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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Werkzeugaufnahme nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere für einen Bohr- oder Meißelhammer.
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Aus
DE 100 01 191 C2 ist eine Werkzeugaufnahme für einen Bohr- oder Meißelhammer bekannt, die eine axiale Verriegelung eines Werkzeugschafts mit einem vorgegebenen Axialspiel ermöglicht. Hierzu weist die Werkzeugaufnahme radial verschiebbare, rollenförmige Verriegelungselemente auf, die in einer radial innen liegenden Stellung in eine nutförmige Vertiefung in der Mantelfläche des Werkzeugschafts eingreifen und den Werkzeugschaft dadurch axial verriegeln, wohingegen die Verriegelungselemente den Werkzeugschaft in einer radial außen liegenden Stellung freigeben, sodass der Werkzeugschaft eingeführt bzw. entnommen werden kann.
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Weiterhin weist die bekannte Werkzeugaufnahme ein Bedienteil in Form einer Hülse auf, welche die Verriegelungselements außen umgibt und von einem Benutzer zwischen einer werkstückseitigen Verriegelungsstellung und einer werkzeugseitigen Entriegelungsstellung axial verschoben werden kann, um den Werkzeugschaft zu verriegeln bzw. zu entriegeln, wobei das Bedienteil durch eine Feder in Richtung der werkstückseitigen Verriegelungsstellung vorgespannt wird.
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In der Entriegelungsstellung des Bedienteils können sich die Verriegelungselemente hierbei radial nach außen bewegen, sodass der Werkzeugschaft einfach aus der Einführöffnung herausgezogen bzw. eingeführt werden kann.
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In der Verriegelungsstellung des Bedienteils wird die radiale Ausweichbewegung der Verriegelungselemente dagegen von dem hülsenförmigen Bedienteil blockiert, sodass der Werkzeugschaft axial verriegelt ist.
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Der Bohrhammer HR4000C der Firma Makita verfügt ebenfalls über eine derartige Werkzeugaufnahme und ermöglicht darüber hinaus eine Einhandbedienung, indem das axial verschiebbare Bedienteil in der Entriegelungsstellung durch einen Arretierungsmechanismus arretiert wird. Der Benutzer kann das Bedienteil also mit einer Hand axial von der Verriegelungsstellung in die Entriegelungsstellung verschieben, wo das Bedienteil einrastet. Anschließend kann der Benutzer den Werkzeugschaft mit derselben Hand einsetzen bzw. entnehmen, ohne das Bedienteil währenddessen festhalten zu müssen. Die Arretierung des hülsenförmigen Bedienteils in der Entriegelungsstellung erfolgt hierbei durch einen radial verschiebbaren Bolzen, der jedoch an der Außenseite der Werkzeugaufnahme frei zugänglich ist und deshalb dem Materialabrieb ausgesetzt ist, was zu einem erheblichen Verschleiß führt.
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Zudem ist aus der
DE 34 21 811 A1 ein Arretierungsmechanismus zur Arretierung eines Bedienteils entnehmbar, der nach außen vom Bedienteil selbst abgedeckt ist.
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Die Druckschrift
JP 2000-117662 A zeigt ferner eine Werkzeugaufnahme mit einem Bedienteil und einem Arretierungsmechanismus zur Festhaltung des Bedienteils in einer Entriegelungsstellung. Das Bedienteil umschließt einen Teil eines Gehäuses eines Werkzeugs, wobei das Gehäuse und das Bedienteil eine Berührungsfläche aufweisen.
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Vorteile der Erfindung
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Die Erfindung umfasst die allgemeine technische Lehre, den Arretierungsmechanismus zur Arretierung des Bedienteils durch eine Abdeckung zu schützen, damit der Arretierungsmechanismus keinem Materialabrieb ausgesetzt ist, was zu einem geringeren Verschleiß führt.
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Die Abdeckung für den Arretierungsmechanismus kann beispielsweise eine Manschette aufweisen, die den Arretierungsmechanismus außen umgibt, wobei die Manschette vorzugsweise aus einem elastischen Material besteht. Dies bietet den Vorteil, dass die Manschette einfach aufgezogen werden kann und dann aufgrund ihrer Eigenspannung fixiert ist.
