DE102008040701A1

DE102008040701A1 - Werkzeugloser Bithalter für Spiralsägen

Info

Publication number: DE102008040701A1
Application number: DE102008040701A
Authority: DE
Inventors: Harald Mundelein Krondorfer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-07-27
Filing date: 2008-07-24
Publication date: 2009-04-02
Also published as: US8061718B2; US20090026718A1

Abstract

Hierin wird ein Bithalter für ein angetriebenes Werkzeug offenbart. Bei einer Ausführungsform umfasst der Bithalter eine Arbeitswelle mit einem langgestreckten Bitkanal, der zur Aufnahme eines Werkzeugbits für das angetriebene Werkzeug ausgelegt ist. Ein Hohlraum ist in einer Umfangswand der Arbeitswelle vorgesehen. Der Hohlraum erstreckt sich in einer radialen Richtung vom Bitkanal zu einem äußeren Teil der Arbeitswelle. Ein bewegliches Sperrelement ist in dem Hohlraum der Arbeitswelle angeordnet. Eine Klemmhülse ist in dem Bitkanal getrennt von dem Hohlraum angeordnet. Die Klemmhülse enthält einen zusammenlegbaren Endabschnitt, um mit ihm den Werkzeugbit einzuklemmen. Eine Klemmhülsenmutter steht mit der Arbeitswelle drehbar in Eingriff und ist zwischen einer Freigabestellung und einer Arretierungsstellung bewegbar. In der Arretierungsstellung klemmt die Klemmhülsenmutter den zusammenlegbaren Endabschnitt der Klemmhülse, während sie außerdem das Sperrelement in die Vertiefung des Bits drückt.

Description

FACHGEBIET
Diese Anmeldung betrifft das Fachgebiet von angetriebenen Werkzeugen, einschließlich angetriebener Elektrowerkzeuge, und Bithalter für solche angetriebenen Werkzeuge.
HINTERGRUND
Angetriebene Werkzeuge sind weit verbreitet, um verschiedene Arbeiten auszuführen. Angetriebene Werkzeuge umfassen solche Werkzeuge mit einer angetriebenen Arbeitswelle, wo ein Werkzeugbit an der Arbeitswelle befestigt ist. Ein Einspannfutter, eine Klemmhülse oder ein anderes Mittel ist am Ende der Arbeitswelle vorgesehen und wird üblicherweise zum Befestigen des Werkzeugbits an der Arbeitswelle benutzt. Abhängig von dem verwendeten Werkzeugbit können mit dem angetriebenen Werkzeug unterschiedliche Aufgaben, wie Bohren, Spanen, Ziselieren, Schleifen, Polieren und viele andere Anwendungen ausgeführt werden. Beispiele von angetriebenen Werkzeugen umfassen Bohrer und Spiralsägen.
Benutzer von angetriebenen Werkzeugen wünschen häufig, schnell von einem Bit zu einem anderen zu wechseln, um verschiedene Tätigkeiten auszuführen oder Einsätze verschiedener Größen zu benutzen. Wenn ein Bit in einem angetriebenen Werkzeug gewechselt wird, muss der neue Bit an der Arbeitswelle sowohl in einer axialen Richtung als auch einer Umfangsrichtung befestigt werden und muss auch im Bithalter zentriert werden. Das Befestigen des Bits an der Arbeitswelle in axialer Richtung verhindert, dass der Bit während des Arbeitsvorgangs aus dem Werkzeug gezogen wird. Das Befestigen des Bits an der Arbeitswelle in Umfangsrichtung hindert den Bit am Rutschen und stellt sicher, dass die Drehkraft/das Drehmoment von der Arbeitswelle richtig auf den Bit übertragen wird. Das Zentrieren des Bits in dem Bithalter sorgt für ein ausgewuchtetes Werkzeug, das die gewünschte Arbeit richtig ausführt.
Einige Werkzeuge des Standes der Technik benötigen ein zusätzliches Werkzeug, wie einen Schlüssel, um den Werkzeugbit richtig an der Arbeitswelle zu befestigen. Jedoch kann ein Benutzer, der schnell von einem Bit zu einem anderen wechseln will, das Erfordernis eines zusätzlichen Werkzeugs als lästig empfinden. Demzufolge wäre es wünschenswert, einen Bithalter für ein angetriebenes Werkzeug zu schaffen, der nicht die Verwendung eines zusätzlichen Werkzeugs zum Befestigen des Bits an der Arbeitswelle des angetriebenen Werkzeugs erfordert. Ferner wäre es für einen solchen werkzeuglosen Bithalter wünschenswert, dass der Bit in der axialen und der Umfangsrichtung wirksam an der Arbeitswelle des angetriebenen Werkzeugs befestigt wird, während der Bit außerdem in dem Bithalter zentriert wird.
Es wäre wünschenswert, einen werkzeuglosen Bithalter zu schaffen, der eines oder mehrere der zuvor erwähnten oder andere vorteilhafte Merkmale bietet, wie den diese Offenbarung Lesenden klar sein dürfte. Jedoch erstrecken sich die hierin offenbarten Lehren auf solche Ausführungsformen, die ungeachtet dessen, ob sie einen oder mehrere der zuvor erwähnten Vorteile erreichen, in den Anwendungsbereich der beigefügten Ansprüche fallen.
