DE102005062402A1

DE102005062402A1 - Bohrvorrichtung

Info

Publication number: DE102005062402A1
Application number: DE102005062402A
Authority: DE
Inventors: Hans-Dieter Mack
Original assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Current assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Priority date: 2005-12-23
Filing date: 2005-12-23
Publication date: 2007-06-28
Also published as: US7832965B2; FR2895290A1; JP5014771B2; FR2895290B1; JP2007168072A; US20070145693A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bohrvorrichtung mit einer Bohrmaschine (1), die eine antreibbare, in einem Spindelgehäuse (2) drehbar gelagerte Bohrspindel (3) aufweist, und mit einem an das Spindelende angeschlossenen Bohrfutter (4), das einen koaxial und drehfest an die Bohrspindel (3) angeschlossenen Futterkörper (5) und Spannbacken (6) umfasst. Die Spannbacken (6) sind relativ zum Futterkörper (5) durch eine gegenüber dem Futterkörper (5) verdrehbare Spannhülse (7) verstellbar. Die Bohrvorrichtung besitzt eine zwischen dem Spindelgehäuse (2) und der Spannhülse (7) vorgesehene Kupplungseinrichtung (15), die im eingekuppelten Zustand die Spannhülse (7) in Umfangsrichtung kraftschlüssig mit dem Spindelgehäuse (2) verbindet. Eine gegen Verdrehen gesicherte Schutzhülse (16) überdeckt die Spannhülse (7), wobei zur Einspeisung des Kühlluftstroms der Bohrmaschine (1) in das von der Schutzhülse (16) umfasste Volumen eine Austrittsöffnung (17) in dem Spindelgehäuse (2) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohrvorrichtung mit einer Bohrmaschine, die eine antreibbare, in einem Spindelgehäuse drehbar gelagerte Bohrspindel aufweist, und mit einem an das Spindelende angeschlossenen Bohrfutter, das einen koaxial und drehfest an die Bohrspindel angeschlossenen Futterkörper und Spannbacken umfasst, die relativ zum Futterkörper durch eine gegenüber dem Futterkörper verdrehbare Spannhülse verstellbar sind, ferner mit einer zwischen dem Spindelgehäuse und der Spannhülse vorgesehenen Kupplungseinrichtung, die im eingekuppelten Zustand die Spannhülse in Umfangsrichtung kraftschlüssig mit dem Spindelgehäuse verbindet.

Aus der EP 0 716 896 A1 ist eine deratige Bohrvorrichtung bekannt, bei der der Kupplungseinrichtung ein Stellungsmelder zugeordnet ist, der eine den Antrieb der Bohrspindel aus- und einschaltende Schalteinrichtung derart steuert, dass der Spindelatrieb ausgeschaltet ist, wenn die Kupplungseinrichtung aus dem ausgekuppelten Zustand in den eingekuppelten Zustand der Kupplungseinrichtung verstellt wird, so dass keine Gefährdung des Nutzers durch Bedienungsfehler erfolgen kann, wenn bei laufender Bohrspindel die Kupplungeinrichtung betätigt wird. Weiterhin ist zu beachten, dass durch die Präsenz der Kupplungseinrichtung ein umittelbarer Zugriff auf die Spannhülse zur Betätigung des Bohrfutters bei einem Wechsel des Bohrwerkzeuges nicht mehr erforderlich ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bohrvorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, dass durch Ausnutzung der Präsenz der Kupplungseinrichtung ein weiter gesteigertes Sicherheitsniveau erreicht wird.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einer Bohrvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass eine gegen Verdrehen gesicherte Schutzhülse die Spannhülse überdeckt, und dass zur Einspeisung des Kühlluftstroms der Bohrmaschine in das von der Schutzhülse umfasste Volumen eine Austrittsöffnung in dem Spindelgehäuse ausgebildet ist.

