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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Handwerkzeugmaschine mit einem Werkzeuggehäuse, in dem eine Abtriebswelle drehbeweglich gelagert ist, an der eine mit einer Verriegelungshülse versehene Werkzeugaufnahme angeordnet ist, die zumindest eine Innenaufnahme zur Aufnahme eines Einsatzwerkzeugs aufweist und der mindestens ein von der Verriegelungshülse beaufschlagbares Verriegelungselement zugeordnet ist, wobei dem Werkzeuggehäuse zur lösbaren, insbesondere form- und kraftschlüssigen, Anbindung eines Werkzeugvorsatzes eine Befestigungsschnittstelle zugeordnet ist.
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Aus dem Stand der Technik ist eine derartige Handwerkzeugmaschine mit einer Werkzeugaufnahme und einer Befestigungsschnittstelle zur form- und kraftschlüssigen, insbesondere vibrationsfesten mechanischen Anbindung eines austauschbaren Werkzeugvorsatzes bekannt, bei der die Befestigungsschnittstelle als axiale Anlage bzw. als Drehmomenthülse für den Werkzeugvorsatz dient. Hierbei ist diese Befestigungsschnittstelle zur besseren Bedienung und leichteren Zugänglichkeit im Reinigungsfall stirnseitig herausgehoben am Getriebegehäuse der Handwerkzeugmaschine angeordnet. Die vibrationsfeste mechanische Anbindung eines zugeordneten austauschbaren Werkzeugvorsatzes an die Handwerkzeugmaschine erfolgt z.B. über eine Bajonett-Verbindung, wobei eine mit der Werkzeugaufnahme versehene Abtriebsspindel als Zentriereinheit der Befestigungsschnittstelle fungiert.
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Nachteilig am Stand der Technik ist, dass die Abtriebsspindel zugleich zur Zentrierung des Werkzeugvorsatzes dient.
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Offenbarung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Handwerkzeugmaschine mit einer Befestigungsschnittstelle zur Befestigung von austauschbaren Werkzeugvorsätzen bereitzustellen, bei der die Zentrierung der Werkzeugvorsätze ausschließlich über eine der Befestigungsschnittstelle zugeordnete Geometrie erfolgt.
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Dieses Problem wird gelöst durch eine Handwerkzeugmaschine mit einem Werkzeuggehäuse, in dem eine Abtriebswelle drehbeweglich gelagert ist, an der eine mit einer Verriegelungshülse versehene Werkzeugaufnahme angeordnet ist, die zumindest eine Innenaufnahme zur Aufnahme eines Einsatzwerkzeugs aufweist und der mindestens ein von der Verriegelungshülse beaufschlagbares Verriegelungselement zugeordnet ist. Dem Werkzeuggehäuse ist zur lösbaren Anbindung eines Werkzeugvorsatzes eine Befestigungsschnittstelle zugeordnet, die über mindestens drei Verbindungsmittel mit dem Werkzeuggehäuse verbunden ist und einen zumindest im Wesentlichen ringförmigen Grundkörper aufweist, der mit einer zentrisch angeordneten Durchgriffsöffnung für die Werkzeugaufnahme mit Verriegelungshülse versehen ist, wobei an dem Grundkörper eine Winkelpositionseinstelleinheit zur Festlegung einer vorgegebenen Winkelposition des Werkzeugvorsatzes an der Handwerkzeugmaschine ausgebildet ist. Die Winkelpositionseinstelleinheit weist eine Vielzahl von Winkeleinstellelementen auf, die jeweils in Gruppen angeordnet sind, die asymmetrisch um die Durchgriffsöffnung des Grundkörpers herum positioniert sind.
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In einer besonderen Ausgestaltung ist der Grundkörper mit einem umlaufenden Rand versehen, und die Winkeleinstellelemente sich ausgehend von der Durchgriffsöffnung durchgehend bis zum umlaufenden Rand hin erstrecken.
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Die Erfindung ermöglicht somit aufgrund der durchgehenden Winkeleinstellelemente die Übertragung vergleichsweise hoher Drehmomente zwischen einem entsprechenden Werkzeugvorsatz und dem Werkzeuggehäuse der Handwerkzeugmaschine. Infolge der vom Werkzeuggehäuse der Handwerkzeugmaschine konstruktiv unabhängigen Ausgestaltung der Befestigungsschnittstelle, lässt sich diese in einem Bedarfsfall leicht nachrüsten. Darüber hinaus kann durch eine Verwendung von mindestens drei Verbindungsmitteln die erforderliche Zentrierung der Befestigungsschnittstelle am Werkzeuggehäuse erfolgen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist ein Außenumfang des Grundkörpers zumindest abschnittsweise mit einer Sperrverzahnung versehen.
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Hierdurch kann für einen Benutzer bei einer Befestigung des Werkzeugvorsatzes an der Befestigungsschnittstelle der Handwerkzeugmaschine eine haptische und/oder akustische Rückmeldung erzeugt werden, wodurch ein ausreichend festes Anziehen eines Verriegelungsrings, der zur Herstellung einer form- und kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem Werkzeugvorsatz und der Handwerkzeugmaschine vorgesehen ist, suggeriert wird.
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Bevorzugt ist die Abtriebswelle in einem zumindest bereichsweise im Werkzeuggehäuse angeordneten Getriebegehäuse drehbeweglich gelagert, wobei der Grundkörper der Befestigungsschnittstelle an einer Stirnseite des Getriebegehäuses verdrehgesichert befestigt ist.
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Hierdurch ist eine einfache und unkomplizierte Montage der Befestigungsschnittstelle an der Handwerkzeugmaschine möglich.