KURZFASSUNG
Eine Ausführungsform eines Bithalters für ein angetriebenes Werkzeug weist eine Arbeitswelle mit einem langgestreckten Bitkanal auf, der in einem Ende der Arbeitswelle ausgebildet ist. Der langgestreckte Bitkanal umfasst einen Bitsitz und einen Klemmhülsensitz. In der Arbeitswelle ist ein Hohlraum vorgesehen, der sich von dem Bitsitz zu einem äußeren Abschnitt der Arbeitswelle erstreckt. Ein Sperrelement ist in dem Hohlraum der Arbeitswelle angeordnet. Das Sperrelement besteht aus einer Kugel oder einem anderen Element, das innerhalb des Hohlraums zwischen einer inneren Öffnung zum Bitsitz und einer äußeren Öffnung zur Außenseite der Arbeitswelle bewegbar ist. Eine Klemmhülse ist in dem Klemmhülsensitz des Bitkanals angeordnet. Die Klemmhülse enthält zwei entgegengesetzte zusammenlegbare Endabschnitte, wobei jeder zusammenlegbare Endabschnitt mehrere Finger mit Schlitzen zwischen den Fingern aufweist. Eine Buchse steht mit der Arbeitswelle in Eingriff und ist auf der Arbeitswelle zwischen einer Freigabestellung und einer Sperrstellung bewegbar. Wenn sich die Buchse in der Sperrstellung befindet, klemmt die Buchse einen der zusammenlegbaren Endabschnitte der Klemmhülse ein, wobei sie die Finger dichter zusammendrückt. Wenn sich die Buchse in der Sperrstellung befindet, drückt die Buchse auch das Sperrelement zumindest teilweise in den Bitkanal. Wenn im Bitkanal ein Bit angeordnet ist, steht die Kugel mit einer Umfangsnut am Bit in Eingriff, um den Bit im Bitkanal zu arretieren. Wenn die Buchse in die Freigabestellung bewegt wird, wird eine innere ringförmige Nut an der Buchse mit dem Hohlraum in der Arbeitswelle ausgerichtet. Das in dem Hohlraum angeordnete Sperrelement kann in die innere ringförmige Nut gedrückt werden, wenn sich die Buchse in der Freigabestellung befindet und öffnet somit den Bitkanal, so dass der Werkzeugbit in den Bitkanal eingefügt oder aus ihm herausgezogen werden kann.
Bei zumindest einer Ausführungsform ist der Bitsitz mit einem vieleckigen Querschnitt gestaltet, um mit einer komplementären Form an einem Werkzeugbit in Eingriff zu gelangen, so dass eine geometrische Verriegelung zwischen dem Bitsitz und dem Werkzeugbit gebildet wird.
Die zuvor beschriebenen Merkmale und Vorteile sowie andere werden durchschnittlichen Fachleuten auf diesem Gebiet durch Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen leichter offenbar.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 stellt eine Schnittzeichnung eines werkzeuglosen Bithalters mit einer Buchse in einer Freigabestellung dar,
2 stellt eine Seitenansicht eines Bits dar, der zur Anordnung in dem werkzeuglosen Bithalter der 1 ausgelegt ist,
3 stellt eine Schnittzeichnung des werkzeuglosen Bithalters der 1 mit der Buchse in einer Sperrstellung dar,
4 stellt eine Schnittzeichnung des in dem werkzeuglosen Bithalter angeordneten Bits der 2 dar,
5 stellt eine alternative Ausführungsform des werkzeuglosen Bithalters der 1 mit der Buchse in einer Sperrstellung dar,
6 stellt eine Vorderansicht einer zur Verwendung mit dem werkzeuglosen Bithalter der 5 ausgelegten Scheibe dar,
7 stellt eine Vorderansicht einer alternativen Ausführungsform der Scheibe der 6 dar,
8 stellt eine Seitenansicht der Scheibe der 7 dar,
9 stellt eine Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform des Bits der 2 dar,
10 stellt eine Schnittzeichnung des Bits der 9 entlang der Linie X-X dar,
11 stellt eine Schnittzeichnung einer alternativen Ausführungsform des Bits der 2 dar, und
12 stellt eine Schnittzeichnung einer anderen alternativen Ausführungsform des Bits der 2 dar.
BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf 1 ist eine beispielhafte Ausführungsform eines Bithalters 11 für ein angetriebenes Werkzeug dargestellt. Der Bithalter 11 weist eine Arbeitswelle 12, ein Sperrelement 14, eine Klemmhülse 16 und eine äußere Buchse 18 auf. Die Buchse 18 steht mit der Arbeitswelle 12 in Eingriff und ist auf der Arbeitswelle zwischen einer Freigabestellung und einer Sperrstellung bewegbar. Wie nachstehend dargelegt ist, ist die Buchse so gestaltet, dass sie sowohl mit dem Sperrelement 14 als auch der Klemmhülse 16 in Eingriff steht, um entweder einen drehbaren Werkzeugbit 20 an der Arbeitswelle 12 zu befestigen oder einen Werkzeugbit 20 von der Arbeitswelle 12 zu lösen.
Die Arbeitswelle 12 ist eine im Allgemeinen zylindrische Welle mit kreisrundem Querschnitt, die als angetriebene Abtriebswelle eines angetriebenen Werkzeugs vorgesehen ist. Alternativ kann die Arbeitswelle an die Abtriebswelle eines angetriebenen Werkzeugs angeschlossen sein. Wie in 1 dargestellt ist, ist an einem Ende 32 der Arbeitswelle 12 ein langgestreckter Bitkanal 30 ausgebildet. Der Bitkanal 30 wird durch eine vordere Mündung/Öffnung 34 in dem Ende 32 der Arbeitswelle 12 und eine Umfangswand 36 am Ende der Arbeitswelle begrenzt.
