DE19819631A1 - Werkzeug für Handwerkzeugmaschinen - Google Patents
Werkzeug für HandwerkzeugmaschinenInfo
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Abstract
Der Werkzeugschaft (2) des erfindungsgemäßen Werkzeugs (1) für Handwerkzeugmaschinen weist im Einspannbereich (3) wenigstens eine Verriegelungsaussparung (4) und wenigstens eine zum rückwärtigen Schaftende hin offene Drehmitnahmenut (6) auf. Der Werkzeugschaft (2) besitzt im Einspannbereich (3) einen Durchmesser (t), der gleich oder größer als 12 mm ist. Wenigstens eine Verriegelungsaussparung (4) und wenigstens eine Drehmitnahmenut (6) haben eine Tiefe (v, d), die gleich oder größer ist als 2,5 mm. Die Einmündungskanten (8, 9) wenigstens einer Verriegelungsaussparung (4) und wenigstens einer Drehmitnahmenut (6) am Umfang des Werkzeugschafts (2) schließen miteinander jeweils Öffnungswinkel (alpha, beta) ein, die gleich oder größer als 50 DEG sind.
Description
Die Erfindung betrifft ein Werkzeug für Handwerkzeugmaschinen gemäss dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von Werkzeugen bekannt, deren Schaft
zum Einstecken in eine korrespondierend ausgebildete Werkzeugaufnahme einer Hand
werkzeugmaschine ausgebildet ist. Beispiele für derartige Werkzeuge bzw.
Werkzeugaufnahmen von Handwerkzeugmaschinen finden sich in EP-A-0 433 876,
EP-B-0 500 489, EP-A-0 584 706, DE-A-43 03 545 oder DE-U-93 19 009. Die dort
beschriebenen Werkzeuge bzw. Werkzeugaufnahmen unterscheiden sich im
wesentlichen durch die Anordnung und die Formgebung der Drehmitnahmenuten am
Werkzeugschaft bzw. der Drehmitnehmer in der Werkzeugaufnahme. Neben den
Drehmitnahmenuten sind am Werkzeugschaft auch Verriegelungsaussparungen
vorgesehen, die im Gegensatz zu den Drehmitnahmenuten im allgemeinen axial
geschlossen sind. Die Verriegelungsaussparungen sollen verhindern, dass das
Werkzeug aus der Werkzeugaufnahme der Handwerkzeugmaschine fällt. Zusätzlich
unterstützen sie vielfach auch die Drehmomentübertragung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Werkzeug für eine Handwerkzeug
maschine zu schaffen, dessen Drehmitnahmenuten und Verriegelungsaussparungen
hinsichtlich der Drehmomentübertragung und der Rückhaltesicherung für das Werkzeug
optimiert sind. Dabei soll ein ausreichend grösser, ungeschwächter Restquerschnitt des
Werkzeugschafts erhalten bleiben, damit die grosse Einzelschlagenergie der modernen
Axialschlag-unterstützten Handwerkzeugmaschinen optimal übertragbar ist und das
Werkzeug eine ausreichend grosse Bruchfestigkeit aufweist. Die Lösung dieser
Aufgaben besteht in einem Werkzeug für Handwerkzeugmaschinen, das die im
kennzeichnenden Abschnitt des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale aufweist. Der
Werkzeugschaft des erfindungsgemässen Werkzeugs weist in einem Einspannbereich
wenigstens eine Verriegelungsaussparung und wenigstens eine zum rückwärtigen
Schaftende hin offene Drehmitnahmenut auf. Der Werkzeugschaft besitzt im
Einspannbereich einen Durchmesser, der gleich oder grösser als 12 mm ist. Wenigstens
eine Verriegelungsaussparung und wenigstens eine Drehmitnahmenut haben eine Tiefe,
die gleich oder grösser ist als 2,5 mm. Die Einmündungskanten wenigstens einer
Verriegelungsaussparung und wenigstens einer Drehmitnahmenut am Umfang des
Werkzeugschafts schliessen miteinander jeweils Öffnungswinkel ein, die gleich oder
grösser als 50° sind.
