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Patent Searching and Data


Title:
CLAMPING DEVICE AND ULTRASONIC DRILL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/224214
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a clamping device for coupling a drilling tool (3) to a drill (1), comprising a cavity (10) which has a base region (10.1) and into some sections of which the free end of the drilling tool (3) can be inserted. First clamping means (S1) are provided for clamping the drilling tool (3) in the cavity (10), said clamping means (S1) being designed such that a free end of the drilling tool (3) is pressed against the base region (10.1) of the cavity (10).

More Like This:
JPH08243971CHUCK DEVICE
Inventors:
SITZBERGER, Sebastian (Seifertsreuth 20, Schönberg, 94513, DE)
TRUM, Christian (Dambach 8, Windberg, 94336, DE)
Application Number:
EP2018/060025
Publication Date:
December 13, 2018
Filing Date:
April 19, 2018
Export Citation:
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Assignee:
SCHOTT DIAMANTWERKZEUGE GMBH (Yorck-Str. 6, Stadtoldendorf, 37627, DE)
International Classes:
B23B31/103; B23B31/107; B23B31/11; B23B31/12; B23B37/00; B25D17/08
Foreign References:
DE102011003785A12012-08-09
DE19521993A11997-01-02
DE4037147A11992-05-27
DE102011075858A12012-11-22
DE202017100736U12017-03-16
Attorney, Agent or Firm:
WOLF, Gerhard (Kapuzinergraben 4, Deggendorf, 94469, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1) Spannvorrichtung zur Kopplung eines Bohrwerkzeugs (3) mit einer Bohrmaschine (1) umfassend eine einen Bodenbereich (10.1)

aufweisende Ausnehmung (10), in die abschnittsweise das

Bohrwerkzeug (3) freiendseitig einsetzbar ist, wobei erste Spannmittel (S1 ) zum Einspannen des Bohrwerkzeugs (3) in der Ausnehmung (10) vorgesehen sind, die derart ausgebildet sind, dass ein freies Ende des Bohrwerkzeugs (3) an den Bodenbereich (10.1 ) der Ausnehmung (10) angepresst wird.

2) Spannvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Spannmittel (S1) zum Angreifen an einer am Bohrwerkzeug (3) vorgesehenen Kontur, insbesondere einer Querschnittsverdickung (3.2) des Bohrwerkzeugschafts (3.1 ) oder einer am

Bohrwerkzeugschaft (3.1 ) vorgesehenen Ausnehmung (3.3) ausgebildet sind.

3) Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Spannmittel (S1 ) zum Anpressen des freien Endes des Bohrwerkzeugs (3) an den Bodenbereich (10.1 ) der Ausnehmung (10) axial in Bezug auf die Mittellängsachse (MLA) der

Spannvorrichtung (2) bewegbar und/oder um eine quer zur

Mittellängsachse (MLA) der Spannvorrichtung (2) verlaufende

Schwenkachse (SA) verschwenkbar sind.

4) Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche ,

dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Spannmittel (S1 ) durch mehrere Spannbacken (1 1) gebildet sind, die durch eine

Schwenkbewegung oder eine translatorische Zustellbewegung gegenüber dem Bohrwerkzeugschaft (3.1 ) zustellbar sind und insbesondere dazu ausgebildet sind, in eine am Bohrwerkzeugschaft (3.1 ) vorgesehene Ausnehmung (3.3) einzugreifen.

5) Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Spannmittel (S1 ) mit einer axial zur Mittellängsachse (MLA) der Spannvorrichtung (2)

verlaufenden ersten Bewegungsrichtungskomponente und mit einer radial zur Mittellängsachse (MLA) der Spannvorrichtung (2)

verlaufenden zweiten Bewegungsrichtungskomponente gegenüber dem Bohrwerkzeugschaft (3.1 ) zustellbar sind.

6) Spannvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannbacken (1 1 ) sowohl entlang einer axial zur

Mittellängsachse (MLA) der Spannvorrichtung (2) verlaufenden ersten Verschiebeachse (VA1 ) als auch entlang einer radial zur

Mittellängsachse der Spannvorrichtung (2) verlaufenden zweiten Verschiebeachse (VA2) verschiebbar geführt sind.

7) Spannvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannbacken (1 1 ) schräg in Bezug auf die Mittellängsachse

(MLA) der Spannvorrichtung (2) in die Ausnehmung (10) auf den Bodenbereich (10.1 ) der Ausnehmung (10) hin gerichtet einschiebbar sind. 8) Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Spannmittel (S1 ) derart ausgebildet sind, dass diese durch eine Schwenkbewegung oder eine kombinierte Schwenk-Schiebebewegung in am Bohrwerkzeugschaft (3.1 ) vorgesehene Ausnehmungen (3.3) eingedrückt werden. 9) Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Spannmittel (S1 ) durch zumindest ein Paar von Spannbacken (1 1 ), insbesondere durch genau ein Paar von Spannbacken (1 1 ) gebildet werden, die jeweils in eine am Bohrwerkzeugschaft (3.1 ) vorgesehene Ausnehmung (3.3) einschiebbar und/oder einschwenkbar sind.

10) Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass eine axial verschiebbare Spannhülse (12) vorgesehen ist, die zumindest mittelbar mit den ersten

Spannmitteln, insbesondere den Spannbacken (1 1 ) in Wirkverbindung steht, und zwar derart, dass bei einer axialen Verschiebung der Spannhülse (12) ein Einschieben und/oder Einschwenken der Spannbacken (1 1 ) in Ausnehmung (10) erfolgt.

1 1 ) Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass zweite Spannmittel (S2) vorgesehen sind, die zur radialen Klemmung des Bohrwerkzeugschafts (3.1) in einem Bereich oberhalb der ersten Spannmittel (S1 ) angeordnet sind.

12) Spannvorrichtung nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Spannmittel (S2) einen umfangsseitig um die

Ausnehmung herum verlaufenden Spannkonus (13) oder mehrere umfangsseitig verteilt angeordnete Spannelemente (18) umfassen, wobei die zweiten Spannmittel (S2) entweder zur mittelbaren oder direkten Einwirkung auf einen in der Ausnehmung (10)

aufgenommenen Bohrwerkzeugschaft (3.1 ) ausgebildet sind.

13) Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch

gekennzeichnet, dass die zweiten Spannmittel (S2) mit der

Spannhülse (12) wirkverbunden sind, und zwar derart, dass die axiale Verschiebung der Spannhülse (12) eine radiale Spannwirkung am Bohrwerkzeugschaft (3.1 ) mittels der zweiten Spannmittel (S2) bewirkt.

14) Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch

gekennzeichnet, dass die Spannhülse (12) mit den ersten

Spannmitteln (S1 ) und/oder den zweiten Spannmitteln (S2) über elastische Kraftübertragungsmittel gekoppelt sind.

Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Spannmittel (S1 ) durch ein hülsenförmiges Spannelement (20) gebildet sind, das in axialer Richtung in Bezug auf die Mittellängsachse (MLA) der

Spannvorrichtung (2) aufschraubbar ist.

Spannvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannelement (20) eine Öffnung (20.3) zur Durchführung des Bohrwerkzeugs (3) aufweist, wobei der Durchmesser der Öffnung (20.3) derart an den Durchmesser des Bohrwerkzeugschafts (3.1 ) angepasst ist, dass der Öffnungsrand beim Einspannen des

Bohrwerkzeugs (3) gegenüber dem Rand einer

Querschnittsverdickung (3.2) des Bohrwerkzeugschafts (3.1 ) zur Anlage kommt.

17) Spannvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand der Öffnung (20.3) dem Bodenbereich (10.1 ) der

Ausnehmung (10) zugewandt einen Konus zur Zentrierung des Bohrwerkzeugs (3) aufweist.

18) Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass in die Ausnehmung (10) radial hineinragend Übertragungsmittel (15) zur Drehmomentübertragung auf das Bohrwerkzeug (3) vorgesehen sind.

19) Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (10) in einer einstückig ausgebildeten Sonotrode (2.1 ) ausgebildet ist.

20) Ultraschall-Handbohrmaschine umfassend eine Spannvorrichtung (2) zur Aufnahme eines Bohrwerkzeugs (3) und Antriebsmittel in Form eines elektrischen Motors (4) zum Bewegen des Bohrwerkzeugs (3), wobei die Antriebsmittel zudem einen Schwingungserreger (5) umfassen, mittels dem das Bohrwerkzeug (3) in Schwingungen im Ultraschallbereich versetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.

21 ) Verfahren zum Einspannen eines Bohrwerkzeugs (3) in einer

Spannvorrichtung (2) einer Handbohrmaschine (1 ), wobei die

Spannvorrichtung (2) eine einen Bodenbereich (10.1 ) aufweisende Ausnehmung (10) aufweist, in die abschnittsweise das Bohrwerkzeug

(3) freiendseitig einsetzbar ist, wobei erste Spannmittel (S1 ) vorgesehen sind, mittels denen das Bohrwerkzeug (3) in der

Ausnehmung (10) eingespannt wird, und zwar derart, dass ein freies Ende des Bohrwerkzeugs (3) durch die ersten Spannmittel (S1 ) an den Bodenbereich (10.1) der Ausnehmung (10) angepresst wird.

Description:
Spannvorrichtung sowie Ultraschall-Bohrmaschine Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für Ultraschall- Bohrmaschinen, insbesondere Ultraschall-Handbohrmaschinen, eine Ultraschall-Bohrmaschine mit einer derartigen Spannvorrichtung sowie ein Verfahren zum Einspannen eines Bohrwerkzeugs. Eine handgeführte Ultraschall-Bohrmaschine ist bereits aus der

Druckschrift DE 20 2017 100 736 U1 bekannt. Diese weist im Unterschied zu Schlagbohrmaschinen anstelle eines Schlagwerks einen

Schwingungserreger zur Erzeugung von Ultraschallschwingungen auf, um unterstützt durch diese Ultraschallschwingungen die Bohrleistung zu erhöhen.

