DE19734763A1 - Werkzeughalter für eine Handwerkzeugmaschine und darin einsetzbarer Werkzeugschaft - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Werkzeughalter für eine Handwerkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und einem darin einsetzbaren Werkzeugschaft gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6. Es ist schon ein Werkzeughalter für eine Handwerkzeugmaschine und ein darin einsetzbarer Werkzeugschaft aus der DE 196 33 677 A1 bekannt. Bei diesem Werkzeughalter sind separate Bereiche zur Führung, zur Drehmitnahme und zur axialen Festlegung des Werkzeuges vorgesehen, die mit entsprechenden Bereichen am Werkzeugschaft korrespondieren. Infolge der Trennung der Funktionsbereiche ergibt sich der Vorteil, daß jeder Bereich für sich genommen sehr gute Funktionseigenschaften hat. Dies geht jedoch mit dem Nachteil einher, daß die einzelnen Funktionsbereiche jeweils eine Mindestlänge erfordern, die insgesamt eine relativ große Baulänge des Werkzeughalters und des Werkzeugschaftes bedingen.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Werkzeughalter für eine Handwerkzeugmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und der erfindungsgemäße Werkzeugschaft mit den Merkmalen des Anspruchs 6 haben den Vorteil, daß die Baulänge bei gleich guten Funktionseigenschaften verringert bzw. bei gleichen Führungseigenschaften die Drehmomentübertragbarkeit verbessert wird. Dies wird dadurch erreicht, daß die einen Formschluß in Umfangsrichtung bildenden Mittel zur Drehmitnahme den Führungsmitteln axial überlagert sind.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maß­ nahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Werkzeughalters und des im Anspruch 6 angegebenen Werkzeugschaftes möglich.

Besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, die Mittel zur Drehmitnahme und die Führungsmittel in einer Aufnahmeöffnung auszubilden, da dann auf zusätzliche Bauteile wie z. B. Hülsen verzichtet werden kann.

Vorteilhaft ist auch die Ausbildung der Drehmitnahmemittel als Verzahnung, da diese bei einer hohen Drehmomentübertragbarkeit relativ einfach herstellbar ist. Die Verzahnung hat weiterhin den Vorteil, daß dem Bediener signalisiert wird, daß er das mit erfindungsgemäßem Schaft versehene Werkzeug nicht in herkömmliche Maschinen wie Geradschleifer einsetzt, da diese Maschinen vielfach mit sehr hoher Drehzahl betrieben werden können, die für bestimmte Werkzeuge z. B. Bürsten nicht zugelassen ist. Infolge der Verzahnung erhält das Schaftende einen sehr großen Durchmesser, der das Einsetzen in übliche Aufnahmeöffnungen verhindert.

Die Ausbildung der Führungsmittel durch Führungsflächen, die sich in einem Kopfkreis und/oder einem Fußkreis der Verzahnung liegen, ist eine einfache axiale Überlagerung der Drehmitnahme- und Führungsmittel bei guten Funktionseigenschaften und guter Herstellbarkeit möglich.

Bei Ausbildung der Haltemittel als Klemmittel wird schaftseitig lediglich eine zylindrische Klemmfläche benötigt.

Vorteilhaft ist auch, die Führungsflächen im Fußgrund der werkzeugseitigen Verzahnung anzuordnen, da diese dann durch die am Schaft radial vorstehenden Längszähne vor Beschädigungen und einer damit einhergehenden verschlechterten Führung geschützt sind.

Sofern der Durchmesser eines Halteabschnittes gegenüber dem Durchmesser der Verzähnung merklich erhöht ist, läßt sich ein Spannen verhindern, wenn der Werkzeugschaft noch nicht weit genug im Werkzeughalter sitzt. Eine Fehlbedienung läßt sich auch dadurch verhindern, daß sich an den Halteabschnitt ein konischer Übergang anschließt, der von einem Federblech zum Zwecke der Entriegelung abgetastet wird.

