DE102009034964B4

DE102009034964B4 - Spannfutter für eine Hand-Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE102009034964B4
Application number: DE102009034964.2A
Authority: DE
Inventors: Torsten Tussing
Original assignee: Festool GmbH
Current assignee: Festool GmbH
Priority date: 2009-07-28
Filing date: 2009-07-28
Publication date: 2017-08-10
Anticipated expiration: 2029-07-29
Also published as: DE102009034964A1; DE102009034964A8

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Spannfutter (14) für eine Hand-Werkzeugmaschine (10), mit einer an einem Grundkörper (30) angeordneten Spannbackenanordnung (55) zum Halten eines Werkzeugs (16), insbesondere eines Schraub- und/oder Bohrwerkzeugs, mit einem auf die Spannbackenanordnung (55) über eine Schraubgewindeanordnung (59) wirkenden, bezüglich des Grundkörpers (30) des Spannfutters (14) drehbaren Spannbetätigungsring (64) zum Verstellen der Spannbackenanordnung (55) zwischen einer das Werkzeug (16) spannenden Spannstellung (S) und einer das Werkzeug (16) freigebenden Lösestellung (L), und mit einer mit dem Grundkörper (30) drehfest verbundenen Wellen-Kopplungseinrichtung (18) zum drehfesten Ankoppeln des Spannfutters (14) an eine durch einen Antriebsmotor (11) antreibbaren Abtriebswelle (13) (13) der Hand-Werkzeugmaschine (10). Das Spannfutter (14) weist einen Drehfixierkörper (68) zur Drehfixierung des Grundkörpers (30) an einem bezüglich eines Gehäuses (12) der Hand-Werkzeugmaschine (10) drehfesten, nahe der Abtriebswelle (13) (13) angeordneten Gegenhalt (52) der Rand-Werkzeugmaschine (10) auf. Der Drehfixierkörper (68) ist an dem Grundkörper (30) zwischen einer Drehfixierstellung (DFX), in der der Drehfixierkörper (68) im drehfesten Eingriff mit dem Gegenhalt (52) der Hand-Werkzeugmaschine (10) ist, und einer Drehfreigabestellung (DFR), in der der Drehfixierkörper (68) von dem Gegenhalt (52) entfernt und der Grundkörper (30) bezüglich des Gehäuses (12) der Hand-Werkzeugmaschine (10) drehbar ist, axial verschieblich und drehfest gelagert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Spannfutter für eine Hand-Werkzeugmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Spannfutter sind allgemein bekannt. Beispielsweise wird der Spannbetätigungsring mittels eines Spannschlüssels betätigt, der in das Spannfutter eingesteckt wird. Weiterhin sind Spannfutter üblich, bei denen zwei Ringe vorhanden sind, nämlich ein Ring, den ein Bediener zum drehfesten Halten des Spannfutters verwendet, und ein zweiter Ring, ein Spannbetätigungsring, mit dem die Spannbackenanordnung zwischen der Spannstellung und der Lösestellung verstellbar ist. Bei manchen bekannten Spannfuttern benötigt der Bediener jedoch zwei Hände, um sie zu bedienen. Eine bequeme Einhandbedienung ist nicht möglich. Weiterhin ist die Bedienung insofern unbequem, als der Bediener einander entgegengesetzte Kräfte aufwenden muss, nämlich zur Drehfestlegung des Spannfutters an einen Ring und zum andern zur gegengerichteten Drehbetätigung des Spannbetätigungsrings. Die Handhabung des Spannfutters beim Werkzeugwechsel ist zwar dadurch verbessert, dass kein separater Spannschlüssel mitgeführt werden muss, aber dennoch verhältnismäßig große und unergonomische Bedienkräfte erforderlich sind.
Bei weiterhin noch bekannten Einhand-Spann- oder Bohrfuttern ist zwar die Bedienung leichter. Es ist aber ein Spindelstopp bei der Hand-Werkzeugmaschine erforderlich.
Spannfutter, die mit einem Schraubgewinde an einer Abtriebswelle der Hand-Werkzeugmaschine befestigbar sind, sind allgemein bekannt. Weiterhin ist es bekannt, den Grundkörper eines solchen Spannfutters an einem bezüglich des Gehäuses der Hand-Werkzeugmaschine drehfesten Gegenhalt zu befestigen, beispielsweise direkt am Gehäuse der Hand-Werkzeugmaschine, um das Spannfutter zu lösen oder zu öffnen. Beispielsweise geht eine solches Konzept gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aus DE 100 28 016 A1 , DE 199 83 812 T5 , DE 10 2006 035 879 A1 und EP 1 759 792 A2 hervor.
Aus DE 199 25 637 A1 geht hervor, eine Hülse, mit der der Grundkörper des Spannfutters drehfest bezüglich des Gehäuses der Bohrmaschine festgelegt werden kann, durch eine Feder so zu belasten, dass an einer inneren Umfangsfläche der Hülse angeordnete Zähne in Eingriff mit Zähnen gelangen, die von einer äußeren Umfangsfläche des Bohrergehäuses radial nach außen verlaufen.
Aus DE 201 05 763 U1 geht eine Schnellkupplung für ein Bohrfutter hervor.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein bequem handhabbares Spannfutter für eine Hand-Werkzeugmaschine sowie eine mit einem solchen Spannfutter ausgestattete Hand-Werkzeugmaschine bereitzustellen.
Zur Lösung der Aufgabe ist ein Spannfutter gemäß der technischen Lehre des Anspruchs 1 vorgesehen.
Es ist erfindungsgemäß ein Koppel-Handbetätigungsglied zur Verstellung der Wellen-Kopplungseinrichtung zwischen einer dem Grundkörper mit der Antriebswelle koppelnden Koppelstellung und eine Endkoppelstellung vorhanden, in der das Spannfutter von der Antriebswelle entfernbar ist.