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Es ist jedoch auch möglich, dass die Abdeckung für den Arretierungsmechanismus in das verschiebbare Bedienteil zur Ver- bzw. Entriegelung des Werkzeugschafts integriert ist. Bei einem hülsenförmigen Bedienteil entsprechend dem eingangs beschriebenen Stand der Technik kann dies dadurch erreicht werden, dass der Arretierungsmechanismus im Inneren des hülsenförmigen Bedienteils angeordnet ist. Hierbei bildet also das Bedienteil selbst einen Bestandteil der Abdeckung für den Arretierungsmechanismus.
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Bei dieser Variante der Erfindung ist das hülsenförmige Bedienteil in der Regel auf einem hohlzylindrischen Aufnahmekörper axial verschiebbar, wobei der Aufnahmekörper den Werkzeugschaft aufnimmt. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn das hülsenförmige Bedienteil den Aufnahmekörper mindestens an einer seiner beiden Stirnseiten ringförmig umschließt, um ein Eindringen von Materialabrieb in das Innere des hülsenförmigen Bedienteils zu erschweren. Das axial verschiebbare Bedienteil liegt also an einer seiner Stirnseiten vorzugsweise gleitend auf der Mantelfläche des Aufnahmekörpers auf, um eine Abdichtung des Bedienteils zu erreichen und das Eindringen von Materialabrieb zu verhindern.
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Zur weiteren Verbesserung der Dichtwirkung zwischen dem hülsenförmigen Bedienteil und der äußeren Mantelfläche des Aufnahmekörpers kann das Bedienteil einen Abstreifer aufweisen, der auf der äußeren Mantelfläche des Aufnahmekörpers aufliegt und beim axialen Verschieben des hülsenförmigen Bedienteils Materialabrieb abstreift, der sich auf der äußeren Mantelfläche des Aufnahmekörpers befindet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Arretierung des hülsenförmigen Bedienteils durch einen Bolzen, der bezüglich der Einführöffnung der Werkzeugaufnahme im Wesentlichen radial verschiebbar ist. Der Bolzen kann hierbei wahlweise eine Arretierungsstellung oder eine Freigabestellung einnehmen, wobei der Bolzen das hülsenförmige Bedienteil in der Arretierungsstellung axial arretiert, damit der Benutzer das Bedienteil während des Einsetzens oder der Entnahme des Werkzeugschafts aus der Einführöffnung nicht festhalten muss, wodurch eine komfortable Einhandbedienung ermöglicht wird. In der Freigabestellung ist das hülsenförmige Bedienteil dagegen nicht arretiert und kann sich deshalb in seine Ruhestellung bewegen, was in der Regel durch eine Federspannung erreicht wird.
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Vorzugsweise ist der Bolzen selbst durch ein Federelement belastet, das den Bolzen in der Arretierungsstellung hält, falls der Benutzer den Bolzen nicht durch einen manuellen Eingriff aus der Arretierungsstellung in die Freigabestellung bringt.
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Die Kraftübertragung von dem Federelement auf den Bolzen kann hierbei direkt erfolgen. Vorzugsweise erfolgt die Kraftübertragung von dem Federelement auf den Bolzen jedoch indirekt über ein Kraftübertragungselement, um eine gute Kraftübertragung zu erreichen. Bei dem Kraftübertragungselement kann es sich beispielsweise um eine Kugel handeln, die in einer Radialbohrung gelagert ist und durch das Federelement radial nach innen vorgespannt wird.
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Das Federelement zur Vorspannung des Bolzens kann beispielsweise eine Blattfeder sein, jedoch eignet sich auch eine ringförmige Feder.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt die Arretierungsstellung des Bolzens bezüglich der Einführöffnung radial innen, wohingegen die Freigabestellung des Bolzens bezüglich der Einführöffnung radial außen liegt. Hierbei bewegt sich der Bolzen also beim Übergang von der Freigabestellung in die Arretierungsstellung bezüglich der Einführöffnung in radialer Richtung von außen nach innen.
