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WO1999024200A1 - Schnellwechselanschluss für diamant-bohrmaschinenwerkzeuge, insbesondere für kernbohrmaschinenwerkzeuge (bohrkronenschnellverschluss) - Google Patents

Schnellwechselanschluss für diamant-bohrmaschinenwerkzeuge, insbesondere für kernbohrmaschinenwerkzeuge (bohrkronenschnellverschluss) Download PDF

Info

Publication number
WO1999024200A1
WO1999024200A1 PCT/EP1998/006967 EP9806967W WO9924200A1 WO 1999024200 A1 WO1999024200 A1 WO 1999024200A1 EP 9806967 W EP9806967 W EP 9806967W WO 9924200 A1 WO9924200 A1 WO 9924200A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tool holder
connecting pin
quick
tool
sliding ring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP1998/006967
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ulrich Verweyen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of WO1999024200A1 publication Critical patent/WO1999024200A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02—Chucks
    • B23B31/10—Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
    • B23B31/107—Retention by laterally-acting detents, e.g. pins, screws, wedges; Retention by loose elements, e.g. balls
    • B23B31/1071—Retention by balls

Definitions

  • the invention relates to a quick-change connection for diamond drilling machine tools, in particular for core drilling machine tools, which are also called drill bits.
  • This also includes tools that are suitable for wet drilling and dry drilling with dust suction.
  • the quick-change connection consists of a connecting pin which can be connected to the tool, in particular a drill, with a cylindrical outer surface, with axially extending teeth molded therein and with a cone at the machine end, and a tubular tool holder with axially extending grooves into which the teeth of the connecting pin are inserted can be intervened.
  • the tool holder has locking elements, e.g. B. balls or locking bolts, which can be engaged in corresponding recesses of the connecting pin.
  • the tool is connected to the drilling machine as follows.
  • a sleeve screwed onto the outside of the tool holder is unscrewed until the locking elements loaded by a compression spring arranged inside the sleeve are released so that the connecting pin of the tool can be pushed into the tool holder.
  • the sleeve is then screwed on again, and the spring mentioned presses the locking elements into the corresponding recesses in the connecting pin, so that the tool is secured against falling out of the tool holder.
  • the screwing of the sleeve is necessary to ensure a high level of locking Applying radial force to support the centering of the boring tool ⁇ .
  • the invention is therefore based on the object of developing a quick-change connection of the type mentioned at the outset, which allows good centering even when the drilling machine is subjected to high loads and nevertheless allows the tools to be replaced much more quickly even with a drill bit length of up to 2 m .
  • the cylindrical outer surface of the connecting pin consists of two annular zones and that at least the tool-side zone is worked to fit with the corresponding hollow cylindrical zone of the tool holder.
  • the tool-side zone of the cylindrical outer surface of the connecting pin have a manufacturing tolerance of at most 0.05 mm, in particular of at most 0.03 mm. The same applies to the zone on the tool side of the corresponding cylindrical inner surface of the tool holder.
  • the other zone of the cylindrical outer surface of the connecting pin adjacent to the cone is machined for play relative to the corresponding hollow cylindrical zone of the tool holder, the play being in particular 0.5 to 1.5 mm.
  • dirt particles present in this area which is more difficult to access, do not interfere.
  • any dirt particles that may still be present are pushed out of the zones machined to fit into the inner area of the tool holder, where they also do not interfere due to the play between the tool holder and the connecting pin.
  • Another advantage is that it is easier for the user to insert the connecting pin into the tool holder.
  • a circumferential groove for receiving an elastic sealing ring is provided on the cone of the connecting pin.
  • the sealing ring serves to seal the case a central, axially running water supply from the drill through the quick-change connection to the tool.
  • Another, also very important advantage of such a sealing ring is the support of the centering of the tool, because any tolerances that may exist are compensated for by the elastic ring. Such a sealing ring is therefore also advantageous in a dry mode of operation.
  • the tapering end of the cone of the connecting pin be cylindrical and, in particular, to fit with a corresponding cylindrical section of the inner cone of the tool holder.
  • a sliding ring is provided on the tool holder, which can be moved in a spring-loaded manner in the axial direction on the tool holder. In its first position, the sliding ring holds the locking elements in their locking position and when they move against the spring force into the second position, the sliding ring releases the locking elements.
  • the slide ring does not have to be held manually in the unlocking second position when the drill or the connecting pin connected to the drill is changed, it is proposed in a particularly advantageous embodiment of the invention that the slide ring can be locked in its second position on the tool holder is.
