DD274373A1 - Werkzeugaufnahme fuer drehende und/oder schlagende werkzeuge an handwerkzeugmaschinen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugaufnahme fuer drehende und/oder schlagende Werkzeuge an Handwerkzeugmaschinen, insbesondere fuer Bohrwerkzeuge an Bohrhaemmern, bei der die Uebertragung der Arbeitsbewegung von der Handwerkzeugmaschine auf das Werkzeug mit Hilfe eines Kupplungselementes erfolgt. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass die mit dem Werkzeugschaft zusammenwirkende formschluessigen Drehmomentuebertragungselemente des Kupplungselementes stirnseitig am Kupplungselement angeordnet und als sich ueber die gesamte Stirnflaeche des Kupplungselementes erstreckende Stirnverzahnung ausgebildet sind und dass der vordere Bereich des Kupplungselementes fest mit einer Aufnahmehuelse, die mit einem Halte- bzw. Spannelement fuer den Werkzeugschaft versehen ist, verbunden ist. Durch die erfindungsgemaesse Ausbildung des Kupplungselementes wird erreicht, dass in einer Werkzeugaufnahme Werkzeugschaefte ueber einen relativ grossen Durchmesserbereich aufgenommen werden koennen. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugaufnahme für drehende und/oder schlagende Werkzeuge an Handwerkzeugmaschinen, insbesondere für Bohrwerkzeuge an Bohrhämmern, bei der die Arbeitsbewegung von einem Antriebsglied der Handwerkzeugmaschine auf das Werkzeug mit Hilfe eines Kupplungselementes übertragen wird, das mit dem Antriebsglied der Handwerkzeugmaschine sowie dem Werkzeugschaft zusammenwirkende formschlüssige Drehmomentübertragungselemente aufweist.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Zur Übertragung der Arbeitsbewegung von einer Handwerkzeugmaschine auf drehend und/oder schlagend arbeitende Werkzeuge sind bereits Werkzeugaufnahmen verschiedener Ausführungsformen bekannt.

Bei den nach den DE-OS 2842783,3413005 und 3418881 bekannten Werkzeugaufnahmen erfolgt die Übertragung der Dreh- und/oder Schlagbewegung von der Handwerkzeugmaschine auf das Werkzeug mit Hilfe von in einem Grundkörper der Werkzeugaufnahme radial bewegbaren Spannbacken. Die Spannbacken sind im Spannbereich mit Längsnocken versehen, die in entsprechend gestaltete, in Achsrichtung beidseitig geschlossene nutartige Ausnehmungen des Werkzeugschaftes eingreifen und diesen in der Werkzeugaufnahme spannen.

Da der radiale Verstellweg der Spannbacken relativ gering ist, sind diese bekannten Werkzeuyaufnahmen nur für einen eng begrenzten Werkzeugschaftdurchmesserbereich geeignet.

Durch die Anordnung von mehreren radialen nutartigen Ausnehmungen im Werkzeugschaft zur Aufnahme der Längsnocken der Spannbacken ist der kleinste spannbare Werkzeugschaftdurchmesser von der Größe der Längsnocken abhängig.

Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Werkzeugaufnahme besteht darin, daß die Spannbacken mit ihren Längsnocken bei unterschiedlichen Werkzeugschaftdurchmessern unterschiedliche Drehmomente übertragen müssen, so daß sie in ihrer Größe für das maximale Drehmoment ausgelegt werden müssen.

Außer diesen, mit Hilfe von radial verstellbaren Spannbacken arbeitenden Werkzeugaufnahmen, sind auch solche bekannt geworden, bei denen die Dreh- und/oder Schlagbewegung von einem Antriebsglied der Handwerkzeugmaschine auf das Werkzeug mit Hilfe einer Kupplungshülse übertragen wird (DE-OS 2551125, DE-PS 2618596 und DE-PS 3205063).

