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Dokumentenidentifikation DE10115579C2 27.02.2003
Titel Kraftübertragungsvorrichtung
Anmelder DREBO Werkzeugfabrik GmbH, 88361 Altshausen, DE
Erfinder Uebele, Klemens, 88636 Illmensee, DE
Vertreter PAe Splanemann Reitzner Baronetzky Westendorp, 80469 München
DE-Anmeldedatum 29.03.2001
DE-Aktenzeichen 10115579
Offenlegungstag 10.10.2002
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 27.02.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.02.2003
IPC-Hauptklasse B28D 1/14
IPC-Nebenklasse B25D 17/00   B25D 16/00   
Zusammenfassung Es ist eine Kraftübertragungsvorrichtung zur lösbaren Lagerung eines Kopfteils des Bohrwerkzeugs an einem Schaftteil des Bohrwerkzeugs vorgesehen. Die Kraftübertragungsvorrichtung weist eine Mehrzahl von Verriegelungselementen auf, die für den Eingriff in Nuten des Kopfteilendes und des Schaftteilendes bestimmt sind. Die Verriegelungselemente sind an einer Kupplungshülse radial beweglich gelagert. Die Kupplungshülse weist zwei Schiebemuffen, mit welchen die Verriegelungselemente abstützbar sind, und Drehmitnahmeelemente (32) auf.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Kraftübertragungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Aus der DE 24 32 105 A1 ist eine derartige Kraftübertragungsvorrichtung bekannt. Bei dieser Lösung handelt es sich um einen Bohrschlaghammer, und die Schlagenergie soll von einem Schaftteil auf einen Kopfteil übertragen werden, um den dortigen Bohrer 331 gemäß Fig. 1 anzutreiben.

Das Verhältnis zwischen der eingebrachten und der abgegebenen Schlagenergie ist bei dieser Lösung unbefriedigend, und es wäre wünschenswert, den Wirkungsgrad der Kupplung zu verbessern.

Bei derartigen Kupplungen besteht das Problem, dass einerseits die Kupplung bei Bedarf nach Möglichkeit ohne Werkzeug betätigt werden können soll und gegebenenfalls sogar ohne größere Schwierigkeiten zu Reinigungszwecken demontiert werden können soll, aber andererseits eine zuverlässige Halterung gewährleistet sein muß, die verhindert, dass sich beispielsweise der Kopfteil versehentlich löst.

Fräskronen und große Bohrkronen sind recht teuer in der Anschaffung. Daher ist es unökonomisch, für verschiedene Werkzeugaufnahmen wie Keilwelle oder SDS-plus oder SDS-max verschiedene Fräskronen und Bohrkronen gleichen Durchmessers zu beschaffen und bereit zu halten. Bereits von daher besteht Bedarf an einem Kupplungssystem, das den Austausch des Schaftteils je nach der Art der Werkzeugaufnahme an dem betreffenden Bohrhammer oder der Schlagbohrmaschine ermöglicht.

Ferner sind eine Vielzahl von Adaptern vorgeschlagen worden, die je eine zuverlässige Kupplung in Verbindung mit einer guten Schlagenergieübertragung anstreben. Derartige Adpater haben jedoch häufig den Nachteil, dass sie die Bohrerlänge vergrößern, zusätzliches Gewicht einbringen und die Schlagenergie bereits von daher reduzieren. Zudem ist die Demontage häufig schwierig und die Herstellung aufwendig.

Ein weiterer wichtiger Gesichtspunkt bei der Bereitstellung von Kupplungen für Bohrhämmern ist die Schmutzunempfindlichkeit der Kupplung. Gerade beim Über-Köpf-Bohren mit Bohrhämmern entsteht ein erheblicher Anfall von Bohrmehl, das in den Bereich der Kupplung gelangt. Durch Relativbewegungen im Kupplungsbereich kann leicht Bohrmehl in die Kupplung gelangen und die Kupplungsfunktion beeinträchtigen, so dass die Kupplung im Laufe der Zeit schwergängiger wird.