  • the locking and securing of the sliding ring can be carried out in different ways. It is advantageous if at least one projection, in particular a pin, is arranged on the outside of the tool holder and if at least one contact surface for the projection is provided on the sliding ring for locking or securing the sliding ring. In particular, 3 such pins and contact surfaces can be present in the quick-change connection according to the invention.
  • Another advantage of the invention is that the connecting pins (drill bit fittings), which are screwed into the drill bit, even after the wear of the connecting pins (drill bit fittings), which are screwed into the drill bit, even after the wear of the connecting pins (drill bit fittings), which are screwed into the drill bit, even after the wear of the connecting pins (drill bit fittings), which are screwed into the drill bit, even after the wear of the connecting pins (drill bit fittings), which are screwed into the drill bit, even after the wear of the connecting pins (drill bit fittings), which are screwed into the drill bit, even after the wear of the connecting pins (drill bit fittings), which are screwed into the drill bit, even after the wear of the connecting pins (drill bit fittings), which are screwed into the drill bit, even after the wear of the connecting pins (drill bit fittings), which are screwed into the drill bit, even after the wear of the connecting pins
  • the output side of the drive shaft of the drill motor gear is designed as a tool holder according to the invention.
  • the advantage is the shorter design and the lower manufacturing costs.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a tool holder according to a first exemplary embodiment according to the invention
  • FIG. 2 shows a side view of a connecting pin provided for use with the tool holder according to FIG. 1
  • FIG. 3 shows a plan view of the connecting pin according to FIG. 1 in the direction of arrow 1 in FIG. 2
  • FIG. 4 shows a longitudinal section through a tool holder according to a second exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 5 shows a plan view of a connection piece for the tool holder according to FIG. 4 for dust extraction
  • FIG. 6 shows a longitudinal section through a connection piece for the tool holder according to FIG. 4 for water supply
  • FIG. 7 shows a tubular main part in longitudinal section according to a further exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 8 shows a section along the line VIII-VIII in FIG. 7,
  • FIG. 9 shows a view of the sliding ring shown in FIG. 10, in the direction of arrow IX-IX in FIG. 10,
  • Figure 10 is a section along the line X-X in Figure 9 and
  • FIG. 11 shows a schematic illustration of part of the inner wall of the sliding ring according to FIG. 10, corresponding to the arrow XI in FIG. 10.
  • the tool holder shown in longitudinal section in FIG. 1 essentially consists of a tubular main part 2 and an outer, sleeve-shaped sliding ring 3.
  • An internal thread 4 enables the tool holder to be screwed onto a corresponding external thread of the motor or transmission shaft, not shown, of the drilling machine.
  • the inside of the tubular main part 2 faces the tool side End, a cone 5 and teeth 6 arranged between the teeth 6 of the grooves 7 for transmitting torque from the drilling machine ⁇ on to the tool.
  • the cone 5 merges into a cylindrical section 21 at its tapering end.
  • the sliding ring 3 serves to lock and unlock the locking elements, which in this case are designed as balls 8.
  • the locking elements which in this case are designed as balls 8.
  • three balls 8 are provided, of which only one is shown in FIG. 1.
  • the balls each lie within a bore in the tubular main part 2 and can be moved in a manner known per se for unlocking by axially displacing the sliding ring 3 against the force of a compression spring 9 in the direction of arrow 10, so that the one shown in FIG shown connecting pin can be inserted.
  • the inside 11 of the sliding ring 3 has an inner cross section which increases radially in the direction of the tool.
  • the compression spring is supported by a stop ring 12.
  • the connecting pin shown in Figure 2 is non-detachable with its tool-side end 13 with the tool, not shown, for. B. connected to a drill.
  • the outer cone 14 provided at the opposite end and its cylindrical end 22 are adapted to bear against the inner cone 5 or the cylindrical section 21 of the tool holder.
  • recesses 15 in the form of spherical segments, in which the balls 8 can partially lie for locking, and grooves 16 shown in dashed lines and teeth arranged between them are also provided.
  • the quick-change connection shown in FIGS. 1 to 3 enables the supply of cooling water from the drilling machine to the tool.
  • the connecting pin therefore contains a central bore 17, and a seal 18 can be provided in the tool holder between the likewise hollow gear shaft and the tubular main part 2.
  • the central hole 17 can also be used to extract drilling dust.
  • the details of the invention realized in this exemplary embodiment are explained below.
  • the essentially cylindrical outer surface of the connecting pin consists of two annular zones A and B.
  • the tool-side zone B of the connecting pin is machined to fit the corresponding hollow cylindrical zone C of the tool holder, the manufacturing tolerance in this exemplary embodiment being 0.01 mm.
  • the outer diameter of the other zone A of the connecting pin is 1 mm below the inner diameter of the corresponding hollow cylindrical zone D of the tool holder, so that an easy insertion of the connecting pin into the tool holder is ensured.