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Bevorzugt weisen die Winkeleinstellelemente einstückig zum Grundkörper ausgebildete Mitnahmestege auf, die sich ausgehend von der Durchgriffsöffnung keilförmig bis zum umlaufenden Rand des Grundkörpers erstrecken oder keilförmige Aufnahmen ausbilden.
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Aufgrund der keilförmigen Ausgestaltung der Winkeleinstellelemente bzw. der Mitnahmestege wird die Robustheit und Stabilität gegen vergleichsweise hohe übertragene Drehmomente vom Werkzeugvorsatz auf das Werkzeuggehäuse der Handwerkzeugmaschine weiter verbessert.
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Gemäß einer Ausführungsform weisen die Mitnahmestege jeweils eine zumindest annähernd trapezförmige Querschnittsgeometrie auf.
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Infolge der jeweils näherungsweise trapezförmigen Querschnittsgeometrie der Winkeleinstellelemente wird eine Zentrierung des Werkzeugvorsatzes in Bezug zum Werkzeuggehäuse der Handwerkzeugmaschine bei dessen Montage sowie beim Umsetzen des Werkzeugvorsatzes zum Ändern von dessen Winkelposition erleichtert und zugleich die Drehmomentübertragungsfähigkeit erhöht.
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Bevorzugt ist eine Innenfläche des umlaufenden Randes des Grundkörpers in Bezug zu einer Längsmittelachse der Abtriebswelle abgeschrägt.
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Hierdurch wird gleichfalls die Zentrierung zwischen dem Werkzeugvorsatz und dem Werkzeuggehäuse der Handwerkzeugmaschine erleichtert.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die trapezförmige Querschnittsgeometrie der Mitnahmestege und die abgeschrägte Innenfläche des umlaufenden Randes dazu ausgebildet, eine Zentrierhilfe bei der Montage des Werkzeugvorsatzes an der Handwerkzeugmaschine zu bilden.
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Durch die trapezförmige Querschnittsgeometrie der Mitnahmestege wird im Zusammenwirken mit der konischen bzw. geneigten Innenfläche des Randes des Grundkörpers die Handhabung für einen Benutzer bei der Montage und beim Umsetzen des Werkzeugvorsatzes an der Handwerkzeugmaschine erleichtert.
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Bevorzugt sind die Mitnahmestege jeweils in Gruppen angeordnet, die asymmetrisch um die Durchgriffsöffnung des Grundkörpers herum positioniert sind.
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Hierdurch ist eine konstruktiv variable Ausbildung bzw. Positionierung der Mitnahmestege an dem Grundkörper der Befestigungsschnittstelle realisierbar.
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Gemäß einer Ausführungsform ist zwischen jeweils zwei Gruppen von Mitnahmestegen mindestens eine Durchgangsbohrung für ein Verbindungsmittel, insbesondere einen Schraubbolzen, in den Grundkörper eingebracht.
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Dies ermöglicht eine Minimierung der Materialschwächung des Grundkörpers durch die für die Verbindungsmittel vorzusehenden Bohrungen.
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Bevorzugt sind an den umlaufenden Rand des Grundkörpers mindestens zwei radial nach außen weisende Verriegelungselemente zur form- und kraftschlüssigen Verbindung mit dem Werkzeugvorsatz vorgesehen, die nach Art von Bajonetten zum Aufbau einer Bajonett-Verbindung ausgebildet sind.
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Somit ist eine mechanisch belastbare und dennoch von einem Benutzer leicht verriegelbare und wieder lösbare form- und kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Werkzeugvorsatz und der Handwerkzeugmaschine gegeben.
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Gemäß einer Ausführungsform ist an einer dem Werkzeuggehäuse zugewandten Stirnseite des Grundkörpers eine Zentrieranordnung zur koaxialen Ausrichtung der Befestigungsschnittstelle in Relation zu einer Längsmittelachse der Abtriebswelle vorgesehen.
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Durch die Zentrieranordnung kann eine präzise Zentrierung der Befestigungsschnittstelle an der Handwerkzeugmaschine gewährleistet werden.
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Bevorzugt weist die Zentrieranordnung mindestens einen im Bereich der Stirnseite des Grundkörpers ausgebildeten, stiftförmigen Zapfen auf, der zumindest bereichsweise formschlüssig in eine korrespondierend ausgebildete Vertiefung innerhalb des Werkzeuggehäuses oder des Getriebegehäuses eingreift.
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Hierdurch ist eine exakte Positionierung der Befestigungsschnittstelle für den Werkzeugvorsatz am Werkzeuggehäuse der Handwerkzeugmaschine unabhängig vom Anzugsgrad der Befestigungsmittel gegeben, wodurch jedes Schleifen zwischen der Werkzeugaufnahme und der Befestigungsschnittstelle zuverlässig vermieden wird. Bei dem Befestigungsmittel handelt es sich bevorzugt um Innensechskantschrauben (z.B. "Inbus®"-Schrauben).
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Grundkörper der Befestigungsschnittstelle einstückig mit einem Sintermaterial oder einem pulvermetallurgischen Material gebildet.
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Hierdurch ist eine fertigungstechnisch kostengünstige und großserientaugliche Herstellung der Befestigungsschnittstelle mit einer zugleich sehr hohen Maßhaltigkeit realisierbar. Darüber hinaus erlaubt das verwendete Material ein geringes Gewicht und eine hohe Festigkeit der Befestigungsschnittstelle.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Durchgriffsöffnung zumindest dazu ausgebildet, ein zumindest bereichsweises Durchgreifen der Verriegelungshülse bei einem axialen Verschieben der Verrieglungshülse in Richtung der Befestigungsschnittstelle zu ermöglichen.