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Es ist jedoch alternativ auch möglich, dass die Arretierungsstellung des Bolzens bezüglich der Einführöffnung radial außen liegt, wohingegen die Freigabestellung des Bolzens bezüglich der Einführöffnung radial innen liegt. Bei dieser alternativen Anordnung bewegt sich der Bolzen also beim Übergang von der Freigabestellung in die Arretierungsstellung bezüglich der Einführöffnung in radialer Richtung von innen nach außen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Bolzen zur Arretierung des hülsenförmigen Bedienteils in einer bezüglich der Einführöffnung radial verlaufenden Führungsbohrung in dem Aufnahmekörper gelagert und damit bezüglich des Aufnahmekörpers axial fixiert. Hierbei wird der Bolzen also bei einer Verschiebung des hülsenförmigen Bedienteils in axialer Richtung nicht bewegt.
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In dieser Ausführungsform greift der Bolzen in der Arretierungsstellung in ein Rastelement ein, das in dem hülsenförmigen Bedienteil angeordnet ist, wobei es sich beispielsweise um eine Hinterschneidung oder eine Aufnahmebohrung handeln kann.
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Das hülsenförmige Bedienteil weist hierbei vorzugsweise an seiner Innenseite eine axial verlaufende Nut auf, wobei der Bolzen einen Kopf aufweist, der in der Nut axial geführt wird. Dadurch wird außerhalb der Entriegelungsstellung des hülsenförmigen Bedienteils eine Radialbewegung des Bolzens verhindert. In der Entriegelungsstellung des hülsenförmigen Bedienteils gibt die Nut dagegen die Bewegung des Bolzens in die Arretierungsstellung frei, wodurch das hülsenförmige Bedienteil axial arretiert wird.
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Es ist jedoch alternativ auch möglich, dass der Bolzen zur Arretierung des hülsenförmigen Bedienteils in einer bezüglich der Einführöffnung radial verlaufenden Führungsbohrung in dem Bedienteil gelagert ist und deshalb bei einer Axialverschiebung des hülsenförmigen Bedienteils ebenfalls in axialer Richtung mitgenommen wird.
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Darüber hinaus umfasst die Erfindung auch eine Werkzeugmaschine mit der erfindungsgemäßen Werkzeugaufnahme, wobei es sich beispielsweise um einen Bohr- oder Meißelhammer handelt.
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Zeichnung
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
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1 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Werkzeugaufnahme für einen Bohrhammer mit einem hülsenförmigen Bedienteil in einer Verriegelungsstellung,
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2 die Werkzeugaufnahme aus 1, wobei sich das hülsenförmige Bedienteil in einer Entriegelungsstellung befindet,
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3 eine Detailansicht einer Bolzenführung der Werkzeugaufnahme gemäß den 1 und 2 sowie
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4 eine weitere Detailansicht der Bolzenführung aus 3.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Die Querschnittsansichten in den
1 und
2 zeigen eine Werkzeugaufnahme
10 für einen Bohrhammer, die teilweise herkömmlich aufgebaut ist, sodass zur Ergänzung der folgenden Beschreibung auf die bereits eingangs erwähnte Patentschrift
DE 100 01 191 C2 hingewiesen wird, deren Inhalt der vorliegenden Beschreibung in vollem Umfang zuzurechnen ist.
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Die Werkzeugaufnahme 10 weist einen im Wesentlichen hohlzylindrischen Aufnahmekörper 12 mit einer zylindrischen Einführöffnung 14 auf, in die ein Werkzeugschaft 16 eines Bohrers axial eingeführt werden kann, um den Bohrer in der Werkzeugaufnahme 10 zu verriegeln.
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Die Verriegelung des Werkzeugschafts 16 in der Einführöffnung 14 erfolgt hierbei durch mehrere rollenförmige Verriegelungselemente 18, die in entsprechenden Durchbrüchen in der Wandung des Aufnahmekörpers 12 radial beweglich angeordnet sind. Die Durchbrüche verjüngen sich hierbei bezüglich der Einführöffnung 14 radial nach innen, um zu verhindern, dass die Verriegelungselemente 18 nach innen aus den Durchbrüchen herausfallen, wenn der Werkzeugschaft 16 aus der Einführöffnung 14 entnommen wird.
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Die Verriegelung des Werkzeugschafts 16 wird dadurch bewirkt, dass die Verriegelungselemente 18 in axial verlaufende Nuten 20 in der äußeren Mantelfläche des Werkzeugschafts 16 eingreifen, sodass der Werkzeugschaft 16 mit einem vorgegebenen Axialspiel in der Werkzeugaufnahme 10 fixiert wird. Das Axialspiel der Verriegelung wird hierbei durch das Verhältnis der Längen der Verriegelungselemente 18 und der Nuten 20 bestimmt.