Die Kupplungshülse weist zu diesem Zweck mit dem Antriebsglied dei Handwerkzeugmaschine sowie mit dem Werkzeugschaft zusammenwirkende formschlüssige Drehmomentübertragungselemente auf. Während die mit dem Antriebsglied der Handwerkzeugmaschine zusammenwirkenden Drehmomentübertragungselemente der Kupplungshülse als

Innenkeilwellenprofil oder in Form von In der Aufnahmebohrung für das Antriebsglied angeordneten leistenförmigen Vorsprüngen ausgebildet sind, erfolgt die Übertragung des Drehmomentes von der Kupplungshülse auf den Werkzeugschaft mit Hilfe von in der Aulnahmebohrung für den Werkzeugschaft angeordneten leistenförmigen Vorsprüngen, die in entsprechende nutartige Ausnehmungen des Werkzeugschaftes eingreifen.

Die axiale Sicherung sowie Verriegelung des Werkzeugschaftes in der Kupplungshülse erfolgt mit Hilfe von in radialen Durchbrüchen der Kupplungshülse radial und axial verschiebbar angeordneten Kugeln, die in axialer Richtung beidseitig in geschlossene Ausnehmungen des Werkzeugschaftes eingreifen. Dadurch ist der Werkzeugschaft in der Aufnahmebohrung der Kupplungshülse axial begrenzt bewegbar.

Nachteilig an dieser bekannten Werkzeugaufnahme für drehende und/oder schlagende Werkzeuge ist die Anordnung der formschlüssigen Drehmomentübertragungselemente an der Kupplungshülse. Durch die Anordnung der leistenförmigen Vorsprünge in der Aufnahmebohrung für den Werkzeugschaft erfolgt die Übertragung des Drehmomentes von der Kupplungshülse auf den Werkzeugschaft über dessen Mantelfläche.

Dadurch können in einer Werkzeugaufnahme mit einer Kupplungsh, ise bestimmter Größe nur Werkzeuge mit ein oder zwei maßlich genau bestimmten Werkzeugschaftdurchmessern aufgenommen werden, so daß für unterschiedliche Werkzeuggrößen immer der annähernd gleiche Schaftdurchmesser erforderlich ist.

Das führt dazu, daPi für unterschiedliche Werkzeuggrößen immer der gleiche Schaftdurchmesser erforderlich ist, so daß der Materialaufwand für die Herstellung der Werkzeugschäfte relativ hoch ist und Festigkeitsnachteile auftreten können.

Es ist außerdem nachteilig, daß die vorgegebene axiale Beweglichkeit des Werkzeugschaftes in der Kupplungshülse durch die an der Kupplungshülse und am Werkzeugschsft angeordneten Verriegelungselemente auch eine radiale Beweglichkeit des Werkzeugschaftes und damit ein radiales Abkippen des. Werkzeuges zur Folge hat.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Werkzeugaufnahme für drehende und/oder schlagende Werkzeuge an Handwerkzeugmaschinen zu schaffen, die gegenüber bekannten Werkzeugaufnahmen universeller einsetzbar ist und eine Kostengünstigere Herstellung sowie eine funktionssirdere Werkzeugspannung gestattet.

Dnrlej.r;ng des Wesens der Erfindur.g

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugauinahme für drehende und/oder schlagende Werkzeuge an