Die Umfangswand 36 begrenzt zwei ausgeprägte Abschnitte in dem langgestreckten Bitkanal 30. Insbesondere weist der langgestreckte Bitkanal 30 einen Bitsitz 40 und einen Klemmhülsensitz 42 auf. Der Abschnitt des langgestreckten Bitkanals 30 mit dem Bitsitz 40 ist zur Aufnahme des Endes eines drehbaren Werkzeugbits, wie des drehbaren Werkzeugbits 20 der 2 ausgelegt. Bei zumindest einer Ausführungsform weist der Bitsitz 40 einen nicht-kreisrunden Querschnitt auf, wie beispielsweise einen sechseckigen oder anderen mehreckigen Querschnitt. Der Abschnitt des langgestreckten Bitkanals 30 mit dem Klemmhülsensitz 42 ist vor dem Bitsitz 40 an dem Ende 32 der Arbeitswelle 12 vorgesehen, so dass der Klemmhülsensitz 42 nahe einer Endspitze der Arbeitswelle 12 angeordnet ist. Der Klemmhülsensitz 42 hat einen kreisrunden Querschnitt und ist zur Aufnahme der Klemmhülse 16 ausgelegt.
Ein Hohlraum 44 erstreckt sich durch die Umfangswand 32 der Arbeitswelle 12. Der Hohlraum 44 bietet einen querlaufenden Durchlass, der sich von dem Abschnitt des langgestreckten Bitkanals 30 mit dem Bitsitz 40 in einer radialen Richtung zu einem äußeren Abschnitt der Arbeitswelle 12 erstreckt. Dementsprechend weist der Hohlraum 44 eine innere Öffnung 46, die zu dem Bitkanal 30 führt, und eine äußere Öffnung 48 (siehe 3) auf, die sich zur Außenfläche der Arbeitswelle 12 öffnet. Die innere Öffnung 46 ist ein wenig ko nisch, so dass der Durchmesser des Hohlraums 44 an der inneren Öffnung 46 etwas kleiner als in den anderen Abschnitten des Hohlraums 44 ist.
Der Hohlraum 44 ist dafür ausgelegt, das Sperrelement 14 zu halten. Bei der aufgezeigten Ausführungsform ist das Sperrelement 14 eine sphärische Kugel 38. Die Kugel 38 ist innerhalb des Hohlraums 44 zwischen der inneren Öffnung 46 und der äußeren Öffnung 48 bewegbar. Der Durchmesser des Durchlasses ist an der der inneren Öffnung 46 etwas kleiner als der Durchmesser der Kugel 38, so dass die Kugel 38 nur teilweise durch die innere Öffnung 46 hindurch und nur teilweise in den Bitkanal 30 hinein gelangen kann. Durch Blockieren der Kugel 38, dass sie vollständig in den Bitkanal 30 hindurchgeht, wird die Kugel 38 innerhalb des Hohlraums 44 gehalten, auch wenn sich der Bit 20 nicht im Bitkanal 30 befindet.
Der drehbare Werkzeugbit 20 weist einen langgestreckten Schaft auf, der einen geometrischen Arretierungsabschnitt 22, eine Umfangsnut 24, einen kreisrunden Schaftabschnitt 25 und ein arbeitsfähiges Teil 27 in der Form eines spanabhebenden Abschnitts aufweist. Der geometrische Arretierungsabschnitt 22 ist an einem Endabschnitt 21 des Bits 20 vorgesehen. Die Querschnittsform des geometrischen Arretierungsabschnitts 22 ist nicht-kreisförmig und entspricht genau dem nicht-kreisförmigen Querschnitt des Bitsitzes 40. Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform ist der geometrische Arretierungsabschnitt 22 des Bits 20 sechseckig und im Durchmesser etwas kleiner dimensioniert als der Bitsitz 40. Dies ermöglicht, den sechseckigen geometrischen Arretierungsabschnitt 22 des Bits 20 leicht in den Bitsitz 40 einzupassen. Die entsprechenden nicht-kreisförmigen Gestaltungen, die am Bitsitz 40 und dem geometrischen Arretierungsabschnitt 22 des Bits 20 festgelegt sind, erleichtern eine geometrische Arretierung, wobei der Bit 20 in dem Bitsitz 40 in der Umfangsrichtung befestigt wird, während der Bit 20 in einer axialen Richtung mit dem Bitsitz 40 in einem lösbaren Eingriff bleibt. 4 stellt den geometrischen Arretierungsabschnitt 22 des Bits 20 vollständig in den Bitsitz 40 eingefügt dar, so dass das Ende 21 des Bits 20 an eine Rückwand 41 des Bitsitzes 40 anstößt.
Bei der Ausführungsform der 2 ist die Umfangsnut 24 an dem geometrischen Arretierungsabschnitt 22 am Ende 21 des Schaftes des Bits 20 vorgesehen. Die Nut 24 ist auf der Achse des Schafts des Bits 20 zentriert und die Form der Nut 24 ist durch einen Krümmungsradius bestimmt, der im Wesentlichen dem Radius der Kugel 38 entspricht. Diese Nutform ermöglicht, dass ein Teil der Kugel 38 tatsächlich in die Nut 24 entlang dem Krümmungsradius hineinpasst, wenn die Kugel 38 mit der Nut 24 in Eingriff steht. 4 zeigt ebenfalls die mit der Umfangsnut 24 des Bits 20 in Eingriff stehende Kugel 38, wenn der Bit 20 vollständig in den Bitkanal 30 eingesetzt ist. Wenn sich die Kugel 38 in dieser Stellung befindet, wobei sie mit der Umfangsnut 24 des Bits 20 in Eingriff steht, ist der Bit 20 an seinem Platz im Bitkanal in der axialen Richtung arretiert. Während die Umfangsnut 24 in 2 mit einem Krümmungsradius dargestellt ist, kann die Nut auch in anderen Bauformen vorgesehen sein, wie als eckige Nut oder anders geformte Nut.
