DE4341969A1 - Werkzeug und Werkzeugaufnahme für Handwerkzeuggeräte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Einsetzen in eine Werkzeugaufnahme für dem Meißeln und/oder Schlagbohren dienende Handwerkzeuggeräte mit einem Einspann­ schaft, der mindestens eine axial geschlossene Verriegelungsnut und mindestens zwei axial zum freien Ende des Einspannschaftes hin offene Drehmitnahmenuten aufweist.

Aus der DE-PS 25 51 125 sind Werkzeuge für Handwerkzeuggeräte bekannt, wobei der Einspannschaft dieser Werkzeuge eine oder zwei axial geschlossene Verriegelungsnu­ ten sowie eine oder zwei axial zum freien Ende des Einspannschaftes hin offene Drehmitnahmenuten aufweist. Die Werkzeugaufnahme, welche der Aufnahme dieser Werkzeuge dient, weist ein oder zwei radial verschiebbare Verriegelungselemente auf, welche die Form von Kugeln oder Walzen aufweisen können.

Die Verriegelungselemente dienen im Zusammenwirken mit den axial geschlossenen Verriegelungsnuten der axialen Halterung der Werkzeuge in der Werkzeugaufnahme. Diese axiale Halterung dient einerseits dazu, die Werkzeuge vor dem Herausfallen zu si­ chern und andererseits in axialer Richtung die Werkzeuge in der Werkzeugaufnahme derart festzulegen, daß die Werkzeuge aus einer Bohrung in Bauteilen herausgezogen werden können. Erhebliche Beanspruchungen in axialer Richtung treten allenfalls dann auf, wenn ein verklemmter Bohrer aus einer Bohrung in einem Bauteil herausgezogen werden muß. Da diese Problematik nur fallweise auftritt, wurde dem Aspekt der ausrei­ chenden axialen Verriegelung bisher bei der Auslegung der Werkzeuge wenig Aufmerk­ samkeit geschenkt.

Wesentlich gravierender ist jedoch die Übertragung des Drehmomentes von der Werk­ zeugaufnahme auf die Werkzeuge, insbesondere im Hinblick darauf, daß der Trend heute dahin geht, die Handwerkzeuggeräte immer leistungsfähiger und damit für Werk­ zeuge mit größerem Arbeitsdurchmesser auszulegen. Dieser Trend führt aufgrund der immer größer werdenden, zu übertragenden Drehmomente zu einer derartigen Bean­ spruchung der Werkzeuge, daß es verschleißbedingt am Einspannschaft zu einem vorzeitigen Ausfall kommen kann. Dieser verschleißbedingte Ausfall am Einspannschaft der Werkzeuge kann lange vor dem einsatzbedingten Verschleiß im Arbeitsbereich der Werkzeuge auftreten. Dieser ungerechtfertigte, vorzeitige Ausfall der Werkzeuge beein­ trächtigt deren Wirtschaftlichkeit im besonderen.

Das Anbringen größerer Drehmitnahmenuten zur Erzielung größerer, dem Angriff für die Drehmomentübertragung dienenden Flanken scheitert an der daraus resultierenden Reduzierung des Querschnittes des Einspannschaftes. Die durch diese Reduzierung des Querschnittes folgende Schwächung führt wiederum zu einem vorzeitigen Ausfall des Werkzeuges, beispielsweise durch Bruch im Bereich des Einspannschaftes. Ein Werk­ zeug mit einem derartig nachteilig ausgebildeten Einspannschaft ist beispielsweise aus der EP-A-0 355 071 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug zu schaffen, mit welchem im Zusammenwirken mit einer geeignet ausgebildeten Werkzeugaufnahme sowohl größere Drehmomente als auch größere Axialkräfte übertragen werden können, ohne daß da­ bei der Querschnitt des Einspannschaftes maßgebend geschwächt wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß mindestens eine axial zum freien Ende des Einspannschaftes hin offene Längsnut vorgesehen ist, welche derart angeordnet ist, daß sich Längsnut und Verriegelungsnut in ihrer Axialprojektion unter Bildung einer von der rückwärtigen Stirnseite des Einspannschaftes abgewandten Schulterfläche überlappen und mindestens eine weitere axial geschlossene Verriege­ lungsnut derart vorgesehen ist, daß sich eine der Drehmitnahmenuten und die weitere Verriegelungsnut unter Bildung einer weiteren, von der rückwärtigen Stirnfläche des Ein­ spannschaftes abgewandten Schulterfläche in ihrer Axialprojektion überlappen.

