1. Werkzeugaufnahme mit
einer Spindel (20), die einen längs einer Arbeitsachse (10) orientieren, abtriebsseitig offenen, zylindrischen oder prismatischen Aufnahmeraum (21) zum Aufnehmen eines Werkzeugs (4) in Einsetzrichtung (23) und ein in den Aufnahmeraum (21) in radialer Richtung (33) einstechendes Langloch (25) hat,
einem Sperrkörper (24), der in dem Langloch (25) liegend in den Aufnahmeraum (21) hineinragt und zwischen einem abtriebsseitigen Ende (30) des Langlochs (25) und einem antriebsseitigen Ende (31) des Langlochs (25) beweglich ist,
einem Schieber (28) zum Schieben des Sperrkörpers (24) zu dem abtriebsseitigen Ende (30) des Langlochs (25), wobei der Schieber (28) in radialer Richtung (33) mit dem Sperrkörper (24) überlappt und durch eine erste Feder (34) entgegen der Einsetzrichtung (23) kraftbeaufschlagt ist,
einem radialen Anschlag (27, 32), an dem in radialer Richtung (33) anliegend der Sperrkörper (24) in den Aufnahmeraum (21) eingreifend gezwungen ist, der in einer verriegelnden Stellung mit dem abtriebsseitigen Ende (30) des Langlochs (25) überlappt und in die Einsetzrichtung (23), gegen eine Federkraft der ersten Feder (34) zum Freigeben einer radialen Bewegung des Sperrkörpers (24) aus dem Eingriff mit dem Aufnahmeraum (21) verschiebbar ist, und gekennzeichnet durch
eine zweiten Feder (35), die in Einsetzrichtung (23) an dem Schieber (28) abgestützt ist und den radialen Anschlag (27, 32) entgegen der Einsetzrichtung (23) kraftbeaufschlagt.

2. Werkzeugaufnahme nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch eine für einen Anwender bedienbare Betätigungshülse (29) zum Entriegeln des Werkzeugs (4), die einen Verriegelungsring (27) mit dem radial nach innen weisenden Anschlag (32) aufweist.

3. Werkzeugaufnahme nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Feder (35) eine geringerer Federkraft als die erste Feder (34) auf den Schieber (28) ausübt.

4. Werkzeugaufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Feder (35) in jeder Stellung unter Vorspannung ist.

5. Werkzeugaufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Feder (34) antriebsseitig und die zweite Feder (35) abtriebsseitig von dem Schieber (28) angeordnet sind.

6. Werkzeugaufnahme nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Feder (35) den Schieber (28) berührt.

7. Werkzeugaufnahme nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Feder (35) abtriebsseitig an einer Betätigungshülse (29) anliegt.

Claims

1. Tool holder with
a spindle (20), which has a cylindrical or prismatic holding area (21) orientated along a working axis (10) that is open on the output side for holding a tool (4) in the direction of insertion (23) and an elongated hole (25) cut into the holding area (21) in the radial direction (33),
a blocking element (24), which projects into the holding area (21) lying in the elongated hole (25) and may be moved between an end (30) of the elongated hole (25) on the output side and an end (31) of the elongated hole (25) on the drive side,
a pusher (28) for pushing the blocking element (24) to the end (30) of the elongated hole (25) on the output side, in which the pusher (28) overlaps with the blocking element (24) in the radial direction (33) and has force applied to it against the direction of insertion (23) through a first spring (34),
a radial stop (27, 32), on which the blocking element (24) is forced into the holding area (21) engagingly in the radial direction (33), which overlaps with the end (30) of the elongated hole (25) on the output side in a locking position and may be moved in the direction of insertion (23) against a spring force of the first spring (34) to release a radial movement of the blocking element (24) from engagement with the holding area (21), and characterised by
a second spring (35), which is supported on the pusher (28) in the direction of insertion (23) and applies force to the radial stop (27, 32) against the direction of insertion (23).

2. Tool holder according to claim 1 characterised by an actuating sleeve (29) that may be operated by a user to unlock the tool (4), which has a locking ring (27) with the stop (32) facing radially inwards.

3. Tool holder according to claim 1 or 2, characterised in that the second spring (35) exerts a smaller spring force on the pusher (28) than the first spring (34).

4. Tool holder according to one of the previous claims, characterised in that the second spring (35) is pretensioned in every position.

5. Tool holder according to one of the previous claims, characterised in that the first spring (34) is arranged on the drive side and the second spring (35) is arranged on the output side of the pusher (28).

6. Tool holder according to claim 5, characterised in that the second spring (35) touches the pusher (28).

7. Tool holder according to claim 5 or 6, characterised in that the second spring (35) lies flat against an actuating sleeve (29) on the output side.

Revendications

1. Porte-outil comportant :

une broche (20) qui a un espace de réception (21) cylindrique ou prismatique, orienté le long d'un axe de travail (10), ouvert côté mené, pour recevoir un outil (4) dans une direction de mise en place (23), et un trou longitudinal (25), débouchant dans l'espace de réception (21) dans une direction radiale (33),

un corps d'arrêt (24), qui, situé dans le trou longitudinal (25), fait saillie dans l'espace de réception (21), et est mobile entre une extrémité (30) côté mené du trou longitudinal (25) et une extrémité côté menant (31) du trou longitudinal (25),

un coulisseau (28) pour faire coulisser le corps d'arrêt (24) jusqu'à l'extrémité (30) côté mené du trou longitudinal (25), le coulisseau (28) chevauchant le corps d'arrêt (24) dans la direction radiale (33) et étant sollicité par une force appliquée par un premier ressort (34), contre le direction de mise en place (23),

une butée radiale (27, 32), contre laquelle le corps d'arrêt (24), adjacent dans la direction radiale (33), est contraint à venir en prise dans l'espace de réception (21) et qui, dans une position bloquante, chevauche l'extrémité (30) côté mené du trou longitudinal (25) et qui peut être déplacée dans la direction de mise en place (23), à l'encontre d'une force élastique du premier ressort (34) pour libérer un mouvement radial du corps d'arrêt (24) hors de prise avec l'espace de réception (21), et caractérisé par

un second ressort (35), qui est soutenu par le coulisseau (28), dans la direction de mise en place (23), et qui sollicite par une force la butée radiale (27, 32), à l'encontre de la direction de mise en place (23).

2. Porte-outil selon la revendication 1, caractérisé par une douille d'actionnement (29) pouvant être commandée par un utilisateur pour débloquer l'outil (4), laquelle douille d'actionnement comporte une bague de verrouillage (27) avec la butée (32) orientée radialement vers l'intérieur.

3. Porte-outil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le second ressort (35) exerce sur le coulisseau (28) une force élastique plus faible que le premier ressort (34).

4. Porte-outil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en que le second ressort (35) est sous précontrainte dans chaque position.

5. Porte-outil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier ressort (34) est agencé côté mené du coulisseau (28) et le second ressort (35) est agencé côté menant du coulisseau (28).

6. Porte-outil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le second ressort (35) est en contact avec le coulisseau (28).

7. Porte-outil selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le second ressort (35) est en contact avec une douille d'actionnement (29) côté mené.

Zeichnung