Wie in den 2 und 4 dargestellt ist weist der Bit 20 ferner einen kreisrunden Schaftabschnitt 25 angrenzend an den geometrischen Arretierungsabschnitt 22 auf. Der kreisrunde Schaftabschnitt 25 besteht aus einem zylindrischen Abschnitt mit einer relativ glatten Außenfläche. Die Querschnittsform des kreisrunden Schaftabschnitts 25 ist kreisförmig. Wie nachstehend in weiteren Einzelheiten erläutert wird, ist dieser kreisrunde Schaftabschnitt 25 dafür ausgelegt, mit dem zusammenlegbaren Endabschnitt der Klemmhülse 16 in Eingriff zu kommen.
Nächst dem kreisrunden Schaftabschnitt 25 an einem entgegengesetzten Ende 26 des Bits 20 ist ein Bearbeitungsteil 27 vorgesehen. Der Bearbeitungsteil 27 ist der Teil des Bits, der zur Ausführung irgendeiner Arbeit, wie Spanen, ausgelegt ist. Beispielsweise kann der Bearbeitungsteil 27 aus einem Bohrer oder einer Säge bestehen, der bzw. die durch die Arbeitswelle gedreht wird. Der Bit 20 kann als integrales Teil oder anders geformt sein, so dass die zwei Enden 21 und 26 miteinander verbunden sind, um ein einheitliche Teil zu bilden.
Wieder unter Bezugnahme auf 1 ist die Klemmhülse 16 in dem Klemmhülsensitz 42 des Bitkanals 30 angeordnet. Die Klemmhülse 16 ist hauptsächlich zylindrisch und weist einen ersten zusammenlegbaren Endabschnitt 50 mit einem entgegengesetzten zweiten zusammenlegbaren Endabschnitt 52 auf. Sowohl an dem ersten zusammenlegbaren Endabschnitt 50 als auch dem zweiten zusammenlegbaren Endabschnitt 52 sind Öffnungen geformt, die so bemessen sind, dass der Werkzeugbit 20 vollständig durch die Klemmhülse 16 hindurchgehen kann. Der erste zusammenlegbare Endabschnitt 50 der Klemmhülse ist in dem Klemmhülsensitz 42 angeordnet und der zweite zusammenlegbare Endabschnitt 52 erstreckt sich über den Klemmhülsensitz 42 und die Spitze der Arbeitswelle 12 hinaus.
Die zusammenlegbaren Endabschnitte 50, 52 weisen mehrere Finger mit Schlitzen auf, die sich jeweils zwischen zwei Fingern erstrecken. Beispielsweise kann der zweite zusammenlegbare Endabschnitt 52 drei Finger 54 enthalten, die in Bezug aufeinander unter 120° Winkeln angeordnet sind, wobei die zugehörigen, die Finger 54 trennenden Schlitze 56 ebenfalls unter 120° Winkeln angeordnet sind. Die Schlitze 56 ermöglichen, dass die Finger 54 zusammengedrückt werden, um an dem zusammenlegbaren Ende 52 eine Öffnung mit kleinerem Durchmesser zu erzeugen als vorgesehen ist, wenn die Finger nicht zusammengedrückt werden. Weil die Klemmhülse 16 aus einem federnden Werkstoff besteht, kehren die Finger 54 in ihre Beharrungsstellung, in der die Schlitze 56 jeden der Finger trennen, zurück, wenn eine zusammendrückende Kraft von den Fingern 54 weggenommen wird. Die Spitzen 58 der Finger 54 an dem zweiten zusammenlegbaren Endabschnitt 52 der Klemmhülse sind abgefast und so ausgelegt, dass sie mit einem kegligen Abschnitt 66 der Buchse 18 in Eingriff kommen. In gleicher Weise sind die Finger an dem ersten zusammenlegbaren Endabschnitt der Klemmhülse abgefast und so ausgelegt, dass sie mit einem kegligen Abschnitt in dem Klemmhülsensitz 42 in Eingriff kommen. Die Finger 54 an dem zweiten zusammenlegbaren Endabschnitt 52 erstrecken sich über die vordere Öffnung 34 der Arbeitswelle 12 hinaus und bieten Zugang zu dem zusammenlegbaren Endabschnitt 52 der Klemmhülse, so dass die Finger zusammengeklemmt werden können, wie nachstehend weiter im Einzelnen beschrieben wird.
Die Buchse 18 ist als Klemmhülsenmutter vorgesehen, welche mit der Außenfläche der Arbeitswelle 12 in Eingriff steht. Der Eingriff zwischen der Arbeitswelle 12 und der Buchse 18 ist ein Gewindeeingriff, so dass ein Drehen der Buchse 18 die Buchse 18 veranlasst, sich in einer axialen Richtung entlang der Arbeitswelle 12 zu bewegen. Die Gewindegänge 17 sind an der Außenfläche der Arbeitswelle 12 vorgesehen mit komplementären Gewindegängen 19 an der Innenfläche der Buchse. Obgleich hierin für die Ausführungsform der 1 ein beispielhaftes Gewindeverhältnis beschrieben ist, werden Fachleute auf diesem Gebiet klar erkennen, dass andere Anordnungen, wie andere Gewindeanordnungen, für den Eingriff zwischen der Buchse 18 und der Arbeitswelle 12 möglich sind, so dass sich die Buchse in der axialen Richtung entlang der Arbeitswelle bewegen kann.
Die Buchse 18 weist eine hintere Öffnung 60, eine vordere Öffnung 62 und eine Umfangswand 64 auf. Die hintere Öffnung 60 ist kreisrund und zur Aufnahme der Arbeitswelle 12 ausgelegt. Die vordere Öffnung 62 ist im Allgemeinen kreisrund und bildet eine Mündung, die zur Aufnahme und für den Durchgang des Werkzeugbits 20 ausgelegt ist. Der Durchmesser der Mündung 62 ist kleiner als derjenige der hinteren Öffnung 60. Die Umfangswand 64 erstreckt sich zwischen der hinteren Öffnung 60 und der vorderen Öffnung 62. Bei der hierin offenbarten Ausführungsform weist die Umfangswand 64 eine zylindrische Außenfläche mit einem gewöhnlich sechseckigen Querschnitt und eine zylindrische Innenfläche mit einem üblicherweise kreisrunden Querschnitt auf.
