Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen Werkzeughalter der in Anspruch 1 beschriebenen Art. Aus dem Stand der Technik sind mehrere Varianten solcher Werkzeughalter bekannt.
Z.B. beschreibt die DE-PS 3 205 063 einen Werkzeughalter, der in seiner Funktionsweise recht zufriedenstellend ist. Das Verriegelungselement ist dabei eine Kugel, die in ihrer Ruhelage von einem Teil der Schiebehülse an einer radialen Bewegung gehindert wird. Beim Einbringen des Werkzeugschaftes wird die Kugel von dessen Ende gegen einen mit Federkraft beaufschlagten Ring gedrückt. Die Verschiebung der Kugel und des Ringes gegen die Kraft der Feder bewirkt, dass die Kugel auch gegenüber dem sie blockiererden Teil der Schiebehülse verschoben wird, und radial ausweichen und danach in der nutförmigen Ausnehmung des Werkzeugschaftes einrasten kann. Zur Entriegelung des Werkzeuges muss die Schiebehülse zum Antriebsglied hin, gegen die Kraft derselben Feder verschoben werden, sodass die Kugel wieder radial, diesmal aber werkzeugseitig, dem blockierenden Teil der Schiebehülse ausweichen kann.
Um die ungewollte Entriegelung des Werkzeuges zu vermeiden, muss die Feder entsprechend hart ausgeführt sein. Das bedingt jedoch, dass beim Einsetzen des Werkzeugs ein grosser Kraftaufwand notwendig ist, um die Kugel und den Ring gegen die Federkraft zu verschieben und diese Kraft muss vom Benutzer über das Werkzeug aufgebracht werden. D.h. der Werkzeughalter nach dieser Druckschrift ist in der Handhabung nicht sehr komfortabel. Ein weiterer Nachteil ist, dass der bekannte Werkzeughalter viele Einzelteile enthält, was sowohl bei der Fertigung als auch bei der Montage aufwendig ist.
Vorteile der Erfindung
Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Werkzeughalter geschaffen, der in der Handhabung komfortabel ist und aus weniger Einzelteilen besteht, um die Fertigung und die Montage zu vereinfachen.
Dies wird durch einen Werkzeughalter der eingangs genannten Art mit den im Kennzeichnen des Anspruchs 1 angeführten Merkmalen erreicht.
Beim Einsetzen des Werkzeugs muss das Verriegelungselement nur gegen die geringe Kraft des weichen Federendes verschoben werden, wohingegen ein ungewolltes Verschieben der Schiebehülse durch die Gesamtkraft der harten Feder verhindert wird. Durch den geänderten Aufbau und das direkte Anlenken des Federendes am Verriegelungselement ist das Vorsehen eines Ringes nicht mehr notwendig. Ohne Verschiebung der Schiebehülse erlaubt der schräge Verlauf des Durchbruchs eine radial nach aussen führende Bewegung des Verriegelungselementes beim Einbringen des Werkzeuges, wirkt jedoch sperrend gegen eine entgegengesetzte Bewegung des Werkzeuges.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemässen Werkzeughalters sind der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Zeichnung
Die beiliegende Zeichnung zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, wobei im einzelnen die
Fig. 1 den erfindungsgemässen Werkzeughalter beim Einsetzen des Werkzeuges,
Fig. 2 den Werkzeughalter mit eingesetztem Werkzeug und
Fig. 3 den Werkzeughalter beim Entfernen des Werkzeuges zeigen.
Beschreibung des Ausführungsbeispieles
In den Figuren ist von einem nicht dargestellten Bohrhammer jeweils nur das aus dem Gehäuse hervorragende Antriebsglied 6 dargestellt. Dieses Antriebsglied 6 hat die Form einer Werkzeugspindel, welche eine schlagende und/oder drehende Bewegung erfährt. Das Antriebsglied 6 hat an seinem aus dem Gehäuse des Bohrhammers hervorragenden freien Ende eine Einrichtung zur Drehmomentübertragung in Form eines Aussenkeilwellenprofiles. Das Aussenkeilwellenprofil wird rechtwinklig von einer sich um den Umfang des vorderen Endes des Antriebsgliedes 6 erstreckenden Ringnut 8 geschnitten, deren Tiefe der Tiefe der Nuten des Aussenkeilwellenprofiles entspricht. Die Stirnseite des Antriebsgliedes 6 trägt eine ebene Anschlagfläche 9.