Handwerkzeugmaschinen mit einem Kupplungselement zur Übertragung der Arbeitsbewegung von einem Antriebsglied der Handwerkzeugmaschine auf das Werkzeug zu entwickeln, die hinsichtlich der Ausbildung und Anordnung der formschlüssigen Elemente zur Übertragung d3r Arbeitsbewegung vom Kupplungselement auf den Werkzeugschaft sowie hinsichtlich der Ausbildung der axialen Verriegelungselemente für den Werkzeugschaft vervollkommnet wird, so daß eine Werkzeugaufnahme bestimmter Größe Werkzeugschäfte über einen relativ großen Durchmesserbereich aufzunehmen und sicher axial zu verriegeln gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die mit dem Werkzeugschaft zusammenwirkenden formschlüssigen Drehmomentübertragungselemento des Kupplungselementes stirnseitig am Kupplungselement angeordnet und als sich über die gesamte Stirnfläche des Kupplungselementes erstreckende Stirnverzahnung ausgebildet sind, und daß der vordere, dem Werkzeufjschaft zugewandte Bereich des Kupplungselementes fest mit einer den Werkzeugschaft aufnehmenden und mit einem Halte- bzw. Spannelement für den Werkzeugschaft versehenen Aufnahmehülse verbunden ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das an der mit dem Kupplungselement verbundenen Aufnahmehülse angeordnete Halte- bzw. Spannelement für den Werkzeugschaft als eine vom Werkzeugschaft durchgriffene, mit einer kegeligen Spannfläche versehene, gegenüber der Aufnahmehülse axial bewegbare Spannhülse ausgebildet.

Das Halte- bzw. Spannelement für den Werkzeugschaft kann auch als Spannfutter mit einer, die Aufnahmehülse teilweise übergreifenden, gegenüber der Aufnahmehülse axial gesicherten und drehbaren, vom Werkzeugschaft durchgriffenen Hülse sowie mehreren, mit nasenförmigen Ansätzen versehenen Druckstücken ausgebildet sein, wobei die Spannstücke mit ihren nasenföi migen Ansätzen in eine spiralförmige Nut der Hülse eingreifen und mit zur Längsachse des Werkzeugschaftes geneigten Spannflächen versehen sind.

Die erfinuungsgemäßo Werkzeugaufnahme für drehende und/oder schlagende Werkzeuge an Handwerkzeugmaschinen hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, daß durch die stirnseitige Übertragung ues Drehmomentes von dem Kupplungselement auf den Werkzeugschaft mit Hilfe einer Stirnverzahnung in einer Werkzeugaufnahme mit einem Kupplungselement bestimmter Größe Werkzeugschäfte über einen relativ großen Durchmisserbereich aufgenommen werden können, wobei der maximale Werkzeugschaftdurchmesser vom Durri .messer des Kupplungselementes im Bereich der Stirnverzahnung bestimmt wird. Dabei wirkt die an der Stirnflache de.' Werk'eugschaftes angeordnete Gegenverzahnung jeweils mit dem dem Werkzeugschaftdurchmesser entsprechenden Teil der Stirnverzahnung des Kupplungselementes zusammen.

Dadurch wird erreicht, daß sich mit größer werdendem Weikzeugschaftdurchmesser die zur Übertragung des Drehmomentes wirksame Zahnflankenfläche der Zähne der Stirnverzahnung vergrößert, wodurch <?ir*e optimale Anpassung der Größe des zu übertragenden Drehmomentes gegeben ist.

Die an der mit dem Kupplungselement fest verbundenen Aufnahmehülse der Werkz lugaufnahme angeordneten Halte- bzw. Spannelemente dienen dazu, den Werkzeugschaft mit einer geringen Spannkraft ge; en die Stirnverzahnung des •Kupplunosolementes zu pressen und den Werkzeugschaft gegen ein Herausfallen d<s Werkzeuges aus der Werkzeugaufnahme zu sichern. Außerdem dienen sie der radialen Stabilisierung des Werkzeugschaftes in der Werkzeugaufnahme.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1: eine erfindungs^emäße Werkzeugaufnahme im Längsschnitt

Fig. 2: einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1

Fig. 3: eine andere Variante einer erfindungsgemäßen Werkzeugaufnahme im Längsschnitt Fig.4: einen Schnitt entlang der Linie B-B in Fig.3

Bei der in Fig. 1 dargestellten Werkzeugaufnahme für drehende uniVoder schlagende Werkzeuge an Handwerkzeugmaschinen, wie zum Beispiel an Bohrhämmern, wird die Drehbewegung der Handwerkzeugmaschine über eine Hohlwelle 1 auf ein in der Hohlwelle 1 axial bewegbar gelagertes, gegen einen an einem inneren Absatz 2 der Hohlwelle 1 angeordneten Federring 3 abgestütztes Kupplungselement 4 übertragen. Die Übertragung der Drehbewegung von aor Hohlwelle 1 auf das Kupplungselement 4 erfolgt über eine formschlüssige Verbindung 5, beispielsweise ein Mehrkantprofil, wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht.