Ein Grundgedanke der Erfindung ist es, die Drehfixierung des Grundkörpers mit einem einfachen Drehfixierkörper bereitzustellen, der bezüglich des Grundkörpers zwar drehfest, jedoch axial verschieblich ist. Dabei ist es möglich, dass der Drehfixierkörper unmittelbar am Grundkörper gelagert ist, wie beim Ausführungsbeispiel der Fall, und/oder mittelbar, z. B. an einem mit dem Grundkörper verbundenen Bauteil, beispielsweise einem Hülsenkörper oder dergleichen, der seinerseits wiederum mit dem Grundkörper fest verbunden ist. Am Drehfixierkörper ist beispielsweise ein polygonaler Lagerabschnitt vorhanden, der mit einem korrespondierenden polygonalen Lagerabschnitt am Grundkörper oder dem mit diesem verbundenen Bauteil korrespondiert und insofern eine Verdrehsicherung des Drehfixierkörpers bezüglich des Grundkörpers oder des daran befestigten Lagerkörpers bildet.
Nun wäre es denkbar, dass der Drehfixierkörper mit einer Bedienhandhabe ausgestattet oder verbunden ist, so dass der Drehfixierkörper von einem Bediener unmittelbar ergriffen und von der Drehfreigabestellung in die Drehfixierstellung und/oder umgekehrt verstellt werden kann. Somit wäre eine Zweihandbedienung erforderlich, die dennoch einen Bedienkomfort dahingehend bereitstellt, dass der Drehfixierkörper sozusagen von der Hand-Werkzeugmaschine bzw. einem gehäusefesten Bauteil der Hand-Werkzeugmaschine in seiner Drehfixierstellung drehfest gehalten wird und der Bediener diesbezüglich keine Kraft aufwenden muss.
Bevorzugt ist jedoch eine Bauform, bei der der Spannbetätigungsring eine Betätigungsfläche zur Betätigung des Drehfixierkörpers aufweist und zum axialen Betätigen den Drehfixierkörpers bezüglich des Grundkörpers axial verschieblich gelagert ist. Zudem ist der Drehfixierkörper zweckmäßigerweise bezüglich einer Spannmutter axial verschieblich, die über die Schraubgewindeanordnung auf die Spannbackenanordnung wirkt. Somit kann also der Spannbetätigungsring in einer einfachen Betätigungshandlung zunächst axial verstellt werden, um so auf den Drehfixierkörper in Richtung der Drehfixierstellung zu wirken, um den Grundkörper und somit auch die Spannbackenanordnung drehfest festzulegen. Der Spannbetätigungsring ist mit dem Drehfixierkörper drehfest gekoppelt, so dass mit ihm in einer weiteren Betätigung die Spannmutter verdreht werden kann, um die Spannbackenanordnung zu spannen oder zu lösen.
Die Spannbackenanordnung weist mindestens einen, zweckmäßigerweise zwei oder mehr mit Hilfe des Spannbetätigungsrings zwischen der Spannstellung und der Lösestellung verstellbare Spannbacken auf, die in an sich bekannter Weise auf das zu spannende Werkzeug wirken.
Zwischen der Spannmutter und dem Spannbetätigungsring kann ein weiteres Bauteil, beispielsweise ein Spannring, eine Spannhülse oder dergleichen angeordnet sein, der mit der Spannmutter fest verbunden oder mit dieser einstückig ist.
Es versteht sich, dass auch der Spannbetätigungsring mehrteilig oder mehrkomponentig sein kann.
Der Drehfixierkörper ist zweckmäßigerweise durch eine Federanordnung in die Drehfreigabestellung belastet. Somit befindet sich der Drehfixierkörper also nur dann in der Drehfixierstellung, wenn er aktiv betätigt wird. Die Federanordnung, die beispielsweise eine oder mehrere Schraubenfedern umfasst, verstellt den Drehfixierkörper in Richtung der Drehfreigabestellung. Wenn der Spannbetätigungsring mit dem Drehfixierkörper bewegungsgekoppelt ist, beispielsweise eine Betätigungsfläche zur Betätigung desselben aufweist, wird selbstverständlich durch die Federanordnung nicht nur der Drehfixierkörper, sondern zweckmäßigerweise auch der Spannbetätigungsring in Richtung der Drehfreigabestellung verstellt.
Die Federanordnung könnte zwar beispielsweise eine oder mehrere Federn haben, die neben dem Grundkörper, einem Koppelglied der Wellen-Kopplungseinrichtung oder dergleichen angeordnet sind. Beispielsweise könnten an einander entgegengesetzten Seiten der vorgenannten Bauteile z. B. um ein Zentrum des jeweiligen Bauteils ringförmig angeordnete Federn vorgesehen sein. Eine bevorzugte Ausführungsform sieht jedoch vor, dass die Federanordnung ein von mindestens einem Bauteil des Spannfutters, beispielsweise des Grundkörpers, einem Koppelglied der Wellen-Kopplungseinrichtung oder dergleichen, durchdrungene Feder, insbesondere eine Schraubenfeder, umfasst.
Bevorzugt ist es, wenn die Feder von außen her gekapselt ist. Dazu weisen beispielsweise der Spannbetätigungsring und/oder die Kopplungseinrichtung, insbesondere ein Betätigungsbauteil der Kopplungseinrichtung einen Aufnahmeraum für die Federanordnung auf. Die Federanordnung, beispielsweise die Schraubenfeder ist somit von außen in jeder Position des Drehfixierkörpers und/oder des Spannbetätigungsrings gekapselt und nicht von außen her zugänglich, was z. B. dem Schutz eines Bedieners insbesondere beim Betrieb der Hand-Werkzeugmaschine dient.