Problematisch hierbei ist, dass im Stand der Technik bekannte

Spannvorrichtungen, mittels denen ein Bohrwerkzeug an der

Bohrmaschine eingespannt wird, eine nur unzureichende Übertragung der Ultraschallschwingungen auf das Bohrwerkzeug ermöglichen.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, eine Spannvorrichtung anzugeben, die eine effektive Übertragung der von der

Schwingungseinheit erzeugten Ultraschallschwingungen auf das

Bohrwerkzeug ermöglicht.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der

Unteransprüche. Eine Ultraschall-Bohrmaschine ist Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruchs 20 und ein Verfahren zum Einspannen eines Bohrwerkzeugs ist Gegenstand des nebengeordneten

Patentanspruchs 21. Gemäß einem ersten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf eine

Spannvorrichtung zur Kopplung eines Bohrwerkzeugs mit einer

Bohrmaschine. Die Spannvorrichtung umfasst eine einen Bodenbereich aufweisende Ausnehmung, in die abschnittsweise das Bohrwerkzeug freiendseitig einsetzbar ist. Die Ausnehmung ist dabei vorzugsweise in einer Sonotrode eingebracht, die unmittelbar mit dem Schwingungserreger gekoppelt wird. Weiterhin sind erste Spannmittel zum Einspannen des Bohrwerkzeugs in der Ausnehmung vorgesehen, die derart ausgebildet sind, dass ein freies Ende des Bohrwerkzeugs an den Bodenbereich der Ausnehmung angepresst wird. In anderen Worten weist die

Spannvorrichtung erste Spannmittel auf, die relativ zum Bohrwerkzeug bewegbar sind, um dieses in axialer Richtung gegen den Bodenbereich der Ausnehmung zu verspannen.

Der wesentliche Vorteil der Spannvorrichtung besteht darin, dass das Bohrwerkzeug nicht nur in radialer Richtung sondern insbesondere auch axial eingespannt wird, so dass das freie Ende des Bohrwerkzeugschafts gegen den Bodenbereich fest anliegt. Dadurch kann eine effektive

Schwingungsübertragung auf das Bohrwerkzeug erreicht werden. Gemäß einer Ausführungsform sind die ersten Spannmittel zum Angreifen an einer am Bohrwerkzeug vorgesehenen Kontur ausgebildet. Die Kontur kann insbesondere eine Querschnittsverdickung im Bereich des

Bohrwerkzeugschafts sein oder durch eine am Bohrwerkzeugschaft vorgesehenen Ausnehmung gebildet werden. Die Spannvorrichtung kann insbesondere zur Aufnahme von Bohrwerkzeugen gemäß dem SDS-plus- System ausgebildet sein. Bohrwerkzeuge gemäß dem SDS-plus-System weisen einen Bohrwerkzeugschaft mit einem Durchmesser von etwa 10mm auf. An diesem Schaft sind jeweils diametral gegenüberliegend Ausnehmungen mit einem halbkreisförmigen Querschnitt und Nuten zur Drehmomentübertragung vorgesehen. Ferner weist der

Bohrwerkzeugschaft häufig einen größeren Durchmesser auf als der sich an den Bohrwerkzeugschaft nach oben hin anschließende, die Schneide bzw. Bohrspitze aufweisende Bohrwerkzeugbereich. Die ersten

Spannmittel können dabei entweder in die Ausnehmungen eingreifen oder an der sich durch die unterschiedlichen Durchmesser bildenden

Querschnittsverdickung angreifen, um die axiale Verspannung des Bohrwerkzeugs zu erreichen.

Gemäß einer Ausführungsform sind die ersten Spannmittel zum

Anpressen des freien Endes des Bohrwerkzeugs an den Bodenbereich der Ausnehmung axial in Bezug auf die Mittellängsachse der

Spannvorrichtung bewegbar. Alternativ oder zusätzlich sind die ersten Spannmittel um eine quer zur Mittellängsachse der Spannvorrichtung verlaufende Schwenkachse verschwenkbar. In anderen Worten sind die ersten Spannmittel entweder ausschließlich translatorisch entlang einer oder mehrerer Verschiebeachsen bewegbar oder die ersten Spannmittel sind sowohl verschiebbar als auch verschwenkbar in der

Spannvorrichtung aufgenommen. Dadurch kann sowohl ein radiales als auch ein axiales Einspannen des Bohrwerkzeugs erreicht werden. Gemäß einer Ausführungsform sind die ersten Spannmittel durch mehrere Spannbacken, insbesondere ein Paar von Spannbacken gebildet, die durch eine Schwenkbewegung oder eine translatorische Zustellbewegung gegenüber dem Bohrwerkzeugschaft zustellbar sind und insbesondere dazu ausgebildet sind, in eine am Bohrwerkzeugschaft vorgesehene Ausnehmung einzugreifen. In anderen Worten sind die Spannbacken durch eine Schwenkbewegung oder eine translatorische Zustellbewegung in die den Bohrwerkzeugschaft aufnehmende Ausnehmung der

Spannvorrichtung einbringbar. Hierzu sind beispielsweise in der die Ausnehmung ausbildenden Sonotrode Öffnungen vorgesehen, durch die hindurch die Spannbacken in die den Bohrwerkzeugschaft aufnehmende Ausnehmung vorstehen, um das Bohrwerkzeug dadurch einzuspannen. Dadurch kann eine effektive Übertragung von Ultraschallschwingungen auf das Bohrwerkzeug erreicht werden.

Gemäß einer Ausführungsform sind die ersten Spannmittel mit einer axial zur Mittellängsachse der Spannvorrichtung verlaufenden ersten

Bewegungsrichtungskomponente und mit einer radial zur Mittellängsachse der Spannvorrichtung verlaufenden zweiten

Bewegungsrichtungskomponente gegenüber dem Bohrwerkzeugschaft zustellbar. Dies kann entweder durch Spannbacken erreicht werden, die an mehreren unterschiedlichen Verschiebeachsen verschiebbar geführt sind und dadurch in unterschiedlichen Richtungen translatorisch verschiebbar sind oder die Spannbacken sind jeweils entlang einer einzigen Verschiebeachse verschiebbar geführt, die in einem spitzen Winkel quer zur Mittellängsachse des Spannfutters verläuft. Durch eine derartige Bewegbarkeit der Spannbacken kann eine sowohl in radialer als auch in axialer Richtung wirkende Einspannung des Bohrwerkzeugs erreicht werden.

Gemäß einer Ausführungsform sind die Spannbacken sowohl entlang einer axial oder im Wesentlichen axial zur Mittellängsachse der

Spannvorrichtung verlaufenden ersten Verschiebeachse als auch entlang einer radial oder im Wesentlichen radial zur Mittellängsachse der

Spannvorrichtung verlaufenden zweiten Verschiebeachse verschiebbar geführt. Eine derartige Führung der Spannbacken ermöglicht zugleich eine radiale und eine axiale Einspannung mittels des Paars von Spannbacken. Gemäß einer Ausführungsform sind die Spannbacken schräg in Bezug auf die Mittellängsachse der Spannvorrichtung in die Ausnehmung auf den Bodenbereich der Ausnehmung hin gerichtet einschiebbar. Dadurch können die Spannbacken jeweils durch eine Bewegung entlang einer einzigen schräg verlaufenden Verschiebeachse ein radiales und axiales Einspannen des Bohrwerkzeugs erreichen.

Gemäß einer Ausführungsform sind die ersten Spannmittel derart ausgebildet, dass diese durch eine Schwenkbewegung oder eine kombinierte Schwenk-Schiebebewegung in am Bohrwerkzeugschaft vorgesehene Ausnehmungen eingedrückt werden. Diese Ausnehmungen weisen insbesondere einen halbkreisförmigen Querschnitt auf. Die ersten Spannmittel umfassen zumindest ein Paar von Spannbacken,

insbesondere genau ein Paar von Spannbacken, die jeweils in eine am Bohrwerkzeugschaft vorgesehene Ausnehmung einschiebbar und/oder einschwenkbar sind. Die freiendseitige Formgebung der Spannbacken ist vorzugsweise an die Form der Ausnehmungen angepasst. Dadurch kann ein effektives Einspannen des Bohrwerkzeugs erreicht werden. Gemäß einer Ausführungsform ist eine axial verschiebbare Spannhülse vorgesehen, die zumindest mittelbar mit den ersten Spannmitteln, insbesondere den Spannbacken in Wirkverbindung steht, und zwar derart, dass bei einer axialen Verschiebung der Spannhülse ein Einschieben und/oder Einschwenken der Spannbacken in Ausnehmung erfolgt. Über die entlang der Mittellängsachse der Spannvorrichtung verschiebbare Spannhülse kann so eine konstruktiv einfache und zuverlässige

Bewegung der Spannbacken sichergestellt werden.

Gemäß einer Ausführungsform sind zweite Spannmittel vorgesehen, die zur radialen Klemmung des Bohrwerkzeugschafts in einem Bereich oberhalb der ersten Spannmittel (d.h. mit einem größeren Abstand zu dem Bodenbereich der Ausnehmung als die ersten Spannmittel) ausgebildet sind. Durch diese zweiten Spannmittel kann eine zusätzliche Klemmung des Bohrwerkzeugs in einem oberen

Bohrwerkzeugschaftbereich erreicht werden, d.h. einem Bereich kurz bevor der Bohrwerkzeugschaft die Spannvorrichtung verlässt. Dadurch kann eine weiterhin verbesserte Übertragung der Ultraschallschwingungen auf das Bohrwerkzeug erreicht werden.

Gemäß einer Ausführungsform umfassen die zweiten Spannmittel einen umfangsseitig um die Ausnehmung herum verlaufenden Spannkonus oder mehrere umfangsseitig verteilt angeordnete Spannelemente, wobei die zweiten Spannmittel entweder zur mittelbaren oder direkten Einwirkung auf einen in der Ausnehmung aufgenommenen Bohrwerkzeugschaft ausgebildet sind. Der Spannkonus kann dabei dazu ausgebildet sein, elastisch verformbare Bereiche eines Spannabschnitts der Sonotrode gegenüber dem Bohrwerkzeug anzudrücken. Die elastisch verformbaren Bereiche der Sonotrode können insbesondere durch zungenartig ausgebildete Sonotrodenabschnitte gebildet werden, die an einem oberseitigen Ende der Sonotrode ausgebildet sind. Alternativ kann der Spannabschnitt der Sonotrode Öffnungen aufweisen, durch die hindurch Spannelemente den Spannabschnitt durchdringen und direkt auf den Bohrwerkzeugschaft einwirken.