Die Umfangswand 64 enthält eine ringförmige innere Nut 68, die in der Innenfläche der Umfangswand 64 ausgebildet ist. Die ringförmige Nut 68 liegt der Arbeitswelle 12 gegenüber und ist groß genug, um wenigstens einen Teil der Kugel 38 aufzunehmen, wenn die Nut 68 mit dem Hohlraum 44 der Arbeitswelle 12 ausgerichtet ist. Weil die Buchse 18 so ausgelegt ist, dass sie axial entlang der Arbeitswelle 12 bewegbar ist, kann die ringförmige Nut 68 in Ausrichtung mit dem Hohlraum 44 bewegt werden, wie in 1 dargestellt ist, und aus der Ausrichtung mit dem Hohlraum 44 bewegt werden, wie in 3 dargestellt ist. Wenn die ringförmige Nut 68 mit dem Hohlraum 44 ausgerichtet ist, wie in 1 dargestellt ist, befindet sich die Buchse 18 in einer Freigabestellung, weil die Kugel 38 frei ist, sich in die Nut 68 zu bewegen und den langgestreckten Bitkanal vollständig für einen Werkzeugbit zu öffnen. Wenn die ringförmige Nut 68 nicht mit dem Hohlraum 44 ausgerichtet ist, wie in 3 dargestellt ist, befindet sich die Buchse 18 in einer arretierten Stellung, weil die Umfangswand 64 der Buchse die Kugel 38 zur inneren Öffnung 46 des Hohlraums 44 drückt, so dass ein Teil der Kugel 38 in den Bitkanal 30 ragt, um den Bitkanal 30 teilweise zu blockieren. Wenn der Bit 20 vollständig in den Bitkanal eingefügt ist, wie in 4 dargestellt ist, steht die Kugel 38 mit der Umfangsnut 24 in Eingriff, wobei sie den Bit in dem Bitkanal in der axialen Richtung arretiert.
Ein kegliger Abschnitt 66 ist an der Innenfläche der Umfangswand 64 der Buchse 18 nahe der Mündung 62 der Buchse 18 vorgesehen. Der keglige Abschnitt 66 ist als ein konischer Teil ausgebildet, der einen den Spitzen 58 der Finger ähnlichen Kegelwinkel aufweist. Wenn der keglige Abschnitt 66 der Buchse 18 die Spitzen 58 der Finger 54 berührt, wenn die Buchse axial nach hinten bewegt wird, d. h., wenn die Mündung 62 zur Klemmhülse 16 bewegt wird, gleiten die Spitzen 58 der Finger 54 entlang dem kegligen Abschnitt 66 der Buchse 18 zur Mündung 62. Weil die Finger 54 entlang dem kegligen Abschnitt 66 der Buchse 18 gleiten, bewegen sich die Finger 54 aufeinander zu, und bringen somit die zusammenlegbaren Enden der Klemmhülse 16 zusammen. Demzufolge wirkt die Buchse 18 als Klemme, die den zusammenlegbaren Endabschnitt 52 der Klemmhülse 16 einklemmt und die Finger 54 der Klemmhülse dichter zusammendrückt. Wenn ein Bit 20 im Bitkanal 30 angeordnet ist, wie in 4 dargestellt ist, werden die Finger 54 rund um den Bit 20 zusammengelegt und klemmen den Bit 20 ein, wenn die Buchse 18 die Klemmhülse 16 einklemmt. Dieser Klemmvorgang der Finger 54 zentriert den Bit 20 innerhalb des Bithalters und liefert eine zusätzliche kraftschlüssige Passung zwischen dem Bithalter 11 und dem Bit 20.
Im Betrieb bietet der Bithalter 11 einen Mechanismus zum sicheren Festhalten eines Werkzeugbits darin, ohne dass Werkzeuge benötigt werden. Beginnend mit der Freigabestellung der 1 befindet sich die Buchse 18 in einer Freigabestellung, so dass sie das zusammenlegbare Ende der Klemmhülse nicht einklemmt. Ferner ist die ringförmige Nut der Buchse mit dem quer angeordneten Hohlraum 44 in der Arbeitswelle 12 ausgerichtet, was ermög licht, dass sich die Kugel 38 teilweise in die ringförmige Nut 68 erstreckt, so dass der Bitkanal 30 von der Kugel 38 frei ist.
Infolge von dieser Freigabestellung der 1 kann ein Bit 20 in den Bitkanal 30 eingefügt werden. Während der Bit in den Bitkanal 30 gedrückt wird, erfasst der sechskantgeometrische Arretierungsabschnitt 22 des Bits die Kugel 38, drückt die Kugel aus dem Bitkanal 30 und in die ringförmige Nut 68 der Buchse 18. Wenn der Bit 20 vollständig in den Bitkanal 30 eingesetzt ist, ist die Umfangsnut 24 des Bits 20 mit dem Hohlraum 44 ausgerichtet, wie in 4 dargestellt ist. Die Buchse 18 wird dann gedreht, um die Buchse 18 in die Sperrstellung zu bewegen, die ebenfalls in 4 dargestellt ist. Die Gewindeverbindung zwischen der Buchse 18 und der Arbeitswelle 12 veranlasst die Buchse sich axial entlang der Arbeitswelle 12 zu bewegen, wenn die Buchse 18 gedreht wird. Weil die ringförmige Nut 68 der Buchse 18 aus der Ausrichtung mit dem Hohlraum 64 bewegt wird, drückt die Umfangswand 64 die Kugel in die Umfangsnut 24 des Bits 20, wobei der Bit 20 in dem Bitkanal 30 axial arretiert wird. Ein weiteres Drehen der Buchse 18 bringt den kegligen Abschnitt 66 der Buchse 18 mit den Fingerspitzen 58 der Klemmhülse 16 in Eingriff. Weil der keglige Abschnitt 66 der Buchse 18 mit der Klemmhülse 16 weiter in Eingriff gebracht wird, laufen die Fingerspitzen 58 der Klemmhülse 16 entlang dem kegligen Abschnitt 66 der Buchse 18 und verursacht, dass die Finger 54 der Klemmhülse nach innen zusammenlegen und den Bit 20 festklemmen. Dieser Klemmvorgang durch die Klemmhülse 16 sichert den Bit 20 weiter an seinem Platz innerhalb des Bithalters 11, während er ebenfalls sicherstellt, dass der Bit 20 innerhalb des Bithalters zentriert wird.