Durch die Anordnung eines zumindest teilweise hohlzylindrischen Aufnahmeteils am werkzeugseitigen Ende des Werkzeugschaftes läßt sich eine einfache Verbindungsmöglichkeit zwischen Werkzeug und Werkzeugschaft schaffen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Werkzeughalter mit darin eingesetztem erfindungsgemäßem Werkzeug, Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Werkzeugschaftes gemäß Fig. 1, Fig. 3 einen Querschnitt des Werkzeugschaftes gemäß Linie III-III in Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt durch den Führungsbereich des Werkzeughalters aus Fig. 1 und Fig. 5 einen Längsschnitt durch einen weiteren Werkzeughalter mit darin eingesetztem erfindungsgemäßen Werkzeug.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist der werkzeugseitige Teil einer Handwerkzeugmaschine 10 gezeigt. Die Handwerkzeugmaschine 10 weist eine um eine Längsachse 11 drehend antreibbare Spindel 12 auf, die in einem Gehäuse 13 der Handwerkzeugmaschine drehbar gelagert ist. Die Spindel 12 wird über einen nicht näher dargestellten Antrieb drehend angetrieben. In der Spindel 12 befindet sich an ihrem werkzeugseitigen Ende 12a konzentrisch eine axiale Aufnahmeöffnung 14 zur Aufnahme und Führung eines Werkzeugschaftes 16. Der Werkzeugschaft 16 ist mit einem Werkzeug 17 drehfest verbunden. Das Werkzeug 17 ist im Beispielfall als Bürste ausgebildet. Es kann sich dabei aber auch um ein anderes Werkzeug mit drehender und axial feststehender Arbeitsbewegung handeln, wie z. B. um ein Bohr-, Schraub- oder Schleifwerkzeug.

Die Aufnahmeöffnung 14 bildet Führungsmittel 18 zur axialen Führung des Werkzeugschaftes 16 und ist darüber hinaus mit Mitteln 21 zur formschlüssigen Drehmitnahme des Werkzeugschaftes 16 versehen, die den Führungsmitteln 18 axial überlagert sind. Die Führungsmittel 18 werden durch maschinenseitige Führungsflächen 18a bzw. 18c gebildet, die mit werkzeugseitigen Führungsflächen 18b bzw. 18d zusammenwirken. Die Mittel 21 zur Drehmitnahme werden von einer sich axial erstreckenden spindelseitigen Verzahnung 22 mit Längszähnen 22a gebildet, die in entsprechende Vertiefungen 23a einer werkzeugseitigen Verzahnung 23 formschlüssig eingreifen.

Den Führungsmitteln 18 und den Drehmitnahmemitteln 21 sind Haltemittel 28 zur axialen Sicherung des Werkzeugschaftes 16 in der Aufnahmeöffnung 14 axial vorgelagert. Die Haltemittel 28 sind als Klemmittel ausgebildet. Aufbau und Wirkungsweise der Haltemittel 28 entsprechen den in der DE 196 33 677 A1 offenbarten Klemmitteln. Ein ein an der Maschine gelenkig gelagerter scheibenförmiger Haltekörper 26 mit Durchgangsöffnung 24 umgreift den Werkzeugschaft 16. Der Haltekörper 26 stellt sich unter Federkraft schräg wodurch er sich an einem zylindrischen Halteabschnitt 25 des die Durchgangsöffnung 24 durchragenden Werkzeugschafts 16 festklemmt. Durch Geradestellung des Haltekörpers 26 wird der wirksame Querschnitt der Durchgangsöffnung 24 wieder vergrößert, so daß die Klemmwirkung aufgehoben und das Werkzeug 17 freigegeben wird. Zur näheren Erläuterung wird auf die DE 196 33 677 A1 verwiesen, auf die hier zum Zwecke der Offenbarung ausdrücklich Bezug genommen wird.

In Fig. 2 ist der Werkzeugschaft 16 näher dargestellt. Der Werkzeugschaft 16 bildet an seinem maschinenseitigen Ende 16a die Verzahnung 23 mit insgesamt sechs Zähnen 23b und sechs jeweils zwischen benachbarten Zähnen 23b liegenden Vertiefungen 23a. Die Verzahnung 23 ist einem zylindrischen Schaftabschnitt 19 einbeschrieben. Ein Außendurchmesser d des Schaftabschnittes 19 entspricht etwa einem Kopfkreisdurchmesser K der Zähne 23b.

Die schaftseitige Verzahnung 23 erstreckt sich vom Schaftende 16a axial nahezu über die gesamte Länge des Schaftabschnittes 19. Der Schaftabschnitt 19 geht werkzeugseitig über einen konischen Übergang 27 in den zylindrischen Halteabschnitt 25 über, der gegenüber dem Schaftabschnitt 19 einen größeren Durchmesser D hat.