Gemäß einer Ausführungsform sind die zweiten Spannmittel mit der Spannhülse wirkverbunden, und zwar derart, dass die axiale

Verschiebung der Spannhülse eine radiale Spannwirkung am

Bohrwerkzeugschaft mittels der zweiten Spannmittel bewirkt. Damit kann über die Spannhülse nicht nur ein Aktivieren der ersten Spannmittel sondern auch der zweiten Spannmittel erreicht werden. Gemäß einer Ausführungsform ist die Spannhülse mit den ersten

Spannmitteln und/oder den zweiten Spannmitteln über elastische

Kraftübertragungsmittel gekoppelt. Die elastischen Kraftübertragungsmittel können insbesondere durch ein Federelement, vorzugsweise durch eine Tellerfeder oder ein Tellerfederpaket gebildet werden. Dadurch kann eine zumindest teilweise Entkopplung der Aktivierung der ersten Spannmittel und/oder der zweiten Spannmittel erreicht werden, d.h. diese können zeitlich versetzt zueinander durch die Verschiebung der Spannhülse aktiviert werden.

Die elastischen Kraftübertragungsmittel können entweder zwischen der Spannhülse und einem Funktionselement (z.B. einem Spannkonus) der zweiten Spannmittel vorgesehen sein oder die elastischen

Kraftübertragungsmittel sind unmittelbar zwischen Funktionselementen der ersten und zweiten Spannmittel vorgesehen.

Gemäß einer Ausführungsform sind die ersten Spannmittel durch ein hülsenförmiges Spannelement gebildet, das in axialer Richtung in Bezug auf die Mittellängsachse der Spannvorrichtung aufschraubbar ist. Dadurch kann ein axiales Einspannen des Bohrwerkzeugs durch Angreifen der ersten Spannmittel an einer Verdickungsstelle bzw. einer

Querschnittsaufweitung des Bohrwerkzeugs erreicht werden.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Spannelement eine Öffnung zur Durchführung des Bohrwerkzeugs auf, wobei der Durchmesser der

Öffnung derart an den Durchmesser des Bohrwerkzeugschafts angepasst ist, dass der Öffnungsrand beim Einspannen des Bohrwerkzeugs gegenüber dem Rand einer Querschnittsverdickung des

Bohrwerkzeugschafts zur Anlage kommt. Das Spannelement kann damit über die Bohrung auf das Bohrwerkzeug aufgesteckt und anschließend an der Spannvorrichtung, insbesondere der Sonotrode der Spannvorrichtung verschraubt werden. Dadurch kann auf einfache Art und Weise ein

Verspannen des Bohrwerkzeugs in der Spannvorrichtung erreicht werden.

Gemäß einer Ausführungsform weist der Rand der Öffnung dem

Bodenbereich der Ausnehmung zugewandt einen Konus zur Zentrierung des Bohrwerkzeugs auf. Dadurch kann zusätzlich zur axialen

Verspannung auch eine radiale Verspannung des Bohrwerkzeugs in der Spannvorrichtung erreicht werden. Gemäß einer Ausführungsform sind in die Ausnehmung radial

hineinragend Übertragungsmittel zur Drehmomentübertragung auf das Bohrwerkzeug vorgesehen. Diese Übertragungsmittel können entweder einstückig an der die Ausnehmung bildenden Sonotrode vorgesehen sein oder durch in die Ausnehmung hineinragende, durch Öffnungen in der Sonotrode hindurchgeführte Stege oder Bolzen gebildet sein. Dadurch kann die Drehmomentübertragung auf das Bohrwerkzeug unabhängig von der Einspannung desselben zur Übertragung der Ultraschallschwingung erreicht werden. Gemäß einer Ausführungsform ist die Ausnehmung in einer einstückig ausgebildeten Sonotrode ausgebildet. Damit kann der

Bohrwerkzeugschaft unmittelbar in die Sonotrode eingesteckt werden, was die Effektivität der Ultraschallübertragung wesentlich verbessert. Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Ultraschall- Handbohrmaschine umfassend eine Spannvorrichtung zur Aufnahme eines Bohrwerkzeugs und Antriebsmittel in Form eines elektrischen Motors zum Bewegen des Bohrwerkzeugs. Die Antriebsmittel umfassen zudem einen Schwingungserreger, mittels dem das Bohrwerkzeug in Schwingungen im Ultraschallbereich versetzbar ist. Die Spannvorrichtung ist dabei gemäß einem der vorher beschriebenen Ausführungsbeispiele ausgebildet.

Gemäß einem nochmals weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein

Verfahren zum Einspannen eines Bohrwerkzeugs in einer

Spannvorrichtung einer Handbohrmaschine. Die Spannvorrichtung weist eine einen Bodenbereich aufweisende Ausnehmung auf, in die

abschnittsweise das Bohrwerkzeug freiendseitig einsetzbar ist. Ferner sind erste Spannmittel vorgesehen, mittels denen das Bohrwerkzeug in der Ausnehmung eingespannt wird, und zwar derart, dass ein freies Ende des Bohrwerkzeugs durch die ersten Spannmittel an den Bodenbereich der Ausnehmung angepresst wird.

Unter„Sonotrode" im Sinne der vorliegenden Erfindung wird ein Element verstanden, das durch das Einleiten von hochfrequenten mechanischen Schwingungen, insbesondere Ultraschallschwingungen in

Resonanzschwingungen versetzt werden kann. Dabei stellt die Sonotrode die Verbindung vom Schwingungserreger (z.B. den Piezoelementen eines Ultraschallgenerators) zum Bohrwerkzeug her.

Die Ausdrücke„näherungsweise",„im Wesentlichen" oder„etwa" bedeuten im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/- 10%, bevorzugt um +/- 5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von

Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle

beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an

Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 beispielhaft und grob schematisch eine Ultraschall- Handbohrmaschine in einer seitlichen Schnittdarstellung; beispielhaft eine an einer Sonotrode vorgesehene

Spannvorrichtung;

Fig. 3 beispielhaft eine erste Ausführungsform einer Spannvorrichtung in einer Offenstellung in einer Schnittdarstellung entlang einer ersten, durch die Mittellängsachse verlaufenden Schnittebene; beispielhaft die Spannvorrichtung gemäß Fig. 3 in einer

Schnittdarstellung entlang einer zweiten, durch die

Mittellängsachse verlaufenden Schnittebene, die senkrecht zur ersten Schnittebene gemäß Fig. 3 verläuft;

Fig. 5 beispielhaft die Spannvorrichtung gemäß Fig. 3 und 4 in einer Schnittdarstellung, bei der die Schnittebene senkrecht zur

Mittellängsachse im Bereich der Spannbacken verläuft;

Fig. 6 beispielhaft die Spannvorrichtung analog zur Darstellung in Fig. 3 in einer Schließstellung bei einer Schnittdarstellung entlang einer ersten, durch die Mittellängsachse verlaufenden Schnittebene; Fig. 7 beispielhaft die Spannvorrichtung gemäß Fig. 6 in einer

Schnittdarstellung entlang einer zweiten, durch die Mittellängsachse verlaufenden Schnittebene, die senkrecht zur ersten Schnittebene gemäß Fig. 6 verläuft;

Fig. 8 beispielhaft die Spannvorrichtung gemäß Fig. 6 und 7 in einer Schnittdarstellung, bei der die Schnittebene senkrecht zur

Mittellängsachse im Bereich der Spannbacken verläuft;

Fig. 9 beispielhaft eine zweite Ausführungsform einer Spannvorrichtung in einer Offenstellung und in einer Schnittdarstellung entlang einer ersten, durch die Mittellängsachse verlaufenden Schnittebene;

Fig. 10 beispielhaft die Spannvorrichtung gemäß Fig. 9 in einer

Schnittdarstellung entlang einer zweiten, durch die

Mittellängsachse verlaufenden Schnittebene, die senkrecht zur ersten Schnittebene gemäß Fig. 9 verläuft;

Fig. 1 1 beispielhaft die Spannvorrichtung gemäß Fig. 9 und 10 in einer Doppelschnittdarstellung entlang einer ersten und einer zweiten, durch die Mittellängsachse verlaufenden Schnittebene;

Fig. 12 beispielhaft die Spannvorrichtung analog zur Darstellung in Fig. 9 in einer Schließstellung bei einer Schnittdarstellung entlang einer ersten, durch die Mittellängsachse verlaufenden Schnittebene;

Fig. 13 beispielhaft die Spannvorrichtung gemäß Fig. 12 in einer

Schnittdarstellung entlang einer zweiten, durch die

Mittellängsachse verlaufenden Schnittebene, die senkrecht zur ersten Schnittebene gemäß Fig. 12 verläuft; Fig. 14 beispielhaft die Spannvorrichtung gemäß Fig. 12 und 13 in einer Doppelschnittdarstellung entlang einer ersten und einer zweiten, durch die Mittellängsachse verlaufenden Schnittebene;

Fig. 15 beispielhaft eine dritte Ausführungsform einer Spannvorrichtung in einer Offenstellung und in einer Schnittdarstellung entlang einer ersten, durch die Mittellängsachse verlaufenden Schnittebene;

Fig. 16 beispielhaft die Spannvorrichtung gemäß Fig. 15 in einer

Schnittdarstellung entlang einer zweiten, durch die

Mittellängsachse verlaufenden Schnittebene, die senkrecht zur ersten Schnittebene gemäß Fig. 15 verläuft;

Fig. 17 beispielhaft die Spannvorrichtung gemäß Fig. 15 und 16 in einer Doppelschnittdarstellung entlang einer ersten und einer zweiten, durch die Mittellängsachse verlaufenden Schnittebene;

Fig. 18 beispielhaft die Spannvorrichtung analog zur Darstellung in Fig. 15 in einer Schließstellung bei einer Schnittdarstellung entlang einer ersten, durch die Mittellängsachse verlaufenden Schnittebene;

Fig. 19 beispielhaft die Spannvorrichtung gemäß Fig. 18 in einer

Schnittdarstellung entlang einer zweiten, durch die

Mittellängsachse verlaufenden Schnittebene, die senkrecht zur ersten Schnittebene gemäß Fig. 18 verläuft;

Fig. 20 beispielhaft die Spannvorrichtung gemäß Fig. 18 und 19 in einer Doppelschnittdarstellung entlang einer ersten und einer zweiten, durch die Mittellängsachse verlaufenden Schnittebene; Fig. 21 beispielhaft ein viertes Ausführungsbeispiel einer

Spannvorrichtung mit einem aufschraubbaren Spanneiement in einer Schnittdarstellung entlang einer ersten, durch die

Mittellängsachse verlaufenden Schnittebene, und

Fig. 22 beispielhaft die Spannvorrichtung gemäß Fig. 21 in einer

Schnittdarstellung entlang einer zweiten, durch die

Mittellängsachse verlaufenden Schnittebene, die senkrecht zur ersten Schnittebene gemäß Fig. 21 verläuft.