Bei dieser Bohrvorrichtung sind die durch den Spindelantrieb drehenden Teile der Bohrvorrichtung mittels der Schutzhülse abgeschirmt, so dass als drehendes Teil nur das Bohrwerkzeug aus der Bohrvorrichtung hervorragt, während das Bohrfutter gekapselt ist und somit weder den Nutzer verletzen noch das zu bearbeitende Werkstück beschädigen kann, wenn beispielsweise beim Durchbohren ein direkter Kontakt zwischen dem Werkstück und der Bohrvorrichtung hergestellt wird. Allerdings ist zu beachten, dass durch die Kapselung des Bohrfutters Bohrklein und Bohrstaub nicht wie in gewohnter Weise durch die Zentrifugalkraft nach außen transportiert werden kann, um so einer Verschmutzung des Bohrfutters vorzubeugen. Um dieses Problem zu beseitigen, sieht die Erfindung vor, dass der bei der Bohrmaschine stets präsente Luftstrom genutzt wird, um dem Eindringen des Bohrstaubes entgegenzuwirken, indem der Kühlluftstrom von dem Spindelgehäuse in das von der Schutzhülse umfasste Volumen eingespeist wird, der eine Gegenströmung zu der üblichen Förderrichtung des Bohrstaubes bereitstellt.

Um möglichst effektiv den Luftstrom auszunutzen, ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, dass die Austrittsöffnung innerhalb der radialen Ausdehnung der Schutzhülse platziert ist, also der Kühlluftstrom unmittelbar in die Schutzhülse hineinströmen kann und nicht nur mit einem geringen Wirkungsgrad die an seitlichen Lüftungsschlitzen des Spindelgehäuses austretende Kühlluft radial von außen in die Schutzhülse eingekoppelt werden muss.

Ganz besonders bevorzugt ist es dabei, wenn der in die Schutzhülse eingekoppelte Luftstrom zwischen der Schutzhülse und der Spannhülse axial nach vorne in Richtung der Spannbacken geführt ist. Durch diese Ausführungsform werden besonders effektiv die Auswirkungen gemildert, die entstehen, wenn der mit üblichen Maßnahmen aus dem Bohrfutter herausgeführte Bohrstaub auf die Schutzhülse als Hindernisse trifft, weil der Luftstrom den Bohrstaub aus dem Spalt zwischen der Spannhülse und der Schutzhülse wieder hinausbefördert.

Eine besonders effektive Förderung des Bohrstaubes aus der Spannhülse in den Zwischenraum zwischen der Spannhülse und der Schutzhülse wird erreicht, indem in der Spannhülse radial Entstaubungsöffnungen ausgebildet sind.

Alternativ besteht auch die Möglichkeit, dass die Austrittsöffnung innerhalb der radialen Ausdehnung der Spannhülse platziert und der Luftstromm innerhalb der Spannhülse axial nach vorne in Richtung der Spannbacken geführt ist. Bei dieser Ausführungsform wird zum einen einem vermehrten Eindringen von Bohrstaub in das von der Spannhülse umhüllte Bohrfutter entgegengewirkt, was insbesondere auch die Ansammlung von Bohrstaub innerhalb des Bohrfutter vermeidet. Einer Ansammlung von Bohrstaub zwischen der Schutzhülse und der Spannhülse wird daher indirekt und vorbeugend entgegengewirkt.

Um dabei eine möglichst gezielte Führung des Luftstromes innerhalb des Bohrfutters zu erzielen, ist in den das Bohrfutter bildenden Bauteilen mindestens ein Luftleitkanal ausgebildet, der insbesondere dazu dient, die axiale Erstreckung des Bohrfutters zu überbrücken, um die axial hinteren und axial vorderen Hohlräume des Bohrfutters miteinander zu verbinden.

Insbesondere wenn bei einem nachspannenden Bohrfutter mit der durch einen Spannkonus und einen Backenhalter gebildeten Spannhülse sowie einem die Spannbacken radial führenden, in ein zentrales Körpergewinde des Futterkörpers mit einem Mitnehmergewinde eingreifenden Mitnehmer die Gestaltung so getroffen ist, daß der Luftleitkanal in dem Mitnehmer ausgebildet ist, ist eine Zuführung des Luftstroms entlang der zentralen Achse des Bohrfutter zu dem Ort der Einspannung des Bohrwerkzeuges und damit auch in die Nähe der Erzeugung des Bohrstaubes einfach möglich. Dazu ist es günstig, wenn der Luftleitkanal den Mitnehmer über dessen gesamte axiale Länge durchsetzt.

Ergänzend besteht die Möglichekeit, daß der Luftleitkanal in dem Mitnehmer mindestens einen radial verlaufenden Zweig aufweist, um nicht nur dem Eintreten des Bohrstaubs entgegenwirken, sondern auch dessen Entfernen aus dem Bohrfutter bewirken zu können.