Die Federanordnung dient zweckmäßigerweise nicht nur dazu, den Drehfixierkörper in Richtung der Drehfixierstellung zu belasten, sondern auch zusätzlich dazu, die Wellen-Kopplungseinrichtung in eine das Spannfutter, insbesondere den Grundkörper, mit der Antriebswelle koppelnden Koppelstellung zu belasten. Dazu wirkt die Federanordnung beispielsweise zum einen auf den Drehfixierkörper und zum anderen auf die Wellen-Kopplungseinrichtung, insbesondere miteinander entgegengesetzten Endbereichen einer Feder, insbesondere Schraubenfedern. Beispielsweise belastet die Feder ein Koppel-Handbetätigungsglied oder einen Koppel-Handbetätigungsring der Wellen-Kopplungseinrichtung.
Das Koppel-Handbetätigungsglied und der Spannbetätigungsring sind zweckmäßigerweise koaxial. Bevorzugt ist die Anordnung so getroffen, dass das Koppel-Handbetätigungsglied und der Spannbetätigungsring einander teilweise übergreifen. Auf diese Weise ist es z. B. vorteilhaft möglich, dass die beiden vorgenannten Bauteile einen Aufnahmeraum für die vorgenannte Feder in einer jeden Axialstellung des einen oder anderen Bauteils überdecken.
An dieser Stelle sei bemerkt, dass selbstverständlich für die Wellen-Kopplungseinrichtung eine von dem Drehfixierkörper separate bzw. diesen nicht beeinflussende Feder zu Belastung in die Koppelstellung vorgesehen sein kann, was beim Ausführungsbeispiel nicht der Fall ist.
Der Drehfixierkörper und/oder der Spannbetätigungsring belasten in der Drehfixierstellung die Wellen-Kopplungseinrichtung in die Koppelstellung oder sind sogar dazu vorgesehen, die Wellen-Kopplungseinrichtung in der Koppelstellung zu halten. Dies ist beispielsweise dadurch der Fall, dass der Spannbetätigungsring über den Drehfixierkörper auf die vorgenannte Federanordnung wirkt, die ihrerseits wiederum die Wellen-Kopplungseinrichtung, beispielsweise das Koppel-Handbetätigungsglied, in die Koppelstellung belastet.
An dieser Stelle sei bemerkt, dass als Wellen-Kopplungseinrichtung beispielsweise ein Schraubgewinde zum Anschrauben des Spannfutters an die Abtriebswelle vorgesehen sein kann. Auch sonstige Befestigungsarten, beispielsweise Klemmen oder Verrasten sind bei der Wellen-Kopplungseinrichtung ohne weiteres möglich.
Ein bevorzugte Ausführungsform sieht jedoch vor, dass die Wellen-Kopplungseinrichtung eine Schnellkupplung umfasst, die werkzeuglos betätigbar ist, beispielsweise mittels des vorgenannten Koppel-Handbetätigungsglieds oder -rings. Die Wellen-Kopplungseinrichtung umfasst beispielsweise einen oder mehrere radial verstellbare Formschlusskörper, insbesondere Kugeln, die mit dem Koppel-Handbetätigungsglied oder einem sonstigen Bauteil der Kopplungseinrichtung zwischen der Koppelstellung und einer Entkopplungsstellung zum Entfernen des Spannfutters von der Abtriebswelle verstellbar sind.
Der Drehfixierkörper weist zweckmäßigerweise eine Zahnung, einen Zahnvorsprung oder dergleichen zum Eingriff in eine Gegenzahnung, eine Zahnaufnahme oder einer sonstigen Ausnehmung des Gegenhals der Hand-Werkzeugmaschine auf.
Selbstverständlich ist es beim Gegenhaltkörper, der den Gegenhalt auf Seiten der Hand-Werkzeugmaschine bereitstellt, ebenfalls vorteilhaft, wenn dieser eine Zahnung, einen Zahnvorsprung oder eine Zahnaufnahme aufweist, in die der Drehfixierkörper des Spannfutters eingreifen kann.
Es versteht sich, dass der Gegenhaltkörper und/oder der Drehfixierkörper beispielsweise auch polygonale zueinander passende Innen- und Außenkonturen oder sonstige als Drehanschläge wirksame Konturen und/oder Anschlagflächen aufweisen können, um die Drehfixierung zu realisieren.
Sowohl der Drehfixierkörper als auch der Gegenhaltkörper haben zweckmäßigerweise Drehfixieraufnahmen und/oder Vorsprünge, das heißt Drehfixiervorsprünge und Gegenhaltvorsprünge, in den der jeweils andere Vorsprung eingreifen kann. Die jeweiligen Vorsprünge sind zweckmäßigerweise ringförmig oder teilringförmig bzw. als Ringsegmente ausgebildet, die um die Antriebswelle oder ein Aufnahmeteil für die Antriebswelle auf Seiten des Spannfutters herum angeordnet sind.
Bei dem Gegenhaltkörper der Hand-Werkzeugmaschine, der zum Eingriff des Drehfixiervorsprungs oder der Drehfixiervorsprünge des Spannfutters vorgesehen ist, ist es vorteilhaft, wenn dieser unmittelbar neben der Abtriebswelle vor dem Gehäuse der Hand-Werkzeugmaschine vorsteht. Bevorzugt ist es dabei, dass der Gegenhaltkörper, beispielsweise dessen Gegenhaltvorsprung, relativ weit vor das Gehäuse der Hand-Werkzeugmaschine vorsteht, beispielsweise bis zu einem freien Ende der Abtriebswelle, und/oder nahe bei der Abtriebswelle angeordnet ist, dass eine Montage eines konventionellen Bohrfutters oder Spannfutters an der Hand-Werkzeugmaschine nicht mehr möglich bzw. blockiert ist.