  • the tool holder shown in longitudinal section in FIG. 4 is fastened to the gear shaft of the drilling machine with an external thread 23.
  • a handle 25 attached via a ball bearing 24 and, on the opposite side of the handle 25, a connecting piece 26 for the connecting pieces 27, 28 (FIGS. 5 and 6) are provided.
  • the handle 25 and the connecting piece 26 are attached to a sleeve 29, on the inside of which the ball bearing 24 is attached, so that the handle 25 and the connecting piece 26 remain stationary even when the tool holder is rotating.
  • Via channel 30 of the A connection piece 26 can be vacuumed for dry drilling and water can be supplied for wet drilling.
  • the connecting pieces 27 and 28 are connected to the connecting piece 26.
  • a suction hose (not shown) or a water hose (not shown) is attached to the connecting pieces 27 and 28 during the drilling process.
  • FIGS. 7 to 11 A further, particularly preferred exemplary embodiment of the invention is shown in FIGS. 7 to 11.
  • three protruding pins 31 are provided on the outside of the tubular main part 2 (FIGS. 7 and 8).
  • the sliding ring 3 (FIGS. 9 and 10) carries two contact surfaces 32 at its end facing the drill. If the pins 31 bear against these first contact surfaces 32, the sliding ring is locked in its second position, in which the locking elements 8 are released are so that the connecting pin or the drill can be replaced.
  • the sliding ring 3 For the axial displacement of the sliding ring 3, it must first be turned until the pins 31 lie in an axial groove 33 in each case.
  • the position of the sliding ring relative to the pins 31 is shown schematically in FIG. 11, in which part of the inner wall of the sliding ring is shown in the region of the contact surfaces 32.
  • the different positions of the same pin are designated by the reference numerals 31a to 31d.
  • the pin 31a rests on the first contact surface 32 of the sliding ring 3, so that the sliding ring 3 is locked against the spring force in this position releasing the locking elements without the sliding ring having to be held manually in this position.
  • the sliding ring is rotated so that the pin 31b reaches the area of the groove 33.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Drilling Tools (AREA)

Abstract

Der Schnellwechselanschluss besteht aus einem mit dem Werkzeug, insbesondere Bohrer, verbindbaren Anschlusszapfen mit einer zylindrischen Aussenfläche, mit darin eingeformten axial verlaufenden Zähnen und mit einem Konus (14) am maschinenseitigen Ende und aus einem rohrförmigen Werkzeughalter mit axial verlaufenden Nuten (7), in die die Zähne des Anschlusszapfens eingreifbar sind, wobei der Werkzeughalter Verriegelungselemente (8) aufweist, die in entsprechende Ausnehmungen (15) des Anschlusszapfens eingreifbar sind. Ein schneller Werkzeugwechsel bei einer guten Zentrierung wird dadurch erreicht, dass die zylindrische Aussenfläche des Anschlusszapfens aus zwei ringförmigen Zonen (A, B) besteht und dass zumindest die werkzeugseitige Zone (B) auf Passung mit der entsprechenden hohlzylindrischen Zone (C) des Werkzeughalters gearbeitet ist.

Description

Schnellwechselanschluß für Diamant-Bohrmaschinenwerkzeu e, insbesondere für Kernbohrmaschinenwerkzeuge (BohrkronenschnellVerschluß)
Die Erfindung betrifft einen Schnellwechselanschluß für Diamant-Bohrmaschinenwerkzeuge, insbesondere für Kernbohrmaschinenwerkzeuge, die auch Bohrkronen genannt werden. Dabei werden auch Werkzeuge umfaßt, die zum Naßbohren und Trockenbohren mit Stauba saugung geeignet sind. Der Schnellwechsel- anschluß besteht aus einem mit dem Werkzeug, insbesondere Bohrer, verbindbaren Anschlußzapfen mit einer zylindrischen Außenfläche, mit darin eingeformten axial verlaufenden Zähnen und mit einem Konus am maschinenseitigen Ende und aus einem rohrförmigen Werkzeughalter mit axial verlaufenden Nuten, in die die Zähne des Anschlußzapfens eingreifbar sind. Der Werkzeughalter weist Verriegelungselemente, z. B. Kugeln oder Rastbolzen, auf, die in entsprechende Ausnehmungen des Anschlußzapfens eingreifbar sind.
Derartige Schnellwechselanschlüsse werden insbesondere bei von gewerblichen Anwendern eingesetzten Kernbohrmaschinen verwendet, welche hohen Beanspruchungen ausgesetzt sind. Wichtig ist dabei, daß man schnell eine gute Zentrierung des Werkzeugs gegenüber der Motor- bzw. Getriebewelle und ein leichtes Lösen und schnelles Wechseln der Bohrkrone erreicht.