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Somit kann die Befestigungsschnittstelle platzsparend am Werkzeuggehäuse angeordnet werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Handwerkzeugmaschine mit einer erfindungsgemäßen Befestigungsschnittstelle für einen Werkzeugvorsatz,
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2 eine Schnittansicht der Handwerkzeugmaschine von 1 im Bereich einer Stirnseite des Werkzeuggehäuses,
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3 eine perspektivische Draufsicht auf eine Vorderseite der Befestigungsschnittstelle,
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4 eine perspektivische Draufsicht auf eine Rückseite der Befestigungsschnittstelle,
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5 eine perspektivische Rückansicht eines Werkzeugvorsatzes zur Befestigung an der Befestigungsschnittstelle der Handwerkzeugmaschine von 1, und
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6 eine Schnittansicht des Werkzeugvorsatzes von 5.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt eine mit einer Werkzeugaufnahme 140 versehene Handwerkzeugmaschine 100, die beispielhaft ein Werkzeuggehäuse 110 mit einem darin integrierten Getriebegehäuse 118 aufweist, in dem ein Getriebe zum Antrieb der Werkzeugaufnahme 140 angeordnet ist. Im Bereich einer Stirnseite 112 des Werkzeuggehäuses 110 ist bevorzugt eine Drehmomenteinstellhülse 114 zur Einstellung eines gewünschten Drehmoments angeordnet. Gemäß einer Ausführungsform ist an einem Handgriff 126 der Handwerkzeugmaschine 100 zu deren netzunabhängiger Stromversorgung ein Akkupack 130 angeordnet. Mittels eines elektrischen Handschalters 128 ist die Handwerkzeugmaschine 100 ein- und ausschaltbar.
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Die Handwerkzeugmaschine 100 ist hier beispielhaft als Akku-Schrauber ausgebildet. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf Akku-Schrauber beschränkt ist, sondern vielmehr bei unterschiedlichen Handwerkzeugmaschinen Anwendung finden kann, die eine der Werkzeugaufnahme 140 entsprechende Werkzeugaufnahme aufweisen, unabhängig davon, ob die Handwerkzeugmaschine elektrisch, d. h. netzunabhängig mit dem Akkupack 130 oder netzabhängig, und/oder nicht-elektrisch betreibbar ist, z.B. bei Akku-Drehschlagschraubern usw.
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Die Werkzeugaufnahme 140 ist bevorzugt an einer eine Längsmittelachse 125 aufweisende Abtriebswelle 124 ausgebildet und hat illustrativ einen Aufnahmekörper 142 mit einer (Mehrkant-)Innenaufnahme 144, die z.B. zur Aufnahme von Einsatzwerkzeugen mit Außenmehrkant-Kupplungen vorgesehen ist. Am Außenumfang des z.B. drehfest und/oder einstückig mit der Abtriebswelle 124 verbundenen Aufnahmekörpers 142 ist bevorzugt eine federbeaufschlagte, axial verschiebbare Verriegelungshülse 146 zur mechanischen Verriegelung eines geeigneten Einsatzwerkzeugs 198 in der Innenaufnahme 144 angeordnet.
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Die Werkzeugaufnahme 140 ist hier lediglich beispielhaft nach Art eines Bithalters ausgebildet, d.h. zur Aufnahme des hier nach Art eines Schrauberbits ausgebildeten Einsatzwerkzeugs 198 – das in entgegengesetzter Richtung eines Pfeils 199 in die Innenaufnahme 144 einsteckbar ist – geeignet. Ein derartiger Schrauberbit, der z.B. vom sogenannten HEX-Typ sein kann, ist hinreichend aus dem Stand der Technik bekannt, sodass hier zwecks Knappheit der Beschreibung auf eine eingehende Beschreibung verzichtet wird. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf eine Verwendung von HEX-Schrauberbits beschränkt ist, sondern auch weitere Einsatzwerkzeuge in Abhängigkeit von einer jeweils gewählten Ausgestaltung der Werkzeugaufnahme 140, z.B. HEX-Bohrer oder so genannte SDS-Quick-Einsatzwerkzeuge, Verwendung finden können. Darüber hinaus wird darauf hingewiesen, dass auch der Aufbau und die Funktionsweise eines geeigneten Bithalters dem Fachmann hinreichend bekannt sind, sodass hier zwecks Knappheit der Beschreibung auf eine eingehende Beschreibung des Bithalters verzichtet werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Handwerkzeugmaschine 100 eine Befestigungsschnittstelle 150 zugeordnet, die koaxial zur Werkzeugaufnahme 140 bzw. zur Längsmittelachse 125 der Abtriebswelle 124 am Getriebegehäuse 118 und/oder direkt am Werkzeuggehäuse 110 axial und radial unbeweglich befestigt ist. Nachfolgend wird diese Befestigungsschnittstelle 150 zwecks Klarheit der Beschreibung auch mit dem Begriff "Maschinenschnittstelle 150" bezeichnet. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die Maschinenschnittstelle 150 lediglich beispielhaft als ein separates Bauteil ausgebildet ist und alternativ hierzu auch einstückig mit dem Getriebegehäuse 118 und/oder dem Werkzeuggehäuse 110 ausgeführt sein kann.
