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Die Erfindung betrifft ein Bohrfutter zum Schlagbohren mit einem an eine Bohrspindel anschließbaren Futterkörper, der eine Werkzeugaufnahme für den Bohrer und einen darin mündenden axialen Durchgang aufweist, durch den hindurch die Schlagbewegung von der Bohrspindel auf das Ende des Bohrers übertragbar ist, der in der Werkzeugaufnahme zwischen Futterbacken gehalten ist, die durch einen am Futterkörper drehbar und axial unverschiebbar geführten Stellring verstellbar sind, der eine mit radialem Abstand von der äußeren Umfangsfläche des Futterkörpers angeordnete Stellhülse trägt, ferner mit einer am Futterkörper zwischen zwei Stellungen verschiebbar geführten Sperrhülse, die in der einen Stellung den Stellring gegen unerwünschtes Verdrehen sperrt, und mit im Futterkörper vorgesehenen Reinigungskanälen, die einerseits in der Werkzeugaufnahme und andererseits in der äußeren Umfangsfläche des Futterkörpers münden.
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Bei einem aus der nicht zum vorveröffentlichten Stand der Technik gehörenden DE-OS 34 00 149 bekannten Bohrfutter dieser Art dient zum Sperren des Stellrings ein im Futterkörper quer zur Futterachse verstellbar geführter Sperrstift, der in die Zahnlücken eines auf der Innenseite der Stellhülse vorgesehenen Zahnkranzes einrasten kann. Zum Aufheben der Sperrung ist die axial fluchtend hinter der Stellhülse drehbar, aber axial unverstellbar am Futterkörper gelagerte Sperrhülse mit über den Umfang verteilten Ausnehmungen versehen, die in der Sperrstellung vom Sperrstift durchgriffen sind, durch deren Ränder aber beim Verdrehen der Sperrhülse der Sperrstift aus dem Eingriff im Zahnkranz herausgehoben wird. Die Reinigungskanäle münden an der äußeren Umfangsfläche des Futterkörpers in dem von der Stellhülse umschlossenen Ringraum zwischen dem Stellring und dem Zahnkranz. Die in der Sperrhülse für den Durchgriff des Sperrstiftes vorgesehenen Ausnehmungen sind über die gesamte axiale Höhe der Sperrhülse offen und schließen axial an die Zahnlücken des Zahnkranzes an, so daß die Zahnlücken zusammen mit den axial anschließenden Ausnehmungen Entleeröffnungen bilden, durch die durch die Reinigungskanäle hindurch in den Ringraum gelangter Bohrschmutz beim Überkopfbohren nach unten aus dem Ringraum zwischen der Stellhülse und dem Futterkörper herausfallen kann. Der Bohrschmutz kann aber die Zahnlücken nur im Bereich der Ausnehmungen der Sperrhülse passieren, wodurch nicht nur die Abfuhr des Bohrschmutzes aus dem Ringraum insgesamt erschwert wird, sondern auch die Gefahr besteht, daß sich Bohrschmutz in den Zahnlücken festsetzt, wodurch die Arretierung des Stellrings, d. h. der Eingriff des Sperrstifts in die Zahnlücken des Zahnkranzes beeinträchtigt werden kann.