Zum Herausnehmen des Bits 20 aus dem Bithalter 11 wird die Buchse 18 in der entgegengesetzten Richtung gedreht, so dass sich der keglige Abschnitt 66 der Buchse 18 von den Fingerspitzen 58 der Klemmhülse 16 wegbewegt. Sobald die Buchse 18 in die in 1 dargestellte Stellung zurückgekehrt ist, kann der Bit 20 aus dem Bitkanal 30 gezogen werden. Weil der Bit 20 axial von dem Bitkanal 30 weggezogen wird, drückt der geometrische Arretierungsabschnitt 22 des Bits die Kugel 38 in die ringförmige Nut 68 der Buchse 18, so dass der Bitsitz 40 freigegeben und ermöglicht wird, dass der Bit 20 aus dem Bitkanal 30 entfernt wird.
Eine alternative Ausführungsform des Bithalters 11 ist in 5 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform enthält der Bithalter ferner ein Sicherungselement 70, das so ausgelegt ist, dass es mit der Buchse 18 in Eingriff steht, wenn sich die Buchse in der Sperrstellung befindet, und die Buchse 18 an der Arbeitswelle 12 befestigt. Bei der Ausführungsform der 5 ist das Sicherungselement 70 eine Scheibe 71. Die Arbeitswelle 12 enthält einen ersten Wel lenabschnitt 80 mit einem größeren Außendurchmesser, der mit einem zweiten Wellenabschnitt 82 mit einem kleineren Außendurchmesser verbunden ist. Zwischen dem ersten Wellenabschnitt 80 und dem zweiten Wellenabschnitt 82 ist eine Schulter 84 definiert. Eine Feder 86 ist auf dem zweiten Wellenabschnitt 82 zwischen der Schulter 84 und der Scheibe 71 angeordnet. In dem zweiten Wellenabschnitt 82 ist ein kurzer axialer Schlitz 88 enthalten und ist zum Eingriff mit einem Lappen 98 ausgelegt, der an der Scheibe 71 vorgesehen ist und somit ein Drehen der Scheibe auf der Welle verhindert.
Die Scheibe 71 ist auf dem zweiten Wellenabschnitt 82 zwischen der Feder 86 und der Buchse 18 angeordnet und liegt koaxial zum zweiten Wellenabschnitt 82. Die Scheibe 71 weist eine hintere Fläche, die mit der Feder 86 in Berührung steht, und eine vordere Fläche 90 auf, die mit der Buchse 18 in Berührung steht. Wie in 6 dargestellt ist, enthält die vordere Fläche 90 mehrere Oberflächenunregelmäßigkeiten 92. Bei der Ausführungsform der 6 sind die Unregelmäßigkeiten Vertiefungen oder Höcker 93, die von der vorderen Fläche 90 vorstehen. Die Höcker sind so ausgelegt, dass sie mit komplementären Ausnehmungen 96 in Eingriff stehen, die im Ende der Buchse 18 geformt sind. Der Lappen 98 der Scheibe erstreckt sich radial nach innen und ist zum Eingriff mit dem axialen Schlitz 88 an der Arbeitswelle 12 ausgelegt.
Wie in 5 dargestellt ist, ist die Scheibe 71 auf der Arbeitswelle 12 mit dem sich in den axialen Schlitz 88 erstreckendem Lappen 98 ausgerichtet. Die Feder 86 spannt die Scheibe 71 in Richtung der Buchse 18 vor, so dass die Höcker 93 an der Scheibe 71 sich in die Ausnehmungen 96 an der Buchse erstrecken. Dieser Eingriff zwischen den Höckern 93 und den Ausnehmungen 96 sichert die Scheibe 71 an der Buchse 18 in der Umfangsrichtung. Ebenso sichert der Eingriff zwischen dem Lappen 98 und dem Schlitz 88 die Scheibe 71 an der Arbeitswelle in einer Umfangsrichtung. Demzufolge ist die Buchse 18 kraft der Scheibe 71 in der Umfangsrichtung lösbar an der Arbeitswelle befestigt.
Zum Lösen der Buchse 18 von der Arbeitswelle 12, so dass die Buchse 18 gedreht werden kann, wird die Scheibe 71 weg von der Buchse 18 nach hinten gezogen. Wenn die Scheibe 71 von der Buchse 18 weggezogen wird, werden die Höcker 93 aus den komplementären Ausnehmungen 96 an der Buchse entfernt und die Scheibe 71 drückt die Feder 86 gegen die Schulter 84 zusammen. Mit der Scheibe 71 in dieser hinteren Stellung kann die Buchse 18 entweder in Richtung der Freigabestellung oder der Arretierungsstellung gedreht werden, wie zuvor beschrieben wurde. Sobald die Buchse 18 in der gewünschten Stellung angeordnet ist, wird die Scheibe 71 freigegeben und die Feder 86 drückt die Scheibe 71 zurück in Eingriff mit der Buchse und befestigt somit die Buchse an der Stelle auf der Arbeitswelle 12.