Bei einem bekannten Schnellwechselanschluß wird das Werkzeug folgendermaßen mit der Bohrmaschine verbunden. Eine am Werkzeughalter außen aufgeschraubte Hülse wird soweit abge- schraubt, bis die von einer innerhalb der Hülse angeordneten Druckfeder belasteten Verriegelungselemente freigegeben werden, so daß der Anschlußzapfen des Werkzeugs in den Werkzeughalter eingeschoben werden kann. Danach wird die Hülse wieder aufgeschraubt, und die genannte Feder drückt die Ver- riegelungselemente in die entsprechenden Ausnehmungen des Anschlußzapfens, so daß das Werkzeug gegen ein Herausfallen aus dem Werkzeughalter gesichert ist. Das Verschrauben der Hülse ist notwendig, um auf die Verriegelungselemente eine hohe Radialkraft zur Unterstützung der Zentrierung des Bohrwerk¬ zeuges aufzubringen.
Nachteilig in diesem Stand der Technik sind der Zeitaufwand zum An- und Abschrauben der Hülse des Werkzeughalters und das in der Praxis oft auftretende Festziehen des Hülsengewindes beim Bohrvorgang, so daß sich die Hülse nur mit zusätzlichem Werkzeug (Hammer, Zangen) lösen läßt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schnellwechselanschluß der eingangs genannten Art zu entwik- keln, der eine gute Zentrierung auch bei einer hohen Beanspruchung der Bohrmaschine und dennoch ein erheblich schnelleres Auswechseln der Werkzeuge auch bei einer Bohrkronen- länge von bis zu 2 m erlaubt .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zylindrische Außenfläche des Anschlußzapfens aus zwei ringförmigen Zonen besteht und daß zumindest die werkzeugseitige Zone auf Passung mit der entsprechenden hohlzylindrischen Zone des Werkzeughalters gearbeitet ist.
Die Gleichheit ("Passung") von Außendurchmesser der Außenfläche des Anschlußzapfens und von Innendurchmesser der ent- sprechenden hohlzylindrischen Zone des Werkzeughalters ermöglicht auch bei einer starken Beanspruchung der Bohrmaschine eine ausreichende Zentrierung, ohne daß es notwendig wäre, daß die Verriegelungselemente zur Zentrierung beitragen. Dadurch ist es nicht mehr erforderlich, eine auf- schraubbare Hülse am Werkzeughalter vorzusehen, denn die auf die Verriegelungselemente auszuübenden Kräfte können jetzt bedeutend geringer sein. Beim Auswechseln des Werkzeuges braucht daher die Hülse am Werkzeughalter nur einfach zurückgezogen werden, so daß der Anschlußzapfen des Werkzeugs in den Werkzeughalter eingeführt werden kann. Danach läßt man einfach die Hülse zurückschnappen, so daß die Verriegelungs- elemente in die Ausnehmungen des Anschlußzapfens eingreifen und das Werkzeug gegen ein Herausfallen aus dem Werkzeug- halter sichern. Die erhebliche Zeiteinsparung ist offen¬ sichtlich.
Aufgrund des äußerst geringen bzw. nicht vorhandenen Spiels zwischen den genannten Zonen müssen diese schmutzfrei sein. Die Säuberung der Zonen wird dadurch erleichtert, daß die werkzeugseitige Zone des Werkzeughalters von außen gut zugänglich ist.
Weiterhin wird vorgeschlagen, daß die werkzeugseitige Zone der zylindrischen Außenfläche des Anschlußzapfens eine Fertigungstoleranz von höchstens 0,05 mm, insbesondere von höchstens 0,03 mm aufweist. Das gleiche gilt für die werkzeugseitige Zone der entsprechenden zylindrischen Innenfläche des Werkzeughalters .
Von Vorteil ist es außerdem, wenn die andere, am Konus angrenzende Zone der zylindrischen Außenfläche des Anschlußzapfens auf Spiel gegenüber der entsprechenden hohlzylindri- sehen Zone des Werkzeughalters gearbeitet ist, wobei das Spiel insbesondere 0,5 bis 1,5 mm beträgt. Einerseits stören in diesem, schwerer zugänglichen Bereich vorhandene Schmutz- partikel nicht. Zum anderen werden beim Einsetzen des Anschlußzapfens in den Werkzeughalter die eventuell noch vor- handenen Schmutzpartikel aus den auf Passung gearbeiteten Zonen in den inneren Bereich des Werkzeughalters geschoben, wo sie aufgrund des dort vorhandenen Spiels zwischen Werkzeughalter und Anschlußzapfen ebenfalls nicht stören.