In einer maschinenseitig angeordneten, axial verlaufenden Sacklochbohrung 6 des Kupplungselementes 4 ist ein mit der Handwerkzeugmaschine verbundener, die Schlagbewegung der Maschine übertragender Stößel 7 axial bewegbar angeordnet. Zum Zwecke vier Übertragung des Drehmomentes auf das Werkzeug 3 sind an der werkzeugseitigen Stirnfläche des Kupplungselementes 4 formschlüssige Drehmomentül ertragungselemente angeordnet, die als sich über die gesamte Stirnfläche erstreckende Stirnverzahnung 9 ausgebildet sind. Die Stirnverzahnung 9 cös Kupplungselementes 4 wirkt mit einer entsprechenden Gegenverzahnung 10 an der hinteren Stirnfläche des Werkzeugschaftes 11 zusammen. Auf den dem Werkzeugschaft 11 zugewandten vo^rüeren Bereich 12 des Kupplungselementes 4 ist eine den Werkzeugschaft 11 aufnehmende Aufnahmehülse 13 aufgeschraubt und mit dem Kupplungselement 4 über einen Stift 14 fest verbunden. Damit der in der Aufnahmehülse 13 aufgenommene Werkzeugschaft 11 nicht aus der Aufnahmehülsö 13 herausfallen und mit einer geringeren Spannkraft gegen die Stirnverzahnung 9 des Kupplungselementes 4 gespannt werden kann, ist die Aufnahmehülse 13 am vorderen Ende mit einem Halte- bzw. Spannelement versehen.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführuiigsform der Werkzeugaufnahme ist das Halte- bzw. Spannelement als auf das vordere Ende der Aufnahmehülse aufschraubbare Spannhülse 15 ausgebildet, die vom Werkzeugschaft 11 durchgriffen wird und den Werkzeugschaft 11 über eine kegelige Spannfläche 16, die mit einem kegeligen Absatz 17 des Werkzeugschaftes 11 zusammenwirkt, gegen die Stirnverzahnung 9 des Kupplungselementes 4 spannt. Die von der Spannhülse 15 erzeugte Spannkraft ist relativ gering, da die auf das Werkzeug 8 wirkende Vorschubkraft ohnehin spannkrafterhöhend wirkt, so daß eine sichere Drehmomentübertragung von der Stirnverzahnung 9 des Kupplungselementes 4 auf die Gegenverzahnung 10 des Werkzpugschaftes 11 gewährleistet ist. Die Spannhülse 15 dient neben der axialen Sicherung des Werkzeugschaftes 11 in der Aufnahmenhülse auch seiner radialen Stabilisierung, so daß ein radiales Abkippen des Werkzeugschaftes 11 verhindert wird. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Werkzeugaufnahme erfolgt die Übertragung der Drehbewegung sowie der Schlagbewegung von der Handwerkzeugmaschine auf das Kupplungselement 4 mit Hilfe eines Stößels 7 a eine formschlüssige Verbindung 5a, beispielsweise ein Mehrkantprofil, wobei der Stößel 7a in eine axiale Ausnehmung 18 des Kupplungselementes 4 eingreift und in dieser axial bewegbar ist. Die Hohlwelle 1 hat bei diesem Ausführungsbeispiel nur eine Halte- und Lagerfunktion, wobei eine axiale Bewegung der Hohlwelle 1 und des Kupplungselementes 4 gewährleistet wird. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 ist das am vorderen Ende der Aufnahmehülse 13 angeordnete Halte- bzw. Spannelement als Spannfutter ausgebildet, das aus einer die Aufnahmehülse 13 teilweise übergreifenden, gegenüber der Aufnahmehülse 13 sxial gesicherten und drehbaren, vom Werkzeugschaft 11 durchgriffenen Hülse 19 sowie mehreren mit nasenförmigen Ansätzen 20 versehenen Druckstücken 21 besteht, wobei die Druckstücke 21 mit ihrbr« nasenförmigen Ansätzen 20 in eine spiralförmige Nut 22 der Hülse 19 eingreifen und mit zur Längsachse 23 des Werkzeugschaftes 11 geneigten Anlageflächen 24 versehen sind.