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Aus der DE-OS 28 42 783 ist ein Bohrfutter zum Schlagbohren bekannt, an dessen Futterkörper, der eine Werkzeugaufnahme für den Bohrer und einen darin mündenden axialen Durchgang zur Übertragung der Schlagbewegung von der Bohrspindel auf den Bohrer aufweist, die Sperrhülse axial zwischen zwei Stellungen verschiebbar geführt sowie an ihrem dem Stellring zugewandten Ende mit einem Längsschlitz versehen ist, in den ein am Stellring sitzender Radialstift greift, über den die Sperrhülse drehfest mit dem Stellring verbunden ist. Zwischen der Sperrhülse und dem Futterkörper ist eine Rastvorrichtung wirksam, die Verdrehungen der Sperrhülse nur im ausgerasteten, durch eine Axialverschiebung der Sperrhülse erreichbaren Zustand ermöglicht. - Aus dem DE-GM 83 27 665 ist es bei einem vergleichbaren Bohrfutter bekannt, die am Futterkörper undrehbar gehaltene und axial zwischen zwei Stellungen verschiebbar geführte Sperrhülse an ihrem dem Stellring zugewandten Ende mit Zähnen zu versehen, welchen eine Gegenverzahnung am Stellring zugeordnet ist, wobei die Zähne in der gegen den Stellring vorgeschobenen Stellung der Sperrhülse in die Gegenverzahnung greifen und dadurch den Stellring gegen unerwünschtes Verdrehen sperren und in der vom Stellring zurückgeschobenen Stellung außer Eingriff mit der Gegenverzahnung stehen. - Bei diesen bekannten Bohrfuttern bildet der beim Bohrvorgang entstehende Bohrschmutz, wie Bohrstaub, Bohrmehl und gröberes Bohrklein, eine nicht zu vernachlässigende Verschmutzungsgefahr für das Bohrfutter, insbesondere bei aufwärts gerichtetem Bohren, wenn der Bohrschmutz aus dem Bohrloch direkt abwärts in nach oben offene Hohlräume des Bohrfutters fallen und insbesondere in die Werkzeugaufnahme oder zwischen die Gleitflächen am Futterkörper einerseits und an der Stellhülse bzw. Sperrhülse andererseits gelangen, sich da sammeln und von dort aus tiefer in das Futter eindringen und mit der Zeit die Funktion des Bohrfutters so beeinträchtigen kann, daß das Bohrfutter zerlegt und gereinigt werden muß, was sehr aufwendige, in aller Regel nicht von einem Laien ausführbare Arbeiten erfordert. Insbesondere können durch den Bohrschmutz der Sperreingriff der Sperrhülse am Stellring und die Beweglichkeit der Futterbacken in ihren Führungen beeinträchtigt werden.
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Aus dem DE-GM 72 22 008 ist ein selbstspannendes Bohrfutter bekannt, bei dem die Werkzeugaufnahme nicht im Futterkörper, sondern in einem Backenhalter ausgebildet ist, der einschließlich einem Spannkonus mit der Stellhülse und dem Stellring des eingangs genannten Bohrfutters vergleichbar ist, weil nur durch Verdrehen des Backenhalters die Verstellung der Spannbacken möglich ist. Dieses bekannte Bohrfutter besitzt zwar ebenfalls einen axialen Durchgang im Futterkörper, jedoch dient er nicht wie beim Futter der eingangs genannten Art zur Aufnahme eines Döppers oder zur Übertragung von dessen Schlagbewegung auf den Bohrer, sondern zur Bildung einer Gewindebohrung, in der mit einem Gewindebolzen ein die Spannbacken axial abstützendes Nachspannstück geführt ist. Die Spannbacken sind dabei nicht wie beim Bohrfutter der eingangs genannten Art im Futterkörper, sondern im Backenhalter geführt, nehmen also an dessen Verdrehung relativ zum Futterkörper teil. Im Backenhalter sind außerhalb des Backenhalters mündende Kanäle in Form von Schlitzen vorgesehen, die eine Reinigung des Futters bewirken, jedoch nur der Werkzeugaufnahme im Backenhalter, nicht aber einer im Futterkörper selbst angeordneten Werkzeugaufnahme, wie es gerade bei einem Bohrfutter der eingangs genannten Art der Fall ist. Dieser Stand der Technik gibt daher keinen Hinweis auf die Anordnung von Reinigungskanälen bei einem Bohrfutter der eingangs genannten Art in Verbindung mit den außen auf dem Futterkörper geführten Stell- und Sperrhülsen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bohrfutter der eingangs genannten Art so auszubilden, daß aus den Reinigungskanälen austretender Bohrschmutz unmittelbar ins Freie gelangen und die Arretierung des Stellrings nicht mehr beeinträchtigen kann.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die am Futterkörper undrehbar gehaltene und axial verschiebbare Sperrhülse an ihrem dem Stellring zugewandten Ende Zähne aufweist, welchen eine Gegenverzahnung am Stellring zugeordnet ist, wobei die Zähne in der gegen den Stellring vorgeschobenen Stellung der Sperrhülse in die Gegenverzahnung greifen und in der vom Stellring zurückgeschobenen Stellung außer Eingriff mit der Gegenverzahnung stehen, daß die Sperrhülse in den Ringraum zwischen dem Futterkörper und der Stellhülse greift, wobei die Stellhülse die Sperrhülse axial dichtschließend überlappt, und daß die äußeren Mündungen der Reinigungskanäle an axial außerhalb des Ringraums liegenden und von der Sperrhülse unbedeckten Stellen liegen. Vorzugsweise überlappt die Stellhülse die Sperrhülse axial soweit, daß sie auch in der vom Stellring zurückgeschobenen Stellung der Sperrhülse den dann von der Sperrhülse freigegebenen Teil des Ringraums nach außen noch verschließt. Handelt es sich im übrigen um ein Bohrfutter, bei dem die Futterbacken in schräg gegen die Futterachse geneigten Führungskanälen laufen, besteht die Erfindung weiter darin, daß die Führungskanäle wie die Reinigungskanäle in der äußeren Umfangsfläche des Futterkörpers axial außerhalb des Ringraumes an von der Sperrhülse unbedeckter Stelle münden.