Der Werkzeughalter besteht im wesentlichen aus einer Grundhülse 1, auf deren Aussenseite eine axial bewegliche Schiebehülse 2 geführt ist. Die Schiebehülse 2 kann aus Metall oder Kunststoff gefertigt sein. Die Grundhülse 1 hat zwei koaxial aneinander anschliessende Aufnahmebohrungen mit verschiedenen Durchmessern. Eine hintere, dem Bohrhammer zugewandte Bohrung mit grösserem Durchmesser zur Aufnahme des Antriebsgliedes 6 und eine am anderen vorderen Ende ausmündende, zweite Bohrung mit kleinerem Durchmesser zur Aufnahme des Werkzeugschaftes 13.
Am maschinenseitigen Endbereich der Grundhülse 1 ist eine schräge Bohrung 11 angeordnet, in der als Verbindungselement zur Verbindung des Antriebselementes 6 mit der Grundhülse 1 eine Sperrkugel 12 verschiebbar angeordnet ist. Die Sperrkugel 12 greift in die Ringnut 8 des Antriebsgliedes 6 ein und verriegelt auf diese Art die Grundhülse 1 auf dem Antriebsglied 6. Die Grundhülse 1 weist in jenem Umfangsbereich, in dem die schräge Bohrung 11 vorgesehen ist, eine Umfangsnut 18 auf, in der ein Ende 5c einer konischen Druckfeder 5 festgelegt ist, welches den geringeren Durchmesser aufweist. Die Sperrkugel 12 ist durch das in der Umfangsnut 18 festliegende Ende 5c der Druckfeder 5 am Herausfallen aus der schrägen Bohrung 11 gehindert. Durch die Breite der Ringnut 8 hat die Grundhülse 1 gegenüber dem Antriebsglied 6 einen bestimmten axialen Freiheitsgrad.
Der zur Aufnahme im Werkzeughalter bestimmte Werkzeugschaft 13 hat an seinem hinteren Ende eine mit einer Fase versehene ebene Anschlagsfläche 7, welche axial an der Anschlagsfläche 9 des Antriebsgliedes 6 anliegt. Über diese beiden, einander berührenden Anschlagsflächen 7, 9 werden vom Antriebsglied 6 auf den Werkzeugschaft 13 Axialschläge übertragen. Mit dem erfindungsgemässen Werkzeughalter können bekannte Werkzeuge verwendet werden, wie sie z.B. auch bei der in der Beschreibungseinleitung genannten DE-PS 3 205 063 zum Einsatz kommen. An der Aussenfläche des Werkzeugschaftes 13 eines solchen bekannten Werkzeuges sind an auf einer Diagonale gegenüberliegenden Stellen zwei nutförmige, in Achsrichtung beidseitig geschlossene Ausnehmungen 15 angebracht.
Auf einer dazu senkrecht stehenden Diagonale sind am Werkzeugschaft 13 zusätzlich zwei gegenüberliegende, am Ende des Schaftes offen ausmündende Drehmitnahmenuten 19 angeordnet, in die entsprechende Drehmitnehmer in der Aufnahmebohrung der Grundhülse 1 eingreifen. Wie in Fig. 2 ersichtlich, greift bei eingesetztem Werkzeug in die Ausnehmung 15 ein Verriegelungselement 3 ein, welches in einem Durchbruch 17 der Grundhülse 1 verschiebbar angeordnet ist. Der Durchbruch 17 ist eine schräge Bohrung, deren äussere Mündung näher dem maschinenseitigen Ende und deren innere Mündung näher dem werkzeugseitigen Ende der Grundhülse 1 angeordnet ist. Das Verriegelungselement 3 ist ein Stift, dessen inneres abgerundetes Ende in die Ausnehmung 15 des Werkzeugschaftes 13 eingreift und dessen äusseres Ende an dem freien, weichen Federende 5a der konischen Druckfeder 5 angelenkt ist.
Hierzu ist am äusseren Ende des Verriegelungselementes 3 eine \se 10 aus gebildet, durch die das Federende 5a greift. Das Federende 5a ist gegenüber einer unter Vorspannung der Druckfeder 5 an der Schiebehülse 2 anliegenden Teilwindung 5b der Druckfeder 5 axial zurückversetzbar. Die hierzu erforderliche Kraft ist erheblich kleiner als die Vorspannung der Druckfeder 5, da die Vorspannung über die Teilwindung 5b auf die Schiebehülse 2 übertragen wird und somit im wesentlichen nur die Biegespannung des Federendes 5a zu überwinden ist. Am werkzeugseitigen Ende der Grundhülse 1 ist eine Schutzkappe 4 vorgesehen, die als Anschlag der Schiebehülse 2 dient und im übrigen ein Staubschutz ist. Die Schiebehülse 2 wird von der Druckfeder 5 über Rippen 2a in Anschlag mit der Schutzkappe 4 gehalten.