Ein weiterer Vorteil liegt in der Erleichterung für den Benutzer beim Einführen des Anschlußzapfens in den Werkzeughalter.
In einer weiteren wichtigen und vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß am Konus des Anschlußzapfens eine umlaufende Nut zur Aufnahme eines elastischen Dichtungsrings, insbesondere eines O-Rings, vorgesehen ist. Einerseits dient der Dichtungsring zur Abdichtung im Falle einer zentralen, axial verlaufenden Wasserzuführung von der Bohrmaschine durch den Schnellwechselanschluß zum Werkzeug. Ein weiterer, ebenfalls sehr wichtiger Vorteil eines derartigen Dichtungsringes liegt in der Unterstützung der Zentrie- rung des Werkzeugs, denn eventuell vorhandene Toleranzen werden durch den elastischen Ring ausgeglichen. Auch bei einer trockenen Arbeitsweise ist ein derartiger Dichtungsring also von Vorteil .
Zur weiteren Verbesserung der Zentrierung des Bohrwerkzeugs wird vorgeschlagen, daß das zulaufende Ende des Konus des Anschlußzapfens zylindrisch ausgebildet und insbesondere auf Passung mit einem entsprechenden zylindrischen Abschnitt des Innenkonus des Werkzeughalters gearbeitet ist.
Um die Verriegelungselemente des Werkzeughalters in ihrer verriegelnden Position zu halten und bei einem Wechsel des Anschlußzapfens bzw. des Bohrers zu entriegeln, ist es bekannt, daß auf dem Werkzeughalter ein Schiebering vorgese- hen ist, welcher federbelastet in axialer Richtung auf dem Werkzeughalter verschiebbar ist. In seiner ersten Lage hält der Schiebering die Verriegelungselemente in ihrer verriegelnden Position und bei einer Verschiebung gegen die Federkraft in die zweite Lage gibt der Schiebering die Verriege- lungselemente frei. Damit bei einem Wechsel des Bohrers bzw. des mit dem Bohrer verbundenen Anschlußzapfens der Schiebering nicht manuell in der entriegelnden zweiten Lage gehalten werden muß, wird in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß der Schiebering in sei- ner zweiten Lage auf dem Werkzeughalter arretierbar ist. Beim Einsetzen eines Bohrers ist es daher nur notwendig, den Schiebering entgegen der Federkraft in die zweite Lage zu bringen und dort zu arretieren, den Bohrer bzw. den Anschlußzapfen in den Werkzeughalter einzusetzen und dann die Arre- tierung des Schieberings wieder aufzuheben. Diese Vorgänge lassen sich von nur einer Bedienungsperson problemlos durchführen. Eine besonders hohe Sicherheit gegen eine unbeabsichtigte Lösung der Verbindung zwischen dem Bohrer und der Bohrmaschine beim Bohren wird nach einem weiteren erfindungs- gemäßen Vorschlag erreicht, wenn der Schiebering in seiner ersten Lage, also der verriegelnden Lage, gegen ein axiales Verschieben sicherbar ist.
Die genannte Arretierung und Sicherung des Schieberings kann auf unterschiedliche Weise durchgeführt werden. Vorteilhaft ist es dabei, wenn mindestens ein Vorsprung, insbesondere ein Stift, an der Außenseite des Werkzeughalters angeordnet ist und wenn am Schiebering mindestens eine Anlagefläche für den Vorsprung zur Arretierung bzw. Sicherung des Schieberings vorgesehen ist. Insbesondere können 3 derartige Stifte und Anlageflächen beim erfindungsgemäßen Schnellwechselanschluß vorliegen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Anschlußzapfen (Bohrkronenanschlußstücke) , welche in die Bohrkrone eingeschraubt werden, auch nach dem Verschleiß des
Bohrers wiederverwendbar sind. Des weiteren ist es von Vorteil, wenn die Abtriebsseite der Antriebswelle des Bohrmotorgetriebes als erfindungsgemäßer Werkzeughalter ausgebildet ist. Der Vorteil liegt in der kürzeren Bauform sowie in den niedrigeren Herstellungskosten.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen
Figur 1 einen Längsschnitt durch einen Werkzeughalter entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung,
Figur 2 eine Seitenansicht eines zur Verwendung mit dem Werkzeughalter nach Figur 1 vorgesehenen Anschlußzapfens, Figur 3 eine Draufsicht auf den Anschlußzapfen nach Figur 1 in Richtung des Pfeils 1 in Figur 2,
Figur 4 einen Längsschnitt durch einen Werkzeughalter nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 5 eine Draufsicht auf ein Anschlußstück für den Werkzeughalter nach Figur 4 zur Staubabsaugung,
Figur 6 einen Längsschnitt durch ein Anschlußstück für den Werkzeughalter nach Figur 4 zur Wasserzufuhr,
Figur 7 ein rohrförmiges Hauptteil im Längsschnitt nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 8 einen Schnitt entlang der Linie VIII-VIII in Figur 7,
Figur 9 eine Ansicht des in Figur 10 dargestellten Schiebe- ringes, in Richtung des Pfeils IX- IX in Figur 10,
Figur 10 einen Schnitt entlang der Linie X-X in Figur 9 und
Figur 11 eine schematische Darstellung eines Teils der Innenwand des Schieberings nach Figur 10, entsprechend dem Pfeil XI in Figur 10.
