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Die
Erfindung betrifft ein Bohrwerkzeuggerät, insbesondere Bohrhammer,
mit einem Gehäusekörper und
einer hiervon vorstehenden Antriebsspindel und einem an der Antriebsspindel
montierbaren und abnehmbaren Werkzeugfutter mit einem manuell bedienbaren
Verriegelungs- und Freigabemechanismus, um das Werkzeugfutter axial
formschlüssig
an der Antriebsspindel zu montieren bzw. freizugeben, und mit einer
Kupplungseinrichtung zur Herbeiführung
einer Drehkopplung zwischen der Antriebsspindel und dem Werkzeugfutter
und mit einer Überlastkupplung
zur Begrenzung eines ruckartig auftretenden Rückdrehmoments. Ein Bohrhammer
der genannten Art ist durch die Anmelderin und andere Anbieter vielfach
bekannt geworden; z.B. zum Bohr- und Schlagbohrbetrieb geeignete
Bohrhammer UHE, KHE der Anmelderin, die auch als Multi-Hämmer bzw.
Kombi-Hämmer bezeichnet
sind (zuletzt Metabo Hauptkatalog 2005/2006). Bei diesen Bohrhämmern ist
eine Überlastkupplung
zur Begrenzung einer ruckartig auftretenden Rückdrehmoments, wenn sich z.B.
ein Bohr- oder Hammerbohrwerkzeug beim Abbruchbetrieb in einer Stahlmattenarmierung
verhakt, innerhalb des Getriebes des Bohrwerkzeuggeräts, also
innerhalb des Gehäusekörpers des
Bohrwerkzeuggeräts,
im Antriebsstrang zwischen zwischen Elektromotor und Antriebsspindel
untergebracht, ebenso bei
DE
197 17 465 B4 .
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Typischerweise
werden derartige Bohrwerkzeuggeräte
mit verschiedenen Werkzeugen betrieben. Bei der Verwendung von Hammerbohrern
(üblicherweise
mit SDS-Einsteckenden) ist das beim Einsatzfall des Hammerbohrens
auftretende Drehmoment im Normalfall relativ gering, und der Anwender stellt
sich auf dieses geringe Reaktionsmoment während des Betriebs ein. Verhakt
sich der Hammerbohrer z.B. in einer Stahlarmierung, so steigt das
auf den Benutzer wirkende Rückdrehmoment
schlagartig an. Daher sollte für
diese Anwendung das Auslösemoment
der Überlastkupplung
verhältnismäßig gering sein.
Ein geringes Auslösemoment
erschwert jedoch das Arbeiten mit anderen Werkzeugen, wie z.B. Bohrkronen
oder Schlangenbohrern, oder macht es gar unmöglich. Beim Arbeiten mit Bohrkronen
oder mit Schlangenbohrern werden nämlich wesentlich höhere Drehmomente
benötigt
als bei Hammerbohrern.
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Der
Anwender stellt sich beim Arbeiten auch hier intuitiv auf das höhere Reaktionsmoment
ein. Deshalb könnte
in diesen Anwendungsfällen
eine Überlastkupplung
mit einem höheren
Auslösedrehmoment
verwendet werden, was durchaus sinnvoll wäre und die Sicherheit des Anwenders
nicht beeinträchtigen
würde.
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Von
der Anmelderin wurde mit der nicht vorveröffentlichten Europäischen Patentanmeldung
EP 05010813.3 bereits der
Vorschlag unterbreitet, die Kupplungseinrichtung zur Herbeiführung einer
Drehkopplung zwischen Antriebsspindel und Werkzeugfutter zugleich
als Überlastkupplung
auszubilden und das Auslösedrehmoment über eine
Drehmomenteinstelleinrichtung für
den Benutzer einstellbar zu machen. Dies birgt jedoch die nicht
unerhebliche Gefahr, dass falsche Auslösemomente eingegeben werden, was
sich als problematisch erweisen kann.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bohrwerkzeuggerät, insbesondere
einen Bohrhammer oder auch eine Schlagbohrmaschine, dahingehend
weiter zu verbessern, dass spezifischen Sicherheitsanforderungen
in Abhängigkeit
von eingesetzten Werkzeugen und Werkzeugfuttern besser Rechnung
getragen werden kann.