In Fig. 1 ist das Einsetzen des Werkzeuges durch Einbringen des Werkzeugschaftes 13 in den Werkzeughalter dargestellt. Der Werkzeugschaft 13 weist an seinem Ende eine Fasung auf, an der das innere gerundete Ende des Verriegelungselementes 3 aufläuft, wobei das Verriegelungselement 3 gegen die relativ geringe Federkraft des weichen Federendes 5a im Durchbruch 17 nach aussen verschoben wird.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, liegt nach dem vollständigen Einschieben des Werkzeugschaftes dem Durchbruch 17 die nutförmige Ausnehmung 15 des Werkzeugschaftes gegenüber und das Verriegelungselement 3 wird mit geringem Druck des weichen Federendes 5a durch die schräge Bohrung des Durchbruches 17 in die nutförmige Ausnehmurg 15 gedrückt. Das Verriegelungselement 3 sichert somit den Werkzeugschaft 13 im Werkzeughalter und erlaubt eine gewisse axiale Bewegung desseIben. Sowohl beim Einsetzvorgang für das Werkzeug als auch bei eingesetztem Werkzeug wird die Schiebehülse 2 von der an sich bis auf ihr Ende 5a harten Druckfeder 5 in Anschlag auf der Schutzkappe 4 gehalten.
Versucht man bei eingesetztem Werkzeug, d.h., wenn das Verriegelungselement 3 in der nutförmigen Ausnehmung 15 eingerastet ist, das Werkzeug durch Anbringen einer Zugkraft am Werkzeug selbst herauszuziehen, so wirkt die schräge, werkzeugseitige Fläche 17a des Durchbruches 17 als Sperrfläche für das Verriegelungselement 3.
Um das Werkzeug zu entfernen, muss, wie in Fig. 3 dargestellt, die Schiebehülse 2 gegen den Druck der konischen Feder 5 zur Maschinenseite hin verschoben werden, wobei mit der Druckfeder 5 auch ihr Federende 5a nach hinten verschoben wird, die dabei das Verriegelungselement 3 aus dem Durchbruch 17 zieht. Die vordere Bohrung der Grundhülse 1 ist somit freigegeben und das Werkzeug kann durch Zugkraft daraus entfernt werden.
Aufgrund der unterschiedlichen Federkräfte, die auf die Schiebehülse 2 einerseits und auf das Verriegelungselement 3 anderseits wirken, ist ein Einsetzen des Werkzeuges ohne Kraftaufwand möglich, aber ein ungewolltes Freigeben des Werkzeuges durch Verschieben der Schiebehülse 2 wird verhindert. Die Schräge des Durchbruches 17 erlaubt das Zurückziehen des Verriegelungselementes 13 durch Verschieben der Schiebehülse 2 und bietet gleichzeitig ein Sperrelement gegen Herausziehen des Werkzeuges, wenn die Schiebehülse 2 nicht verschoben wird. Der erfindungsgemässe Aufbau des Werkzeughalters benötigt weniger Einzelteile als Werkzeughalter des Standes der Technik und erfordert auch eine wesentlich weniger komplizierte Ausformung der einzelnen Teile. So muss z.B. an der Schiebehülse 2 kein Sperrelement für das Verriegelungselement 3 angeformt oder angebracht sein.
Es können bekannte Werkzeuge mit diesem Werkzeughalter verwendet werden, der bei höheren Drehzahlen nur geringe Unwucht zeigt.
Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern auch bei Handwerkzeugmaschinen, insbesondere Bohr- und/oder Schlaghämmern, anwendbar, bei denen die Grundhülse 1 und das Antriebsglied 6 auf andere Weise miteinander verbunden sind. So ist beispielsweise denkbar, die Grundhülse 1 mit dem Antriebsglied 6 zu verschrauben oder die Grundhülse 1 einstückig mit dem Antriebsglied 6 auszubilden. Das Antriebsglied 6 kann dann zum Durchgriff eines Schlagkörpers hohlzylindrisch ausgebildet sein. Insbesondere kann die Erfindung auch bei Kombinations-Werkzeughaltern zur Anwendung kommen, die zusätzlich zur beschriebenen erfindungsgemässen Werkzeughalterung für Nutenschaftwerkzeuge noch mit einer als Backenfutter ausgebildeten Werkzeughalterung für Rundschaftwerkzeuge versehen ist.