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Durch die Erfindung wird zunächst erreicht, daß beim Bohrvorgang entstehender Bohrschmutz nicht in den Ringraum zwischen der Stellhülse und dem Futterkörper gelangen und dadurch die Sperrwirkung der Sperrhülse beeinträchtigen kann. Die Sperrhülse greift mit ihren Sperrzähnen unmittelbar am Stellring selbst an, so daß die Stellhülse von der Sperrhülse unbelastet bleibt und, wie an sich bekannt, vergleichsweise dünnwandig ausgebildet werden kann. Außerdem wird durch die axial einander überlappende Anordnung der Stellhülse und der Sperrhülse eine insgesamt axial besonders kurze Bauform des Bohrfutters ermöglicht, was die Voraussetzung dafür bildet, daß die Reinigungskanäle und die Führungskanäle frei an der äußeren Umfangsfläche des Futterkörpers münden können, also an Stellen, die von der Stellhülse oder der Sperrhülse unbedeckt sind, so daß der Austritt des Bohrschmutzes aus den Kanälen nicht behindert wird. Hierbei handelt es sich um Bohrschmutz, der beim Bohrvorgang in die Werkzeugaufnahme des Bohrfutters gelangt ist und unter der Wirkung der Fliehkraft sogleich durch die Reinigungskanäle hindurch und, soweit er noch in die Führungskanäle für die Futterbacken hat eindringen können, unmittelbar in diesen Führungskanälen selbst nach außen befördert wird, so daß er sich nicht im Bohrfutter sammeln und tiefer zwischen dessen gegeneinander bewegte bzw. bewegbare Teile eindringen kann.
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Eine weiter bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung der Reinigungskanäle bzw. Führungskanäle in der äußeren Umfangsfläche des Futterkörpers von der Sperrhülse mit radial freiem Abstand schürzenartig übergriffen und die dabei gebildeten Freiräume zwischen dem Futterkörper und der Sperrhülse an deren spindelseitigem Rand axial offen sind. Dadurch kann verhindert werden, daß aus den Mündungen der Reinigungs- bzw. Führungskanäle austretender Bohrschmutz unmittelbar radial vom rotierenden Bohrfutter abgeschleudert wird. Außerdem hat es den Vorteil, daß beim Überkopfbohren der Bohrschmutz unter der Wirkung der Schwerkraft aus den nach unten offenen Freiräumen herausfallen und so die Schwerkraft zum Abtransport des Bohrschmutzes beitragen kann.