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Diese
Aufgabe wird bei einem Bohrwerkzeuggerät der genannten Art erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass die Überlastkupplung
außerhalb des
Gehäusekörpers in
dem Werkzeugfutter untergebracht ist und bei Überschreiten eines herstellerseitig vorgegebenen,
vom Benutzer jedoch nicht veränderbaren Drehmoments
die Drehkopplung löst
sämtliche Komponenten
der Überlastkupplung
als Teile des Werkzeugfutters ausgebildet und zusammen mit diesem
von der Antriebsspindel abnehmbar. Die Überlastkupplung wird also erfindungsgemäß aus dem Gehäusekörper (wie
bei vorbekannten Bohrwerkzeuggeräten)
heraus und in das Werkzeugfutter verlagert. Dadurch besteht die
Möglichkeit,
die Überlastkupplung
bei verschiedenen Werkzeugfuttern für jeweils spezielle Einsatzwerkzeuge
den spezifischen Anforderungen entsprechend herstellerseitig auszubilden,
so dass der Benutzer bei Verwendung eines bestimmten Werkzeugfutters
dann keine Möglichkeit hat,
unsachgemäße Auslösedrehmomente
vorzugeben. Hierdurch wird einerseits die Betriebssicherheit verbessert,
andererseits können
optimale Bedingungen zum Arbeiten mit unterschiedlichen Einsatzwerkzeugen
geschaffen werden. Bei einem Bohrhammer wird üblicherweise herstellerseitig
ein sogenanntes Hammerfutter für
Hammerbohrer oder sonstige meißelartige
Werkzeuge, üblicherweise
mit SDS-Einsteckende,
angeboten. Diese speziell zum Hammerbohren mit den entsprechenden
Werkzeugen geeigneten Werkzeugfutter und deren darin integrierte Überlastkupplung
werden dann so ausgelegt, dass die Überlastkupplung bei Überschreiten
eines verhältnismäßig geringen
Auslösedrehmoments
von beispielsweise 10 Nm die Drehkopplung zur Antriebsspindel unterbricht.
In diesem gelösten
Zustand der Überlastkupplung,
also beim "Rutschen" der Überlastkupplung,
kann jedoch noch ein Restdrehmoment übertragen werden.
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Zur
Verwendung von anderen Einsatzwerkzeugen, wie z.B. Hammerbohrern
oder Bohrkronen, werden erfindungsgemäß andere Werkzeugfutter mit wiederum
speziell für
diesen Einsatzzweck voreingestellten Auslösedrehmomenten, die anwenderseitig nicht
verändert
werden können,
angeboten. Andere Wechselfutter, wie z.B. Schnellspannbohrfutter
oder Zahnkranz-Bohrfutter für
wiederum andere Werkzeuge, beispielsweise solche mit zylindrischem
Schaft, die beispielsweise zum Arbeiten ohne Schlag- bzw. Hammerfunktion
bestimmt sein können,
können
wiederum mit einem anderen Auslösedrehmoment
ausgebildet werden.
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Insgesamt
ergibt sich eine betriebssichere und für ein optimales Arbeiten geeignete
Ausbildung des Bohrwerkzeuggeräts.
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Bei
verschiedenen Werkzeugfuttern kann stets derselbe Drehkopplungsmechanismus
zur Antriebsspindel eingesetzt werden, und die Realisierung und
Anordnung der Überlastkupplung
wäre abtriebsseitig
zum Drehkopplungsmechanismus zwischen Antriebsspindel und Werkzeugfutter.
Als besonders einfacher und damit vorteilhafter Drehkopplungsmechanismus
hat es sich erwiesen, wenn die Antriebsspindel einen unrunden, insbesondere
polygonalen Umfangsabschnitt aufweist und mit einem komplementären Innenumfangsabschnitt
des Werkzeugfutters eine formschlüssige Drehmitnahme ausbildet.
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Im
Hinblick auf eine verschleißarme
und möglichst
wenig belastete Ausbildung der Überlastkupplung
erweist sich eine radial wirkende Rutschkupplung als vorteilhaft.
Grundsätzlich
wäre zwar eine
axial wirkende Überlastkupplung
ebenfalls denkbar; solchenfalls müsste diese aber zudem axial wirkende
Belastungen bei der Benutzung des Bohrwerkzeuggeräts aufnehmen.
Eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung ist so gestaltet, dass ein die Antriebsspindel umgebendes
und in Drehkopplung mit der Antriebsspindel stehendes Antriebsteil des
Werkzeugfutters eine nach radial außen wirkende Rutschkupplung
mit einem Abtriebsteil des Werkzeugfutters ausbildet, welches das
Antriebsteil radial außen
umgibt.
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Es
wird des Weiteren Schutz beansprucht für ein Bohrwerkzeuggerät mit einer
Sachgesamtheit aus mehreren verschiedenen Werkzeugfuttern, wobei
die mehreren verschiedenen Werkzeugfutter eine in dem Werkzeugfutter
untergebrachte Überlastkupplung
aufweisen und wobei die herstellerseitig vorgegebenen, vom Benutzer
jedoch nicht veränderbaren
Drehmomente, bei denen die Überlastkupplung
die Drehkopplung löst,
bei den Werkzeugfuttern verschieden sind.
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Weitere
Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
den beigefügten
Patentansprüchen
und aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Bohrwerkzeuggeräts. In der
Zeichnung zeigt:
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1 eine
schematische teilweise Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Bohrwerkzeuggeräts mit einem
Bohrhammer-Werkzeugfutter;
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2 eine
Schnittansicht mit Schnittebene II-II in 1 und
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3 eine
schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Bohrwerkzeuggeräts mit einem
Zahnkranz-Werkzeugfutter.