Aus der DE 298 00 647 U1 ist eine Kraftübertragungsvorrichtung zur lösbaren Lagerung eines Kopfteils eines Bohrwerkzeuges an einem Schaftteils des Bohrerwerkzeugs bekannt. Eine Schiebemuffe bildet einen Anschlag für eine Vielzahl von Verriegelungselementen und zugleich Drehmomentübertragungsfunktionen. Dies ist nachteilig, da die Standzeit derartiger Passfedern durch die Drehmomentübertragung reduziert wird.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kraftübertragungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen, das hinsichtlich der Bohrleistung auch langfristig verbessert ist, obwohl die Möglichkeit des freien Austauschens von Kopfteilen und Schaftteilen besteht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Anspr. 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß ist es besonders günstig, dass durch das Vorsehen zweier zueinander symmetrischer Schiebemuffen eine universelle Verwendbarkeit der erfindungsgemäßen Kraftübertragungsvorrichtung für unterschiedliche Kopfteile und Schaftteile besteht. So kann durch die erfindungsgemäße Kraftübertragungsvorrichtung ohne zusätzlichen Adapter eine Werkzeugaufnahme mit Keilwelle, mit SDS-plus-, mit SDS-max-Aufnahme oder mit Mehrkant-Aufnahme, ohne weiteres für die gleiche Bohrkrone realisiert werden. Durch die erfindungsgemäße Lösung mit den radial abgestützten Verriegelungselementen ist sicher verhindert, dass die Verriegelungselemente während des Betriebs nach außen gedrückt werden und sich damit der Bohrkopf versehentlich löst. Ferner ist es besonders günstig, daß die Drehmomentübertragung über separate, fest mit der Kupplungshülse verbundene, vorzugsweise einstückige Drehmitnahmeelemente erfolgen kann, so daß der Verschleiß an den Verriegelungselementen und -nuten deutlich reduziert ist.

Durch die ausgesprochen geringe Masse der erfindungsgemäßen Kraftübertragungsvorrichtung entsteht ein hoher Wirkungsgrad bei der Übertragung der Schlagenergie, zumal auch keine verschleißanfälligen Gewinde oder dergleichen als Kupplungselement verwendet werden müssen. Dennoch ist die Kraftübertragungsvorrichtung ausgesprochen schlank, so dass das Arbeiten mit dem so erstellten Bohrwerkzeug nicht behindert ist.

Erfindungsgemäß besonders günstig ist insofern die Aufteilung der Funktionen der axialen Verriegelung und der Drehmomentübertragung auf zwei separate Elemente. Diese Aufteilung erlaubt auch eine konstruktive Vereinfachung dahingehend, dass bei Bedarf eine leichte Demontage und Montage der Kupplung, beispielsweise zu Reinigungszwecken, möglich ist. Durch ein einfaches axiales Verschieben der Schiebemuffen sind die Verriegelungselemente in ihrer Radialführung freigegeben und können nach außen gedrückt werden. In dieser Beziehung ist es günstig, wenn die Verriegelungsnuten leicht schräg auslaufen, so dass sie die Verriegelungselemente beim Herausziehen des jeweiligen Endes nach außen drücken.

Erfindungsgemäß besonders günstig ist die Realisierung einer Stirnfläche der Enden als Stoßfläche, die sich im wesentlichen über den gesamten Durchmesser des Schafts plan erstreckt und lediglich am Außenrand je mit einer Fase versehen ist, die das Einführen jedes Endes in die Kupplungshülse vereinfacht.

Erfindungsgemäß läßt sich die Kraftübertragungsvorrichtung ausgesprochen einfach realisieren und ermöglicht es, die erfindungsgemäße Kraftübertragungsvorrichtung kostengünstig herzustellen.

Gegenüber einer reinen Konusverbindung hat die erfindungsgemäße Lösung den Vorteil, dass eine Verriegelung möglich ist, so dass die Unfallgefahr reduziert ist und dass zur Demontage keine weiteren Werkzeuge erforderlich sind.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung.

Es zeigen

Fig. 1 eine vergrößerte Ansicht einer Kraftübertragungsvorrichtung für die Realisierung eines erfindungsgemäßen Bohrwerkzeugs in einer Ausführungsform,

Fig. 2 die Kraftübertragungsvorrichtung gemäß Fig. 1, wobei ein Schaftteil und ein Kopfteil eingesteckt sind;

Fig. 3 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Bohrwerkzeugs im Schnitt, unter der Verwendung der Kraftübertragungsvorrichtung gemäß Fig. 1 und 2,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bohrwerkzeugs gemäß Fig. 3,

Fig. 5 eine partielle Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bohrwerkzeugs und

Fig. 6 das Bohrwerkzeug gemäß Fig. 5 in der Seitenansicht.