Die axiale Sicherung der Hülse 19 auf der Aufnahmehülse 13 erfolgt mit Hilfe von radial angeordneten Sicherungsstiften 25, die in radiale Bohrungen 26 der Hülse 19 sowie in eine ringnutartige Ausnehmung 27 der Aufnahmehülse 13 eingreifen und eine Drehbewegung der Hülse 19 auf der Aufnahmehülse 13 gestatten.

Bei einer Di ehung der Hülse 19 auf ü_ur Aufnahmehülse 13 werden die Druckstücke 21 radial verschoben, wobei die Anlageflächen 24 der Druckstücke 21 mit einer Kegelfläche 28 des Werkzeugschaftes 11 zusammenwirken und den Werkzeugsrhaft 11 axial und radial in der Aufnahmenhülse 13 sichern.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   1. Werkzeugaufnahme für drehende und/oder schlagende Werkzeuge an Handwerkzeugmaschinen, insbesondere für Bohrwerkzeuge an Bohrhämmern, bei der die Arbeitsbewegung von einem Antriebsglied der Handwerkzeugmaschine auf das Werkzeug mit Hilfe eines axial bewegbaren Kupplungselementes übertragen wird, das mit dem Antriebsglied der Handwerkzeugmaschine sowie dem Werkzeugschaft zusammenwirkende formschlüssige Drehmomentübertragungselemente aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Werkzeugschaft (11) zusammenwirkenden formschlüssigen Drehmomentübertragungselemente des Kupplungselementes (4) stirnseitig am Kupplungselement (4) angeordnet und als sich über die gesamte Stirnfläche des Kupplungselementes (4) erstreckende Stirnverzahnung (9) ausgebildet sind und daß der vordere, dem Werkzeugschaft (11) zugewandte Bereich (12) des Kupplungselementes (4) fest mit einer den Werkzeugschaft (11) aufnehmenden und mit einem Halte-bzw. Spannelement für den Werkzeugschaft (11) versehenen Aufnahmehülse (13) verbunden ist.
2. 2. Werkzeugaufnahme für drehende und/oder schlagende Werkzeuge an Handwerkzeugmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halte- bzw. Spannelement der Aufnahmehülse (13) als eine vom Werkzeugschaft (11) durchgriffene, mit einer kegeligen Spannfläche (16) versehene, gegenüber der Aufnahmehülse (13) exial bewegbare Spannhülse (Ί5) ausgebildet sind.
3. 3. Werkzeugaufnahme für drehende und/oder schlagende Werkzeuge an Handwerkzeugmaschinen nech Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halte- bzw. Spannelement der Aufnahmehülse (13) als Spannfutter mit einer die Aufnahmehülse (13) teilweise übergreifenden, gegenüber der Aufnahmehülse (13) axial gesicherten und drehbaren, vom Werkzeugschaft (11) durchgriffenen Hülse (19) sowie mehreren, mit nasenförmigen Ansätzen (20) versehenen Druckstücken (21) ausgebildet ist, wobei die Druckstücke (21) mit ihren nasenförmigen Ansätzen (20) in eine spiralförmige Nut (22) der Hülse (19) eingreifen und mit zur Längsachse (23) des Werkzeugschaftes (11) geneigten Anlageflächen (24) versehen sind.