7 und 8 stellen eine alternative Ausführungsform der Scheibe 71 dar. Bei dieser Ausführungsform enthält die vordere Fläche 90 der Scheibe 71 Unregelmäßigkeiten 92 in der Form von radialen Zähnen 94. Bei dieser Ausführungsform enthält das Ende der Buchse 18 komplementäre radiale Zähne (nicht dargestellt), die mit den Zähnen 94 der Scheibe 71 in einer sperrklinkenartigen Weise in Eingriff stehen. Die Sperrklinkenwirkung der radialen Zähne 94 kann benutzt werden, um eine hörbare Anzeige zu liefern, dass die Buchse 18 an ihrem Platz auf der Arbeitswelle 12 befestigt ist. Außerdem ermöglicht es die Sperrklinkenwirkung, die Buchse festzuziehen ohne die Notwendigkeit, die Scheibe von der Buchse wegzuziehen. Eine sichere Verbindung zwischen der Buchse 18 und der Arbeitswelle 12 ist wünschenswert, um sicherzustellen, dass die Buchse 18 gegen die Klemmhülse 16 fest angezogen bleibt, so dass die Klemmhülse 16 den Werkzeugbit 20 während der Verwendung des angetriebenen Werkzeugs fest einklemmt.
Eine alternative Ausführungsform des Werkzeugbits 20 ist in den 9 und 10 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist der geometrische Arretierungsabschnitt 22 nicht sechseckig, sondern enthält stattdessen zwei gegenüberliegende Schlitze 28. Die Schlitze sind zur Aufnahme komplementärer Vorsprünge ausgelegt, die in dem Bitsitz 40 vorgesehen sind. Wenn die Vorsprünge mit den Schlitzen 28 in Eingriff stehen, ist der Werkzeugbit 20 an seinem Platz im Bitsitz 40 in der Umfangsrichtung arretiert. Ein Fachkundiger wird klar erkennen, dass zahlreiche andere Querschnittsformen verwendet werden könnten, um eine geometrische Arretierung zwischen dem geometrischen Arretierungsabschnitt 22 des Bits 20 und dem Bitsitz 40 zu schaffen. Beispielsweise könnte, wie in 11 dargestellt ist, der geometrische Arretierungsabschnitt 22 eine einzige flache Seite 97 enthalten, oder, wie in 12 dargestellt ist, könnten gegenüberliegende flache Seiten 99 an dem geometrischen Arretierungsabschnitt 22 vorgesehen sein. In jedem Fall sind komplementäre flache Seiten an dem Bitsitz 40 des Werkzeugbithalters vorgesehen.
Obgleich die vorliegende Erfindung im Hinblick auf bestimmte bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, ist von Fachleuten einzusehen, dass andere Ausformungen, Abwandlungen und Anpassungen möglich sind. Während beispielsweise die Schulter der 5 so offenbart ist, dass sie bei einer Welle vorgesehen ist, die einen Abschnitt mit einem größeren Außendurchmesser und einen Abschnitt mit kleinerem Außendurchmesser aufweist, wird ein Fachkundiger klar erkennen, dass andere Mittel, wie ein C-Clip verwendet werden können, um eine Schulter zu schaffen. Als anderes Beispiel kann die Buchse eine gerändelte oder beschichtete Außenfläche aufweisen, um das Erreichen einer besseren Griffigkeit an der Buchse zu unterstützen. Überdies gibt es Vorteile einzelner hierin beschriebener Verbesse rungen, die erreicht werden können, ohne andere zuvor beschriebene Aspekte einzubeziehen. Daher sollten der Geist und der Anwendungsbereich der beigefügten Ansprüche nicht auf die Beschreibung der hierin enthaltenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt werden.
Eine weitere Ausführungsform schafft eine Anordnung zum Fixieren eines drehbaren Werkzeugbits, wobei die Anordnung folgendes umfasst:

a) einen langgestreckten Bitkanal, der durch eine vordere Öffnung und eine Umfangswand definiert ist,
b) eine in dem Bitkanal angeordnete Klemmhülse, wobei die Klemmhülse mehrere Finger enthält, die sich über die vordere Öffnung hinaus erstrecken,
c) einen sich durch die Umfangswand erstreckenden Hohlraum, wobei der Hohlraum eine innere Öffnung und eine äußere Öffnung enthält,
d) ein beweglich in dem Hohlraum angeordnetes Sperrelement, und
e) eine radial außerhalb des Bitkanals angeordnete Buchse, wobei die Buchse zwischen einer Arretierungsstellung und einer Freigabestellung bewegbar ist, wobei die Buchse die Vielzahl von Fingern der Klemmhülse dicht zusammendrückt, wenn sich die Buchse in der Arretierungsstellung befindet, wobei das Sperrelement sich zumindest teilweise durch die innere Öffnung des Hohlraums erstreckt, wenn sich die Buchse in der Arretierungsstellung befindet, und wobei das Sperrelement frei ist, sich zumindest teilweise durch die äußere Öffnung zu erstrecken, wenn sich das Sperrelement in der Freigabestellung befindet.