State of the art
The invention relates to a tool holder of the type described in claim 1. Several variants of such tool holders are known from the prior art.
E.g. describes DE-PS 3 205 063 a tool holder, which is quite satisfactory in its operation. The locking element is a ball, which in its rest position is prevented from radial movement by part of the sliding sleeve. When inserting the tool shank, the ball is pressed from its end against a spring-loaded ring. The displacement of the ball and the ring against the force of the spring has the effect that the ball is also displaced with respect to the part of the sliding sleeve that blocks it, and can deflect radially and then snap into the groove-shaped recess of the tool shaft. To unlock the tool, the sliding sleeve must be moved towards the drive member against the force of the same spring, so that the ball can again radially, but this time on the tool side, avoid the blocking part of the sliding sleeve.
In order to avoid the unwanted unlocking of the tool, the spring must be made correspondingly hard. However, this means that when the tool is inserted, a large amount of force is required to move the ball and the ring against the spring force, and this force must be applied by the user via the tool. I.e. the tool holder according to this document is not very comfortable to use. Another disadvantage is that the known tool holder contains many individual parts, which is complex both in manufacture and in assembly.
Advantages of the invention
With the present invention, a tool holder is created which is comfortable to use and consists of fewer individual parts in order to simplify production and assembly.
This is achieved by a tool holder of the type mentioned with the features stated in the characterizing part of claim 1.
When inserting the tool, the locking element only has to be displaced against the low force of the soft spring end, whereas an undesired displacement of the sliding sleeve is prevented by the total force of the hard spring. Due to the changed structure and the direct articulation of the spring end on the locking element, the provision of a ring is no longer necessary. Without shifting the sliding sleeve, the oblique course of the opening allows the locking element to move radially outward when the tool is inserted, but has a blocking effect against an opposite movement of the tool.
Further advantageous refinements of the tool holder according to the invention can be found in the following description of an exemplary embodiment and the dependent claims.
drawing
The accompanying drawing shows a preferred embodiment of the invention, the details of which
1 the tool holder according to the invention when inserting the tool,
Fig. 2 shows the tool holder with inserted tool and
Fig. 3 show the tool holder when removing the tool.
Description of the embodiment
In the figures, only the drive member 6 protruding from the housing is shown of a rotary hammer (not shown). This drive member 6 has the shape of a tool spindle, which experiences a striking and / or rotating movement. The drive member 6 has at its free end protruding from the housing of the hammer drill a device for torque transmission in the form of an external splined shaft profile. The outer spline profile is cut at right angles by an annular groove 8 extending around the circumference of the front end of the drive member 6, the depth of which corresponds to the depth of the grooves of the outer spline profile. The end face of the drive member 6 carries a flat stop surface 9.
The tool holder essentially consists of a base sleeve 1, on the outside of which an axially movable sliding sleeve 2 is guided. The sliding sleeve 2 can be made of metal or plastic. The base sleeve 1 has two receiving bores with different diameters which adjoin one another coaxially. A rear bore facing the hammer drill with a larger diameter for receiving the drive member 6 and a second bore with a smaller diameter opening at the other front end for receiving the tool shank 13.
On the machine-side end region of the base sleeve 1, an oblique bore 11 is arranged, in which a locking ball 12 is slidably arranged as a connecting element for connecting the drive element 6 to the base sleeve 1. The locking ball 12 engages in the annular groove 8 of the drive member 6 and in this way locks the base sleeve 1 on the drive member 6. The base sleeve 1 has a peripheral groove 18 in that peripheral region in which the oblique bore 11 is provided, in which a End 5c of a conical compression spring 5 is fixed, which has the smaller diameter. The locking ball 12 is prevented from falling out of the oblique bore 11 by the end 5c of the compression spring 5 which is fixed in the circumferential groove 18. Due to the width of the annular groove 8, the base sleeve 1 has a certain axial degree of freedom with respect to the drive member 6.
The tool shank 13 intended to be received in the tool holder has at its rear end a beveled flat stop surface 7 which bears axially against the stop surface 9 of the drive member 6. Axial impacts are transmitted from the drive member 6 to the tool shank 13 via these two mutually contacting abutment surfaces 7, 9. Known tools can be used with the tool holder according to the invention, e.g. can also be used in DE-PS 3 205 063 mentioned in the introduction to the description. On the outer surface of the tool shank 13 of such a known tool, two groove-shaped recesses 15, which are closed on both sides in the axial direction, are made at opposite locations on a diagonal.