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Weiterhin weist die Werkzeugaufnahme 10 ein hülsenförmiges Bedienteil 22 auf, das auf der äußeren Mantelfläche des Aufnahmekörpers 12 zwischen der in 1 gezeigten Verriegelungsstellung und der in 2 dargestellten Entriegelungsstellung verschiebbar ist.
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Auf das Bedienteil 22 wirkt eine Spiralfeder 24, die das Bedienteil 22 und den Aufnahmekörper 12 umgibt, wobei sich die Spiralfeder 24 auf einer Seite an einem Ring 26 an einem Absatz des Aufnahmekörpers 12 und auf der anderen Seite an einem radialen Vorsprung 28 an der Außenseite des Bedienteils 22 abstützt. Die Spiralfeder 24 drückt das Bedienteil 22 also in die in 1 dargestellte Verriegelungsstellung, in welcher der Werkzeugschaft 16 in der Werkzeugaufnahme 10 axial verriegelt ist.
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In der in 1 gezeigten Verriegelungsstellung verhindert das Bedienteil 22 mit seiner Innenseite, dass die Verriegelungselemente 18 radial nach außen ausweichen können, um die Verriegelung aufzuheben. Hierbei schließt die Innenseite des Bedienteils 22 bündig an die äußere Mantelfläche des Aufnahmekörpers 12 an.
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Falls der Benutzer das Bedienteil 22 nun entgegen der Kraft der Spiralfeder 24 in die in 2 gezeigte Entriegelungsstellung schiebt, liegt eine ringförmige Ausnehmung 30 in dem hülsenförmigen Bedienteil 22 außen über den Durchbrüchen der Verriegelungselemente 18. Die Verriegelungselemente 18 können deshalb in der Entriegelungsstellung des Bedienteils 22 radial nach außen ausweichen, so dass der Werkzeugschaft 16 einfach axial aus der Einführöffnung 14 herausgezogen oder in diese eingeführt werden kann.
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In der Ausnehmung 30 des Bedienteils 22 ist hierbei eine Gummimanschette 32 angeordnet, die auf der äußeren Mantelfläche des Aufnahmekörpers 12 aufliegt und den Spalt zwischen dem Bedienteil 22 und dem Aufnahmekörper 12 abdichtet, um das Eindringen von Materialabrieb oder Schmutz zu verhindern.
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Darüber hinaus ermöglicht die Werkzeugaufnahme 10 eine komfortable Einhandbedienung, indem das Bedienteil 22 in der Entriegelungsstellung arretiert wird. Dies bietet den Vorteil, dass der Benutzer das Bedienteil 22 in der Entriegelungsstellung trotz der Vorspannung der Spiralfeder 24 nicht festhalten muss.
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Die Arretierung des Bedienteils 22 in der Entriegelungsstellung erfolgt durch einen Bolzen 34, der in einer bezüglich der Einführöffnung 14 radial verlaufenden Führungsbohrung in der Wandung des Aufnahmekörpers 12 radial verschiebbar gelagert ist.
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An seiner Innenseite weist das Bedienteil 22 eine im Querschnitt T-förmige, axial verlaufende Führungsnut 36 auf, wie insbesondere aus den Detaildarstellungen in den 3 und 4 ersichtlich ist. Weiterhin weist der Bolzen 34 einen Bolzenkopf 36 auf, der in der Führungsnut 36 geführt wird, wobei eine Radialbewegung des Bolzens 34 bezüglich der Einführöffnung 14 durch die Führungsnut 36 verhindert wird, so lange sich das Bedienteil 22 nicht in der Entriegelungsstellung befindet. Die Führungsnut 36 in dem Bedienteil 22 öffnet sich an ihrem werkstückseitigen Ende, wie aus der Detaildarstellung in 3 ersichtlich ist. In der in 2 gezeigten Entriegelungsstellung kann sich der Bolzen 34 deshalb bezüglich der Einführöffnung 14 radial nach innen bewegen, bis der Bolzenkopf 38 auf der äußeren Mantelfläche des Aufnahmekörpers 12 aufliegt, wie in 2 dargestellt ist. In dieser Arretierungsstellung des Bolzens 34 liegt der Bolzenkopf 38 seitlich an den auslaufenden Begrenzungen der Führungsnut 36 an, wodurch das Bedienteil 22 axial arretiert wird. Der Benutzer kann dann den Werkzeugschaft 16 aus der Einführöffnung 14 entnehmen, ohne das Bedienteil 22 währenddessen festhalten zu müssen, was eine komfortable Einhandbedienung ermöglicht.