In allen Zeichnungen haben gleiche Bezugszeichen die gleiche Bedeutung und werden daher gegebenenfalls nur einmal erläu- tert.
Der in Figur 1 im Längsschnitt dargestellte Werkzeughalter besteht im wesentlichen aus einem rohrförmigen Hauptteil 2 und einem äußeren, hülsenförmigen Schiebering 3. Ein Innen- gewinde 4 ermöglicht das Anschrauben des Werkzeughalters an ein entsprechendes Außengewinde der nicht dargestellten Motor- bzw. Getriebewelle der Bohrmaschine. Die Innenseite des rohrförmigen Hauptteils 2 weist an dem werkzeugseitigen Ende einen Konus 5, Zähne 6 und zwischen den Zähnen 6 angeordnete Nuten 7 zur Drehmomentübertragung von der Bohr¬ maschine auf das Werkzeug auf . Der Konus 5 geht an seinem zulaufenden Ende in einen zylindrischen Abschnitt 21 über.
Der Schiebering 3 dient zur Ver- und Entriegelung der Verriegelungselemente, die in diesem Fall als Kugeln 8 ausgebildet sind. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind drei Kugeln 8 vorgesehen, von denen in Figur 1 nur eine darge- stellt ist. Die Kugeln liegen jeweils innerhalb einer Bohrung im rohrförmigen Hauptteil 2 ein und können in an sich bekannter Weise zum Entriegeln durch axiales Verschieben des Schieberings 3 entgegen der Kraft einer Druckfeder 9 in Richtung des Pfeils 10 radial nach außen bewegt werden, so daß der in Figur 2 dargestellte Anschlußzapfen eingeführt werden kann. Zu diesem Zweck hat die Innenseite 11 des Schieberings 3 einen sich in Richtung des Werkzeugs hin radial vergrößernden Innenquerschnitt. Die Druckfeder ist durch einen Anschlagring 12 abgestützt.
Der in Figur 2 dargestellte Anschlußzapfen ist mit seinem werkzeugseitigen Ende 13 unlösbar mit dem nicht dargestellten Werkzeug, z. B. einem Bohrer verbunden. Der am gegenüberliegendem Ende vorgesehene Außenkonus 14 sowie dessen zylin- drisches Ende 22 sind zum Anliegen an den Innenkonus 5 bzw. an den zylindrischen Abschnitt 21 des Werkzeughalters angepaßt. In dem in Figur 2 gezeigten oberen Teil des Anschlußzapfens sind außerdem kugelsegmentartige Ausnehmungen 15, in denen die Kugeln 8 zur Verriegelung teilweise einliegen kön- nen, und gestrichelt dargestellte Nuten 16 und zwischen diesen angeordnete Zähne vorgesehen. Der in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Schnellwechselanschluß ermöglicht die Zufuhr von Kühlwasser von der Bohrmaschine zum Werkzeug. Daher enthält der Anschlußzapfen eine zentrale Bohrung 17, und im Werk- zeughalter kann eine Dichtung 18 zwischen der ebenfalls hohlen Getriebewelle und dem rohrförmigen Hauptteil 2 vorgesehen sein. Im Falle des "trockenen" Bohrens kann die zentrale Bohrung 17 auch zum Absaugen von Bohrstaub dienen. Im folgenden werden die in diesem Ausführungsbeispiel realisierten erfindungswesentlichen Einzelheiten erläutert. Die im wesentlichen zylindrische Außenfläche des Anschlußzapfens besteht aus zwei ringförmigen Zonen A und B. Die werkzeugseitige Zone B des Anschlußzapfens ist auf Passung mit der entsprechenden hohlzylindrischen Zone C des Werkzeughalters gearbeitet, wobei die Fertigungstoleranz in diesem Ausführungsbeispiel 0,01 mm beträgt. Im Gegensatz dazu liegt der Außendurchmesser der anderen Zone A des Anschlußzapfens um 1 mm unterhalb des Innendurchmessers der entsprechenden hohlzylindrischen Zone D des Werkzeughalters, so daß ein leichtes Einführen des Anschlußzapfens in den Werkzeughalter gewährleistet ist.