Figur 1 zeigt beispielhaft und schematisch eine Handbohrmaschine 1 . Die Handbohrmaschine 1 weist in an sich bekannter Weise ein Gehäuse 1 .1 auf, an dem ein Handgriff .2 vorgesehen ist, um die Handbohrmaschine händisch führen zu können. An dem Handgriff 1.2 sind Steuermittel 1 .3 vorgesehen, mittels denen die Drehzahl der Handbohrmaschine 1 steuerbar ist.

Zudem weist die Handbohrmaschine 1 eine Werkzeugaufnahme in Form einer Spannvorrichtung 2 auf, die zur Halterung eines Bohrwerkzeugs 3 ausgebildet ist. Die Spannvorrichtung 2 kann insbesondere eine

Schnellspannvorrichtung zur drehfesten Verbindung des Bohrwerkzeugs 3 mit einer drehend im Gehäuse gelagerten Welle 7 sein. Unter

Bohrwerkzeug werden sämtliche Werkzeuge mit geradem

Werkzeugschaft verstanden, insbesondere solche, die eine geometrisch bestimmte Schneide zur Erstellung von Bohrlöchern aufweisen. Mit derartigen Bohrwerkzeugen lassen sich unterstützt durch die

Ultraschallschwingung vorteilhaft Löcher in spröde Materialien,

beispielsweise Ziegel, Beton oder aber auch Verbundwerkstoffe einbringen. Die Welle 7 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel durch mehrere

Lagerstellen 8 rotativ gelagert, so dass die Welle 7 um eine Drehachse DA drehbar ist. Die Welle 7 steht mit einem Motor 4 in Wirkverbindung. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Motor 4 versetzt zur Welle 7 vorgesehen. Zur Einleitung eines Drehmoments in die Welle 7 ist ein

Getriebe 6 vorgesehen, mittels dem eine Drehbewegung des Motors 4 auf die Welle 7 übertragen wird. Das Getriebe 6 kann insbesondere ein aus kämmend ineinandergreifenden Zahnrädern 6.1 , 6.2 gebildetes Getriebe 6 sein. Dadurch wird eine vom Motor bewirkte Drehbewegung über die Welle 7 und die Spannvorrichtung 2 auf das Bohrwerkzeug 3 übertragen.

Zur Erzeugung von Schwingungen am Bohrwerkzeug 3 ist ein

Schwingungserreger 5 vorgesehen. Dieser Schwingungserreger 5 weist mehrere Piezoelemente 5.1 auf, die stapelartig hintereinander entlang einer Längsachse LAS des Schwingungserregers 5 angeordnet sind. Die Längsachse LAS des Schwingungserregers 5 kann dabei parallel zur Drehachse DA angeordnet sein, insbesondere aber mit der Drehachse DA zusammenfallen, d.h. die Längsachse LAS des Schwingungserregers 5 und die Drehachse DA der Welle 7 bzw. des Bohrwerkzeugs 3 bilden eine gemeinsame Achse. Die Schwingungserzeugung kann mittels zumindest eines Piezoelements unter Nutzung des piezoelektrischen Effekts oder durch zumindest ein magnetostriktives Element unter Nutzung des Effekts der Magnetostriktion erfolgen. Der Schwingungserreger 5 ist mit einer Ansteuereinheit 9 verbunden, die zur elektrischen Ansteuerung des Schwingungserregers 5 ausgebildet ist. Insbesondere beaufschlagt die Ansteuereinheit 9 den

Schwingungserreger 5 mit einem elektrischen Signal, um diesen in Schwingungen im Ultraschallbereich zu versetzen. Die Schwingfrequenz kann dabei im Bereich zwischen 20 kHz und 60 kHz liegen, bevorzugt im Bereich zwischen 20 kHz und 40 kHz. Über die Spannvorrichtung 2 ist das Bohrwerkzeug 3 mit dem

Schwingungserreger 5 schwingungsgekoppelt, d.h. die vom

Schwingungserreger 5 erzeugten Schwingungen werden auf das

Bohrwerkzeug 3 übertragen, so dass der Bohrvorgang

schwingungsunterstützt erfolgt.

Das Bohrwerkzeug 3 kann insbesondere derart auf den

Schwingungserreger 5 bzw. das in/an der Bohrmaschine 1 schwingende System abgestimmt sein, dass das gesamte schwingende System einschließlich des Bohrwerkzeugs 3 mit einer Longitudinaleigenmode im betrachteten Frequenzspektrum schwingt. Die durch den

Schwingungserreger 5 erzeugte stehende Welle kann so abgestimmt sein, dass die Lagerung 8 und die Einleitung des Drehmoments (beispielsweise durch Zahnrad 6.2) jeweils in einem Schwingungsknotenpunkt angreifen. Die durch den Schwingungserreger 5 erzeugte stehende Welle kann dabei x Nulldurchgänge aufweisen, wobei x zwischen 1 und 3 liegt.

Der Schwingungserreger 5 kann insbesondere zur Erzeugung von longitudinalen Ultraschallschwingungen ausgebildet sein. Durch diese longitudinalen Ultraschallschwingungen wird das Bohrwerkzeug 3 in axialer Richtung (axial in Bezug auf die Drehachse DA) ähnlich einem mechanischen Schlagwerk einer Schlagbohrmaschine in Bewegung versetzt. Dadurch kann durch die Ultraschallschwingungen unterstützt ein hoher Materialabtrag an dem zu bohrenden Material erreicht werden.

Die Ansteuereinheit 9 kann dazu ausgebildet sein, die Frequenz der vom Schwingungserreger 5 erzeugten Schwingungen an die Drehzahl des Motors 4 anzupassen. In anderen Worten wird die Frequenz der

Ultraschallschwingung mit der Drehzahl des Motors 4 verändert. Alternativ ist es möglich, dass die Frequenz der Ultraschallschwingung unabhängig von der Drehzahl des Motors 4 gewählt wird, insbesondere fest ist.

Weiterhin alternativ ist es möglich, die Frequenz unabhängig von der Drehzahl des Motors 4 zu variieren, um diese an das jeweilige

Bohrwerkzeug bzw. das zu bohrende Material anzupassen. Die

Einstellung kann stufenlos oder basierend auf mehreren vorgegebenen Frequenzstufen erfolgen. Die Frequenz kann insbesondere derart gewählt werden, dass sich abhängig von der Länge bzw. des Durchmessers des Bohrers im Bereich dessen freien Endes eine maximale

Schwingungsamplitude (Schwingungsmaximum) ergibt.

In Figur 2 ist eine Ausführungsform einer Spannvorrichtung 2 gezeigt. Vorzugsweise ist die Spannvorrichtung 2 freiendseitig an einer Sonotrode 2.1 vorgesehen. Auf diese Sonotrode 2.1 wirkt der Schwingungserreger 5, um die Ultraschallschwingungen auf die Sonotrode 2.1 zu übertragen. Vorzugsweise ist der Schwingungserreger 5 an dem der

Spannvorrichtung 2 gegenüberliegenden freien Ende der Sonotrode 2.1 vorgesehen und wirkt direkt auf diese ein. Die Spannvorrichtung 2 ist vorzugsweise als Schnellspannvorrichtung ausgebildet, d.h. ein

Bohrwerkzeug 3 kann werkzeuglos und allein durch händische

Krafteinwirkung in der Spannvorrichtung 2 eingespannt werden. Alternativ kann die Spannvorrichtung 2 dazu ausgebildet sein, durch Hilfsmittel, beispielsweise Spannschlüssel o.a., eine Spannwirkung am

Bohrwerkzeug 3 zu erzeugen.

Wie in Figur 2 ersichtlich, weist die Spannvorrichtung 2 umfangsseitig einen Betätigungsabschnitt 2.2 auf, der beispielsweise als Betätigungsring ausgebildet ist. Durch Drehen des Betätigungsabschnitts 2.2 um die Mittellängsachse MI_A herum kann, wie nachfolgend näher erläutert, eine Spannwirkung an dem Bohrwerkzeug 3 erreicht werden. Figuren 3 bis 8 zeigen den inneren Aufbau einer Spannvorrichtung 2 in einem ersten Ausführungsbeispiel, wobei die Figuren 3 bis 5 einen offenen Zustand der Spannvorrichtung 2 zeigen, bei dem der

Bohrwerkzeugschaft 3.1 lose, d.h. nicht eingespannt in der

Spannvorrichtung 2 aufgenommen ist und die Figuren 6 bis 8 einen Schließzustand der Spannvorrichtung 2 zeigen, bei dem der

Bohrwerkzeugschaft 3.1 in der Spannvorrichtung 2 eingespannt ist.

Die Spannvorrichtung 2 umfasst im gezeigten Ausführungsbeispiel erste Spannmittel S1 und zweite Spannmittel S2, wobei die zweiten Spannmittel S2 nicht zwangsweise vorgesehen sein müssen. Die ersten und zweiten Spannmittel S1 , S2 sind in Richtung der Mittellängsachse MLA gesehen übereinander angeordnet, und zwar derart, dass die ersten Spannmittel S1 den Bohrwerkzeugschaft 3.1 im Bereich dessen freien Ende und die zweiten Spannmittel S2 diesen Bohrwerkzeugschaft 3.1 weiter oberhalb spannen, beispielsweise in einem Bereich vor Austritt des

Bohrwerkzeugschafts 3.1 aus der Spannvorrichtung 2 heraus.

Die ersten und zweiten Spannmittel S1 , S2 werden durch den

Betätigungsabschnitt 2.2 aktiviert. Insbesondere können die ersten und zweiten Spannmittel S1 , S2 durch Verdrehen des Betätigungsabschnitts 2.2 gegenüber dem Bohrwerkzeugschaft 3.1 derart bewegt werden, dass sich ein festes Einspannen des Bohrwerkzeugs 3 in der Spannvorrichtung 2 ergibt, und zwar insbesondere derart, dass das Bohrwerkzeug 3 nicht nur in radialer Richtung bezogen auf die Mittellängsachse MLA der Spannvorrichtung 2 eingespannt wird sondern auch in axialer Richtung bezogen auf die Mittellängsachse MLA gegen einen Bodenbereich 10.1 einer Ausnehmung 10 in der Spannvorrichtung 2 angepresst wird. Wie zuvor bereits erwähnt, weist die Spannvorrichtung 2 eine Sonotrode 2.1 auf, in welche die von dem Schwingungserreger 5 erzeugten Ultraschallschwingungen eingeleitet werden. Die Ausnehmung 10, in die der Bohrwerkzeugschaft 3.1 einbringbar ist, ist vorzugsweise in dieser Sonotrode 2.1 ausgebildet. Die Ausnehmung 10 ist dabei nach oben hin offen, so dass das freie Ende des Bohrwerkzeugschafts 3.1 über diese Öffnung in die Ausnehmung 10 eingeschoben werden kann.