Noch eine weitere Ausführungsform schafft eine Anordnung zum Festhalten eines drehbaren Werkzeugbits, wobei der drehbare Werkzeugbit einen Schaft mit mindestens einer Vertiefung aufweist und wobei die Anordnung folgendes umfasst:

f) einen zur Aufnahme des drehbaren Werkzeugbits ausgelegten Bitkanal,
g) mehrere Klemmelemente, die dafür ausgelegt sind, den Schaft des drehbaren Werkzeugbits einzuklemmen, wenn der drehbare Werkzeugbit in dem Bitkanal angeordnet ist,
h) ein Sperrelement, das dafür ausgelegt ist, in die zumindest eine Vertiefung in dem Schaft des drehbaren Werkzeugbits einzugreifen, und
i) Mittel zum Drücken des Sperrelements in die Vertiefung des drehbaren Werkzeugbits und zum Drücken der Vielzahl von Klemmelementen aus einer Freigabestellung in eine Klemmstellung, wo die Vielzahl von Klemmelementen den Schaft des drehbaren Werkzeugbits einklemmt.

Noch eine weitere Ausführungsform schafft einen Bithalter, der zur Aufnahme eines Endabschnitts eines Bits für ein angetriebenes Werkzeug ausgelegt ist, wobei der Bithalter folgendes umfasst:
eine Arbeitswelle, die einen in einem Ende der Arbeitswelle ausgebildeten langgestreckten Bitkanal enthält, wobei der Bitkanal einen Sitz für das Bitende und einen Klemmhülsensitz enthält, der Sitz für das Bitende einen nicht-kreisförmigen Querschnitt aufweist und zur Aufnahme des Endabschnitts des Bits ausgelegt ist,
eine Klemmhülse in dem Klemmhülsensitz des Bitkanals angeordnet ist, wobei die Klemmhülse einen zusammenlegbaren Endabschnitt enthält, und
eine auf der Arbeitswelle zwischen einer Freigabestellung und einer Arretierungsstellung bewegbare Buchse, wobei die Buchse den zusammenlegbaren Endabschnitt der Klemmhülse klemmt, wenn sich die Buchse in der Arretierungsstellung befindet.

Claims

Ein Bithalter für ein angetriebenes Werkzeug, wobei der Bithalter folgendes umfasst: eine Arbeitswelle, die einen in einem Ende der Arbeitswelle ausgebildeten langgestreckten Bitkanal und einen sich von dem Bitkanal zu einem äußeren Teil der Arbeitswelle erstreckenden Hohlraum enthält, ein in dem Hohlraum der Arbeitswelle vorgesehenes Sperrelement, wobei das Sperrelement innerhalb des Hohlraums beweglich ist, eine in dem Bitkanal angeordnete Klemmhülse, wobei die Klemmhülse einen zusammenlegbaren Endabschnitt enthält, und eine mit der Arbeitswelle in Eingriff stehende und auf der Arbeitswelle zwischen einer Freigabestellung und einer Arretierungsstellung bewegbare Buchse, wobei die Buchse den zusammenlegbaren Endabschnitt der Klemmhülse klemmt und das Sperrelement zumindest teilweise in den Bitkanal drückt, wenn sich die Buchse in der Arretierungsstellung befindet.
Der Bithalter nach Anspruch 1, wobei die Buchse das zusammenlegbare Ende der Klemmhülse nicht klemmt und das Sperrelement nicht zumindest teilweise in den Bitkanal drückt, wenn sich die Buchse in der Freigabestellung befindet.
Der Bithalter nach Anspruch 1, wobei die Buchse eine ringförmige innere Nut enthält, die mit dem Hohlraum der Arbeitswelle ausgerichtet ist, wenn sich die Buchse in der Freigabestellung befindet, so das das Sperrelement zumindest teilweise in die ringförmige innere Nut ragt, wenn sich die Buchse in der Freigabestellung befindet.
Der Bithalter nach Anspruch 1, wobei das zusammenlegbare Ende der Klemmhülse mehrere Finger enthält und wobei die Vielzahl von Fingern dichter zusammengedrückt wird, wenn die Buchse das zusammenlegbare Ende der Klemmhülse klemmt.
Der Bithalter nach Anspruch 1, wobei die Buchse eine Mündung mit einer kegligen Innenfläche enthält, wobei das zusammenlegbare Ende der Klemmhülse abgeschrägt ist, und wobei die keglige Innenfläche der Mündung der Buchse mit dem abgeschrägten zusam menlegbaren Ende der Klemmhülse in Eingriff steht, wenn sich die Buchse in der Arretierungsstellung befindet.
Der Bithalter nach Anspruch 1, wobei der Bitkanal einen Sitz für das Ende des Bits und einen Klemmhülsensitz enthält.
Der Bithalter nach Anspruch 6, wobei der Sitz für das Ende des Bits einen polygonalen Querschnitt aufweist.
Der Bithalter nach Anspruch 1, wobei das Sperrelement aus einer Kugel besteht.
Der Bithalter nach Anspruch 1, wobei die Buchse eine Klemmhülsenmutter ist und die Klemmhülsenmutter mit der Arbeitswelle über ein Gewinde in Eingriff steht.
Der Bithalter nach Anspruch 1, der ferner ein Sicherungselement aufweist, das so ausgelegt ist, dass es mit der Buchse in Eingriff steht, wenn sich die Buchse in der Arretierungsstellung befindet, und die Buchse an der Arbeitswelle befestigt.
Der Bithalter nach Anspruch 10, wobei das Sicherungselement aus einer beweglich auf der Arbeitswelle angeordneten Scheibe besteht, und wobei eine Feder die Scheibe zur Buchse hin vorspannt.
Der Bithalter nach Anspruch 11, wobei die Scheibe eine Vielzahl von Oberflächenunregelmäßigkeiten aufweist, die mit an einem Ende der Buchse entgegengesetzt der Mündung vorgesehenen komplementären Oberflächenunregelmäßigkeiten in Eingriff stehen.
Der Bithalter nach Anspruch 11, wobei die Arbeitswelle eine zur Aufnahme eines an der Scheibe vorgesehenen Lappens ausgelegte axiale Ausnehmung aufweist.