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Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung sind am Futterkörper einerseits und an der Sperrhülse andererseits einander zugeordnete Rastglieder vorgesehen, welche die Sperrhülse in ihren beiden axialen Stellungen jeweils im Rastsitz festhalten, wobei das Rastglied an der Sperrhülse eine in axialer Richtung aus der Hülsenwand freigeschnittene Federzunge ist, die mit einer am freien Zungenende vorgesehenen Rastnase in zwei Rastaufnahmen am Futterkörper greift, die mit ihrem axialen Abstand voneinander die beiden Stellungen der Sperrhülse am Futterkörper gegenüber dem Stellring bestimmen. In einer anderen zweckmäßigen Ausführungsform kann das Rastglied an der Sperrhülse aus einer gegen den Futterkörper vorstehenden, axial verlaufenden Feder und am Futterkörper aus zwei in Umfangsrichtung nebeneinander liegenden, sich axial in verschiedener Länge am Futterkörper erstreckenden Nuten bestehen und die in Richtung zum Ende der Nuten hin unter der Kraft einer Schraubenfeder stehende Sperrhülse mit ihrer Feder wahlweise in die eine oder die andere der beiden Nuten verstellbar sein, wobei der Anschlag der Feder am Ende der kürzeren Nut die Sperrhülse außer Eingriff am Stellring hält, die in der längeren Nut stehende Feder aber den Sperreingriff der Sperrhülse am Stellring ermöglicht.
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Handelt es sich um ein Bohrfutter, dessen Stellring durch einen am Futterkörper ansetzbaren Spannschlüssel verstellbar ist, der ein Zahnritzel aufweist, das in einen Zahnkranz des Stellrings greift, ist weiter als bevorzugte Ausführungsform vorgesehen, daß die Zahnflanken der Sperrhülsenzähne und der Gegenverzahnung am Stellring zwischen sich einen Winkel zwischen 45° bis 90° einschließen. Dadurch ist sichergestellt, daß zwar nicht die beim Schlagbohren auftretenden Futterbeanspruchungen, wohl aber das vom Spannschlüssel auf den Stellring ausgeübte Drehmoment ausreichen, die Sperrhülse über die schrägen Zahnflanken aus dem Sperreingriff am Stellring herauszudrücken, es also nicht unbedingt erforderlich ist, vor einer Betätigung des Stellrings durch den Spannschlüssel zunächst die Sperrhülse am Futterkörper zurückzuschieben. Im übrigen besteht auch die Möglichkeit, die Zähne an der Sperrhülse und die Gegenverzahnung am Stellring sägezahnförmig auszubilden, um über die flacheren Zahnflanken ein noch leichteres Ausheben der Sperrhülse aus dem Stellring beim Verdrehen im Sinne eines Spannens zu ermöglichen.
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Im folgenden wird die Erfindung an in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigt
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Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein Bohrfutter nach der Erfindung, mit einer vergrößerten Detaildarstellung,
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Fig. 2 einen Schnitt in Richtung A-A durch das Bohrfutter nach Fig. 1,
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Fig. 3 eine andere Ausführungsform des Bohrfutters nach der Erfindung im Axialschnitt,
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Fig. 4 einen Schnitt in Richtung A-A durch das Bohrfutter nach Fig. 3, und
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Fig. 5 eine Teildarstellung des Schnittes B-B in Fig. 3 in vergrößertem Maßstab.
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In der Zeichnung ist die Bohrspindel mit 1, das von der Bohrspindel angetriebene Bohrfutter mit 2 bezeichnet. Das Bohrfutter 2 ist drehschlüssig auf der Bohrspindel 1 angeordnet, wozu zwei Zapfen 3 dienen, die die axiale Verschiebbarkeit des Bohrfutters 2 auf der Bohrspindel 1 nicht behindern. Im Futterkörper 4 des Bohrfutters befindet sich eine Werkzeugaufnahme 5 für den nicht dargestellten Bohrer und ein in der Werkzeugaufnahme 5 mündender axialer Durchgang 5.1, durch den hindurch die Schlagbewegung von der Bohrspindel 1 unmittelbar auf das Ende des in der Werkzeugaufnahme 5 zwischen Futterbacken 6 gehaltenen Bohrerschaftes übertragen