Entsprechend der erfindungsgemäßen Ausführungsform des Werkzeuges steht zur Drehmomentübertragung nebst den axial zum freien Ende des Einspannschaftes hin of­ fenen Drehmitnahmenuten auch mindestens eine axial zum freien Ende des Einspann­ schaftes hin offene Längsnut zur Verfügung. Dabei ist die Längsnut derart angeordnet, daß sie den Einspannschaft des Werkzeuges weder zusätzlich schwächt, noch die der Führung dienende Oberfläche des Einspannschaftes entscheidend reduziert. Demnach sind auch keine Einbußen hinsichtlich Führungsqualität des erfindungsgemäßen Werk­ zeuges in Kauf zu nehmen, obwohl die für die Drehmomentübertragung maßgebende Gesamtangriffsfläche ganz erheblich erhöht wird. Aufgrund der erfindungsgemäßen Überlappung der Axialprojektion von Verriegelungsnut und Längsnut bildet sich eine von der rückwärtigen Stirnfläche des Einspannschaftes abgewandte Schulterfläche, wel­ che die axiale Festlegung im Zusammenwirken mit entsprechenden Verriegelungsele­ menten der Werkzeugaufnahme herbeiführt. Dank der Anordnung mindestens einer weiteren axial geschlossenen Verriegelungsnut, welche eine der Drehmitnahmenuten derart überlappt, daß eine weitere, von der rückwärtigen Stirnfläche des Einspannschaf­ tes abgewandte Schulterfläche gebildet wird, können auch in axialer Richtung wesentlich höhere Kräfte übertragen werden. Dieser Vorteil wirkt sich insbesondere dann aus, wenn Werkzeuge beispielsweise nach deren Verklemmen aus einer Bohrung in einem Bauteil herausgezogen werden müssen.

Vorzugsweise ist die mindestens eine Längsnut derart angeordnet, daß zu den benach­ barten Drehmitnahmenuten in Umfangsrichtung ungleiche Abstände bestehen. Diese Anordnung führt zu einer Versetzung in Umfangsrichtung gegenüber den vorhandenen Verriegelungsnuten, so daß sich die von der rückwärtigen Stirnfläche des Einspann­ schaftes abgewandte Schulterfläche optimal vergrößern läßt.

Vorzugsweise sind zwei Längsnuten vorgesehen, deren jeweilige Axialprojektion die Axialprojektion von jeweils zwei Verriegelungsnuten unter Bildung von der rückwärtigen Stirnseite abgewandten Schulterflächen überlappen. Dadurch wird die für die Drehmo­ mentübertragung maßgebende Gesamtangriffsfläche zusätzlich vergrößert, ohne den Querschnitt des Einspannschaftes weiter zu schwächen oder der Führung des Werkzeu­ ges dienende, maßgebende Oberflächenanteile des Einspannschaftes preiszugeben.

Zweckmäßigerweise bietet es sich an, die zwei Längsnuten samt den Verriegelungsnu­ ten, deren Axialprojektion die Axialprojektion der Längsnuten überlappt, einander im we­ sentlichen diametral gegenüberliegend anzuordnen. Dadurch wird eine gleichmäßige Aufteilung der Kräfte erzielt und zudem werden in herstellungstechnischer Sicht Vorteile dahingehend erzielt, daß gegebenenfalls bei spanloser Herstellung beispielsweise durch Fließpressen die Preßvorrichtungen einander gegenüberliegend angeordnet werden können.