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Die Maschinenschnittstelle 150 dient zur verdrehgesicherten Befestigung eines der Handwerkzeugmaschine 100 zugeordneten und hier lediglich exemplarisch als Bohrfuttervorsatz ausgebildeten, austauschbaren Werkzeugvorsatzes (300 in 5). Die Maschinenschnittstelle 150 weist illustrativ einen an einer Stirnseite 113 des Getriebegehäuses 118 und/oder einer Stirnseite 112 des Werkzeuggehäuses 110 in axialer und radialer Richtung unbeweglich befestigten, vorzugsweise im Wesentlichen ringförmigen Grundkörper 152 auf. In den Grundkörper 152 ist eine mittig zu diesem positionierte, zylindrische Durchgriffsöffnung 154 für die Werkzeugaufnahme 140 vorgesehen. Die Befestigung des Grundkörpers 152 an dem Getriebegehäuse 118 und/oder dem Werkzeuggehäuse 110 erfolgt mit Hilfe von geeigneten Verbindungsmitteln 158, wie z.B. Schraubbolzen oder dergleichen. Der Grundkörper 152 umschließt hierbei die Werkzeugaufnahme 140 bzw. die Längsmittelachse 125 der Abtriebswelle 124 koaxial in einem kleinen, definierten radialen Abstand, um die ungehinderte axiale Verschiebbarkeit der Verriegelungshülse 146 der Werkzeugaufnahme innerhalb der Durchgriffsöffnung 154 des Grundkörpers 152 zu gewährleisten.
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An dem Grundkörper 152 sind ferner zwei diametral angeordnete, annähernd kreisringsektorförmige Verriegelungselemente 162, 164 ausgebildet, die nach Art von Bajonetten zur Ausbildung einer mechanisch hochbelastbaren und vibrationsfesten Bajonett-Verbindung mit einem austauchbaren bzw. auswechselbaren Werkzeugvorsatz (300 in 5) ausgestaltet sind. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die Beschreibung einer derartigen Bajonett-Verbindung lediglich beispielhaften Charakter hat und nicht als Einschränkung der Erfindung dient. Vielmehr können auch alternative Befestigungsmöglichkeiten bei der Maschinenschnittstelle 150 Anwendung finden, wie z.B. eine s.g. Drahtbügelverriegelung oder eine Kugelverriegelung usw.
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2 zeigt die Handwerkzeugmaschine 100 von 1 im Bereich der Stirnseite 112 des Werkzeuggehäuses 110 mit der Maschinenschnittstelle 150. Wie aus 2 ersichtlich ist die Abtriebswelle 124 der Handwerkzeugmaschine 100 z.B. mittels eines Lagerelements 200, wie z.B. eines Radial-Kugellagers oder dergleichen, um ihre Längsmittelachse 125 drehbeweglich in dem Werkzeuggehäuse 110 der Handwerkzeugmaschine 100 aufgenommen. Im Bereich der Stirnseite 112 des Werkzeuggehäuses 110 befindet sich gleichfalls die Abschluss- bzw. Schutzhülse 114.
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Die beispielhalft als Bithalter ausgebildete Werkzeugaufnahme 140 weist den Aufnahmekörper 142 mit der (Mehrkant-)Innenaufnahme 144 sowie die parallel zur Längsmittelachse 125 federnd verschiebbare Verriegelungshülse 146 von 1 auf. Die Verriegelungshülse 146 dient exemplarisch zur radialen Beaufschlagung von mindestens einem Verriegelungselement 202, wie z. B. einer Verriegelungskugel oder dergleichen, und ist von einer zugeordneten Druckfeder 204, die sich gegen einen an der Abtriebswelle 124 gehaltenen Sicherungsring 206 abstützt, in die von der Handwerkzeugmaschine 100 wegweisende Richtung bzw. in die Richtung des Pfeils 199 federbeaufschlagt. Zur Entriegelung der Werkzeugaufnahme 140 muss ein Benutzer die Verriegelungshülse 146 entgegen eine von der Druckfeder 204 aufgebrachte Federkraft, d.h. entgegen der Richtung des Pfeils 199 von 1, auf der Abtriebswelle 124 verschieben, so dass eine radial auswärts gerichtete Bewegung des mindestens einen Verriegelungselements 202 möglich wird und z.B. das Einsatzwerkzeug 198 von 1 in die (Mehrkant-)Innenaufnahme 144 eingeführt werden kann. Gibt der Benutzer anschließend die Verriegelungshülse 146 wieder frei, so bewegt sich diese aufgrund der Kraftwirkung der Druckfeder 204 in Richtung des Pfeils 199 zurück in die in 2 dargestellte Position. Bei diesem Vorgang wird das kugelförmige Verriegelungselement 202 durch eine keilförmige Steuerkurve 208, die innenseitig an dem Verriegelungselement 202 ausgebildet ist, wieder radial einwärts in Richtung der Längsmittelachse 125 gedrängt und eine kraft- und/oder formschlüssige axiale Lagesicherung des Einsatzwerkzeugs (198 von 1) innerhalb der (Mehrkant-)Innenaufnahme 144 bewirkt.