Neben der Passung der Zonen B des Anschlußzapfens und C des Werkzeughalters sind in diesem Ausführungsbeispiel noch weitere Maßnahmen zur Verbesserung der Zentrierung des Anschlußzapfens im Werkzeughalter vorgesehen. In einer im Bereich des Konus 14 des Anschlußzapfens umlaufenden Nut 19 ist ein 0-
Ring 20 eingelegt, der neben seiner Aufgabe zum Abdichten des Anschlußzapfens am Werkzeughalter die eventuell noch vorhandenen Toleranzen bei der Zentrierung auffängt. Außerdem verbessert das auf Passung mit dem zylindrischen Abschnitt 21 des Werkzeughalters (Fig. 1) gearbeitete zylindrische Ende 22 des Anschlußzapfens (Fig. 2) die Zentrierung.
Der in Figur 4 im Längsschnitt dargestellte Werkzeughalter wird im Gegensatz zum Werkzeughalter nach Figur 1 mit einem Außengewinde 23 an der Getriebewelle der Bohrmaschine befestigt. Zusätzlich ist ein über ein Kugellager 24 angebrachter Handgriff 25 und auf der gegenüberliegenden Seite des Handgriffs 25 ein Anschlußstutzen 26 für die Anschlußstücke 27, 28 (Figuren 5 und 6) vorgesehen. Der Handgriff 25 und der Anschlußstutzen 26 sind an einer Hülse 29 befestigt, an deren Innenseite das Kugellager 24 angebracht ist, so daß der Handgriff 25 und der Anschlußstutzen 26 auch bei sich drehendem Werkzeughalter unbewegt bleiben. Über den Kanal 30 des Anschlußstutzens 26 kann zum Trockenbohren Staub abgesaugt und zum Naßbohren Wasser zugeführt werden. Zu diesem Zweck werden die Anschlußstücke 27 bzw. 28 mit dem Anschlußstutzen 26 verbunden. Auf die Anschlußstücke 27 bzw. 28 ist während des Bohrvorgangs ein nicht dargestellter Absaugschlauch bzw. ein nicht dargestellter Wasserschlauch aufgesteckt.
In den Figuren 7 bis 11 wird ein weiteres, besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Hier sind an der Außenseite des rohrförmigen Hauptteils 2 drei hervorstehende Stifte 31 vorgesehen (Figuren 7 und 8) . Korrespondierend hierzu trägt der Schiebering 3 (Figuren 9 und 10) an seinem dem Bohrer zugewandten Ende jeweils zwei Anlageflächen 32. Liegen die Stifte 31 an diesen ersten Anlageflächen 32 an, so ist der Schiebering in seiner zweiten Lage arretiert, in welcher die Verriegelungselemente 8 freigegeben sind, so daß der Anschlußzapfen bzw. der Bohrer ausgetauscht werden kann. Zur axialen Verschiebung des Schieberings 3 ist dieser zunächst zu drehen, bis die Stifte 31 in jeweils einer axialen Nut 33 einliegen.
Die Lage des Schieberings relativ zu den Stiften 31 ist schematisch in Figur 11 dargestellt, in welcher ein Teil der Innenwand des Schieberings im Bereich der Anlageflächen 32 gezeigt wird. Die unterschiedlichen Positionen des gleichen Stiftes sind mit den Bezugszeichen 31a bis 31d bezeichnet. Zum Austausch des Bohrers liegt der Stift 31a an der ersten Anlagefläche 32 des Schieberings 3 an, so daß der Schiebering 3 entgegen der Federkraft in dieser die Verriegelungselemente freigebenden Lage arretiert ist, ohne daß der Schiebering manuell in dieser Lage gehalten werden muß. Nach dem Austausch des Bohrers bzw. des Anschlußzapfens für die Bohrkrone wird der Schiebering gedreht, so daß der Stift 31b in den Bereich der Nut 33 gelangt. Die Kraft der Druckfeder 9 bewegt dann den Schiebering 3 in Richtung des Pfeiles 34 nach oben, wobei die Verriegelungselemente 8 radial nach innen gedrückt werden, um den Bohrer bzw. den Anschlußzapfen axial zu sichern. Danach befindet sich der Stift in der durch das Bezugszeichen 31c gezeigten Lage. Zur Sicherung des Schieberings in dieser Lage wird der Schiebering wiederum gedreht, so daß der Stift 31d an einer zweiten Anlagefläche 35 anliegt und der Schiebering nicht mehr axial bewegt werden kann. Damit wird eine zusätzliche Sicherheit gegen ein Entriegeln der Verriegelungselemente 8 erreicht .