Der Durchmesser des Werkzeugschafts im Einspannbereich gewährleistet in Verbindung
mit der Tiefe der Verriegelungsaussparung und der Drehmitnahmenut einen ausreichend
grossen Restquerschnitt des Werkzeugs, die für einen optimierten Energiedurchsatz der
axialen Schläge - durch das Werkzeug erforderlich ist. Die grösste Tiefe der
Verriegelungsnut und der Drehmitnahmenut ist dabei vorteilhaft kleiner als 3,5 mm. Der
Öffnungswinkel ist als der Winkel zwischen denjenigen Radien definiert, welche die
Einmündungskanten der Seitenflächen der Verriegelungsaussparung, bzw. der
Drehmitnahmenut in den Umfang des Werkzeugschafts mit seiner Achse verbinden.
Allfällig Anfasungen der Übergangsbereiche bleiben dabei ausser Betracht. Im Fall
mehrerer Verriegelungsaussparungen bzw. Drehmitnahmenuten, genügt es, wenn
wenigstens eine, der Verriegelungsaussparungen und wenigstens eine - der
Drehmitnahmenuten einen Öffnungswinkel aufweist, der gleich oder grösser als 50° ist.
Eine zweite Verriegelungsaussparung bzw. eine weitere Drehmitnahmenut kann auch
einen kleineren Öffnungswinkel aufweisen.
Die Tiefe und der Öffnungswinkel der Drehmitnahmenut gewährleisten eine ausreichend
grosse Drehmitnahmefläche, die für die Übertragung des Drehmoments von
Drehmitnehmern der Werkzeugaufnahme zum eingespannten Werkzeug verantwortlich
ist. Bei einem bevorzugten Durchmesser des Werkzeugschafts im Einspannbereich von
etwa 14 mm erweist sich insbesondere eine Tiefe der Drehmitnahmenut von etwa 2,6
mm als vorteilhaft. Die Öffnungswinkel der Verriegelungsaussparung und der
Drehmitnahmenut sind vorzugsweise derart gewählt, dass ihr kleinster Winkelabstand
grösser ist als 15° und bevorzugt mindestens 20° beträgt. Dadurch verbleibt zwischen
der Verriegelungsaussparung und der Drehmitnahmenut ein ausreichend breiter,
ungeschwächter Materialsteg, was sich vorteilhaft auf die Standzeit des Werkzeugs
auswirkt.
Zwischen der Tiefe der Verriegelungsaussparung und der Fläche der Drehmitnahmenut
besteht mit Vorteil ein ausgewogenes Verhältnis. Dadurch bleibt im Einspannbereich ein
ausreichend grosser, ungeschwächter Restquerschnitt des Werkzeugschafts erhalten.
Vorzugsweise sind die Tiefen der Verriegelungsaussparung und der Drehmitnahmenut
derart bemessen, dass achsnächste Bereiche jeweils einen radialen Abstand von der
Achse des Schafts aufweist, dessen Verhältnis zum Radius des Schafts im
Einspannbereich kleiner als etwa 0,65 ist.
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung weisen die Verriegelungs
aussparung und die Drehmitnahmenut an den Einmündungskanten in den Umfang des
Werkzeugschafts Öffnungswinkel auf, die innerhalb von ± 10°, vorzugsweise ± 6°,
miteinander übereinstimmen. Indem die Verriegelungsaussparung und die Dreh
mitnahmenut annähernd den gleichen Öffnungswinkel aufweisen, ist der Einspann
bereich des Werkzeugschafts jeweils über den gleichen Winkelbereich seines Umfangs
geschwächt. Dadurch verbleibt auch bei kleineren Schaftdurchmessern ein ausreichend
grosser, ungeschwächter Schaftquerschnitt erhalten.
Als vorteilhafter Kompromiss zwischen der Grösse der Drehmitnahmefläche und dem
verbleibenden, ungeschwächten Schaftquerschnitt erweist sich ein Öffnungswinkel der
Drehmitnahmenut, der kleiner als etwa 75°, vorzugsweise kleiner als etwa 60° ist.
Für eine gleichmässige Führung des Werkzeugs in der Werkzeugaufnahme der Hand
werkzeugmaschine ist es von Vorteil, wenn zwei Verriegelungsaussparungen vorge
sehen sind, die einander vorzugsweise diametral gegenüberliegen. Dabei weisen die
Verriegelungsaussparungen an den Einmündungskanten in den Umfang des Werkzeug
schafts den gleichen Öffnungswinkel auf.
Damit im Fall zweier Verriegelungsaussparungen auch bei kleineren Schaftdurch
messern ein ausreichend grosser Restquerschnitt des Werkzeugschafts erhalten bleibt,
weist der Abstand der achsnächsten Bereiche der Verriegelungsaussparungen zum
Schaftdurchmesser ein Verhältnis auf, das zwischen etwa 0,6 bis 0,7 beträgt.