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Gemäß einer Ausführungsform ist an einer vom Werkzeuggehäuse 110 wegweisenden Stirnseite 160 des einen Außenumfang 176 aufweisenden Grundkörpers 152 der Maschinenschnittstelle 150 ist eine Winkelpositionseinstelleinheit 166 ausgebildet, die bevorzugt eine Vielzahl von Winkeleinstellelementen 168 aufweist. Die Winkeleinstellelemente 168 weisen jeweils einstückig zum Grundkörper 152 ausgeformte Mitnahmestege 170 auf, die sich vorzugsweise ausgehend von der Durchgriffsöffnung bis hin zu einem umlaufenden Rand 172 des Grundkörpers 152 erstrecken und bevorzugt 154 keilförmig bzw. trapezförmig ausgebildet sind. Zwischen jeweils zwei benachbarten Mitnahmestegen 170 besteht jeweils eine bevorzugt keilförmige Aufnahme 174. Der Außenumfang 176 des Grundkörpers 152 ist bevorzugt im Bereich zwischen den Verriegelungselementen 162, 164 mit einer Sperrverzahnung 178 versehen. Die Sperrverzahnung 178 ist unter anderem dazu bestimmt, für einen Benutzer eine haptische und/oder akustische Rückmeldung zu erzeugen, um ein ausreichend festes Anziehen eines Verriegelungsrings, der zur Herstellung einer form- und kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem Werkzeugvorsatz (300 in 5, 6) und der Maschinenschnittstelle 150 der Handwerkzeugmaschine 100 vorgesehen ist, zu suggerieren.
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Eine mechanische Ankopplung des Grundkörpers 152 an das Getriebegehäuse 118 erfolgt bevorzugt mit Hilfe der Verbindungsmittel 158, wie z.B. eingesenkten Befestigungs- bzw. Schraubbolzen, die durch entsprechende Durchgangsbohrungen 180 des Grundkörpers 152 geführt sind. An einer dem Werkzeuggehäuse 110 zugewandten Stirnseite 182 des Grundkörpers 152 ist darüber hinaus eine Zentrieranordnung 184 zur präzisen koaxialen Ausrichtung des Grundkörpers 152 in Bezug zu der Längsmittelachse 125 der Abtriebswelle 124 vorgesehen.
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Die Zentrieranordnung 184 ist bevorzugt mit mindestens einem, an einer Rückseite 182 des Grundkörpers 152 integral angeformten, stiftförmigen Zapfen 186 gebildet, der zumindest bereichsweise formschlüssig in einer korrespondierend zum Zapfen 186 ausgebildeten, näherungsweise zylindrischen Vertiefung 188 des Getriebegehäuses 118 aufgenommen ist. Neben ihrer Positionierfunktion erhöht die Zentrieranordnung 184 zugleich die zwischen dem Getriebegehäuse 118 und dem Grundkörper 152 der Maschinenschnittstelle 150 übertragbaren Drehmomente. Der Grundkörper 152 der Maschinenschnittstelle 150 ist bevorzugt mit einem mechanisch hochbeanspruchbaren Sintermaterial oder einem pulvermetallurgischen Material gebildet, kann alternativ hierzu aber z.B. auch aus einem ggfls. faserarmierten Kunststoffmaterial gebildet sein.
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3 zeigt die Maschinenschnittstelle 150 von 1 und 2 mit dem bevorzugt im Wesentlichen scheibenförmigen Grundkörper 152, der an seiner Stirnseite 160 bzw. seiner Vorderseite den umlaufenden Rand 172 sowie die zentrisch zur Längsmittelachse 125 verlaufende Durchgriffsöffnung 154 aufweist, wobei an dem Außenumfang 176 des Rands 172 die Sperrverzahnung 178 ausgeformt ist. Diametral zueinander angeordnet sind an dem Rand 172 ferner die beiden nach Art von Bajonetten ausgeführten, kreisringsektorförmigen Verriegelungselemente 162, 164 ausgebildet.
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Im Bereich der Stirnseite 160 des Grundkörpers 152, die im Montagezustand von der Handwerkzeugmaschine 100 von 1 und 2 abgewandt ist, ist die Winkelpositionseinstelleinheit 166 von 2 vorgesehen, mittels der eine Winkelposition eines austauschbaren Werkzeugvorsatzes in Bezug zur Längsmittelachse bzw. zur Handwerkzeugmaschine 100 in gestuften Winkelschritten von z.B. 20° einstellbar ist. Die Winkelpositionseinstelleinheit 166 verfügt über eine Vielzahl von mit Mitnahmestegen gebildeten Winkeleinstellelementen, von denen der besseren Übersicht halber lediglich das als Mitnahmesteg 170 ausgebildete Winkeleinstellelement 168 bezeichnet ist. Der Mitnahmesteg 170 verfügt – wie alle weiteren nicht bezeichneten Mitnahmestege auch – bevorzugt über eine trapezförmige Querschnittsgeometrie und erstreckt sich von der Durchgriffsöffnung 154 bis hin zum Rand 172 des Grundkörpers 152, wobei sich der Mitnahmesteg 170 keilförmig aufweitet. Zwischen dem Mitnahmesteg 170 und dem benachbarten Mitnahmesteg besteht eine bevorzugt keilförmige Aufnahme 174. Entsprechendes gilt für die Übrigen nicht bezeichneten Mitnahmestege und tortenstückförmigen Aufnahmen, die sich bevorzugt jeweils ausgehend von der Durchgriffsöffnung 154 radial nach außen bis hin zum Rand 172 des Grundkörpers 152 erstrecken. Eine in Bezug zur Längsmittelachse 125 der Abtriebswelle 124 von 1 und 2 vorzugsweise leicht geneigt ausgebildete Innenfläche 190 des Randes 172 bildet – im Zusammenwirken mit den aufgrund der trapezförmigen Querschnittsgeometrie der Mitnahmestege und den demzufolge in Bezug zur Stirnseite 160 geringfügig schräg gestellten Seitenwänden der Mitnahmestege – eine Zentrierhilfe 192 beim Ankoppeln des austauschbaren Werkzeugvorsatzes an den Grundkörper 152 der Maschinenschnittstelle 150.