wird. Dabei ist der Futterkörper 4 und mit ihm das Bohrfutter 2 im ganzen von der Schlagwirkung der Bohrspindel 1 dadurch entkoppelt, daß der axial in beiden Richtungen geringfügig auf der Bohrspindel 1 verschiebbare Futterkörper 4 über jeweils einen elastischen Ring 7.1, 7.2 federnd gegen einen Bund 8 der Bohrspindel 1 abgestützt ist. Die Futterbacken 6 sind in schräg gegen die Futterachse verlaufenden Führungskanälen 9 im Futterkörper 4 geführt und greifen mit einer Verzahnung 10 in das Innengewinde 11 eines Stellringes 12, der in einer Ringnut des Futterkörpers 4 drehbar geführt ist. Um ihn in diese Ringnut einlegen zu können, ist der Stellring 12 quergeteilt. Die beiden Ringhälften werden von einer axial über den Stellring 12 geschobenen Stellhülse 19 zusammengehalten, die aus dünnwandigem Blech besteht und am bohrerseitigen Rand in eine Rille 17 des Stellringes 12 eingesickt ist. Der Stellring kann außer von Hand mittels eines Spannschlüssels 13 betätigt werden, der mit einem Führungszapfen 14 in eine Führungsaufnahme am Futterkörper 4 eingesteckt werden kann und ein Zahnritzel 15 aufweist, das in eine Stirnverzahnung 16 des Stellringes 12 eingreift. Weiter ist am Futterkörper 4 eine Sperrhülse 18 undrehbar gehalten, aber axial zwischen zwei Stellungen verschiebbar geführt. Wie im einzelnen aus der vergrößerten Detaildarstellung in Fig. 1 erkennbar ist, besitzt die Sperrhülse 18 an ihrem dem Stellring 12 zugewandten Rand Zähne 20, die eine am Rand ringsumlaufende Verzahnung bilden, welche eine Gegenverzahnung 21 am Stellring 12 zugeordnet ist. In ihrer gegen den Stellring 12 vorgeschobenen Stellung greifen die Zähne 20 der Sperrhülse 18 in die Gegenverzahnung 21 des Stellrings 12 und sperren dadurch den Stellring 12 gegen ungewünschtes Verdrehen. In der vom Stellring 12 zurückgeschobenen Stellung dagegen stehen die Zähne 20 der Sperrhülse 18 außer Eingriff mit der Gegenverzahnung 21 des Stellringes 12, so daß dieser frei verdrehbar ist. Die Stellhülse 19 ist mit radialem Abstand von der äußeren Umfangsfläche des Futterkörpers 4 angeordnet und bildet daher mit dem Futterkörper 4 einen Ringraum 22 . In diesen Ringraum 22 greift die Sperrhülse 18. Dabei wird die Sperrhülse 18 dichtschließend von der Stellhülse 19 überdeckt, und zwar axial soweit , daß die Stellhülse 19 auch in der vom Stellring 12 zurückgeschobenen Stellung der Sperrhülse 18 den dann von der Sperrhülse 18 freigegebenen Teil des Ringraumes 22 nach außen hin noch verschließt. Weiter sind im Futterkörper 4 Reinigungskanäle 23 vorgesehen, die einerseits in der Werkzeugaufnahme 5 neben dem axialen Durchgang 5.1 und andererseits in der äußeren Umfangsfläche des Futterkörpers 4 an Stellen münden, die axial außerhalb des Ringraumes 22 liegen und von der Sperrhülse 18 nicht verschlossen sind. Diese Reinigungskanäle 23 verlaufen unter einem zum spindelseitigen Futterende hin offenen spitzen Winkel 24 (Fig. 1) gegen die Futterachse. Auch die Führungskanäle 9 münden wie die Reinigungskanäle 23 in der äußeren Umfangsfläche des Futterkörpers 4 axial außerhalb des Ringraumes 22 und an von der Sperrhülse 18 unbedeckter Stelle. Zwischen den Futterbacken 6 in die Werkzeugaufnahme 5 gelangender Bohrschmutz kann daher unmittelbar durch die Reinigungskanäle 23 ins Freie gelangen. Gleiches gilt für Bohrschmutz, der aus der Werkzeugaufnahme 5 noch möglicherweise in die Führungskanäle 9 eindringt. An der Außenseite des Futterkörpers können die Reinigungskanäle 23 bzw. Führungskanäle 9 unmittelbar im Freien münden. Es besteht aber auch die in der Zeichnung dargestellte Möglichkeit, daß die außenseitigen Mündungen der Reinigungskanäle 23 bzw. Führungskanäle 9 von der Sperrhülse 18 mit radial freiem Abstand nach Art einer Schürze übergriffen werden und die dabei gebildeten Freiräume 25 zwischen dem Futterkörper 4 und der Sperrhülse 18 an deren spindelseitigem Rand 26 axial offen sind, so daß beispielsweise beim Überkopfbohren aus den Reinigungs- bzw. Führungskanälen 9, 23 austretender Bohrschmutz sogleich aus den Freiräumen 25 unter der Wirkung der Schwerkraft herausfallen kann.