Die Verriegelungsaussparung weist im Querschnitt vorzugsweise den Verlauf eines
Kreisbogens auf. Insbesondere bei zwei einander diametral gegenüberliegenden
Verriegelungsaussparungen erweist es sich für den Restquerschnitt des
Einspannbereichs des Werkzeugschafts von Vorteil, wenn der Radius der
kreisbogenförmigen Verriegelungsaussparungen zum Radius des Werkzeugschafts im
Einspannbereich im Verhältnis von etwa 0,54 bis etwa 0,6 steht.
Zur Vergrösserung der Drehmitnahmefläche ist es von Vorteil, wenn am Werkzeugschaft
zwei einander diametral gegenüberliegende Drehmitnahmenuten vorgesehen sind. Aus
Gründen der symmetrischen Belastung des Werkzeugs im Betrieb weisen die beiden
Drehmitnahmenuten den gleichen Öffnungswinkel auf. Vorzugsweise sind dabei die
Öffnungswinkel aller Drehmitnahmenuten und der Verriegelungsaussparungen gleich
oder grösser als 50°.
In einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemässen Werkzeugs weist eine
Einmündungskante der Drehmitnahmenut bzw. der Verriegelungsaussparung zu der
Einmündungskante der in Umfangsrichtung nachfolgenden Verriegelungsaussparung
bzw. der Drehmitnahmenut einen kleinsten Winkelabstand von etwa 90° auf. Bei einem
drehangetriebenen Werkzeug, insbesondere einem Bohr- und/oder Meisselwerkzeug,
kommen so die Drehmitnehmer und die Verriegelungsorgane in der Werkzeugaufnahme
der Handwerkzeugmaschine etwa gleichzeitig in Anlage zu den die Seitenflächen der
Verriegelungsaussparung und der Drehmitnahmenut. Dadurch tragen auch die
Verriegelungsaussparungen in einem gewissen Umfang zur Drehmomentübertragung
bei und die Drehmitnahmenuten werden, geschont, was sich vorteilhaft auf die Standzeit
des Werkzeugs auswirkt.
Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf in den schematischen
Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt des Einspannbereichs des Schafts eines ersten Ausführungs
beispiels des erfindungsgemässen Werkzeugs;
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel in einer Schnittdarstellung gemäss Fig. 1;
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Werkzeugs im
Querschnitt; und
Fig. 4 eine Ansicht des Einspannbereichs des Schafts des dritten Ausführungsbeispiels.
In den Fig. 1-4 ist der Einspannbereich des Schafts eines Bohr- und/oder Meissel
werkzeugs dargestellt, der in die Werkzeugaufnahme einer Handwerkzeugmaschine,
beispielsweise eines Bohr- und/oder Meisselgeräts der Anmelderin, einsteckbar ist. Der
Werkzeugschaft 2 besitzt im Einspannbereich 3 einen Durchmesser t, der gleich oder
grösser ist als 12 mm. Vorzugsweise beträgt der Durchmesser t etwa 14 mm. Fig. 1-3
zeigen einen Querschnitt des Werkzeugs; Fig. 4 zeigt eine Ansicht eines Ausführungs
beispiels des erfindungsgemässen Werkzeugs.
Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel des Werkzeugs trägt gesamthaft das
Bezugszeichen 1. Die Darstellung zeigt einen Querschnitt des Einspannbereichs 3 des
Schafts 2 des Werkzeugs 1. Eine axial geschlossene Verriegelungsaussparung ist mit 4
bezeichnet. Die vorzugsweise kreisbogenförmige Verriegelungsaussparung 4 mündet mit
Kanten 8 in den Umfang des Schafts 2. Die Radien von der Achse A des Schafts 2 zu
den Einmündungskanten 8 der Verriegelungsaussparung 4 schliessen einen Öffnungs
winkel ein, der mit α bezeichnet ist. Der Öffnungswinkel ist gleich oder grösser als 50°.
Die Tiefe v der Verriegelungsaussparung 4 beträgt etwa 2,5 mm. Die der axial
geschlossenen Verriegelungsaussparung 4 gegenüberliegende Seitenfläche 5 des
Einspannbereichs 3 ist abgeflacht, damit das Werkzeug 1 auch in Werkzeugaufnahmen
mit zwei einander gegenüberliegenden Verriegelungskörpern einsteckbar ist.