Aus Fig. 1 ist eine Kraftübertragungsvorrichtung 10 eines erfindungsgemäßen Bohrwerkzeugs 12 im Schnitt dargestellt. Die Kraftübertragungsvorrichtung 10 weist eine Kupplungshülse 14 auf, die sich im wesentlichen rohrförmig und einstückig erstreckt. Die Kupplungshülse 14 weist einen konstanten Innendurchmesser auf. Endseitig sind Dichtungsnuten 16 und 18 vorgesehen, die je O-Ringdichtungen 20 und 22 aufweisen.

Die Kupplungshülse weist vier um den Umfang gleichmäßig verteilte Aufnahmen 24 und 26 je für Verriegelungselemente 28 und 30 auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Verriegelungselemente 28 und 30 als Kugeln ausgebildet, wobei pro Kupplungshülse insbesondere vier Kugeln vorgesehen sind. Die Aufnahmen 24 und 26 sind konisch und weisen der Innenseite der Kupplungshülse 14 benachbart einen Durchmesser auf, der etwas kleiner als der Durchmesser der Kugeln 28 und 30 ist. Die Verriegelungselemente 28 und 30 können die Aufnahmen 24 und 26 nach innen teilweise durchtreten, jedoch nicht nach innen herausfallen.

Sie laufen in Verriegelungsnuten 33 und 35, die in Fig. 2 dargestellt sind.

Aus Fig. 1 ist ferner ersichtlich, dass Schiebemuffen 36 und 38 schiebebeweglich auf der Kupplungshülse 14 geführt sind. Hierzu weisen die Schiebemuffen 36 und 38 je einen Führungsabschnitt auf, wobei der Führungsabschnitt 40 für die Schiebemuffe 38 in Fig. 1 bezeichnet ist. Der Führungsabschnitt 40 liegt mit seiner ringförmigen Innenseite an der Außenseite der Kupplungshülse 14 an. Am rückwärtigen Ende des Führungsabschnitts 40 ist eine Schulter 42 ausgebildet, die für die Anlage an einem Anschlagring 44 bestimmt ist.

Die Schiebemuffe 38 weist ferner einen Bewegungsabschnitt 46 auf, der von innen nach außen betrachtet gegenüber dem Führungsabschnitt 40 zurückspringt. Dieser Abschnitt nimmt eine Druckfeder 48 auf, die zwischen der Schulter zwischen Führungsabschnitt und Bewegungsabschnitt und einer entsprechenden Schulter an der Kupplungshülse 14 wirkt und die Schiebemuffe 38 nach außen, also zu dem ihr zugeordneten Kopf- oder Schaftteil hin, drückt.

Der Bewegungsabschnitt 46 ist recht schlank ausgebildet, aber so, dass er auf einem verdickten Bereich 50 der Kupplungshülse 14 gleiten kann. Hierdurch ist eine im wesentlichen glatte Außenfläche der erfindungsgemäßen Kraftübertragungsvorrichtung 10 sichergestellt.

In dem in Fig. 1 dargestellten Zustand der Schiebemuffen 38 ist die Kraftübertragungsvorrichtung 10 in eingekuppeltem Zustand. In diesem Zustand drückt der Führungsabschnitt 40 der Schiebemuffe 38 die Verriegelungselemente 30 durch die Aufnahme 26 nach innen hindurch, so dass sie in die Verreigelungsnuten 33 und 35 eingreifen. Die Verriegelungselemente 28 und 30 sind innen an der Schiebemuffe 38 abgestützt. In diesem Zustand können die Verriegelungselemente 28 und 30 nach außen nicht ausweichen und sind auch seitlich in der Aufnahme 24 und, 26 im wesentlichen spielfrei abgestützt.