An den Halteabschnitt 25 schließt sich werkzeugseitig eine konische Schräge 29 an, die in einen zylindrischen Freiabschnitt 30 mit größerem Durchmesser übergeht. Der Freiabschnitt 30 wird werkzeugseitig begrenzt durch einen Bund 31. Jenseits des Bundes 31 endet der Werkzeugschaft 16 mit einem Aufnahmeabschnitt 32 zur Befestigung des Werkzeuges 17. Im Ausführungsbeispiel ist der Aufnahmeabschnitt 32 zum werkzeugseitigen Ende 16b hin hohl ausgebildet. Nach Aufsetzen des Werkzeugs 17 auf den Aufnahmeabschnitt 32 ist dieses vorzugsweise durch umbördeln eines Randes 32a formschlüssig mit dem Werkzeugschaft 16 verbindbar. Das Werkzeug 17 kann aber auch z. B. durch Verschrauben, Nieten etc. mit dem Werkzeugschaft 16 verbunden sein oder auch einstückig daran ausgebildet sein.

Die in Fig. 3 und 4 dargestellten Verzahnungen 22, 23 lassen als Drehmitnahmemittel 21 seitliche Flanken der Zähne 22a, 23b erkennen. Als Führungsmittel 18 dienen schaftseitig die Führungsflächen 18b, die etwa in einem Kopfkreisdurchmesser K der Verzahnung 23 angeordnet sind. Die Führungsflächen 18b wirken maschinenseitig mit den Führungsflächen 18a zusammen, die etwa mit einem Fußkreisdurchmesser F angeordnet sind. Der Kopfkreisdurchmesser K der Verzahnung 23 entspricht dabei dem Fußkreisdurchmesser F Verzahnung 22, so daß die Führungsflächen 18a, b mit geringem Verschiebespiel paßgenau aufeinandersitzen und eine gute Führung des Werkzeugschaftes 16 gewährleisten.

Zusätzlich zu den bzw. anstelle der Führungsflächen 18a, b können auch innere Führungsflächen 18c, d vorgesehen sein, die etwa im Fußkreis F2 der schaftseitigen Verzahnung 23 und im Kopfkreis K2 der maschinenseitigen Verzahnung 22 liegen.

Das Einsetzen des Schaftes 16 in den Werkzeughalter 20 erfolgt folgendermaßen: Zunächst wird der Haltekörper 26 durch Verschieben einer Handhabe 38 geradegestellt, wobei dann ein Absatz 39 an einem Federblech 40 den Haltekörper 26 hintergreift und diesen in seiner Öffnungsstellung hält. Anschließend wird der Werkzeugschaft 16 in den Werkzeughalter 20 eingeschoben, wobei der Werkzeugschaft 16 zunächst so weit zu drehen ist, bis die Verzahnungen 22, 23 ineinanderpassen. Wenn der Werkzeugschaft 16 ausreichend weit in die Aufnahmeöffnung eingeschoben ist, gleitet ein freies Ende 41 des Federblechs 40 an der Schräge 29 zwischen Halteabschnitt 25 und Freiabschnitt 30 nach radial außen, wodurch der Absatz 39 den Haltekörper 26 freigibt und eine Feder 42 den Haltekörper 26 zum Klemmen querstellt.

In Fig. 5 ist ein weiterer Werkzeughalter 20' dargestellt, der sich von dem Werkzeughalter 20 dahingehend unterscheidet, daß die Verzahnung 22 an einer auf die Spindel 12 drehfest aufgeschobenen Hülse 35 angeordnet ist. Die Aufnahmeöffnung 14 ist als Bohrung 36 ausgeführt, deren Durchmesser dem Kopfkreisdurchmesser K des Werkzeugschaftes 16 entspricht. Die separate Anordnung der Funktionsbereiche beim Werkzeughalter 20' entspricht der Anordnung beim aus der DE 196 33 677 A1 bekannten Werkzeughalter. Der erfindungsgemäße Werkzeugschaft 16 kann somit auch in diesen Werkzeughalter 20' eingesetzt werden, sofern dessen Aufnahmeöffnung 14 auf den Durchmesser d der schaftseitigen Führungsflächen 18b abgestimmt sind.