Bei der Hand-Werkzeugmaschine ist es zweckmäßig, wenn sie ein Schlagwerk zur Erzeugung von Drehschlagimpulsen und/oder Linearschlagimpulsen auf die Antriebswelle aufweist. Insbesondere bei einer solchen Anordnung erweist sich die Erfindung als vorteilhaft, um eine Drehfixierung des Spannfutters für einen Werkzeugwechsel zu bewirken.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Schrägansicht, einer erfindungsgemäßen Hand-Werkzeugmaschine,
2a eine teilweise vereinfachte Querschnittsansicht der Hand-Werkzeugmaschine gemäß 1 entlang einer Schnittlinie A-A in 1, wobei ein Drehfixierkörper eines Spannfutters in Drehfreigabestellung ist,
2b eine teilweise Schnittansicht der Hand-Werkzeugmaschine gemäß 1, jedoch bei in Drehfixierstellung verstelltem Drehfixierkörper,
3 eine Schnittdarstellung des Spannfutters gemäß 2a, 2b in Drehfreigabestellung,
3b das Spannfutter gemäß 3a, jedoch in Drehfixierstellung,
4 eine perspektivische Schrägansicht der Hand-Werkzeugmaschine gemäß 1, jedoch bei entferntem Spannfutter,
5 eine perspektivische Schrägansicht eines Getriebegehäuses sowie eines Gegenhaltkörpers der Hand-Werkzeugmaschine gemäß 4,
6 eine perspektivische Schrägansicht eines Drehfixierkörpers des Spannfutters,
7 eine perspektivische Schrägansicht des Gegenhaltkörpers,
8a, 8b perspektivische Schrägansichten des Gegenhaltkörpers und des Drehfixierkörpers, die miteinander in Eingriff sind.
Eine Hand-Werkzeugmaschine 10 ist beispielsweise als Schrauber, insbesondere Schlagschrauber oder Schlagbohrschrauber, ausgestaltet und hat einen Antriebsmotor 11, der in einem Gehäuse 12 aufgenommen ist und über ein nicht dargestelltes Getriebe oder direkt eine Abtriebswelle 13 antreibt. An der Abtriebswelle 13 ist ein Spannfutter 14 zur Aufnahme eines beispielsweise als Bohrwerkzeug 15 ausgestalteten, schematisch dargestellten Werkzeugs 16 angeordnet. An der Vorderseite, das heißt am freien Ende der Abtriebswelle 13, ist eine Werkzeugaufnahme 17 vorgesehen, in die unmittelbar ein Werkzeug, beispielsweise ein Schraubwerkzeug, insbesondere ein Schrauberbit oder dergleichen, eingesetzt werden kann. Die Werkzeugaufnahme 17 dient jedoch auch als Halterung für eine Wellen-Kopplungseinrichtung 18, mit der das Spannfutter 14 an der Abtriebswelle 13 und somit an der Hand-Werkzeugmaschine 10 lösbar befestigt werden kann.
Das Gehäuse 12 ist pistolenartig ausgestaltet und hat einen den Antriebsmotor 11, optional ein Getriebe sowie ein Schlagwerk 19 aufnehmenden Antriebsbereich 20, von dem ein Handgriffbereich 21 zum Ergreifen der Hand-Werkzeugmaschine 10 absteht. Mit einem Schalter 22 am Handgriffbereich 21 ist die Hand-Werkzeugmaschine ein- und ausschaltbar bzw. kann eine Drehzahl des Antriebsmotors 11 vorgegeben werden. Am unteren, freien Ende des Handgriffbereichs 21 ist noch ein Zusatzgehäuse 23 lösbar befestigt, das einen Energiespeicher bzw. Akku aufnimmt.
Die Hand-Werkzeugmaschine 10 ist also eine kabellose Hand-Werkzeugmaschine, wobei selbstverständlich die Erfindung auch bei kabelgebundenen bzw. Netz-Hand-Werkzeugmaschinen anwendbar ist. Darüber hinaus ist ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung zwar die Verwendung bei einer elektrischen Hand-Werkzeugmaschine, wobei das Spannfutter 14 oder ein ähnlich aufgebautes erfindungsgemäßes Spannfutter selbstverständlich auch bei einer pneumatischen Hand-Werkzeugmaschine, beispielsweise einem Schlagschrauber oder dergleichen, ohne weiteres einsetzbar ist. An dieser Stelle sei bemerkt, dass mit einem erfindungsgemäßen Spannfutter selbstverständlich auch ein Fräswerkzeug gespannt werden kann.
Das Schlagwerk 19 kann beispielsweise zur Erzeugung von Drehschlagimpulsen dienen, um eine Schraube fester anzuziehen oder eine festsitzende Schraube leichter zu lösen. Das Schlagwerk 19 kann aber auch für einen Bohrbetrieb bzw. Schlagbohrbetrieb vorteilhaft sein.
Der Antriebsmotor 11 treibt eine Antriebswelle 24 an. Die Abtriebswelle 13 ist bezüglich der Antriebswelle 24 drehbar. Ein der Antriebswelle 24 zugewandter Bereich der Abtriebswelle 13 bildet eine Art Amboss 25 für einen Schlagkörper 26, den man auch als Hammerglied oder Hammer bezeichnen könnte. Die Antriebswelle 24 und der Schlagkörper 26 sind konzentrisch, wobei die Antriebswelle 24 in treibender Verbindung mit dem Schlagkörper 26 steht. Der Schlagkörper 26 macht bezüglich der Antriebswelle 24 eine Axialbewegung mit überlagerter Drehbewegung. Der Schlagkörper 26 wird durch eine Feder 29 in Richtung der Abtriebswelle 13 beaufschlagt.