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Die
Figuren zeigen ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnetes
Bohrwerkzeuggerät in
Form eines Bohrhammers, mit einem Gehäusekörper 4 und einer von
dem Gehäusekörper 4 vorstehenden
Antriebsspindel 6 und einem Werkzeugfutter 8,
welches an der Antriebsspindel 6 montierbar und abnehmbar
ist. Hierfür
ist ein manuell und werkzeuglos bedienbarer Verriegelungs- und Freigabemechanismus 10 vorgesehen,
der im beispielhaften Fall zwei als Kugeln ausgebildete Verdrängerkörper 12 umfasst,
die von diametral gegenüberliegenden
Seiten in eine Umfangsnut 14 der Antriebsspindel 6 eingreifen,
um das Werkzeugfutter 8 formschlüssig an der Antriebsspindel 6 zu
halten. Zum axialen Lösen des
Werkzeugfutters 8 von der Antriebsspindel 6 ist ein
in Verriegelungsrichtung federvorgespannter Stellring 16 vorgesehen,
der bei Verdrehen entgegen der Federvorspannung den Verdrängerkörpern 12 einen
radial äußeren Aufnahmeraum
bietet, in welchen die Verdrängerkörper 12 dann
beim axialen Abziehen des Werkzeugfutters 8 von der Antriebsspindel 6 verdrängbar sind,
so dass die axiale formschlüssige Kopplung
zwischen Verdrängerkörpern 12 und
Umfangsnut 14 der Antriebsspindel 6 gelöst wird.
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Die
Antriebsspindel 6 weist außerdem einen polygonalen Umfangsabschnitt 18 auf,
der in formschlüssiger
Drehmitnahme mit einem komplementären Innenumfangsabschnitt 20 des
Werkzeugfutters 8 steht. Hierdurch ist eine Kupplungseinrichtung 19 (Drehkopplungsmechanismus)
zwischen Antriebsspindel 6 und Werkzeugfutter 8 gebildet.
Der Innenumfangsabschnitt 18 wird gebildet von einem zwar unrunden
aber ringförmig
geschlossenen Antriebsteil 22 des Werkzeugfutters 8.
Dieses Antriebsteil 22 weist in Umfangsrichtung abwechselnd
radiale Erhebungen 24 und Zurücksetzungen 26 auf.
Mit den Erhebungen 24, die radial außen im Wesentlichen konzentrisch
verlaufen, liegt das Antriebsteil 22 gegen ein ringförmiges Antriebsteil 28 des
Werkzeugfutters 8 an und bildet mit diesem eine Rutschkupplung 30, die
zugleich eine Überlastkupplung 32 darstellt.
Bei Überschreiten
eines von der Oberflächengestaltung und Geometrie
der Erhebungen 24 und des Innenumfangs des Abtriebsteils 28 abhängigen Auslösedrehmoments öffnet die Überlastkupplung 32,
indem das Antriebsteil 22 gegenüber dem Abtriebsteil 28 gleitet.
Es kann auf diese Weise eine Überschreitung eines
zulässigen
und herstellerseitig vorgegebenen Rückdrehmoments auf den Benutzer
sicher verhindert werden. Der Anwender hat dabei keine Möglichkeit,
die herstellerseitig voreingestellte Auslösung der Überlastkupplung 32 unbeabsichtigt
oder vorsätzlich zu
verändern.
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Es
sei ausdrücklich
erwähnt,
dass die vorstehend beschriebene Ausbildung der Überlastkupplung 32 auch
in anderer Weise, insbesondere über
axial wirkende Antriebs- und Abtriebselemente denkbar wäre. Des
Weiteren könnten
axial oder radial bewegliche Verdrängerkörper, die unter einer Vorspannung stehen,
zum Einsatz kommen, wobei diese Verdrängerkörper bei Überschreiten eines herstellerseitig vorgegebenen
Auslösedrehmoments
dann in eine die Drehkopplung zwischen Antriebsspindel und Werkzeugfutter
lösende
Position gelangen.
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1 zeigt
in beispielhafter und andeutender Weise ein Werkzeugfutter 8 in
Form eines Hammerfutters für
Werkzeuge mit SDS oder SDS+ Einsteckende, die gerade für einen
Hammerbohrbetrieb bestimmt sind. Demgegenüber zeigt 3 schematisch
ein anderes Werkzeugfutter in Form eines Zahnkranz-Backenbohrfutters,
das in besonderem Maße
zur Verwendung für
Werkzeuge mit zylindrischem Schaft bestimmt und geeignet ist. Dieses Werkzeugfutter
nach 3 verfügt
herstellerseitig über
eine in dem Werkzeugfutter 8 verwirklichte Überlastkupplung,
beispielsweise der im Zusammenhang mit 1 bezeichneten
Art, welche ein anderes Überlastdrehmoment
aufweist als die Überlastkupplung 32 des
Werkzeugfutters 8 nach 1.