Claims (12)

1. Werkzeughalter für eine Handwerkzeugmaschine zum Arbeiten mit einem drehenden und axial feststehenden Werkzeug, wie beispielsweise zum Bohren, Schrauben, Bürsten, Schleifen oder dergleichen, der eine Aufnahmeöffnung (14) hat, in die ein Werkzeugschaft (16) eines Werkzeuges (17) teilweise axial einsetzbar ist, und der mit Führungsmitteln (18) zur axialen Führung des Werkzeugs (17) sowie mit einen Formschluß mit dem Werkzeug (17) bildenden Mitteln (21) zur Drehmitnahme des Werkzeugs (17) versehen ist und der separate Haltemittel (28) zur axialen Sicherung des Werkzeugs (17) aufweist, die den Mitteln (21) zur Drehmitnahme und den Führungsmitteln (18) axial vorgelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (21) zur Drehmitnahme den Führungsmitteln (18) axial überlagert sind.

2. Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (21) zur Drehmitnahme und die Führungsmittel (18) in einer Aufnahmeöffnung (14) ausgebildet sind, die konzentrisch in einer Spindel (12) der Handwerkzeugmaschine angeordnet ist.

3. Werkzeughalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmitnahmemittel (21) eine sich längs der Aufnahmeöffnung (14) erstreckende Verzahnung (22) umfassen, die mit einer Verzahnung (23) am Werkzeugschaft (16) zusammenwirkt.

4. Werkzeughalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel (18) Führungsflächen (18a) aufweisen, die etwa in einem Fußkreis (34) der maschinenseitigen Verzahnung (22) liegen und/oder Führungsflächen (18c) aufweisen, die etwa in einem Kopfkreis (43) der maschinenseitigen Verzahnung (22) liegen.

5. Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (28) als Klemmittel ausgebildet sind.

6. Werkzeugschaft zum Spannen von Werkzeugen in Handwerkzeugmaschinen, der mit Führungsmitteln (18) zur axialen Führung des Werkzeugs (17) sowie mit einen Formschluß mit der Handwerkzeugmaschine bildenden Mitteln (23) zur Drehmitnahme des Werkzeugs (17) versehen ist und der einen zylindrischen Halteabschnitt (25) zur axialen Sicherung des Werkzeugs (17) aufweist, der den Mitteln (21) zur Drehmitnahme und den Führungsmitteln (18) axial vorgelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (21) zur Drehmitnahme den Führungsmitteln (18) axial überlagert sind.

7. Werkzeugschaft nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß er einen zylindrischen Schaftabschnitt (19) aufweist, der an einem maschinenseitigen Ende (16a) des Werkzeugschaftes (16) angeordnet ist und an dem entlang sich eine die Mittel zur Drehmitnahme (21) bildende Verzahnung (23) axial erstreckt.

8. Werkzeugschaft nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die schaftseitige Verzahnung (23) insgesamt 6 Längszähne (18) aufweist, die über den Umfang des Werkzeugschaftes (16) gleichmäßig verteilt angeordnet sind.

9. Werkzeugschaft nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaftabschnitt (19) als Führungsmittel (18) äußere Führungsflächen (18b) aufweist, die etwa in einem äußeren Kopfkreis K der schaftseitigen Verzahnung (23) liegen und/oder innere Führungsflächen (18d) aufweist, die etwa in einem inneren Fußkreis F2 der werkzeugseitigen Verzahnung (23) liegen.

10. Werkzeugschaft nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich der zylindrischer Halteabschnitt (25) axial an den Schaftabschnitt (19) anschließt, wobei der Halteabschnitt einen gegenüber dem Schaftabschnitt (19) größeren Außendurchmesser aufweist.

11. Werkzeugschaft nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den Halteabschnitt (25) eine konisch dicker werdende Schräge (29) anschließt.

12. Werkzeugschaft nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugschaft (16) an seinem werkzeugseitigen Ende (16b) einen zylindrischen Aufnahmeabschnitt (32) für das Werkzeug (17) bildet, der durch einen Bund (31) vom maschinenseitigen Teil des Werkzeugschaftes (16) getrennt ist und der zum Ende hin hohlzylindrisch ausgebildet ist.