Der Betätigungsabschnitt 2.2 ist drehbar um die Mittellängsachse MLA gelagert und weist innenseitig ein Gewinde 2.2.1 auf, mittels dem der Betätigungsabschnitt 2.2 mit einer Spannhülse 12 in Wirkverbindung steht. Insbesondere weist die Spannhülse 12 ein Außengewinde 12.1 auf, das in Eingriff mit dem Gewinde 2.2.1 des Betätigungsabschnitts 2.2 steht. Bei Drehung des Betätigungsabschnitts 2.2 wird die Spannhülse 12

translatorisch bewegt und zwar parallel zur Mittellängsachse MLA der Spannvorrichtung 2, wie dies in Figur 3 mittels des Doppelpfeils

angedeutet ist. Diese translatorische Bewegung bzw. axiale Verschiebung der Spannhülse 12 bewirkt ein Einspannen des Bohrwerkzeugs 3 mittels der ersten und zweiten Spannmittel S1 , S2.

Mehr im Detail weist die Spannhülse 12 einen Anlagebereich 12.2 auf, mittels dem diese gegenüber den ersten Spannmitteln S1 , im gezeigten Ausführungsbeispiel gebildet durch ein Paar von Spannbacken 11 , zur Anlage gelangt. Die Spannbacken 11 sind vorzugsweise diametral gegenüberliegend angeordnet. Die Spannbacken 11 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils entlang mehrerer in unterschiedlichen

Richtungen verlaufenden Verschiebeachsen VA1 , VA2 verschiebbar in der Spannvorrichtung 2 angeordnet, und zwar derart, dass die Spannbacken 1 1 mittels der ersten Verschiebeachsen VA1 parallel zur Mittellängsachse MLA und mittels der zweiten Verschiebeachsen VA2 radial zu dieser Mittellängsachse MLA verschiebbar sind. Über die zweiten

Verschiebeachsen VA2 können die Spannbacken 11 insbesondere von einer zurückgezogenen Stellung in eine vorgeschobene Stellung gebracht werden, in der diese in die Ausnehmung 10 seitlich hineinragen und dabei die radiales Klemmung des Bohrwerkzeugs 3 bewirken. Über die

Verschiebung entlang der ersten Verschiebeachsen VA1 kann das

Andrücken des freien Endes des Bohrwerkzeugs 3 an dem Bodenbereich 10.1 der Ausnehmung 10 erreicht werden.

Zum Einleiten der vorbeschriebenen Verschiebebewegungen entlang der ersten und zweiten Verschiebeachsen VA1 , VA2 weisen die Spannbacken 1 1 jeweils eine Schrägfläche 1 1.1 auf, die mit dem Anlagebereich 12.2 der Spannhülse 12 zusammenwirkt. Die Schrägfläche 1 1 .1 kann eben oder aber auch gewölbt ausgebildet sein. Insbesondere wird der Anlagebereich 12.2 beim Verdrehen des Betätigungsabschnitts 2.2 zur Anlage

gegenüber der Schrägfläche 1 1 .1 gebracht. Die Schrägflächen 1 1.1 verlaufen jeweils in einem spitzen Winkel α gegenüber der

Mittellängsachse MLA, wobei sich dieser Winkel α nach unten hin, d.h. in Richtung der Sonotrode 2.1 öffnet. Bei der translatorischen Bewegung der Spannhülse 12 gleitet deren Anlagebereich 12.2 an den Schrägflächen 1.1 der Spannbacken 11 , wodurch zunächst eine quer zur

Mittellängsachse MLA gerichtete Verschiebung der Spannbacken 11 erfolgt. In anderen Worten werden die Spannbacken 1 1 in radialer

Richtung auf das Bohrwerkzeug 3 zubewegt.

An dem Bohrwerkzeugschaft 3.1 ist in dem Bereich, in dem die

Spannbacken 1 1 radial nach innen verschoben werden, eine Konturierung vorgesehen. Insbesondere wird diese Konturierung durch einander diametral gegenüberliegende Ausnehmungen 3.3 gebildet. Diese

Ausnehmungen 3.3 sind insbesondere bei Bohrwerkzeugen 3, deren Bohrwerkzeugschaft 3.1 gemäß dem Einstecksystem„SDS-plus" ausgebildet ist, vorgesehen. Diese Ausnehmungen 3.3 weisen einen halbkreisförmigen Querschnitt auf und sind im Bereich des freien Endes des Bohrwerkzeugs 3 mittels eines Begrenzungsabschnitts 3.3.1 geschlossen ausgebildet. Diese Ausnehmung 3.3 kann dazu verwendet werden, ein Anpressen des Bohrwerkzeugs gegenüber dem Bodenbereich 10.1 der Ausnehmung 10 zu bewirken. Wie zuvor erläutert, werden zunächst die Spannbacken 1 1 in radialer Richtung auf das Bohrwerkzeugs 3 zubewegt, so dass diese in die jeweiligen Ausnehmungen 3.3 eingreifen. Sobald diese Spannbacken 11 gegenüber dem Bohrwerkzeug 3 zur Anlage gelangen, wird eine weitere radiale Verschiebebewegung der Spannbacken 11 verhindert. Durch das Anliegen des Anlagebereichs 12.2 gegenüber den Schrägflächen 11.1 der Spannbacken 11 wird nunmehr durch die Spannbacken 1 1 eine

Spannkraft in axialer Richtung (bezogen auf die Mittellängsachse MLA der Spannvorrichtung 2) auf das Bohrwerkzeugs 3 ausgeübt, so dass dessen freies Ende an den Bodenbereich 10.1 der Ausnehmung 10 angepresst wird.

Es versteht sich, dass die radiale und axiale Verschiebung der

Spannbacken 11 entlang der ersten und zweiten Verschiebeachsen VA1 , VA2 nicht nur zeitlich nacheinander sondern auch zumindest teilweise zeitgleich erfolgen kann.

Wie insbesondere in Zusammenschau der Figuren 3 und 6 ersichtlich können die Spannbacken 1 1 lediglich um einen Teilhub entlang der ersten Verschiebeachse VA1 verschoben werden. Alternativ können die

Spannbacken 1 1 in ihrem unteren, radial innenliegenden Eckbereich derart an die Formgebung der Ausnehmung 3.3 im Bereich des

Begrenzungsabschnitts 3.3.1 angepasst sein, dass die Spannbacken 1 1 vollständig entlang der ersten Verschiebeachse VA1 nach unten verschoben sind, bis die jeweiligen Eckbereiche gegenüber den

Begrenzungsabschnitten 3.3.1 zur Anlage kommen. Neben den ersten Spannmitteln S1 werden auch die zweiten Spannmittel S2 durch die Spannhülse 12 zum Einspannen des Bohrwerkzeugs 3 verschoben. Im gezeigten Ausführungsbeispiel umfassen die zweiten Spannmittel S2 einen Spannkonus 13 und einen mit dem Spannkonus 13 zusammenwirkenden Spannabschnitt 2.1 .1. Der Spannabschnitt 2.1 .1 begrenzt in einem oberen, dem Bodenbereich 10.1 gegenüberliegenden Bereich die Ausnehmung 10 umfangsseitig, d.h. bildet in diesem oberen Bereich die Wandung der Ausnehmung 10 aus. Der Spannabschnitt 2.1.1 ist vorzugsweise außenseitig konusförmig ausgeformt. Insbesondere weitet sich der Spannabschnitt 2.1.1 in Richtung des Bodenbereichs 10.1 der Ausnehmung 10 auf. Der Spannkonus 13 umgibt den Spannabschnitt 2.2.1 umfangsseitig zumindest abschnittsweise. Dabei ist eine innenseitig am Spannkonus 13 gebildete Konusfläche invers zum Außenkonus des Spannabschnitts 2.1.1 ausgebildet.

Der Spannkonus 13 steht mit der Spannhülse 12 ebenfalls in

Wirkverbindung und wird durch diese in axialer Richtung bezogen auf die Mittellängsachse MLA translatorisch bewegt bzw. verschoben. Die

Kopplung der Spannhülse 12 erfolgt über elastische

Kraftübertragungsmittel. Die elastischen Kraftübertragungsmittel werden insbesondere durch ein Federelement 16, das beispielsweise als

Tellerfederpaket ausgebildet sein kann, gebildet. Wie in den Figuren 3 und 6 ersichtlich, sind die elastischen Kraftübertragungsmittel zwischen der Spannhülse 12 und dem Spannkonus 13 wirkend vorgesehen, und zwar derart, dass durch die Spannhülse 12 zunächst ein in axialer Richtung wirkender Druck auf die elastischen Kraftübertragungsmittel bewirkt wird. Die elastischen Kraftübertragungsmittel wiederum übertragen diesen Druck anschließend auf den Spannkonus 13. Durch den Druck wird eine Verschiebung des Spannkonus 13 in Richtung des Bodenabschnitts 10.1 der Ausnehmung 10 erreicht. Aufgrund der Konusform des

Spannabschnitts 2.1.1 wird dieser Spannabschnitt 2.1.1 in radialer Richtung, d.h. auf den Bohrwerkzeugschaft 3.1 zu verformt, wodurch sich eine Klemmung des Bohrwerkzeugs 3 ergibt. Vorzugsweise ist der

Spannabschnitt 2.1.1 segmentiert ausgebildet. Insbesondere weist der Spannabschnitt 2.1.1 mehrere Schlitze auf, so dass sich zungenartige Spannabschnittsegmente ausbilden, die elastisch in radialer Richtung an das Bohrwerkzeug 3 angedrückt werden können.

Die Elastizität der elastischen Kraftübertragungsmittel, insbesondere des Federelements 16 ist derart gewählt, dass zunächst die ersten

Spannmittel S1 , insbesondere die Spannbacken 11 gegen den

Bohrwerkzeugschaft 3.1 angedrückt werden und diesen

Bohrwerkzeugschaft 3.1 gegenüber dem Bodenbereich 10.1 anpressen. Anschließend erfolgt über die zweiten Spannmittel S2 eine weitere

Spannung des Bohrwerkzeugschaft 3.1 in der vorbeschriebenen Art und Weise. Durch das mehrfache Klemmen des Bohrwerkzeugs 3 innerhalb der Ausnehmung 10 und zudem das Anpressen des freien Endes des Bohrwerkzeugschafts 3.1 an den Bodenbereich 10.1 der Ausnehmung 10 wird eine verbesserte Übertragung der Ultraschallschwingungen auf das Bohrwerkzeugs 3 und damit eine verbesserte Bohrwirkung erreicht.