Die Feder 29 ist vorliegend eine Schraubenfeder, die von der Antriebswelle 24 durchdrungen ist. Wenn der Schlagkörper 26 nach vorn, das heißt in Richtung der Abtriebswelle 13 hin vorgeschoben ist, steht er in Drehmitnahmeeingriff mit der Abtriebswelle 13. Hierzu sind in der Zeichnung nicht sichtbare Drehmitnahmevorsprünge und Ausnehmungen einerseits am Schlagkörper 26 und andererseits am Amboss 25 vorhanden. Jedenfalls ist zwischen diesen Drehmitnahmevorsprüngen und Ausnehmungen ein Spiel in Umfangsrichtung vorhanden, so dass der Schlagkörper 26 und die Abtriebswelle 13 relativ zueinander ein Stück weit verdrehbar sind und einen Freilaufzwischenraum zwischen einander haben.
Die Antriebswelle 24 und der Schlagkörper 26 sind durch ein Steuergetriebe miteinander bewegungsgekoppelt. Das Steuergetriebe umfasst an der Antriebswelle 24 angeordnete Steuerkurven 27, die beispielsweise einen V-förmigen Verlauf aufweisen und Kopplungselemente 28, beispielsweise Kugeln, als Kurvenfolger führen. In einem Schlagbetrieb der Hand-Werkzeugmaschine 10, wenn auf die Abtriebswelle 13 von außen her ein größeres Gegenmoment als ein Grenz-Gegenmoment ausgeübt wird, führt der Schlagkörper 26 eine Axialbewegung entgegen der Federkraft der Feder 29 von der Abtriebswelle 13 weg mit einer überlagerten Drehbewegung relativ zur Antriebswelle 24 aus, so dass sich der Schlagkörper 26 in der dann erreichten Drehentkopplungsstellung an der Abtriebswelle 13 vorbeidreht und anschließend unter der Federkraft der Feder 29 wieder nach axial vorne in die vordere, zur Abtriebswelle 13 gerichtete Position bewegt, wobei dann seine Antriebs-Mitnahmevorsprünge (nicht dargestellt) in Zwischenräume zwischen Abtriebs-Mitnahmevorsprünge am Amboss 25 (ebenfalls nicht dargestellt) der Abtriebswelle 13 gelangen. Dann beschleunigt der Schlagkörper 26 relativ zur Abtriebswelle 13, wobei am Ende dieser Beschleunigung die Antriebs-Mitnahmevorsprünge auf die Abtriebs-Mitnahmevorsprünge der Abtriebswelle 13 aufprallen und so einen Drehschlag in Umfangsrichtung auf die Abtriebswelle 13 ausüben.
Mithin ist also durch diese Anordnung und Ausgestaltung des Schlagwerkes 19 stets ein Drehspiel zwischen einerseits der Abtriebswelle 13 und andererseits der Antriebswelle 24 vorhanden. Selbst wenn man also die Antriebswelle 24 blockieren würde, würde damit die Abtriebswelle 13 noch einen Drehfreiheitsgrad haben, was die Handhabung eines konventionellen Spannfutters beim Werkzeugwechsel, beispielsweise Austausch des Bohrwerkzeugs 15, erschwert. Hier schafft die Erfindung Abhilfe:
Das Spannfutter 14 umfasst einen Grundkörper 30, der mit der Wellen-Kopplungseinrichtung 18 drehfest mit der Abtriebswelle 13 verbindbar ist. In einer beispielsweise als Mehrkantaufnahme ausgestalteten Aufnahme 31 ist ein Stiftkörper 32 aufgenommen, der in eine Aufnahme 33 für das freie Ende der Abtriebswelle 13 vorsteht. Der Stiftkörper 32 hat beispielsweise einen polygonalen Außenumfang, der mit einem polygonalen oder Mehrkant-Innenumfang der Werkzeugaufnahme 17 an der Abtriebswelle 13 korrespondiert, so dass der Stiftkörper 32 in drehfesten Eingriff mit der Abtriebswelle 13 bringbar ist. Wenn das Spannfutter 14 auf die Abtriebswelle 13 aufgesteckt wird, greift der Stiftkörper 32 in die Mehrkant-Werkzeugaufnahme ein und ist dort drehfest gehalten.
Für einen axial festen Sitz sorgen dann Verriegelungskörper 34, die in Führungskanälen 35 beweglich gelagert sind. Die Verriegelungskörper 34 können mittels eines Koppel-Handbetätigungsglieds 36 in eine Koppelstellung K verstellt werden, bei der sie vor eine Innenwandseite der Aufnahme 33 vorstehen und in eine Haltenut 37 am Außenumfang des freien Endes der Abtriebswelle 13 eingreifen. Dabei werden die Verriegelungskörper 34 durch Verdrängerflächen 38 am Innenumfang eines Betätigungsrings 39 des Koppel-Betätigungsglieds 36 beaufschlagt. Der Betätigungsring 39 umgreift einen hülsenartigen Vorsprung 41 des Grundkörpers 30, in dem die Aufnahme 33 vorgesehen ist.
Wenn das Koppel-Handbetätigungsglied 36 jedoch von der Abtriebswelle 13 wegbewegt wird, das heißt in Richtung eines mittleren Bereichs des Grundkörpers 30 oder in Richtung einer Spannbackenanordnung 55, wird der einen Bestandteil des Koppel-Handbetätigungsglieds 36 bildende Ringbereich oder Betätigungsring 39 linear verstellt, so dass Ausnehmungen 40 den Führungskanälen 35 am Vorsprung 41 gegenüberliegen und die Verriegelungskörper 34 nach radial außen von der Aufnahme 33 weg beweglich sind. Die Verriegelungskörper 34 gelangen somit außer Eingriff von der Haltenut 37, so dass das Spannfutter 14 von der Hand-Werkzeugmaschine 10 entfernt werden kann.