Eine zum rückwärtigen Schaftende hin offen ausgebildete Drehmitnahmenut 6 ist um
im wesentlichen etwa, 90° gegenüber der Verriegelungsaussparung 4 versetzt ange
ordnet. Als Bezugspunkte für den Winkelabstand der Drehmitnahmenut 6 von der
nutenartigen Verriegelungsaussparung 4 dienen der Mittenbereich der Drehmitnahme
nut 6 und der achsnächste Bereich des Grunds der Verriegelungsaussparung 4. Die
Drehmitnahmenut 6 ist im Querschnitt im wesentlichen trapezförmig. Die Seitenflächen
der Drehmitnahmenut 6 münden mit Kanten 9 in den Umfang des Schafts. Die sich von
der Achse A zu den Einmündungskanten 9 erstreckenden Radien schliessen einen
Öffnungswinkel β ein, der gleich oder grösser als 50° ist. Gemäss dem dargestellten
Ausführungsbeispiel sind die Öffnungswinkel α, β der Verriegelungsaussparung 4 und
der Drehmitnahmenut 6 annähernd gleich gross. Dabei schliesst der Begriff "annähernd
gleich gross" eine Winkeldifferenz von bis zu etwa ± 10°, vorzugsweise ± 6°, mit ein.
Die Tiefe d der Drehmitnahmenut ist grösser als 2,5 mm und beträgt bei einem
Werkzeugschaftdurchmesser t von etwa 14 mm vorzugsweise etwa 2,6 mm. Die der
Drehmitnahmenut 6 gegenüberliegende Seitenfläche 7 des Schafts 2 ist abgeflacht
ausgebildet, damit das Werkzeug auch in Werkzeugaufnahmen einsetzbar ist, die zwei
einander gegenüberliegende Drehmitnahmeleisten aufweisen. Vorzugsweise mündet die
Seitenfläche 7 etwa unter 90° in die der Verriegelungsausparung gegenüberliegende
Seitenfläche 5.
Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Bohr- und/oder
Meisselwerkzeugs ist gesamthaft mit 20 bezeichnet. Der Schaft trägt das Bezugs
zeichen 22, und der im Querschnitt dargestellte Einspannbereich ist mit 23 bezeichnet.
Zum Unterschied von dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel 1 weist der
Schaft 22 zwei Verriegelungsaussparungen 24 auf, die einander diametral gegenüber
liegen und zu beiden Seiten einer Drehmitnahmenut 26, angeordnet sind. Dabei sind
beide Verriegelungsaussparungen 24 gegenüber der Drehmitnahmenut 26 um etwa 90°
versetzt angeordnet. Die der Drehmitnahmenut 26 gegenüberliegende Seite 27 des
Schafts 22 ist abgeflacht, damit das Werkzeug 20 auch in eine Werkzeugaufnahme mit
zwei einander gegenüberliegenden Drehmitnahmeleisten einsteckbar ist. Die einander
diametral gegenüberliegenden Verriegelungsaussparungen 24 weisen den gleichen
Öffnungswinkel α auf. Die Öffnungswinkel der Verriegelungsaussparungen 24 und der
Drehmitnahmenut 26 sind gleich oder grösser als 50°. Vorzugsweise sind sie wiederum
annähernd gleich gross. Der Abstand a des achsnächsten Bereichs der Dreh
mitnahmenut 26 weist zum Radius t/2 des Schafts 22 ein Verhältnis auf, dessen Wert
kleiner als 0,65 ist. Analoges gilt für den Abstand b des achsnächsten Bereichs der
Verriegelungsaussparung 24, der zum Radius t/2 des Schafts 22 ein Verhältnis aufweist,
das kleiner als 0,65 ist. Der Abstand s der achsnächsten Bereiche der einander
gegenüberliegenden Verriegelungsaussparungen 24 steht zum Durchmesser t des
Schafts 22 am Einspannbereich 23 in einem Verhältnis, das zwischen etwa 0,6 bis 0,7
beträgt. Die Verriegelungsaussparungen 24 weisen vorzugsweise einen kreisbogen
förmigen Querschnitt auf. Der Radius r des Kreisbogens steht dabei zum Durchmesser
des Schafts 22 am Einspannbereich im einem Verhältnis von etwa 0,54 bis etwa 0,6.
In Fig. 3 und Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen
Werkzeugs dargestellt und gesamthaft mit dem Bezugszeichen 30 versehen. Der
Einspannbereich 33 des Schafts 32 ist mit zwei Verriegelungsaussparungen 34 und zwei
Drehmitnahmenuten 36 ausgestattet, die einander jeweils diametral gegenüberliegen.