Verluste in der radialen Strömung werden vermieden, wenn am axial vorderen Ende zwischen der Schutzhülse und der Spannhülse eine Dichtungsstruktur realisiert ist.

Insbesondere wenn bei einem nachspannenden Bohrfutter mit der durch einen Spannkonus und einem Backenhalter gebildeten Spannhülse ein derartiger Luftleitkanal vorgesehen ist, ist es günstig, dass der Luftleitkanal durch den Backenhalter zu den Spannbacken geführt ist.

Als vorteilhaft hat es sich weiterhin erwiesen, wenn in der Schutzhülse eine radiale Austrittsöffnung ausgebildet ist, die den direkten Austritt des Bohrstaubes aus dem Zwischenraum zwischen der Spannhülse und der Schutzhülse ermöglicht.

Im folgenden wird die Erfindung an in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben; es zeigen:

1 das axial vordere Ende einer erfindungsgemäßen Bohrvorrichtung, links in einem Längsschnitt dargestellt, rechts in einer Seitenansicht,

2 eine der 1 entsprechende Darstellung einer Ausführungsform mit zentraler Zufuhr des Kühlluftstroms,

3 eine Variante der Ausführungsform aus 2 mit gesperrtem Strömungskanal zwischen der Schutzhülse und der Spannhülse,

4 eine der 1 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform, und

5 eine der 1 entsprechende Darstellung einer nochmals weiteren Ausführungsform.