Das Koppel-Handbetätigungsglied 36 wird durch eine Feder 42 einer Federanordnung 43 in die Koppelstellung K belastet. Die Feder 42 ist vorliegend eine Schraubenfeder, die in einer Federaufnahme 44 des Koppel-Handbetätigungsglieds 36 aufgenommen ist. Die Federaufnahme 44 wird zum einen außenseitig durch einen ringartigen Handgriffbereich 45 des Koppel-Handbetätigungsglieds 36 und weiterhin durch eine Stirnwand und eine im Wesentlichen zum Betätigungsring 39 konzentrisch außenseitig verlaufende Ringwand 47 begrenzt. Die Federaufnahme 44 ist vorzugsweise eine Art Ringnut.
Die Ringwand 47 und der Betätigungsring 39 sind durch einen Wandabschnitt 48 des Koppel-Handbetätigungsglieds 36 miteinander verbunden. Zwischen der Ringwand 47 und dem Betätigungsring 39 ist ein Ringraum 49 vorhanden, der ebenso wie die Aufnahme 33 stirnseitig, das heißt zur Hand-Werkzeugmaschine 10 hin offen ist.
Wenn das Spannfutter an der Hand-Werkzeugmaschine 10 angeordnet ist, stehen Gegenhalt-Vorsprünge 50 eines einen Gegenhalt 52 bereitstellenden Gegenhaltkörpers 51, den man auch als Spannflansch bezeichnen könnte, in den Ringraum 49 vor. Der Gegenhaltkörper 51 ist drehfest mit dem Gehäuse 12 der Hand-Werkzeugmaschine 10 verbunden. Beispielsweise ist der Gegenhaltkörper 51 an einem Getriebegehäuse 53, in dem unter anderem das Schlagwerk 19 aufgenommen ist, fest, jedenfalls drehfest, angeordnet oder wird durch das Getriebegehäuse 53 gebildet.
Die beiden Gegenhalt-Vorsprünge 50 sind beispielsweise ringsegmentartig ausgestaltet. An der der Abtriebswelle 13 zugewandten Innenseite der Gegenhalte-Vorsprünge 50 ist eine Zahnung 54 vorgesehen, somit also eine Innenverzahnung.
Die Zahnung 54 des Gegenhalts 52 dient zur Drehfestlegung des Grundkörpers 30 des Spannfutters 14 für einen Werkzeugwechsel, bei dem die Spannbackenanordnung 55 mit mehreren, beispielsweise drei, Spannbacken 56 zwischen einer das Werkzeug 16 spannenden Spannstellung S und einer das Werkzeug 16 freigebenden Lösestellung L verstellt wird. Zur Verstellung der in Spannbackenkanälen 57 linear verstellbaren Spannbacken 56 ist eine Spannmutter 58 vorgesehen, die ein Innengewinde ausweist, das mit einem Außengewinde an den Spannbacken 56 kämmt, so dass insgesamt eine Schraubgewindeanordnung 59 vorhanden ist. Durch Drehen der Spannmutter 58 können die Spannbacken 56 linear verstellt werden, so dass sie beispielsweise die in 3a eingezeichnete Lösestellung L oder die Spannstellung S einnehmen.
Die Spannmutter 58 ist im Innenraum eines hülsenartigen Spannrings 60 aufgenommen. Die Spannmutter 58 ist bezüglich des Spannrings 60 drehtfest. Die Spannmutter 58 und der Spannring 60 sind an mit 62 und 63 bezeichneten Stellen drehbar am Grundkörper 30 gelagert, die insofern also Drehlager bilden.
Der Spannring 60 und die Spannmutter 58 sind mittels eines Spannbetätigungsrings 60 drehbetätigbar.
Der Spannbetätigungsring 64 untergreift einerseits mit einer den Spannbacken 56 zugewandten Stirnseite die Kappe 61 und andererseits mit einem Untergreifabschnitt 65 das Koppel-Handbetätigungsglied 36.
Der Spannbetätigungsring 64 ist bezüglich des Spannrings 60 und somit auch der Spannmutter 58 drehfest, jedoch axial verschieblich. Ein Bediener kann durch Drehen des Spannbetätigungsrings 64 den Spannring 60 und die Spannmutter 58 mitdrehen, um die Spannbackenanordnung 55 zwischen der Spannstellung S und der Lösestellung L zu verstellen.
Dem Bediener steht zum Betätigen des Spannbetätigungsrings 64 ein großzügiger, zweckmäßigerweise mit einer Antirutschbeschichtung und/oder einer Riffelung versehener, Handgriffbereich 66 des Spannbetätigungsrings 64 zur Verfügung, der sich zwischen der Kappe 61 und dem Koppel-Handbetätigungsglied 36 erstreckt.
Zur Verstellung der Spannbackenanordnung 55 muss der Grundkörper 30 drehfest sein. Das geschieht bei dem Spannfutter 14 erfindungsgemäß auf eine komfortable und einfach handhabbare Weise. Der Spannbetätigungsring 64 ist durch das Schiebelager 67 bezüglich des Spannrings 60 und somit auch der Spannmutter 58 axial verschieblich. Das Schiebelager 67 ist an einem Innenumfang des Spannbetätigungsrings 64 bzw. am Außenumfang des Spannrings 60 vorgesehen und hat beispielsweise Linearführungskanäle und Linearführungsvorsprünge, die ineinander eingreifen. Ansonsten ist jedoch der Spannbetätigungsring 64 bezüglich des Spannrings 60 drehfest.
Anhand des Schiebelagers 67 kann nunmehr der Spannbetätigungsring 64 zwischen einer näher bei der Spannbackenanordnung 55 vorgesehenen Drehfreigabestellung DFR, in der der Grundkörper 30 drehbar ist, da ein Drehfixierkörper 68 des Spannfutters 14 außer Eingriff mit dem Gegenhalt 52 der Hand-Werkzeugmaschine 10 ist, und einer Drehfixierstellung DFX verstellt werden, in der der Drehfixierkörper 68 im Eingriff mit dem Gegenhalt 52 ist.