Wird die Schiebemuffe 38 manuell gegen die Wirkung der Druckfeder 48 nach innen bewegt, geraten die Verriegelungselemente 28 und 30 in den Bereich einer Ringnut 52. Dort sind sie frei nach außen beweglich, so dass die Kraftübertragungsvorrichtung durch die Bewegung des Verriegelungselements außer Eingriff gerät und das zugehörige Kopfteil oder Schaftteil frei entnommen werden kann.

Die Schiebemuffen 36 und 38 sind zueinander symmetrisch ausgebildet, wie auch die gesamte Kraftübertragungsvorrichtung 10. Dies bedeutet, dass in der Praxis nicht darauf geachtet werden muß, in welcher Ausrichtung die Montage der Kupplung erfolgt.

Besonders günstig ist es ferner, dass die Schiebebewegung zur Lösung der Kupplung in der natürlichen Richtung erfolgt. Um ein nach rechts herausstehendes Kopf- oder Schaftteil zu lösen, wird die diesem Teil benachbarte Schiebemuffe in die Gegenrichtung bewegt und gibt das Teil frei, so dass es entweder selbsttätig herausfällt oder entnommen werden kann.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, in welcher Weise ein Kopfteil 54 und ein Schaftteil 56 in die Kraftübertragungsvorrichtung 10 eingesetzt sein können. Die Drehmitnahmenuten 32 und 34 und die Verriegelungsnuten 33 und 35 erstrecken sich über eine Länge, die deutlich größer als der Hub des Schlagbohrers oder Bohrhammers ist. Die Enden 58 und 60 von Kopfteil 54 und Schaftteil 56 sind mit Stoßflächen 62 und 64 ausgestattet, so dass die von dem Schaftteil eingeleitete Schlagenergie recht verlustarm auf das Kopfteil 54 übertragbar ist.

Aus Fig. 3 und 4 ist ersichtlich, wie ein erfindungsgemäßes Bohrwerkzeug 12 in geeigneter Weise ausgestaltet sein kann. Es ist ersichtlich, dass die erfindungsgemäße Kraftübertragungsvorrichtung 10 recht schlank gebaut und den Schaftdurchmesser nur unwesentlich erhöht.

Aus Fig. 3 und 4 ist ein Schaftteil 56 mit einer SDS-plus- Werkzeugaufnahme 66 ersichtlich. Zur Verwendung des gleichen Bohrkopfes an einer anderen Schlagbohrmaschine oder einem anderen Bohrhammer kann gemäß der Ausführungsform nach den Fig. 5 und 6 auch eine Keilwellen-Werkzeugaufnahme 68 eingesetzt werden, so dass lediglich das Schaftteil 56 ausgetauscht werden muß.

Aus Fig. 5 ist auch recht gut ersichtlich, dass die Stoßfläche 62 in ihrem Außenumfang in einer Fase 70 endet. Eine entsprechende Fase findet sich auch an der Stoßfläche 64.

Die Ausführungsform gemäß den Fig. 5 und 6 dient praktisch zugleich als Adapter von einer Werkzeugaufnahme für das SDS-max- System auf eine Keilwellen-Werkzeugaufnahme. Ein handelsüblicher Bohrer mit SDS-max-Schaft läßt sich durch Hinzufügung der erfindungsgemäßen Krafrtübertragungsvorrichtung 10 und des Schaftteils 56 auch in eine Werkzeugmaschine einsetzen, deren Bohrfutter für Keilwellenaufnahmen bestimmt ist.