Zur Drehmomentübertragung auf das Bohrwerkzeugs 3 sind innerhalb der Ausnehmung 10 Übertragungsmittel 15 vorgesehen, die in am

Bohrwerkzeugschaft 3.1 ausgebildete Nuten 3.4 eingreifen. Vorzugsweise ist ein Paar von Übertragungsmittel 15 vorgesehen, die einander diametral gegenüberliegen und dadurch in diametral am Bohrwerkzeugschaft 3.1 ausgebildete Nuten 3.4 eingreifen. Wie insbesondere in Figur 5 gezeigt sind die Übertragungsmittel 5 im gezeigten Ausführungsbeispiel durch stegförmige Vorsprünge innerhalb der Ausnehmung 10 gebildet, die an die Nuten 3.4 formangepasst sind. Diese stegförmige Vorsprünge können beispielsweise einstückig an der Sonotrode 2.1 vorgesehen sein.

Alternativ ist es möglich, dass die Übertragungsmittel 15 durch separate Elemente gebildet werden, die in an der Sonotrode 2.1 ausgebildete Öffnungen eingefügt sind.

Die Rückstellung der Spannbacken 1 1 aus einer klemmenden Position in eine geöffnete Position erfolgt vorzugsweise unterstützt durch

Federelemente, die die Spannbacken 1 1 in eine der geöffneten Position entsprechende Stellung rücksteilen. Vorzugsweise sind mehrere

Federelemente vorgesehen, die eine Rückstellung der Spannbacken 1 1 sowohl in Richtung der ersten Verschiebeachse VA1 als auch der zweiten Verschiebeachse VA2 bewirken.

Figuren 9 bis 14 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel einer

Spannvorrichtung 2. wobei die Figuren 9 bis 1 1 einen offenen Zustand der Spannvorrichtung 2, in dem das Bohrwerkzeugs 3 eingespannt ist, und die Figuren 12 bis 14 einen eingespannten Zustand des Bohrwerkzeugs 3 zeigen.

Die Spannvorrichtung 2 des zweiten Ausführungsbeispiels umfasst wiederum erste Spannmittel S1 und zweite Spannmittel S2, wobei die zweiten Spannmittel S2 optional vorgesehen sein können. Ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 3 bis 8 sind die ersten und zweiten Spannmittel S1 , S2 in Richtung der Mittellängsachse MLA gesehen übereinander angeordnet, und zwar derart, dass die ersten Spannmittel S1 den Bohrwerkzeugschaft 3.1 im Bereich dessen freien Ende und die zweiten Spannmittel S2 diesen Bohrwerkzeugschaft 3.1 weiter oberhalb spannen, beispielsweise unmittelbar vor Austritt des Bohrwerkzeugschafts 3.1 aus der Spannvorrichtung 2 heraus.

Die ersten und zweiten Spannmittel S1 , S2 werden wiederum durch einen verdrehbaren Betätigungsabschnitt 2.2 aktiviert. Insbesondere können die ersten und zweiten Spannmittel S1 , S2 durch Verdrehen des Betätigungsabschnitts 2.2 gegenüber dem Bohrwerkzeugschaft 3.1 derart bewegt werden, dass sich ein festes Einspannen des Bohrwerkzeugs 3 in der Spannvorrichtung 2 ergibt, und zwar insbesondere derart, dass das Bohrwerkzeug 3 nicht nur in radialer Richtung bezogen auf die

Mittellängsachse MLA der Spannvorrichtung 2 eingespannt wird sondern auch in axialer Richtung bezogen auf die Mittellängsachse MLA gegen einen Bodenbereich 10.1 einer Ausnehmung 10 in der Spannvorrichtung 2 angepresst wird. Die Ausnehmung 10 ist wiederum in der Sonotrode 2.1 ausgebildet und ist nach oben hin offen, so dass das freie Ende des Bohrwerkzeugs 3 über diese Öffnung in die Ausnehmung 10 eingeschoben werden kann.

Vorzugsweise ist der Durchmesser der Ausnehmung 10 an den

Schaftdurchmesser von Bohrwerkzeugen des SDS-plus-Systems angepasst, so dass der Bohrwerkzeugschaft 3.1 passgenau einsteckbar ist. Dieser Schaftdurchmesser liegt beispielsweise im Bereich von etwa 10mm.

Der Betätigungsabschnitt 2.2 steht analog zum ersten

Ausführungsbeispiel über ein innenseitiges Gewinde 2.2.1 mit einer

Spannhülse 12 in Wirkverbindung. Insbesondere weist die Spannhülse 12 wiederum ein Außengewinde auf, das in Eingriff mit dem Gewinde 2.2.1 des Betätigungsabschnitts 2.2 steht, so dass die Spannhülse 12 bei Drehung des Betätigungsabschnitts 2.2 translatorisch parallel zur

Mittellängsachse MLA bewegt wird. Durch diese translatorische

Bewegung bzw. axiale Verschiebung der Spannhülse 12 wird ein

Einspannen des Bohrwerkzeugs 3 mittels der ersten und zweiten

Spannmittel S1 , S2 bewirkt. Mehr im Detail steht die Spannhülse 12 über elastische

Kraftübertragungsmittel, insbesondere ein Federelement 16, besonders bevorzugt mittels einer Tellerfeder oder einem Tellerfederpaket mit den ersten Spannmitteln S1 , im gezeigten Ausführungsbeispiel gebildet durch eine Schiebehülse 17 und ein Paar von stiftartigen Spannbacken 11 , in Wirkverbindung. Die elastischen Kraftübertragungsmittel sind zwischen der Spannhülse 12 und der Schiebehülse 17 vorgesehen und umgeben vorzugsweise umfangsseitig einen verjüngten Bereich der Sonotrode 2.1 , in dem die Ausnehmung 10 vorgesehen ist. Damit kann ein von der Spannhülse 12 auf die elastischen Kraftübertragungsmittel übertragener Druck, der entlang der Mittellängsachse MLA wirkt, auf die Schiebehülse 17 übertragen werden. Die Schiebehülse 17 weist in einem unteren, den stiftartigen Spannbacken 1 1 zugewandten Bereich Schrägflächen 17.1 auf. Diese Schrägflächen 17.1 sind schräg in Bezug auf die

Mittellängsachse MLA ausgerichtet. Insbesondere schließen die

Schrägflächen 17.1 mit der Mittellängsachse MLA einen spitzen Winkel ein, der sich in Richtung des Bodenbereichs 10.1 der Ausnehmung 10, d.h. nach unten hin öffnet. Diese Schrägflächen 17.1 sind dazu

ausgebildet, bei axialer Verschiebung der Schiebehülse 17 an

Rückflächen 1 1.2 der Spannbacken 1 1 entlang zu gleiten und dabei ein Verschieben der Spannbacken 1 1 zu bewirken.

Die Spannbacken 11 sind vorzugsweise einander diametral

gegenüberliegend angeordnet. Die Spannbacken 11 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel entlang Verschiebeachsen VA3 verschiebbar in der Spannvorrichtung 2 angeordnet. Die Verschiebeachsen VA3 verlaufen dabei schräg zur Mittellängsachse MLA und schließen einen spitzen

Winkel ß mit der Mittellängsachse MLA ein, der sich nach oben hin, d.h. in Richtung der oberseitigen Öffnung der Ausnehmung 10 hin öffnet. Der Winkel ß nimmt beispielsweise Werte im Bereich zwischen 30° und 70°, vorzugsweise im Bereich zwischen 40° und 60°, besonders bevorzugt im Bereich zwischen 45° und 55° an. Durch die Schrägfläche 17.1 der

Schiebehülse 17 und die schräge Ausrichtung der Verschiebeachsen VA3 werden bei einer translatorischen Bewegung der Schiebehülse 17 entlang der Mittellängsachse MLA in Richtung des Bodenbereichs 10.1 die

Spannbacken 1 1 mit ihren vorderen freien Enden in die Ausnehmung 10 vorgeschoben. In anderen Worten werden die Spannbacken 1 1 quer zur Mittellängsachse MLA auf das Bohrwerkzeug 3 zubewegt.

Wie zuvor bereits erläutert, ist die Spannvorrichtung 2 speziell zum

Einspannen von Bohrwerkzeugen 3 mit einem Bohrwerkzeugschaft 3.1 gemäß dem Einstecksystem„SDS-plus" ausgebildet. So ist an dem Bohrwerkzeugschaft 3.1 in dem Bereich, in dem die Spannbacken 11 schräg nach unten und innen in die Ausnehmung 10 verschoben werden, eine Konturierung vorgesehen. Insbesondere wird diese Konturierung durch einander diametral gegenüberliegende Ausnehmungen 3.3 gebildet. Diese Ausnehmungen 3.3 weisen insbesondere einen

halbkreisförmigen Querschnitt auf und sind im Bereich des freien Endes des Bohrwerkzeugs 3 mittels eines Begrenzungsabschnitts 3.3.1 geschlossen ausgebildet. Beim Einschieben der freien Enden der

Spannbacken 1 1 greifen diese in die jeweiligen Ausnehmungen 3.3 ein. Die Spannbacken 1 1 können dabei derart relativ zu dem am

Bodenbereich 10.1 freiendseitig aufliegenden Bohrwerkzeugschaft 3.1 angeordnet sein, dass die freien Enden der Spannbacken 11 gegenüber einem unteren Bereich der Ausnehmung 3.3, insbesondere im Bereich des Begrenzungsabschnitts 3.3.1 zur Anlage gelangen. Besonders bevorzugt ist das freie Ende der Spannbacken 1 1 an den Abschnitt der Ausnehmung 3.3 im Bereich des Begrenzungsabschnitts 3.3.1

formangepasst. Insbesondere ist das freie Ende der Spannbacken 11 konvex gewölbt ausgebildet und damit an eine konkave Wölbung der Ausnehmung 3.3 im Bereich des Begrenzungsabschnitts 3.3.1 angepasst. Neben den ersten Spannmitteln S1 werden auch die zweiten Spannmittel S2 durch die Spannhülse 12 zum Einspannen des Bohrwerkzeugs 3 verschoben. Im gezeigten Ausführungsbeispiel umfassen die zweiten Spannmittel S2 mehrere Klemmbacken 18, wobei im gezeigten

Ausführungsbeispiel zwei diametral gegenüberliegende Klemmbacken 18 verwendet werden. Es versteht sich, dass auch mehr als zwei

5 Klemmbacken 18 Verwendung finden können. Die Klemmbacken 18 sind in Ausnehmungen der Sonotrode 2.1 radial verschiebbar geführt.