B e z u g s z e i c h e n l i s t e
Pfeil rohrförmiges Hauptteil
Schiebering
Innengewinde
Konus , Innenkonus
Zahn
Nut
Kugel , Verriegelungselement
Druckfeder
Pfeil
Innenseite
Anschlagring
Ende
Außenkonus
Ausnehmung
Nut zentrale Bohrung
Dichtung
Nut
O-Ring zylindrischer Abschnitt zylindrisches Ende
Außengewinde
Kugellager
Handgriff
Anschlußstutzen
Anschlußstück
Anschlußstück
Hülse
Kanal
Stift erste Anlagefläche axiale Nut
Pfeil 35 zweite Anlagefläche
A andere Zone
B werkzeugseitige Zone
C Zone
D Zone

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Schnellwechselanschluß für Diamant-Bohrmaschinenwerk- zeuge, insbesondere für Kernbohrmaschinenwerkzeuge, bestehend aus einem mit dem Werkzeug, insbesondere Bohrer, verbindbaren Anschlußzapfen mit einer zylindrischen Außenfläche, mit darin eingeformten axial verlaufenden Zähnen und mit einem Konus (14) am maschinenseitigen Ende und aus einem rohrförmigen Werkzeughalter mit axial verlaufenden Nuten (7) , in die die Zähne des Anschlußzapfens eingreifbar sind, wobei der Werkzeughalter Verriegelungselemente (8) aufweist, die in entsprechende Ausnehmungen (15) des Anschlußzapfens ein- greifbar sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die zylindrische Außenfläche des Anschlußzapfens aus zwei ringförmigen Zonen (A, B) besteht und daß zumindest die werkzeugseitige Zone (B) auf Passung mit der ent- sprechenden hohlzylindrischen Zone (C) des Werkzeughalters gearbeitet ist.
2. Schnellwechselanschluß nach dem vorhergehenden Anspruch, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die werkzeugseitige Zone (B) der zylindrischen Außenfläche des Anschlußzapfens eine Fertigungstoleranz von höchstens 0,05 mm, insbesondere von höchstens 0,03 mm aufweist.
3. Schnellwechselanschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die andere, am Konus angrenzende Zone (A) der zylindrischen Außenfläche des Anschlußzapfens auf Spiel gegenüber der entsprechenden hohlzylindrischen Zone (D) des Werkzeughalters gearbeitet ist, wobei das Spiel insbesondere 0,5 bis 1,5 mm beträgt.
4. Schnellwechselanschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß am Konus (14) des Anschlußzapfens eine umlaufende Nut (19) zur Aufnahme eines elastischen Dichtungsrings, insbesondere eines O-Rings (20), vorgesehen ist.
5. Schnellwechselanschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das zulaufende Ende (22) des Konus (14) des Anschlußzapfens zylindrisch ausgebildet und insbesondere auf Passung mit einem entsprechenden zylindrischen Abschnitt (21) des Innenkonus (5) des Werkzeughalters gearbeitet ist.
6. Schnellwechselanschluß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein auf dem rohrförmigen Werkzeughalter (2) angeordneter Schiebering (3) vorgesehen ist, der federbelastet in axiale Richtung auf dem Werkzeughalter (2) verschiebbar ist, in seiner ersten Lage die Verriegelungselemente (8) in ihrer verriegelnden Position hält und bei einer Verschiebung gegen die Federkraft in seine zweite Lage die Verriegelungselemente (8) freigibt, und daß der Schiebering (3) in seiner zweiten Lage auf dem Werkzeughalter (2) arretierbar ist.
7. Schnellwechselanschluß nach dem vorhergehenden Anspruch, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Schiebering (3) in seiner ersten Lage gegen ein axiales Verschieben sicherbar ist.
8. Schnellwechselanschluß nach Anspruch 6 oder 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mindestens ein Vorsprung, insbesondere ein Stift (31) , an der Außenseite des Werkzeughalters (2) ange- ordnet ist und daß am Schiebering (3) mindestens eine Anlagefläche (32; 35) für den Vorsprung (31) zur Arretierung bzw. Sicherung des Schieberings (3) vorgesehen ist .
PCT/EP1998/006967 1997-11-11 1998-11-04 Schnellwechselanschluss für diamant-bohrmaschinenwerkzeuge, insbesondere für kernbohrmaschinenwerkzeuge (bohrkronenschnellverschluss) Ceased WO1999024200A1 (de)

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