Sowohl aus der Sicht der Herstellung als auch aus der Sicht der Kompatibilität mit beste­ henden, sich schon auf dem Markt befindlichen Werkzeugaufnahmen ist vorteilhafterwei­ se die weitere Verriegelungsnut symmetrisch zur entsprechenden Drehmitnahmenut an­ geordnet.

Zudem sind zweckmäßigerweise zwei weitere Verriegelungsnuten vorgesehen, die je eine Drehmitnahmenut unter Bildung von weiteren, von der rückwärtigen Stirnseite des Einspannschaftes abgewandten Schulterflächen in ihrer Axialprojektion überlappen. Nebst den schon erwähnten Vorteilen hinsichtlich Kompatibilität und Herstellung wird zudem eine symmetrische Verteilung sowohl aus der Sicht des Drehmomentes als auch aus der Sicht der axial auftretenden Kräfte erzielt. Dieser Effekt tritt insbesondere dann auf, wenn die zwei weiteren Verriegelungsnuten einander diametral gegenüberliegen.

Das in vorstehend erwähnter Weise ausgebildete Werkzeug hat den Vorteil, daß es sich in einer herkömmlichen Werkzeugaufnahme, beispielsweise entsprechend der DE- PS 25 51 125, verwenden läßt. Zudem läßt es sich auch in weiteren sich auf dem Markt befindlichen Werkzeugaufnahmen verwenden, beispielsweise solchen Werkzeugaufnahmen, die einander gegenüberliegend zwei Verriegelungselemente oder ebenfalls einander diametral gegenüberliegend ein Verriegelungselement und eine Mitnahmeleiste aufweisen. In all diesen Anwendungsfällen, d. h. bei Verwendung des erfindungsgemäßen Werkzeuges in solch bekannten Werkzeugaufnahmen kommen die erfindungsgemäßen Vorteile noch nicht vollkommen zum Ausdruck.

Die erfindungsgemäßen Vorteile, d. h. die Möglichkeit einer Erhöhung des zu übertragen­ den Drehmomentes und die Erhöhung der Übertragung der axial wirkenden Kräfte kann dagegen dann vollkommen ausgeschöpft werden, wenn das Werkzeug in eine Werk­ zeugaufnahme mit einer Aufnahmeöffnung eingesetzt wird, die mindestens ein mit den axial geschlossenen Verriegelungsnuten zusammenwirkendes, radial verschiebbares Verriegelungselement, mindestens ein mit den weiteren axial geschlossenen Verriege­ lungsnuten zusammenwirkendes, radial verschiebbares weiteres Verriegelungselement, mindestens zwei mit den zum freien Ende des Einspannschaftes hin offenen Drehmit­ nahmenuten zusammenwirkende Mitnahmeleisten sowie mindestens eine mit den axial zum freien Ende des Einspannschaftes hin offenen Längsnuten zusammenwirkende Längsleiste aufweist.

In bevorzugter Weise finden ein oder zwei Verriegelungselemente, ein oder zwei weitere Verriegelungselemente sowie ein oder zwei Längsleisten Anwendung.

Die Erfindung wird nachstehend, anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeich­ nungen, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch den Einspannschaft eines erfindungsgemäßen Werkzeuges;

Fig. 2 einen Schnitt durch den Einspannschaft eines weiteren erfindungsge­ mäßen Werkzeuges;

Fig. 3 einen Schnitt durch eine vereinfacht dargestellte Werkzeugaufnahme mit dem Einspannschaft eines erfindungsgemäßen Werkzeuges ent­ sprechend Fig. 1;

Fig. 4 einen Schnitt durch eine vereinfacht dargestellte Werkzeugaufnahme mit dem Einspannschaft eines erfindungsgemäßen Werkzeuges ent­ sprechend Fig. 2.