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Der Mitnahmesteg 170 sowie die zwei zu diesem benachbarten Mitnahmestege bilden vorzugsweise eine Gruppe 194. Entsprechendes gilt für die übrigen, nicht bezeichneten und als Mitnahmestege ausgebildeten Winkeleinstellelemente, die hier in zwei Gruppen mit drei bzw. vier Mitnahmestegen zusammengefasst sind.
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In den Grundkörper 152 sind hier exemplarisch drei, bevorzugt jeweils um 120° umfangsseitig zueinander versetzt eingebrachte Durchgangsbohrungen 180 für die Verbindungsmittel 158 von 1 und 2 zur Befestigung des Grundkörpers 152 an der Handwerkzeugmaschine 100 vorgesehen, die z.B. an dem Getriebegehäuse 118 und/oder dem Werkzeuggehäuse 110 von 1 erfolgen kann. Die Durchgangsbohrungen 180 verfügen bevorzugt im Bereich der Stirnseite 160 des Grundkörpers 152 jeweils über eine Senkung. Die drei Gruppen mit den als Mitnahmestege ausgeführten Winkeleinstellelementen 168 sind jeweils vorzugsweise zwischen zwei benachbarten Durchgangsbohrungen 180 angeordnet. In Abhängigkeit von der Zahl, der umfangsseitigen Positionierung und/oder der Querschnittsgeometrie der Mitnahmestege lässt sich die Drehmomentübertragungsfähigkeit des Grundkörpers 152 und damit der Maschinenschnittstelle 150 und die Stufung, in der sich mittels der Winkelpositionseinstelleinheit 166 die Winkelposition des Werkzeugvorsatzes in Relation zur Handwerkzeugmaschine einstellen lässt, in weiten Grenzen variieren.
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4 zeigt eine Stirnseite 182 bzw. eine Rückseite des Grundkörpers 152 der Maschinenschnittstelle 150 von 1 bis 4, die im Montagezustand z.B. an dem Getriebegehäuse 118 von 1 anliegt. In dieser Stirnseite 182 sind die drei stiftförmigen Zapfen 186 beispielhaft jeweils um 120° umfangsseitig zueinander beabstandet angeformt, wobei bevorzugt zwischen jeweils zwei benachbarten Zapfen 186 jeweils eine der drei Durchgangsbohrungen 180 liegt. Mithilfe der drei stiftförmigen Zapfen 186 erfolgt vorrangig die Zentrierung des Grundkörpers 152 am Getriebegehäuse 118 der Handwerkzeugmaschine 100 von 1. Zugleich kann durch die Zapfen 186 aber auch die Drehmomentübertragungsfähigkeit der Maschinenschnittstelle 150, die vor allem aus dem mit Hilfe der Befestigungsmittel 158 zwischen dem Grundkörper 152 und dem Getriebegehäuse 118 geschaffenen Reibschluss resultiert, weiter erhöht werden.
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Um die Zentrierung des Grundkörpers 152 z.B. in Bezug zum Getriebegehäuse 118 der Handwerkzeugmaschine 100 von 1 weiter zu optimieren, ist an der Stirnseite 182 des Grundkörpers 152 im Bereich seines Randes 172 bevorzugt ein umlaufender Rezess bzw. eine ringförmige Aussparung 196 vorgesehen. Ein durch den Rezeß 196 entstehender zylindrischer Vorsprung 197 ist im montierten Zustand des Grundkörpers 152 zumindest bereichsweise formschlüssig in einer korrespondierend ausgeführten Vertiefung z.B. im Getriebegehäuse 118 der Handwerkzeugmaschine 100 aufgenommen, wobei die Vertiefung hier illustrativ durch eine dem Getriebegehäuse 118 zugeordnete und an diesem fixierte Ringscheibe ausgebildet wird. Die drei Zapfen 186 bilden im Zusammenspiel mit dem Rezeß 196 und dem zylindrischen Vorsprung 197 eine komplexe Zentrieranordnung 184, wodurch die Ausrichtung des Grundkörpers 152 am Getriebegehäuse 118 weiter verbessert werden kann.
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5 zeigt einen austauschbaren Werkzeugvorsatz 300 gemäß einer Ausführungsform, der hier lediglich exemplarisch nach Art eines Bohrfuttervorsatzes ausgebildet ist und beispielhaft eine nachfolgend zwecks Klarheit der Beschreibung auch als "Vorsatzschnittstelle" bezeichnete Befestigungsschnittstelle 302 sowie eine nachfolgend auch als "Spannfutterabschnitt" bezeichnete Spannfuttereinheit 304 aufweist. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass der Werkzeugvorsatz 300 hier nur beispielhaft als Bohrfuttervorsatz zur bevorzugten Aufnahme von Rundbohrern als Einsatzwerkzeug ausgebildet ist und nicht zur Einschränkung der Erfindung. Vielmehr kann der austauschbare Werkzeugvorsatz 300 eine beliebige Ausgestaltung haben, z.B. nach Art eines Exzentervorsatzes, eines Winkelvorsatzes oder als eine biegsame Welle etc. Hierdurch lässt sich ein komplexes Werkzeugsystem schaffen, bei dem eine einzelne Handwerkzeugmaschine mit mehreren austauschbaren Werkzeugvorsätzen bereitgestellt werden kann. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird der Werkzeugvorsatz 300 hier nachfolgend auch mit dem Begriff "Bohrfuttervorsatz 300" bezeichnet.