Gegenstand der Erfindung ist eine Bohrvorrichtung, bestehend aus einer Bohrmaschine 1, von der nur das zur Erläuterung der Erfindung interessierende vordere Ende des Spindelgehäuses 2 dargestellt ist, in dem drehbar eine Bohrspindel 3 gelagert ist. Weiterhin umfasst die Bohrvorrichtung ein Bohrfutter 4, das einen an das Spindelende angeschlossenen Futterkörper 5 aufweist sowie Spannbacken 6, die relativ zum Futterkörper 5 durch eine gegenüber dem Futterkörper 5 verdrehbare Spannhülse 7 verstellbar sind. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Bohrfutter 4 durch ein nachspannendes Bohrfutter 4 gebildet, bei dem die Spannhülse 7 durch einen Spannkonus 8 und einen Backenhalter 9 gebildet ist, wobei der Spannkonus 8 auf seiner Innenseite Führungsaufnahmen 10 aufweist, in denen die Spannbacken 6 geführt sind. Die Spannbacken 6 sind weiterhin radial geführt in Nuten eines Mitnehmers 11, der mit seinem Mitnehmergewinde 12 in ein zur Futterachse 13 koaxiales Innengewinde 14 des Futterkörpers 5 eingreift. Im Ergebnis erfolgt ein Öffnen und Schließen des Bohrfutters 4 durch ein Verdrehen der Spannhülse 7 relativ zu dem Futterkörper 5, wodurch die Spannbacken 6 über die Führungsaufnahmen 10 mitgenommen werden und sich axial über das Zusammenwirken des Mitnehmergewindes 12 mit dem Innengewinde 14 verstellen. Eine weitere Besonderheit der Bohrvorrichtung ist eine zwischen dem Spindelgehäuse 2 und der Spannhülse 7 vorgesehene Kupplungseinrichtung 15, die im eingekuppelten Zustand die Spannhülse 7 in Umfangsrichtung kraftschlüssig mit dem Spindelgehäuse 2 verbindet, so dass bei einem motorischen Antrieb der Bohrspindel 3 die Spannhülse 7 gegen Verdrehen gesichert ist und so das Bohrfutter 4 geöffnet oder geschlossen werden kann. Bezüglich der Funktionsweise einer derartigen Kupplungsvorrichtung 15 kann auf die EP 0 716 896 A1 oder die nicht vorveröffentlichte DE 10 2005 021 629 verwiesen werden zusammen mit dem Hinweis, dass für die vorliegende Erfindung lediglich relevant ist, dass eine Betätigung des Bohrfutters 4 erfolgen kann, ohne dass ein Ergreifen der Spannhülse 7 durch den Nutzer erforderlich ist. Dies bietet die Möglichkeit, die Spannhülse 7 durch eine diese radial außen übergreifende Schutzhülse 16 zu kapseln, wobei eine Sicherung der Schutzhülse 16 gegen Verdrehen in einfacher Weise dadurch erreicht wird, dass die Schutzhülse 16 an das Spindegehäuse 2 gekoppelt ist. Um einer im Bohrbetrieb möglichen Verschmutzung des von der Schutzhülse 16 eingeschlossenen Raumes entgegenzuwirken, wird der von der Bohrmaschine 1 erzeugte Kühlluftstrom genutzt, der durch eine Austrittsöffnung 17 in dem Spindelgehäuse 2 aus dem Spindelgehäuse 2 herausgelenkt und in die Schutzhülse 16 geleitet wird, wozu die Austrittsöffnung 17 innerhalb der radialen Ausdehnung der Schutzhülse 16 platziert ist (1). 1 lässt weiterhin erkennen, dass der Luftstrom (symbolisiert durch die Pfeile) zwischen der Schutzhülse 16 und der Spannhülse 7 axial nach vorn in Richtung der Spannbacken 6 geführt ist, so dass durch diesen Luftstrom der in diesen Zwischenraum eintretende Bohrstaub wieder entfernt wird.
1 zeigt außerdem, dass in der Spannhülse 7, nämlich dem Spannkonus 8, mindestens eine radiale Entstaubungsöffnung 18 ausgebildet ist. Diese radiale Entstaubungsöffnung 18 bewirkt zum einen unter der Wirkung der Zentrifugalkraft einen Transport des Bohrstaubes radial nach außen in den Zwischenraum zwischen der Schutzhülse 16 und der Spannhülse 7, von wo der Bohrstaub mit dem Luftstrom wieder nach vorne und nach außen gefördert werden kann. Zum anderen kann der Luftstrom durch diese radialen Entstaubungsöffnungen 18 auch in das Innere der Spannhülse 7 eintreten und diese freiblasen.
Die 2, 3 und 5 zeigen Ausführungsformen, bei denen ergänzend zu der in der 1 gezeigten Ausführungsform in der Schutzhülse 16 eine radiale Austrittsöffnung 20 ausgebildet ist, die unmittelbar den Austritt des Luftstromes aus der Schutzhülse 16 ermöglicht, wobei der Bohrstaub mitgerissen wird. 2 zeigt weiterhin eine Ausführungsform, bei der der Luftleitkanal 19 in dem Mitnehmer 11 ausgebildet ist und durch die Austrittsöffnung 17 gespeist wird, die im Spindelgehäuse 2 für den Durchtritt der Bohrspindel 3 bereits vorhanden ist. Die Bohrspindel 3 selber kann dabei gleichfalls mit einem Spindelkanal für den Luftstrom versehen sein. Diese Ausführungsform nutzt in erster Linie den maximalen durch den Luftstrom erzielten Druck, um dem Eintritt des Bohrstaubs in der zentralen Achse des Bohrfutters 4 entgegen zu wirken, wozu der Luftleitkanal 19 den Mitnehmer 11 über dessen gesamte axiale Länge durchsetzt.
Alternativ bzw ergänzend besteht auch die in 3 gezeigte Möglichkeit, daß der Luftleitkanal 19 in dem Mitnehmer 11 mindestens einen radial verlaufenden Zweig 21 aufweist, um seitlich und damit parallel zur der Kraftwirkung der Zentrifugalkraft eingedrungenen Bohrstaub durch die radiale Austrittsöffnung 20 und die Entstaubungsöffnung 18 zu entfernen.
3 zeigt auch, daß am axial vorderen Ende zwischen der Schutzhülse 16 und der Spannhülse 7 eine Dichtungsstruktur 22 realisiert ist, nämlich ein in eine Ringnut eingreifender Ringbund, die dem einen oder dem anderen Bauteil von Schutzhülse 16 und Spannhülse 7 zugeordnet sein können. Diese Dichtung blockiert eine Strömung axial nach vorn und verhindert dadurch eine Abschwächung des radial auswärts aus der Schutzhülse 16 gerichteten Luftstroms. Zwar kann sich durch die Dichtungsstruktur zwischen der Schutzhülse 16 und der Spannhülse 7 Bohrstaub ansammeln, aber die Sogwirkung des Luftstroms, insbesondere wenn bei Überkopf-Arbeiten die Schwerkraft unterstützend wirkt, stellt eine wiederkehrende Reinigung auch dieses Bereiches sicher.
4 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Austrittsöffnung 17 innerhalb der radialen Ausdehnung der Spannhülse 7 platziert und der Luftstrom innerhalb der Spannhülse 7 axial nach vorne in Richtung der Spannbacken 6 geführt ist, so dass bei dieser Ausführungsform einer Verschmutzung des Zwischenraumes zwischen der Schutzhülse 16 und der Spannhülse 7 im wesentlichen vorbeugend entgegengewirkt wird. Um dabei den Luftstrom von dem Spindelgehäuse 2 effektiv axial nach vorne zum Bohrfutter leiten zu können, ist in den das Bohrfutter 4 bildenden Bauteilen, nämlich dem Backenhalter 9, ein Luftleitkanal 19 ausgebildet.
Die 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der ergänzend zu der aus der 4 bekannten Ausführungsform in der Schutzhülse 16 eine radiale Austrittsöffnung 20 ausgebildet ist, die unmittelbar den Austritt des Luftstromes aus der Schutzhülse 16 ermöglicht, wobei der Bohrstaub mitgerissen wird.