Vorzugsweise sind die Klemmbacken 18 drehversetzt zu den

Spannbacken 11 angeordnet. Bevorzugt beträgt der Drehversatz 90° oder im Wesentlichen 90°, d.h. die Klemmbacken 18 sind in einer ersten l o Raumebene und die Spannbacken 1 1 in einer zweiten Raumebene

orientiert, wobei die Raumebenen miteinander einen Winkel von 90° oder im Wesentlichen 90° einschließen. Dadurch kann ein verbesserter Klemmeffekt erreicht werden.

15 Die Klemmbacken 18 werden umfangsseitig von der Spannhülse 12

umschlossen. Die Klemmbacken 18 weisen dabei jeweils eine

Schrägfläche 18.1 auf, die eben oder gewölbt ausgebildet sein kann. Diese Schrägfläche 18.1 wirkt mit einer an der Spannhülse 12

vorgesehenen Schrägfläche 12.3 zusammen, die im gezeigten

0 Ausführungsbeispiel als Innenkonus ausgebildet ist. Insbesondere liegen die Schrägflächen 18.1 der Klemmbacken 18 an der Schrägfläche 12.3 flächig an. Die Schrägfläche 12.3 schließt dabei mit der Mittellängsachse MLA einen spitzen Winkel φ ein, der sich nach unten hin in Richtung des Bodenbereichs 10.1 öffnet. Der Winkel φ ist vorzugsweise kleiner als 10° 5 gewählt.

Bei axialer Verschiebung der Spannhülse 12 entlang der Mittellängsachse MLA werden die Schrägflächen 12.3 gegenüber den Schrägflächen 18.1 der Klemmbacken 18 verschoben, so dass diese radial nach innen in die 0 Ausnehmung 10 verschoben werden und dabei den Bohrwerkzeugschaft 18.1 klemmen. Wie zuvor erwähnt, steht die Spannhülse 12 mit der Schiebehülse 17 über das Federelement 16 in Wirkverbindung, d.h. die Schiebehülse 17 wird durch die Spannhülse 12 in axialer Richtung bezogen auf die

Mittellängsachse MLA translatorisch bewegt bzw. verschoben. Wie insbesondere aus einer Zusammenschau der Figuren 10 und 13 entnommen werden kann, wird durch die Spannhülse 12 zunächst ein in axialer Richtung wirkender Druck auf das Federelement 16 bewirkt. Das Federelement 16 wiederum überträgt diesen Druck anschließend auf die Schiebehülse 17, wodurch, wie vorher beschrieben, eine Klemmung durch die Spannbacken 1 1 erreicht wird.

Die Elastizität des Federelements 16 ist dabei derart gewählt, dass zunächst die ersten Spannmittel S1 , insbesondere die Spannbacken 1 1 gegen den Bohrwerkzeugschaft 3.1 angedrückt werden und diesen

Bohrwerkzeugschaft 3.1 gegenüber dem Bodenbereich 10.1 anpressen. Nach Erreichen der Klemmung durch die ersten Spannmittel S1 wird das Federelement 16 zumindest teilweise komprimiert und dabei die zweiten Spannmittel S2 aktiviert, d.h. in einem zweiten, nachfolgenden Schritt erfolgt über die zweiten Spannmittel S2 eine weitere Klemmung des Bohrwerkzeugschaft 3.1 in der vorbeschriebenen Art und Weise. Durch das mehrfache Klemmen des Bohrwerkzeugs 3 innerhalb der

Ausnehmung 10 und zudem das Anpressen des freien Endes des

Bohrwerkzeugschafts 3.1 an den Bodenbereich 10.1 der Ausnehmung 10 wird eine verbesserte Übertragung der Ultraschallschwingungen auf das Bohrwerkzeug 3 und damit eine verbesserte Bohrwirkung erreicht.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 9 bis 14 erfolgt die

Drehmomentübertragung auf das Bohrwerkzeug 3 nicht, wie im vorherigen Ausführungsbeispiel über stegförmige Vorsprünge innerhalb der

Ausnehmung 10, die einstückig an der Sonotrode 2.1 ausgebildet sind, W

- 29 - sondern innerhalb der Ausnehmung 10 vorgesehene Übertragungsmittel 15 in Form von Bolzen 15.1 , die in am Bohrwerkzeugschaft 3.1

ausgebildete Nuten 3.4 eingreifen. Vorzugsweise ist ein Paar von

Übertragungsmittel 15 vorgesehen, die einander diametral

5 gegenüberliegen und dadurch in diametral am Bohrwerkzeugschaft 3.1 ausgebildeten Nuten 3.4 eingreifen. Vorzugsweise sind jeweils zumindest zwei Bolzen 15.1 in axialer Richtung übereinander angeordnet, um in ein und dieselbe Nut 3.4 eingreifen zu können. Die Bolzen können aber auch durch stegförmige Übertragungsmittel 15 gebildet werden, die durch0 längsschlitzartige Öffnungen in die Ausnehmung hineinragen. Alternativ ist es möglich, dass die Übertragungsmittel 15, wie in dem ersten

Ausführungsbeispiel durch einstückig an der Sonotrode 2.1 ausgebildete Stege realisiert sind. 5 Die Rückstellung der Spannbacken 1 1 bzw. der Schiebehülse 17 aus

einer klemmenden Position in eine geöffnete Position erfolgt vorzugsweise wieder unterstützt durch Federelemente, die die Spannbacken 1 1 bzw. die Schiebehülse 17 in eine der geöffneten Position entsprechende Stellung rücksteilen.

0

Figuren 15 bis 20 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel einer

Spannvorrichtung 2, wobei die Figuren 15 bis 17 einen offenen Zustand der Spannvorrichtung 2, in dem das Bohrwerkzeugs 3 nicht eingespannt ist, und die Figuren 18 bis 20 einen eingespannten Zustand des

5 Bohrwerkzeugs 3 zeigen.

Ein erster wesentlicher Unterschied des dritten Ausführungsbeispiels zu den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen besteht darin, dass die Spannbacken 19 verschwenkbar in der Spannvorrichtung 2 vorgesehen0 sind. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass lediglich erste Spannmittel S1 vorgesehen sind, die eine radiale und eine axiale

Spannwirkung am Bohrwerkzeugschaft 3.1 erzeugen.

Die ersten Spannmittel S1 werden wiederum durch einen verdrehbaren 5 Betätigungsabschnitt 2.2 aktiviert, so dass dadurch das Einspannen des Bohrwerkzeugs 3 in der Spannvorrichtung 2 erfolgt, und zwar

insbesondere derart, dass das Bohrwerkzeug 3 nicht nur in radialer Richtung bezogen auf die Mittellängsachse MLA der Spannvorrichtung 2 eingespannt wird sondern auch in axialer Richtung bezogen auf die l o Mittellängsachse MLA gegen einen Bodenbereich 10.1 einer Ausnehmung 10 in der Spannvorrichtung 2 angepresst wird. Die Ausnehmung 10 ist wiederum in der Sonotrode 2.1 ausgebildet und ist nach oben hin offen, so dass das freie Ende des Bohrwerkzeugs 3 über diese Öffnung in die Ausnehmung 10 eingeschoben werden kann.

15

Der Betätigungsabschnitt 2.2 steht analog zu den ersten und zweiten Ausführungsbeispielen über ein innenseitiges Gewinde 2.2.1 mit einer Spannhülse 12 in Wirkverbindung. Insbesondere weist die Spannhülse 12 wiederum ein Außengewinde auf, das in Eingriff mit dem Gewinde 2.2.1 0 des Betätigungsabschnitts 2.2 steht, so dass die Spannhülse 12 bei

Drehung des Betätigungsabschnitts 2.2 translatorisch parallel zur

Mittellängsachse MLA bewegt wird. Durch diese translatorische

Bewegung bzw. axiale Verschiebung der Spannhülse 12 wird ein

Einspannen des Bohrwerkzeugs 3 mittels der ersten Spannmittel S1

5 bewirkt.

Die Spannhülse 12 steht mit mehreren umfangsseitig verteilt

angeordneten Spannbacken 19 in Wirkverbindung. Die Spannhülse 12 umschließt die Spannbacken 1 1 abschnittsweise umfangsseitig.

0 Vorzugsweise liegen radial außen liegende Flächen der Spannbacken 19 gegenüber radial innenliegenden Flächen der Spannhüise 12 an. Die Spannbacken 19 sind beispielsweise länglich ausgebildet, wobei die Längsachse der Spannbacken 19 parallel oder im Wesentlichen parallel zur Mittellängsachse MLA verläuft. Die Spannbacken 9 weisen einen Lagerabschnitt 19.1 auf, der in dem Bereich der Spannbacken 19 vorgesehen ist, der durch die Spannhülse 12 umgeben ist. Durch den Lagerabschnitt 19.1 werden die Spannbacken 19 verschwenkbar in der Spannvorrichtung 2 gehalten, und zwar verschwenkbar um eine

Schwenkachse SA, die quer insbesondere rechtwinklig zur

Mittellängsachse MLA verläuft. Vorzugsweise sind in den oberen Abschnitt der Sonotrode, in dem die Ausnehmung 10 vorgesehen ist,

Aufnahmebereiche 2.1.2 ausgeformt, in die jeweils ein Lagerabschnitt 19.1 der Spannbacken 19 einsetzbar ist. Im gezeigten

Ausführungsbeispiel weist der Aufnahmebereich 2.1.2 einen

nasenförmigen Fortsatz 2.1.3 auf, der mit einem invers ausgebildeten Bereich des Lagerabschnitts 19.1 korrespondiert. Dieser Fortsatz 2.1.3 bildet vorzugsweise die Schwenkachse SA aus. An dem Lagerabschnitt 19.1 ist zudem eine Nut oder Einkerbung 19.1.1 vorgesehen, in welcher ein ringförmiges elastisches Element 19.2, beispielsweise in Form eines O-Rings oder einer Ringfeder zumindest teilweise aufgenommen ist. Das ringförmige elastische Element 19.2 verläuft vorzugsweise außenseitig um die Spannbacken 19 herum, so dass diese mit ihren Lagerabschnitten 19.1 in eine radial innen liegende Position gespannt sind. Durch dieses elastische Element 19.2 werden die Spannbacken 19 in der in Figuren 15 und 17 gezeigten geöffneten Position gehalten.