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Die Bewegung des Bolzens 34 in die Arretierungsstellung wird hierbei durch zwei Ringfedern 40, 42 bewirkt, die das Bedienteil 22 an dessen Außenseite ringförmig umgebend in einer Ebene angeordnet sind, die rechtwinklig zur Längsachse der Einführöffnung 14 verläuft, wobei die beiden Ringfedern 40, 42 axial zueinander beabstandet sind.
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Die beiden Ringfedern 40, 42 liegen radial außen an einer Metallkugel 44 an, die in einer radial verlaufenden Führungsbohrung in dem Bedienteil 22 angeordnet ist, wobei die Metallkugel 44 in der Führungsbohrung radial verschiebbar ist. Die Führungsbohrung für die Metallkugel 44 verjüngt sich jedoch radial nach innen, damit die Metallkugel 44 nicht nach innen aus dem Bedienteil 22 herausfallen kann. In der in 2 gezeigten Entriegelungsstellung drücken die beiden Ringfedern 40, 42 die Metallkugel 44 radial nach innen auf den Bolzenkopf 38, sodass der Bolzen 34 radial nach innen in die Arretierungsstellung gebracht wird.
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Die Arretierung des Bolzens 34 wird gelöst, indem der Werkzeugschaft 16 axial so weit in die Einführöffnung 14 hineingedrückt wird, dass die innenliegende Stirnseite des Werkzeugschafts 16 gegen das freie Ende des Bolzens 34 drückt, wodurch der Bolzen 34 radial nach außen gedrückt wird, bis sich der Bolzenkopf 38 schließlich wieder in der Ebene der Führungsnut 36 befindet. Der Bolzenkopf 38 sperrt dann nicht mehr die auslaufenden Nuten der Führungsnut 36, sodass die Spiralfeder 24 das Bedienteil 22 axial in Richtung der in 1 gezeigten Verriegelungsstellung drückt.
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Schließlich weist die Werkzeugaufnahme eine ringförmige Manschette 46 aus Gummi auf, die das Bedienteil 22 an seinem werkzeugseitigen Ende umschließt, wobei die beiden Ringfedern 40, 42, die Metallkugel 44, die Führungsbohrung in dem Bedienteil 22 und der Bolzen 34 abgedeckt werden. Die Manschette 46 verhindert hierbei, dass Materialabrieb oder Schmutz in das Bedienteil 22 eindringen kann.
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An seinem werkzeugseitigen Ende umschließt die Manschette 46 den Aufnahmekörper 12 ringförmig, wobei die Manschette 46 mit einer Dichtlippe auf der äußeren Mantelfläche des Aufnahmekörpers 12 aufliegt. Auf diese Weise wird verhindert, dass Materialabrieb oder Schmutz durch den ringförmigen Spalt zwischen dem Bedienteil 22 und dem Aufnahmekörper 12 eindringen kann.
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An seinem werkstückseitigen Ende weist die Manschette 46 dagegen einen radial nach innen ragenden, umlaufenden Vorsprung auf, der im montierten Zustand in einer ringförmig umlaufenden Nut in der Außenseite des Bedienteils 22 liegt, wodurch die Manschette 46 auf dem Bedienteil 22 axial fixiert wird.
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Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen denkbar, die ebenfalls von dem erfindungsgemäßen Gedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Werkzeugaufnahme
- 12
- Aufnahmekörper
- 14
- Einführöffnung
- 16
- Werkzeugschaft
- 18
- Verriegelungselement
- 20
- Nut im Werkzeugschaft
- 22
- Bedienteil
- 24
- Spiralfeder
- 26
- Ring
- 28
- Vorsprung
- 30
- Ausnehmung im Bedienteil
- 32
- Manschette
- 34
- Bolzen
- 36
- Führungsnut
- 38
- Bolzenkopf
- 40
- Ringfeder
- 42
- Ringfeder
- 44
- Metallkugel
- 46
- Manschette