Der Spannbetätigungsring 64 ist bezüglich des Drehfixierkörpers 68 drehbar. Der Spannbetätigungsring 64 hat eine Betätigungsfläche 79, z. B. einen Axialanschlag 69, insbesondere im Bereich einer Stufe, um den Drehfixierkörper 68 von der Drehfreigabestellung DFR in die Drehfixierstellung DFX zu verstellen.
Der Drehfixierkörper 68 weist einen Plattenabschnitt 71 auf, von dem drei Drehfixiervorsprünge 70 abstehen. Die Drehfixiervorsprünge 70 durchdringen Durchgangsöffnungen 72 am Wandabschnitt 48 des Koppel-Handbetätigungsglieds 36. In der Drehfixierstellung DFX stehen die Drehfixiervorsprünge 70 in den Ringraum 49 vor und greifen mit Zahnungen 73, die an ihren den Gegenhalt-Vorsprüngen 50 zugewandten Außenseiten angeordnet sind, in deren Zahnungen 54 ein. Somit ist ein drehfester Halt des Drehfixierkörpers 68 bezüglich des Gegenhalts 52 hergestellt.
Zur drehfesten Halt des Drehfixierkörpers 68 am Grundkörper 30 ist eine Mehrkantausnehmung 74 an dem Plattenabschnitt 71 vorgesehen, der vom Grundkörper 30 durchdrungen ist, der im Bereich der Mehrkantausnehmung 74 eine entsprechend mehrkantige Außenkontur aufweist. Dies ist beispielsweise im Bereich des Vorsprungs 41 des Grundkörpers 30 der Fall. Die Mehrkantausnehmung 74 ist eine Durchgangsöffnung. Der Drehfixierkörper 68 ist also im Bereich des Vorsprungs 41 drehfest bezüglich des Grundkörpers 30, wobei allerdings ein Schiebelager 75 gebildet ist derart, dass der Drehfixierkörper 68 axial verschieblich bezüglich des Grundkörpers 30 ist.
Die Feder 42 belastet den Drehfixierkörper 68 in die Drehfreigabestellung DFR. Beispielsweise wirkt die Feder 42 auf eine Stirnseite des Plattenabschnitts 71.
Die Feder 42 ist innerhalb des Untergreifabschnittes 65 angeordnet, so dass sie von außen nicht zugänglich ist. Zudem legt der Untergreifabschnitt 65, der ringförmig ist, die Feder 42 radial fest.
Ein Randbereich bzw. Seitenrand des Plattenabschnitts 71 greift in eine Ringausnehmung 76 des Spann(betätigungs)rings 64 ein, in der der Axialanschlag 69 vorgesehen ist.
Das Getriebegehäuse 53 ist beispielsweise stufenzylindrisch ausgestaltet. Eine vordere, zum Durchtritt der Abtriebswelle 13 vorgesehene Öffnung des Getriebegehäuses 53 ist durch einen Flansch 77 des Gegenhaltkörpers 51 verschlossen. Die beiden Gegenhaltkörper 51 stehen vor einen Zylinderabschnitt 78 des Gegenhaltkörpers 51 vor, von dem der Flansch 77 nach radial außen absteht. Die beiden Gegenhaltkörper 51 bilden sozusagen eine zylindrische Fortsetzung des Zylinderabschnitts 78, jedoch nicht über dessen vollen Umfang, sondern nur über Kreissegmente bzw. Zylindersegmente.
Die Drehfixiervorsprünge 70 sind als Kreissegmente oder Ringsegmente ausgestaltet. Vorliegend sind insgesamt drei Drehfixiervorsprünge 70 vorgesehen, die um die Mehrkantausnehmung 74 herum angeordnet sind.
Die beiden Gegenhalt-Vorsprünge 50 erstrecken sich nur über einen jeweiligen Teilumfang eines Rings oder Kreises. Eine Umfangsbreite der Drehfixiervorsprünge 70 ist jedoch so bemessen, dass stets mindestens zwei zueinander einen Winkelabstand aufweisende Drehfixierkörper, vorzugsweise alle drei Drehfixierkörper mit mindestens einem Umfangsbereich bzw. Innenumfangsbereich eines Gegenhalt-Vorsprungs 50 in Eingriff sind, wenn der Drehfixierkörper 68 in der Drehfixierstellung DFX ist.
Wenn der Spannbetätigungsring 64 oder der Drehfixierkörper 68 in die Drehfixierstellung DFX verstellt sind, drücken sie über die Feder 42 zugleich auf das Koppel-Handbetätigungsglied 36 derart, dass dieses in die Koppelstellung K belastet ist. Somit ist also beim Werkzeugwechsel sozusagen automatisch gewährleistet, dass die Kopplung mit der Abtriebswelle 13 nicht aufgehoben wird. Auch dies erhöht die Bediensicherheit und der Bedienkomfort der erfindungsgemäßen Hand-Werkzeugmaschine bzw. des erfindungsgemäßen Spannfutters.