On a diagonal perpendicular to this, two opposite rotary driving grooves 19, which open out at the end of the shaft, are additionally arranged on the tool shaft 13, into which corresponding rotary drivers engage in the receiving bore of the basic sleeve 1. As can be seen in FIG. 2, when the tool is inserted, a locking element 3 engages in the recess 15, which is slidably arranged in an opening 17 in the base sleeve 1. The opening 17 is an oblique bore, the outer mouth of which is arranged closer to the machine-side end and the inner mouth closer to the tool-side end of the base sleeve 1. The locking element 3 is a pin, the inner rounded end of which engages in the recess 15 of the tool shank 13 and the outer end of which is articulated on the free, soft spring end 5a of the conical compression spring 5.
For this purpose, a \ 10 is formed at the outer end of the locking element 3, through which the spring end 5a engages. The spring end 5a can be axially set back in relation to a partial turn 5b of the compression spring 5 which bears against the sliding sleeve 2 under pretension of the compression spring 5. The force required for this is considerably smaller than the pretension of the compression spring 5, since the pretension is transmitted to the sliding sleeve 2 via the partial turn 5b and thus essentially only the bending stress of the spring end 5a can be overcome. At the tool-side end of the base sleeve 1, a protective cap 4 is provided, which serves as a stop for the sliding sleeve 2 and is also dust protection. The sliding sleeve 2 is held by the compression spring 5 via ribs 2a in abutment with the protective cap 4.
In Fig. 1 the insertion of the tool is shown by inserting the tool shank 13 into the tool holder. The tool shaft 13 has a chamfer at its end, on which the inner rounded end of the locking element 3 runs, the locking element 3 being displaced outwards in the opening 17 against the relatively low spring force of the soft spring end 5a.
As can be seen from FIG. 2, after the tool shaft has been fully inserted, the opening 17 is opposite the groove-shaped recess 15 of the tool shaft and the locking element 3 is pressed into the groove-shaped recess 15 with a slight pressure of the soft spring end 5a through the oblique bore of the opening 17. The locking element 3 thus secures the tool shank 13 in the tool holder and permits a certain axial movement of the same. Both during the insertion process for the tool and when the tool is inserted, the sliding sleeve 2 is held in abutment on the protective cap 4 by the compression spring 5, which itself is hard up to its end 5a.
If, when the tool is inserted, i.e. when the locking element 3 is snapped into the groove-shaped recess 15, an attempt is made to pull the tool out by applying a tensile force to the tool itself, the oblique, tool-side surface 17a of the opening 17 acts as a blocking surface for the locking element 3.
In order to remove the tool, as shown in FIG. 3, the sliding sleeve 2 has to be displaced towards the machine side against the pressure of the conical spring 5, with the spring 5 also displacing its spring end 5a, which thereby locks the locking element 3 pulls out of breakthrough 17. The front bore of the base sleeve 1 is thus released and the tool can be removed from it by tensile force.
Due to the different spring forces, which act on the sliding sleeve 2 on the one hand and on the locking element 3 on the other hand, the tool can be inserted without effort, but an unwanted release of the tool by moving the sliding sleeve 2 is prevented. The slope of the opening 17 allows the locking element 13 to be withdrawn by moving the sliding sleeve 2 and at the same time offers a locking element against pulling out the tool when the sliding sleeve 2 is not moved. The construction of the tool holder according to the invention requires fewer individual parts than the tool holder of the prior art and also requires a considerably less complicated shaping of the individual parts. For example, no locking element for the locking element 3 may be formed or attached to the sliding sleeve 2.
Known tools can be used with this tool holder, which shows only little imbalance at higher speeds.
The invention is not limited to the exemplary embodiment shown, but can also be used in hand-held power tools, in particular rotary and / or percussion hammers, in which the base sleeve 1 and the drive member 6 are connected to one another in another way. For example, it is conceivable to screw the base sleeve 1 to the drive member 6 or to form the base sleeve 1 in one piece with the drive member 6. The drive member 6 can then be hollow-cylindrical to penetrate an impact body. In particular, the invention can also be used in combination tool holders which, in addition to the described tool holder for grooved shank tools according to the invention, is also provided with a tool holder for round shank tools designed as a jaw chuck.