Claims

Bohrvorrichtung mit einer Bohrmaschine (1), die eine antreibbare, in einem Spindelgehäuse (2) drehbar gelagerte Bohrspindel (3) aufweist, und mit einem an das Spindelende angeschlossenen Bohrfutter (4), das einen koaxial und drehfest an die Bohrspindel (3) angeschlossenen Futterkörper (5) und Spannbacken (6) umfasst, die relativ zum Futterkörper (5) durch eine gegenüber dem Futterkörper (5) verdrehbare Spannhülse (7) verstellbar sind, ferner mit einer zwischen dem Spindelgehäuse (2) und der Spannhülse (7) vorgesehenen Kupplungseinrichtung (15), die im eingekuppelten Zustand die Spannhülse (7) in Umfangsrichtung kraftschlüssig mit dem Spindelgehäuse (2) verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß eine gegen Verdrehen gesicherte Schutzhülse (16) die Spannhülse (7) überdeckt, und daß zur Einspeisung des Kühlluftstroms der Bohrmaschine (1) in das von der Schutzhülse (16) umfasste Volumen eine Austrittsöffnung (17) in dem Spindelgehäuse (2) ausgebildet ist.
Bohrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (17) innerhalb der radialen Ausdehnung der Schutzhülse (16) platziert ist.
Bohrvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Schutzhülse (16) eingekoppelte Luftstrom zwischen der Schützhülse (16) und der Spannhülse (7) axial nach vorn in Richtung der Spannbacken (6) geführt ist.
Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Spannhülse (7) radiale Entstaubungsöffnungen (18) ausgebildet sind.
Bohrvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (17) innerhalb der radialen Ausdehnung der Spannhülse (7) platziert und der Luftstrom innerhalb der Spannhülse (7) axial nach vorn in Richtung der Spannbacken (6) geführt ist.
Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den das Bohrfutter (4) bildenden Bauteilen mindestens ein Luftleitkanal (19) ausgebildet ist.
Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schutzhülse (16) eine radiale Austrittsöffnung (20) ausgebildet ist.
Bohrvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, bei einem nachspannenden Bohrfutter (4) mit der durch einen Spannkonus (8) und einen Backenhalter (9) gebildeten Spannhülse (7) sowie einem die Spannbacken (6) radial führenden, in ein zentrales Innengewinde (14) des Futterkörpers (5) mit einem Mitnehmergewinde (12) eingreifenden Mitnehmer (11), dadurch gekennzeichnet, daß der Luftleitkanal (19) in dem Mitnehmer (11) ausgebildet ist.
Bohrvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftleitkanal (19) den Mitnehmer (11) über dessen gesamte axiale Länge durchsetzt.
Bohrvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftleitkanal (19) in dem Mitnehmer (11) mindestens einen radial verlaufenden Zweig (21) aufweist.
Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß am axial vorderen Ende zwischen der Schutzhülse (16) und der Spannhülse (7) eine Dichtungsstruktur (22) realisiert ist.
Bohrvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, bei einem nachspannenden Bohrfutter (4), dadurch gekennzeichnet, daß daß der Luftleitkanal (19) durch den Backenhalter (9) zu den Spannbacken (6) geführt ist.