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Der Bohrfuttervorsatz 300 verfügt über eine von der Handwerkzeugmaschine 100 weg weisende und dem Spannfutterabschnitt 304 zugeordnete Spannhülse 334 zum Einspannen des in dieser Konstellation bevorzugt als Bohrer ausgebildeten Einsatzwerkzeugs auf. Der Spannfutterabschnitt 304 weist beispielhaft ein Vorsatzgehäuse 306 auf, in dem eine rotierend antreibbare Antriebswelle 308 drehbeweglich gelagert ist. An einem freien axialen Ende 310 der Antriebswelle 308 ist eine (Mehrkant-)Mitnahmekontur 312 vorgesehen, die von einem hülsenartig gestuften und der Vorsatzschnittstelle 302 zugeordneten Betätigungsglied 314 zumindest abschnittsweise koaxial umschlossen ist.
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Bei der Montage des Bohrfuttervorsatzes 300 an der Handwerkzeugmaschine 100 von 1 wird der Exzentervorsatz 200 entgegen der Richtung des Pfeils 199 von 1 an die Maschinenschnittstelle 150 von 1 herangeführt. Hierbei verschiebt das Betätigungsglied 314 die Verriegelungshülse 146 und das freie Ende 310 der Antriebswelle 308 greift in die (Mehrkant-)Innenaufnahme 144 ein, wobei durch das der Werkzeugaufnahme 140 zugeordnete, kugelförmige Verriegelungselement 202 das vollständige Eingreifen des freien Endes 310 der Antriebswelle 308 verhindert wird.
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Die Vorsatzschnittstelle 302 verfügt ferner über eine Verriegelungseinheit 316 mit einem zumindest abschnittsweise rohrförmig ausgestalteten Verrieglungskörper 318 mit zwei nach Art von Bajonetten ausgebildeten Verriegelungselementen 320, 322 zur Schaffung einer kraft- und formschlüssigen Bajonett-Verbindung mit den beiden Verriegelungselementen 162, 164 der Maschinenschnittstelle 150 von 1 in einem Verriegelungszustand des Bohrfuttervorsatzes 300. Zum Wechsel zwischen einem Verriegelungszustand des Bohrfuttervorsatzes 300 – in dem dieser fest mit der Handwerkzeugmaschine 100 verbunden ist – und einem Entriegelungszustand des Werkzeugvorsatzes 200 – in dem sich dieser von der Handwerkzeugmaschine 100 leicht abnehmen lässt – und umgekehrt, ist ein gleichfalls zumindest abschnittsweise näherungsweise rohrförmiger Betätigungsring 324 vorgesehen, der zur Betätigung der Vorsatzschnittstelle 302 von einem Benutzer verdrehbar ist.
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Die Vorsatzschnittstelle 302 verfügt darüber hinaus über eine Winkelpositionseinstelleinheit 326, die durch formschlüssiges Zusammenwirken mit den stirnseitigen Winkeleinstellelementen am Grundkörper 152 der Maschinenschnittstelle 150 von 1 eine Einstellung einer beliebig vom Benutzer vorgebbaren Winkelposition beim Befestigen des Bohrfuttervorsatzes 300 an der Handwerkzeugmaschine 100 von 1, d.h. beim Übergang vom Entriegelungszustand in den Verriegelungszustand, in Bezug zur Längsmittelachse 125 der Abtriebswelle 124 von 1 erlaubt. Zu diesem Zweck verfügt die zumindest abschnittsweise rohrförmige Winkelpositionseinstelleinheit 326 über ein Winkeleinstellelement 328, das hier exemplarisch mit einer stirnseitigen, d.h. der Maschinenschnittstelle 150 zugewandten Winkeleinstellverzahnung 330 realisiert ist, die hier lediglich exemplarisch einstückig zur Winkelpositionseinstelleinheit 326 ausgeführt ist. Zwischen der Winkeleinstellverzahnung 330 und den Winkeleinstellelementen 164 an der Maschinenschnittstelle 150 besteht im Verriegelungszustand des Bohrfuttervorsatzes 300 in der jeweils gewählten Winkelposition bevorzugt ein zumindest bereichsweiser Formschluss.
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Um das Befestigen des Bohrfuttervorsatzes 300 an der Maschinenschnittstelle 150 der Handwerkzeugmaschine 100 und insbesondere den Wechsel vom Entriegelungszustand in den Verriegelungszustand bzw. einen Austausch von verschiedenen austauschbaren Werkzeugvorsätzen zu erleichtern, verfügt die Winkelpositionseinstelleinheit 326 ferner über eine stirnseitige Zentrierhilfe 332, die hier lediglich exemplarisch zumindest abschnittsweise konisch ausgeführt ist. Zwischen dieser konusförmigen Zentrierhilfe 332 und der korrespondierend zu dieser gleichfalls konusförmig ausgebildeten Zentrierhilfe 192 des Grundkörpers 152 der Maschinenschnittstelle 150 besteht im Verriegelungszustand vorzugsweise ein zumindest bereichsweiser Formschluss. Von der Konusform abweichende Geometrien, wie z.B. keilförmige oder ballige Konturen, sind gleichfalls möglich. Die Konizität der Zentrierhilfe 192 des Grundkörpers 152 wird durch die trapezförmige Querschnittsgeometrie der Mitnahmestege in Verbindung mit der in Bezug zur Stirnseite 160 bzw. der Vorderseite gleichfalls schräg stehenden Innenfläche 190 des Randes 172 des Grundkörpers 152 erreicht (vgl. 4).