Das Werkzeug entsprechend Fig. 1 weist einen Einspannschaft 1 auf, der mit zwei ein­ ander diametral gegenüberliegenden, axial zum freien Ende des Einspannschaftes 1 hin offenen Drehmitnahmenuten 2 sowie zwei einander diametral gegenüberliegenden, axial geschlossenen Verriegelungsnuten 3 versehen ist. Die axial geschlossenen Verriege­ lungsnuten 3 werden von Längsnuten 4 durchsetzt, wobei sich Längsnuten 4 und Ver­ riegelungsnuten 3 derart überlappen, daß sich von der rückwärtigen Stirnseite des Ein­ spannschaftes 1 abgewandte Schulterflächen 3a bilden. Zudem ist eine weitere, axial geschlossene Verriegelungsnut 5 derart vorgesehen, daß sich eine der Drehmitnahme­ nuten 2 und die weitere Verriegelungsnut 5 unter Bildung einer weiteren von der rück­ wärtigen Stirnfläche des Einspannschaftes 1 abgewandten Schulterfläche 5a überlap­ pen. Aufgrund der symmetrischen Anordnung von Drehmitnahmenut 2 und weiterer Ver­ riegelungsnut 5 ist die weitere Schulterfläche 5a in zwei praktisch gleich große Teilbe­ reiche unterteilt.

Das Werkzeug gemäß Fig. 2 weist einen Einspannschaft 6 auf, welcher wiederum mit zwei einander diametral gegenüberliegenden, axial zum freien Ende des Einspannschaf­ tes 6 hin offenen Drehmitnahmenuten 7 und zwei einander diametral gegenüberliegen­ den, axial geschlossenen Verriegelungsnuten 8 versehen ist. Die Verriegelungsnuten 8 werden von Längsnuten 9 durchsetzt und zwar derart, daß sich von der rückwärtigen Stirnseite des Einspannschaftes 6 abgewandte Schulterflächen 8a bilden. Die beiden Drehmitnahmenuten 7 werden von weiteren Verriegelungsnuten 10 in der Weise über­ lappt, daß sich weitere, von der rückwärtigen Stirnseite des Einspannschaftes 6 abge­ wandte Schulterflächen 10a bilden. Aufgrund der symmetrischen Anordnung von Drehmitnahmenuten 7 und weiteren Verriegelungsnuten 10 teilen sich die beiden Schulterflächen 10a in je zwei praktisch gleich große Bereiche auf.

Die vereinfacht dargestellte Werkzeugaufnahme entsprechend Fig. 3 besteht aus einer Führung 11, einer Betätigungshülse 12 sowie einem Käfig 13. In beispielhafter Weise sind zwei in Durchbrüchen 11a der Führung 11 radial verschiebbare Verriegelungsele­ mente 14 vorgesehen. Ebenfalls in beispielhafter Weise ist ein weiteres Verriege­ lungselement 15 vorgesehen, welches in einem Durchbruch 11b der Führung 11 radial verschiebbar gelagert ist. Die Führung 11 weist ferner zwei einander diametral gegen­ überliegende Mitnahmeleisten 11c und zwei einander ebenfalls diametral gegenüberlie­ gende Mitnahmeleisten 11d auf.

Die Werkzeugaufnahme entsprechend Fig. 4 weist wiederum eine Führung 16, eine Ver­ riegelungshülse 17 sowie einen Käfig 18 auf. In beispielhafter Weise sind in Durchbrü­ chen 16a der Führung 16 zwei als Kugeln ausgebildete Verriegelungselemente 19 radial verschiebbar gelagert. Zudem sind in Durchbrüchen 16b der Führung 16 zwei ebenfalls als Kugeln ausgebildete weitere Verriegelungselemente 20 radial verschiebbar gelagert. Zur Drehmomentübertragung weist die Führung 16 ferner zwei einander diametral ge­ genüberliegende Mitnahmeleisten 16c und zwei einander diametral gegenüberliegende Längsleisten 16d auf.