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Die Zeichnung läßt im übrigen erkennen, daß die Sperrhülse 18 mit ihrem aus dem Ringraum 22 vorstehenden Teil bezüglich ihrer äußeren Umfangsfläche mit der der Stellhülse 19 axial fluchtet. Die Sperrhülse 18 vergrößert daher nicht den Außendurchmesser des Bohrfutters insgesamt.
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Im übrigen sind am Futterkörper 4 einerseits und an der Sperrhülse 18 andererseits einander zugeordnete Rastglieder vorgesehen, welche die Sperrhülse in ihren beiden axialen Stellungen jeweils im Rastsitz festhalten. Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 ist das Rastglied an der Sperrhülse 18 durch eine aus der Hülsenwand freigeschnittene Federzunge 27 gebildet, die mit einer am freien Zungenende vorgesehenen Rastnase 28 in zwei Rastaufnahmen 29 im Futterkörper 4 greift. Die beiden Rastaufnahmen 29 bestimmen die beiden möglichen Axialstellungen der Sperrhülse 18 in bezug auf den Futterkörper 4 und den Stellring 12. In Fig. 1 befindet sich die Sperrhülse 18 in derjenigen Stellung, in der ihre Zähne 20 im Eingriff an der Gegenverzahnung 21 des Stellrings 12 stehen. Gegen Verdrehungen ist die Sperrhülse 18 durch einen Nocken 30 gesichert, der in eine Axialnut 31 im Futterkörper 4 eingreift.
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Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 bis 5 ist lediglich die Rasteinrichtung zwischen der Sperrhülse 18 und dem Futterkörper 4 anders ausgebildet, nämlich so, daß das Rastglied an der Sperrhülse 18 aus einer gegen den Futterkörper 4 vorstehenden, axial verlaufenden Feder 32 und am Futterkörper 4 aus zwei in Umfangsrichtung nebeneinander liegenden, sich axial in verschiedener Länge am Futterkörper 4 erstreckenden Nuten 33.1, 33.2 besteht, und daß die in Richtung zum Ende der Nuten 33.1, 33.2 hin unter der Kraft einer Schraubenfeder 34 stehende Sperrhülse 18 mit ihrer Feder 32 wahlweise in die eine oder die andere der beiden Nuten 33.1, 33.2 verstellbar ist, wobei der Anschlag der Feder 32 am Ende der kürzeren Nut 33.1 die Sperrhülse 18 außer Eingriff am Stellring 12 hält, die in der längeren Nut 33.2 stehende Feder 32 aber den Sperreingriff der Sperrhülse 18 am Stellring 12 ermöglicht. Der Eingriff der Feder 32 in eine der Nuten 33.1, 33.2 hält zugleich die Sperrhülse 18 gegen Verdrehen fest.
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Die Zahnflanken der Zähne 20 bzw. Verzahnung 21 können miteinander einen Winkel zwischen 45° bis 90° einschließen. Bei einem solchen Winkel vermag der Stellring 12, wenn er mittels des Spannschlüssels 13 betätigt wird und es vergessen worden ist, zuvor die Sperrhülse 18 aus ihrem Sperreingriff am Stellring 12 zu lösen, die Sperrhülse 18 über die aneinander liegenden Zahnflanken aus dem Sperreingriff selbsttätig zurückzudrücken. Die während des Schlagbohrens am Spannfutter und seinen Teilen auftretenden Kräfte und Bewegungen reichen aber zu einem solchen Zurückdrücken der Sperrhülse 18 nicht aus. Die Zähne 20 und die Gegenverzahnung 21 können auch sägezahnförmig ausgebildet sein.