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6 zeigt den Bohrfuttervorsatz 300 von 5 mit dem Spannfutterabschnitt 304 und der Vorsatzschnittstelle 302. Der Spannfutterabschnitt 304 verfügt bevorzugt über einen Tragkörper 336, an dem eine Mehrzahl von Spannbacken 340 gelagert ist, die über einen mit der Spannhülse 334 versehenen Spannkörper 338 zum Einspannen eines zugeordneten Einsatzwerkzeugs, wie z.B. eines Rundbohrers, betätigbar ist. Der Tragkörper 336 ist beispielsweise über eine Schraubverbindung 342 verdrehgesichert an einem ersten axialen Endbereich 344 des der Vorsatzschnittstelle 302 zugeordneten Betätigungsglieds 314 befestigt, so dass sich der Tragkörper 336 bei einer Drehbewegung des Betätigungsglieds 314 mit diesem mit dreht.
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Innerhalb des zumindest abschnittsweise hülsenförmig ausgebildeten Betätigungsglieds 314 ist ferner die Antriebswelle 308 z.B. über eine Pressverbindung 346 verdrehgesichert aufgenommen, so dass sich das Betätigungsglied 314 bei einer Drehbewegung der Antriebswelle 308 zusammen mit dieser dreht. An dem freien axialen Ende 310 der Antriebswelle 308 ist eine (Mehrkant-)Mitnahmekontur 312 ausgebildet. Das Betätigungsglied 314 ist drehbeweglich in einem Lagerelement 348, z.B. einem nach Art eines Radiallagers ausgebildeten Wälzlager, gelagert bzw. bevorzugt in dieses eingepresst, so dass der Spannfutterabschnitt 304 einschließlich der Antriebswelle 308 drehbeweglich innerhalb der Verriegelungseinheit 316 der Vorsatzschnittstelle 302 gelagert sind.
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Die Verriegelungseinheit 316 ist bevorzugt zumindest zur verdrehgesicherten Befestigung an der Maschinenschnittstelle 150 der Handwerkzeugmaschine 100 von 1 ausgebildet und ermöglicht in einem Entriegelungszustand das Aufsetzen eines Werkzeugvorsatzes bzw. des Bohrfutteraufsatzes 300 auf die Maschinenschnittstelle 150, und in einem Verriegelungszustand eine kraft- und formschlüssige Verriegelung des Bohrfuttervorsatzes 300 mit der Maschinenschnittstelle 150 beim Betrieb der Handwerkzeugmaschine 100. Hierzu weist die Verriegelungseinheit 316 den drehbeweglichen, zumindest abschnittsweise rohrförmigen Verriegelungskörper 318 mit den beiden, nach Art von Bajonetten ausgebildeten Verriegelungselementen 320, 322 auf. Der Verriegelungskörper 318 ist zum Wechsel zwischen dem Verriegelungszustand und dem Entriegelungszustand der Vorsatzschnittstelle 302 mittels des Betätigungsrings 324 verdrehbar.
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In einem Bereich zwischen dem Verriegelungskörper 318 und dem Betätigungsring 324 sind bevorzugt ein zumindest bereichsweise federndes, zungenförmiges Sperrglied 350 sowie ein bügelförmiges Blockierglied 352 angeordnet. Das Sperrglied 350 und das Blockierglied 352 sind zumindest abschnittsweise am Verriegelungskörper 318 lagefixiert und befestigt. Das Sperrglied 350 ist dazu ausgebildet, im Verriegelungszustand der Verriegelungseinheit 316 ein Zurückdrehen des Verriegelungskörpers 318 aus einer zweiten Drehstellung im Verriegelungszustand in eine erste Drehstellung im Entriegelungszustand zu verhindern und somit einen vibrationsfesten Sitz des Bohrfuttervorsatzes 300 unter allen Einsatzbedingungen der Handwerkzeugmaschine 100 zu gewährleisten.
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Hierbei ist der vorzugsweise zumindest abschnittsweise gummierte Betätigungsring 324 bevorzugt dazu ausgebildet, das Sperrglied 350 im Verriegelungszustand der Verriegelungseinheit 316 zumindest abschnittsweise gegen die Sperrverzahnung 178 (vgl. insb. 3, 4) des Grundkörpers 152 der Maschinenschnittstelle 150 zu beaufschlagen. Das Blockierglied 352 ist gemäß der gezeigten Ausführungsform dazu ausgebildet, den Betätigungsring 324 im Verriegelungszustand der Verriegelungseinheit 316 in einer gesicherten Blockierstellung am Verriegelungskörper 318 festzusetzen, in der der Betätigungsring 324 das Sperrglied 350 zumindest abschnittsweise gegen die Sperrverzahnung 178 beaufschlagt, um insbesondere ein selbsttätiges Verdrehen des Betätigungsrings 324 relativ zum Verriegelungskörper 318 zu verhindern.
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Ferner ist in der Verriegelungseinheit 316 ein elastisches Element 354, wie z.B. ein O-Ring aus einem Elastomer, integriert, das eine axiale Verschiebung des Verriegelungskörpers 318 mit seinen Verriegelungselementen 320, 322 entlang der Längsmittelachse 125 in Richtung eines Pfeils 356 entgegen der Federkraft des elastischen Elements 354 erlaubt, wenn die Winkelpositionseinstelleinheit 326 fest an der Winkelpositionseinstelleinheit 166 des Grundkörpers 150 anliegt und mit dieser im formschlüssigen Eingriff steht (vgl. 2). Hierdurch können die vorsatzseitigen Verriegelungselemente 320, 322 beim Übergang vom Entriegelungszustand in den Verriegelungszustand die maschinenseitigen Verriegelungselemente 162, 164 zum Herstellen der kraft- und formschlüssigen Bajonettverbindung zur Befestigung des Bohrfuttervorsatzes 300 an der Handwerkzeugmaschine 100 hintergreifen.