Die einander diametral gegenüberliegenden Drehmitnahmenuten 36 weisen die gleichen
Öffnungswinkel β auf, die annähernd gleich gross sind wie die Öffnungswinkel der
Verriegelungsaussparungen 34. Die Einmündungskante 8 der Drehmitnahmenut 36, die
von der entlang des Umfangs des Schafts 32 folgenden Verriegelungsaussparung 34
abgewandt ist, hat von der sinngemäss zugeordneten Einmündungskante 9 der
Verriegelungsaussparung 34 einen Winkelabstand, der vorzugsweise etwa 90° beträgt.
Claims (10)
1. Werkzeug für Handwerkzeuggeräte mit einem Werkzeugschaft (2; 22; 32) der in
einem Einspannbereich (3; 23; 33) wenigstens eine Verriegelungsaussparung (4;
24; 34) und wenigstens eine zum rückwärtigen Schaftende hin offene
Drehmitnahmenut (6; 26; 36) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der
Werkzeugschaft (2; 22; 32) im Einspannbereich (3; 23; 33) einen Durchmesser (t)
12 mm aufweist, wenigstens eine Verriegelungsaussparung (4; 24; 34) und
wenigstens eine Drehmitnahmenut (6; 26; 36) eine Tiefe (v, d) aufweisen, die
gleich oder grösser ist als 2,5 mm, und die Einmündungskanten (8, 9) wenigstens
einer Verriegelungsaussparung (4; 24; 34) und wenigstens einer Drehmitnahme
nut (6; 26; 36) am Umfang des Werkzeugschafts (2; 22; 32) miteinander jeweils
Öffnungswinkel (α, β) einschliessen, die gleich oder grösser als 50° sind.
2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Verriegelungsaussparung (4; 24; 34) und die Drehmitnahmenut (6; 26; 36)
achsnächste Bereiche aufweisen, deren radialer Abstand (a, b) von der Achse (A)
des Schafts (2; 22; 32) zum Radius (,12) des Schafts (2; 22; 32) im
Einspannbereich (3; 23; 33) ein Verhältnis aufweist, das kleiner als, 0,65 ist.
3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Verriegelungsaussparung (4; 24; 34) und die Drehmitnahmenut (6; 26; 36) an den
Einmündungskanten (8, 9) in den Umfang des Werkzeugschafts (2; 22; 32)
Öffnungswinkel (α, β) aufweisen, die innerhalb von ± 10°, vorzugsweise ± 6°,
miteinander übereinstimmen.
4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungs
winkel (β) der Drehmitnahmenut (6; 26; 36) kleiner als 75°, vorzugsweise kleiner
als 60°, ist.
5. Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass zwei Verriegelungsaussparungen (24; 34) vorgesehen sind, die einander
vorzugsweise diametral gegenüberliegen und an den Einmündungskanten (8) in
den Umfang des Werkzeugschafts (22; 32) den gleichen Öffnungswinkel (α)
aufweisen.
6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (s) der
achsnächsten Bereiche der Verriegelungsaussparungen (24; 34) zum
Schaftdurchmesser (t) ein Verhältnis zwischen etwa 0,6 bis 0,7 aufweist.
7. Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass jede Verriegelungsaussparung (4; 24; 34) im Querschnitt den Verlauf eines
Kreisbogens aufweist, dessen Radius (r) zum Radius (t/2) des Werkzeugschafts
(2; 22; 32) im Einspannbereich (3; 23; 33) im Verhältnis von etwa 0,54 bis etwa
0,6 steht.
8. Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass am Werkzeugschaft (32) zwei einander diametral gegenüberliegende
Drehmitnahmenuten (36) vorgesehen sind, deren Öffnungswinkel (β)
übereinstimmen.
9. Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass alle
Verriegelungsausparungen (34) und alle Drehmitnahmenuten (36)
Öffnungswinkel (α, β) aufweisen, die gleich oder grösser als 50° sind.
10. Werkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Einmündungskante (9; 8) der Drehmitnahmenut (36) bzw. der
Verriegelungsaussparung (34) zu einer Einmündungskante (8) der in
Umfangsrichtung nachfolgenden Verriegelungsaussparung (34) bzw. der
Drehmitnahmenut (36) einen kleinsten Winkelabstand (γ) von etwa 90° aufweist.
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