Claims

Spannfutter für eine Hand-Werkzeugmaschine (10), mit einer an einem Grundkörper (30) angeordneten Spannbackenanordnung (55) zum Halten eines Werkzeugs (16), insbesondere eines Schraub- und/oder Bohrwerkzeugs, mit einem auf die Spannbackenanordnung (55) über eine Schraubgewindeanordnung (59) wirkenden, bezüglich des Grundkörpers (30) des Spannfutters (14) drehbaren Spannbetätigungsring (64) zum Verstellen der Spannbackenanordnung (55) zwischen einer das Werkzeug (16) spannenden Spannstellung (S) und einer das Werkzeug (16) freigebenden Lösestellung (L), und mit einer mit dem Grundkörper (30) drehfest verbundenen Wellen-Kopplungseinrichtung (18) zum drehfesten Ankoppeln des Spannfutters (14) an eine durch einen Antriebsmotor (11) antreibbaren Abtriebswelle (13) der Hand-Werkzeugmaschine (10), wobei das Spannfutter (14) einen Drehfixierkörper (68) zur Drehfixierung des Grundkörpers (30) an einem bezüglich eines Gehäuses (12) der Hand-Werkzeugmaschine (10) drehfesten, nahe der Abtriebswelle (13) angeordneten Gegenhalt (52) der Hand-Werkzeugmaschine (10) aufweist, und wobei der Drehfixierkörper (68) an dem Grundkörper (30) zwischen einer Drehfixierstellung (DFX), in der der Drehfixierkörper (68) im drehfesten Eingriff mit dem Gegenhalt (52) der Hand-Werkzeugmaschine (10) ist, und einer Drehfreigabestellung (DFR), in der der Drehfixierkörper (68) von dem Gegenhalt (52) entfernt und der Grundkörper (30) bezüglich des Gehäuses (12) der Hand-Werkzeugmaschine (10) drehbar ist, axial verschieblich und drehfest gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellen-Kopplungseinrichtung (18) ein Koppel-Handbetätigungsglied (36) zur Verstellung der Wellen-Kopplungseinrichtung (18) zwischen einer den Grundkörper (30) mit der Abtriebswelle (13) koppelnden Koppelstellung (K) und einer Entkoppelstellung (E) aufweist, in der das Spannfutter (14) von der Abtriebswelle (13) entfernbar ist.
Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannbetätigungsring (64) eine Betätigungsfläche (79) zur Betätigung des Drehfixierkörpers (68) aufweist, und dass der Spannbetätigungsring (64) zum axialen Betätigen des Drehfixierkörpers (68) bezüglich einer über die Schraubgewindeanordnung (59) auf die Spannbackenanordnung (55) wirkenden Spannmutter (58) axial verschieblich und drehfest gelagert ist.
Spannfutter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Spannmutter (58) und dem Spannbetätigungsring (64) ein insbesondere hülsenartiger Spannring (60) angeordnet ist, der mit der Spannmutter (58) fest verbunden oder mit dieser einstückig ist.
Spannfutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehfixierkörper (68) durch eine insbesondere mindestens eine Schraubenfeder (42) umfassende Federanordnung (43) in die Drehfreigabestellung (DFR) belastet ist.
Spannfutter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federanordnung (43) eine von mindestens einem Bauteil des Spannfutters (14), insbesondere des Grundkörpers (30) und/oder einem Koppelglied der Wellen-Kopplungseinrichtung (18), durchdrungene Feder (42) umfasst.
Spannfutter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannbetätigungsring (64) und/oder die Wellen-Kopplungseinrichtung (18) einen Aufnahmeraum für die Federanordnung (43) aufweisen.
Spannfutter nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Federanordnung (43) einerseits auf den Drehfixierkörper (68) und andererseits auf Wellen-Kopplungseinrichtung (18) wirkt, und dass die Federanordnung (43) die Wellen-Kopplungseinrichtung (18) in eine den Grundkörper (30) mit der Abtriebswelle (13) koppelnden Koppelstellung (K) belastet.
Spannfutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppel-Handbetätigungsglied (36) ringförmig ist.
Spannfutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppel-Handbetätigungsglied (36) und der Spannbetätigungsring (64) koaxial sind und/oder einander teilweise übergreifen.
Spannfutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehfixierkörper (68) und/oder der Spannbetätigungsring (64) in der Drehfixierstellung (DFX) die Wellen-Kopplungseinrichtung (18) in eine den Grundkörper (30) mit der Abtriebswelle (13) koppelnden Koppelstellung (K) belasten, insbesondere in der Koppelstellung (K) halten.
Spannfutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehfixierkörper (68) eine Zahnung oder einen Zahnvorsprung zum Eingriff in einen Gegenzahnung (54) oder mindestens einen Zahnvorsprung des Gegenhalts (52) der Hand-Werkzeugmaschine (10) aufweist.
Spannfutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehfixierkörper (68) mindestens einen ringartigen oder ringsegmentartigen Drehfixiervorsprung (70) zum Eingriff mit dem Gegenhalt (52) aufweist.
Hand-Werkzeugmaschine (10) mit einem Gehäuse (12), einem Antriebsmotor (11) und einer durch den Antriebsmotor (11) antreibbaren Abtriebswelle (13) sowie einem Spannfutter (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mindestens einem den Gegenhalt (52) bereitstellenden Gegenhaltkörper (51) zur Zusammenwirkung mit dem Drehfixierkörper (68).
Hand-Werkzeugmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Gegenhaltkörper (51) eine Zahnung (54) oder einen Zahnvorsprung aufweist.
Hand-Werkzeugmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Gegenhaltkörper (51) mindestens einen, insbesondere ringförmigen oder teilringförmigen, Gegenhalt-Vorsprung (50) aufweist, der neben der Abtriebswelle (13) vor das Gehäuse (12) der Hand-Werkzeugmaschine (10) vorsteht.
Hand-Werkzeugmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Gegenhalt-Vorsprung (50) ein eine Montage eines konventionellen Bohrfutters an der Hand-Werkzeugmaschine (10) verhinderndes Blockierbauteil bildet und insbesondere etwa bis zu einem freien Ende der Abtriebswelle (13) vorsteht.
Hand-Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Schlagwerk (19) zur Erzeugung von Drehschlagimpulsen und/oder Linearschlagimpulsen auf die Abtriebswelle (13) aufweist.