Sowohl bei der Werkzeugaufnahme entsprechend Fig. 3 als auch bei der Werkzeugauf­ nahme entsprechend Fig. 4 ist es vorgesehen, daß die Verriegelungselemente 14, 19 und die weiteren Verriegelungselemente 15, 20 die Mitnahmeleisten 11c, 16c und die Längsleisten 11d, 16d durchsetzen. Sofern es sich bei den Verriegelungselementen 14, 19 und bei den weiteren Verriegelungselementen 15, 20 um Kugeln handelt, ist nur ein äußerst geringer Längsbereich der Mitnahmeleisten 11c, 16c und der Längsleisten 11d, 16d betroffen, so daß aufgrund dieser Durchdringung kein maßgebender Anteil an Flä­ che, welche für die Führung und die Drehmomentübertragung maßgebend ist, verloren­ geht.

Claims (8)

1. Werkzeug zum Einsetzen in eine Werkzeugaufnahme für dem Meißeln und/oder Schlagbohren dienende Handwerkzeuggeräte mit einem Einspannschaft (1, 6), der mindestens eine axial geschlossene Verriegelungsnut (3, 8) und mindestens zwei axial zum freien Ende des Einspannschaftes (1, 6) hin offene Drehmitnahmenuten (2, 7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine axial zum freien Ende des Einspannschaftes (1, 6) hin offene Längsnut (4, 9) vorgesehen ist, welche derart angeordnet ist, daß sich Längsnut (4, 9) und Verriegelungsnut (3, 8) in ihrer Axial­ projektion unter Bildung einer von der rückwärtigen Stirnseite des Einspannschaftes (1, 6) abgewandten Schulterfläche (3a, 8a) überlappen und mindestens eine weitere axial geschlossene Verriegelungsnut (5, 10) derart vorgesehen ist, daß sich eine der Drehmitnahmenuten (2, 7) und die weitere Verriegelungsnut (5, 10) unter Bildung einer weiteren, von der rückwärtigen Stirnseite des Einspannschaftes (1, 6) abge­ wandten Schulterfläche (5a, 10a) in ihrer Axialprojektion überlappen.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsnut (4, 9) der­ art angeordnet ist, daß zu den benachbarten Drehmitnahmenuten (2, 7) in Umfangs­ richtung ungleiche Abstände bestehen.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Längsnuten (4, 9) vorgesehen sind, deren jeweilige Axialprojektion die Axialprojektion von jeweils zwei Verriegelungsnuten (3, 8) unter Bildung von der rückwärtigen Stirnseite des Ein­ spannschaftes (1, 6) abgewandten Schulterflächen (3a, 8a) überlappen.

4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Längsnuten (4, 9), samt den deren Axialprojektion mit ihrer Axialprojektion überlappenden Verriege­ lungsnuten (3, 8), einander im wesentlichen diametral gegenüberliegend angeordnet sind.

5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Verriegelungsnut (5, 10) symmetrisch zur entsprechenden Drehmitnahmenut (2, 7) angeordnet ist.

6. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei weitere Verriegelungsnuten (5, 10) vorgesehen sind, die je eine Drehmitnahmenut (2, 7) unter Bildung von weiteren, von der rückwärtigen Stirnseite des Einspannschaftes (1, 6) abgewandten Schulterflächen (5a, 10a) in ihrer Axialprojektion überlappen.

7. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei weiteren Verrie­ gelungsnuten (5, 10) einander diametral gegenüberliegen.

8. Werkzeugaufnahme mit Aufnahmeöffnung für ein Werkzeug, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch mindestens ein mit den axial geschlossenen Verriegelungsnuten (3, 8) zusammenwirkendes, radial verschiebba­ res Verriegelungselement (14, 19), mindestens ein mit den weiteren axial geschlos­ senen Verriegelungsnuten (5, 10) zusammenwirkendes, radial verschiebbares weite­ res Verriegelungselement (15, 20), mindestens zwei mit den axial zum freien Ende des Einspannschaftes (1, 6) hin offenen Drehmitnahmenuten (2, 7) zusammenwir­ kende Mitnahmeleisten (11c, 16c) sowie mindestens eine mit den axial zum freien Ende des Einspannschaftes (1, 6) hin offenen Längsnuten (4, 9) zusammenwirkende Längsleiste (11d, 16d).