Anspruch[de]
  1. 1. Kraftübertragungsvorrichtung zur lösbaren Lagerung eines Kopfteils eines Bohrwerkzeugs an einem Schaftteil eines Bohrwerkzeugs, wobei die Kraftübertragungsvorrichtung eine Mehrzahl von Verriegelungselementen aufweist, die für den Eingriff in Nuten des Kopfteilendes und des Schaftteilendes bestimmt sind und an einer Kupplungshülse radial beweglich gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die vorzugsweise symmetrische Kupplungshülse (14) zwei Schiebemuffen (36 und 38), mit welchen die Verriegelungselemente (28 und 30) radial abstützbar sind, und Drehmitnahmeelemente (32) aufweist.
  2. 2. Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Ende eine Schiebemuffe (36 und 38) zugeordnet ist und die Schiebemuffen (36 und 38) auf der Kupplungshülse (14) axial verschiebbar gelagert sind.
  3. 3. Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebemuffen (36 und 38) ein Auftragmaß auf der Kupplungshülse (14) aufweisen, das den Schaft-Nenndurchmesser nicht übersteigt und insbesondere etwa 1/5 des Schaft-Nenndurchmessers beträgt.
  4. 4. Kraftübertragungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schiebemuffe (36 und 38) innen gestuft ausgebildet ist und im rückspringenden Bereich (46) eine Feder, insbesondere eine Druckfeder (48) angebracht ist, die die Verriegelungselemente (28 und 30) in die eingerastete Stellung in den Enden (58 und 60) drückt.
  5. 5. Kraftübertragungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Verriegelungselemente (28 und 30) Kugeln oder Walzen eingesetzt sind, wobei mindestens zwei Kugeln oder Walzen, insbesondere vier Kugeln oder Walzen, für die Verriegelung der Kupplungshülse (14) eingesetzt sind.
  6. 6. Kraftübertragungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden in Stoßflächen (62 und 64) auslaufen, die plan sind und an ihrem Umfang je eine Fase (70) aufweisen.
  7. 7. Kraftübertragungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Nuten (33, 35) in den Enden (58 und 60), in denen die Verriegelungselemente (28, 30) laufen, deutlich länger als der Schlaghub des Bohrhammers oder der Schlagbohrmaschine, in welcher das Bohrwerkzeug (12) eingesetzt ist, sind und dass die Nuten (16 und 18) endseitig geschlossen sind.
  8. 8. Kraftübertragungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungshülse (14) eine Länge aufweist, die mehr als dem fünffachen und weniger als dem zwanzigfachen, insbesondere etwa dem achtfachen, Schaftdurchmesser entspricht.
  9. 9. Kraftübertragungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiebemuffen (36 und 38) sich ringförmig um die Kupplungshülse (14) erstrecken und zwischen axialen Anschlägen schiebebeweglich sind.
  10. 10. Kraftübertragungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass je einer der Anschläge für jede Schiebemuffe (36 und 38) zur Demontage der Kraftübertragungsvorrichtung einen Anschlagring (44) aufweist, der mittels eines Werkzeugs leicht lösbar ist.
  11. 11. Kraftübertragungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungshülse (14) Ausnehmungen (24) für die Verriegelungselemente (28 und 30) aufweist, die dem Innendurchmesser der Kupplungshülse (14) benachbart die Verriegelungselemente (28 und 30) im wesentlichen spielfrei führen und die nach außen erweitert, insbesondere konisch erweitert sind.
  12. 12. Kraftübertragungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Ausnehmungen in der Kupplungshülse (14) die Verriegelungselemente (28 und 30) bei aufgesetzter Schiebemuffe (36 und 38) unverlierbar lagern.
  13. 13. Kraftübertragungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungshülse (14) je endseitig zum Kopfteil (54) hin bzw. zum Schaftteil (56) hin abgeschlossen, insbesondere abgedichtet, ist.
  14. 14. Kraftübertragungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmitnahmeelemente (32) und die Verriegelungselemente (28, 30) abwechselnd, insbesondere im rechten Winkel zueinander, um den Umfang der Kupplungshülse (14) verteilt sind.
  15. 15. Kraftübertragungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmitnahmeelemente (32) und die Verriegelungselemente (28, 30) nach dem SDS- plus-Standard um den Umfang der Kupplungshülse (14) verteilt sind.
  16. 16. Kraftübertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmitnahmeelemente (32) und die Verriegelungselemente (28, 30) nach dem SDS-max- Standard um den Umfang der Kupplungshülse (14) verteilt sind.
  17. 17. Kraftübertragungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Verwendung in einer Bohrvorrichtung, zur lösbaren Lagerung eines Schaftteils, das in ein Bohrfutter einer Bohrmaschine oder eines Bohrfutters lösbar einsetzbar ist und zur lösbaren Lagerung eines Kopfteils eines Bohrwerkzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 ausgebildet ist.
  18. 18. Kraftübertragungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Verwendung in einer Bohrvorrichtung, mit einem Kopfteil, das einen Bohrkopf aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfteil (54) für die Aufnahme in einer Kraftübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 bestimmt ist.






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