Die Spannbacken 9 weisen weiterhin einen Gleitabschnitt 19.3 auf.

Dieser Gleitabschnitt 19.3 ist außenseitig an den Spannbacken 19 vorgesehen. Dieser Gleitabschnitt 19.3 kann beispielsweise durch eine eben ausgebildete Schrägfläche oder durch einen gewölbten

Flächenbereich der Spannbacken 19 gebildet werden. Dieser Gleitabschnitt 19.3 wirkt mit einem Gleitabschnitt 12.4 der Spannhülse 12 zusammen, und zwar derart, dass der Gleitabschnitt 12.4 der Spannhülse 12 an dem Gleitabschnitt 19.3 anliegend durch die axiale Verschiebung der Spannhülse 12 entlanggleitet. Der Gleitabschnitt 12.4 und der

Gleitabschnitt 19.3 wirken dabei derart zusammen, dass die Spannbacken 19 von der in der Figur 15 gezeigten offenen Schwenkstellung in die in Figur 18 gezeigte geschlossene Schwenkstellung verschwenkt werden. Insbesondere erfolgt die Verschwenkung derart, dass die dem

Bodenbereich 10.1 benachbart liegenden freien Enden der Spannbacken durch in der Sonotrode 2.1 vorgesehene Ausnehmungen hindurch am Bohrwerkzeugschaft 3.1 zur Anlage gelangen. Insbesondere greifen die Spannbacken 19 in die Ausnehmungen 3.3 des Bohrwerkzeugschafts 3.1 ein. Die Spannbacken 19 können dabei derart ausgebildet sein, dass sich ein zumindest abschnittsweiser Formschluss zwischen der jeweiligen Ausnehmung und der Spannbacke 19 ergibt.

Besonders bevorzugt weisen die Spannbacken 19 einen Eckbereich 19.4 auf, der an die Form der Ausnehmung 3.3 im Bereich des

Begrenzungsabschnitts 3.3.1 formangepasst ist. Dadurch kann die nachfolgend näher beschriebene axiale Verspannung des Bohrwerkzeugs 3, insbesondere das Anpressen des freien Endes des

Bohrwerkzeugschafts 3.1 an den Bodenbereich 10.1 der Ausnehmung 10 entscheidend verbessert werden. Die axiale Verspannung des Bohrwerkzeugs 3 kann sich bereits allein durch die Schwenkbewegung der Spannbacken 19 ergeben.

Vorzugsweise sind die Spannbacken 19 jedoch auch in axialer Richtung entlang der Mittellängsachse MLA verschiebbar vorgesehen, und zwar nach einem zumindest teilweisen Verschwenken der Spannbacken 19 in eine radial innenliegende Position (s. Fig. 18). Hierzu weisen die

Spannbacken 19 jeweils einen Anschlag 19.5 auf, der gegenüber der Spannhülse 12 zur Anlage gelangt (s. Fig. 18, 19). Durch eine weitere axiale Verschiebung werden die Spannbacken 19 in axialer Richtung in Richtung des Bodenbereichs 10.1 verschoben, so dass nach dem radialen Einschwenken der Spannbacken 19 der durch die Spannbacken 19 eingespannt gehaltene Bohrwerkzeugschaft 3.1 an den Bodenbereich 10.1 angepresst wird.

Wir in Figuren 16 und 18 ersichtlich, erfolgt die Drehmomentübertragung auf das Bohrwerkzeug 3 analog zum zweiten Ausführungsbeispiel mittels Bolzen 15.1 , die in am Bohrwerkzeugschaft 3.1 ausgebildete Nuten 3.4 eingreifen. Alternativ kann die Drehmomentübertragung, wie im ersten Ausführungsbeispiel über stegförmige Vorsprünge innerhalb der

Ausnehmung 10 erfolgen, die einstückig an der Sonotrode 2.1 ausgebildet sind oder in schlitzartige Ausnehmungen der Sonotrode 2.1 eingesetzt sind.

Beim Öffnen der Spannvorrichtung, d.h. dem Ausspannen des

Bohrwerkzeugs 3 erfolgt die Rückstellung der Spannbacken 19 aus einer klemmenden Position in eine geöffnete Position mittels des ringförmigen elastischen Elements 19.2, das eine radial nach innen wirkende Kraft (bezogen auf die Mittellängsachse MLA) auf die oberen freien Enden der Spannbacken 19 ausübt und dadurch aufgrund der Verschwenkbarkeit der Spannbacken 19 ein radiales Auseinanderbewegen bzw. Öffnen der Klemmabschnitte der Spannbacken 19 bewirkt wird.

Die Figuren 21 und 22 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel einer Spannvorrichtung 2. Die Spannvorrichtung weist wiederum eine

Sonotrode 2.1 auf, in der eine passgenaue Ausnehmung 10 für einen Bohrwerkzeugschaft 3.1 ausgebildet ist. Insbesondere ist der

Durchmesser der Ausnehmung 10 an den Schaftdurchmesser des Bohrwerkzeugs 3 derart angepasst, dass die Wandung der Ausnehmung

10 den Bohrwerkzeugschaft 3.1 passgenau umgibt.

Zum axialen Anpressen des freien Endes des Bohrwerkzeugs 3 an den Bodenbereich 10.1 der Ausnehmung 10 ist ein Spannelement 20 vorgesehen. Dieses Spannelement 20 ist schraubkappenartig ausgebildet, d.h. es weist einen ersten Spannelementabschnitt 20.1 auf, der

hülsenförmig ausgebildet ist. An diesem ersten Spannelementabschnitt 20.1 ist innenseitig ein Innengewinde vorgesehen, das mit einem im Öffnungsbereich der Sonotrode 2.1 umfangsseitig vorgesehenen

Außengewinde zusammenwirkt, so dass das Spannelement 20 auf die Sonotrode 2.1 aufschraubbar ist. Des Weiteren weist das Spannelement 20 einen zweiten Spannelementabschnitt 20.2 auf, in dem eine Öffnung 20.3 ausgebildet ist. Der zweiten Spannelementabschnitt 20.2 verläuft beispielsweise rechtwinklig zum Spannelementabschnitt 20.1 und bildet abschnittsweise einen Deckabschnitt, durch den hindurch die Öffnung 20.3 verläuft.

Wie in den Figuren 21 und 22 ersichtlich, weisen nach dem SDS-plus System ausgebildete Bohrwerkzeuge 3 eine Querschnittsverdickung 3.2 im Bereich des Bohrwerkzeugschafts 3.1 auf. Insbesondere ist der

Bohrwerkzeugschaft 3.1 in einem auf die Bohrspitze bzw. Schneide folgenden erste Bohrwerkzeugschaftbereich 3.1.1 dünner ausgebildet als im Bereich des freien Endes des Bohrwerkzeugschafts 3.1 , d.h. einem zweiten Bohrwerkzeugschaftbereich 3.1.2. Die Öffnung 20.3 ist mit ihrem Durchmesser d derart ausgebildet, dass der erste

Bohrwerkzeugschaftbereich 3.1.1 durch die Öffnung 20.3

hindurchgeschoben werden kann, der zweite Bohrwerkzeugschaftbereich 3.1.2 jedoch nicht, da dessen Durchmesser D größer als der Durchmesser d der Öffnung 20.3 ist. Dadurch kommt die Querschnittsverdickung 3.2 beim Aufschrauben des Spannelements 20 gegenüber dem Rand der Öffnung 20.3 zur Anlage und das Bohrwerkzeugs 3 kann mit dessen freien Ende gegenüber dem Bodenbereich 10.1 der Ausnehmung 10 angepresst werden. Vorzugsweise ist der der Sonotrode 2.1 benachbart liegende Rand der Öffnung 20.3 konusförmig ausgebildet bzw. in sonstiger Weise an die Querschnittsverdickung 3.2 formangepasst, so dass durch das auf Schrauben des Spannelements 20 auch in radialer Richtung eine

Einspannwirkung am Bohrwerkzeug 3 erreicht werden kann.

Die Drehmomentübertragung auf das Bohrwerkzeugs 3 kann analog zu den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen erfolgen, insbesondere durch Übertragungsmittel 15 in Form vom Bolzen 15.1 , wie dies in Figur 21 dargestellt ist.

Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen

beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie

Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der durch die

Patentansprüche definierte Schutzbereich verlassen wird.

Bezugszeichenliste

1 Handbohrmaschine

1.1 Gehäuse

1.2 Handgriff

1.3 Steuermittel

2 Spannvorrichtung

2.1 Sonotrode

2.1 .1 Spannabschnitt

2.1.2 Aufnahmebereich

2.1.3 Fortsatz

2.2 Betätigungsabschnitt

2.2.1 Gewinde

3 Bohrwerkzeug

3.1 Bohrwerkzeugschaft

3.1.1 erster Bohrwerkzeugschaftbereich

3.1.2 zweiter Bohrwerkzeugschaftbereich

3.2 Querschnittsverdickung

3.3 Ausnehmung

3.3.1 Begrenzungsabschnitt

3.4 Nut

4 Motor

5 Schwingungserreger

5.1 Piezoelement

6 Getriebe

6.1 Zahnrad

6.2 Zahnrad

7 Welle

8 Lagerstelle

9 Ansteuereinheit Ausnehmung

Bodenbereich

Spannbacke

Schrägfläche

Rückfläche

Spannhülse

Aussengewinde

Anlagebereich

Schrägfläche

Gleitabschnitt

Spannkonus

Übertragungsmittel

Bolzen

Federelement

Schiebehülse

Schrägfläche

Klemmbacken

Schrägfläche

Spannbacke

Lagerabschnitt

Einkerbung/Nut

elastisches Element

Gleitabschnitt

Eckbereich

Anschlag

Spannelement

erster Spannelementabschnitt zweiter Spannelementabschnitt

Öffnung Durchmesser D Durchmesser

DA Drehachse

DAM Drehachse Motor

MLA Mittellängsachse

LAS Längsachse des Schwingungserregers

SA Schwenkachse

51 erste Spannmittel

52 zweite Spannmittel

VA1 erste Verschiebeachse

VA2 zweite Verschiebeachse

VA3 dritte Verschiebeachse et Winkel

ß Winkel

φ Winkel