DE19827172A1 - Werkzeughalter - Google Patents

Abstract

Bei einem Werkzeughalter zur Kupplung von drehenden und/oder schlagenden Werkzeugen mit Handwerkzeugmaschinen, der eine angetriebene Kupplungshülse zur Aufnahme eines Werkzeugschafts (18) längliche, in der Kupplungshülse radial und axial verschieblich gehaltene Verriegelungskörper (21), die in beidseitig geschlossene, nutförmige Verriegelungstaschen (20) des Werkzeugschafts (18) eingreifen, und eine die Kupplungshülse (14) umgebende Schiebehülse (15) zur Werkzeugentriegelung mit einer die Radialbeweglichkeit der Verriegelungskörper (21) blockierenden Sperrfläche (23) aufweist, hat zwecks verstärkter Drehmomentübertragung über die Verrieglungskörper und deren fertigungstechnisch einfacher Gestaltung bei kleinem Verschiebehub der Schiebehülse (15) jeder Verriegelungskörper (21) eine im Längsschnitt sattelförmige Gestalt mit zwei voneinander beabstandeten, an der Sperrfläche (23) anliegenden Höckern (31, 32) und einen auf der höckerabgewandten Seite sich erstreckenden langen Formkörper (33), der formschlüssig in die Verriegelungstaschen (20) eingreift. Die Sperrfläche (23) der Schiebehülse (15) ist mit mindestens eines das Eintauchen eines der beiden Höcker (31, 32) erlaubenden Ringnut (34, 35) versehen (Fig. 1).

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Werkzeughalter zur Kupplung von drehenden und/oder schlagenden Werkzeugen mit Handwerkzeugmaschinen, insbesondere mit Bohr- oder Schlaghämmern, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem bekannten Werkzeughalter (DE 32 05 063 C2) sind am Werkzeugschaft an diametral gegenüberliegenden Stellen zwei offen ausmündende Drehmitnahmenuten angeordnet, deren radiale Flanken mit zugeordneten Flächen von leistenförmigen Drehmitnehmern in der den Werkzeugschaft aufnehmenden Aufnahmebohrung der Kupplungshülse zusammenwirken. Auf einer zu den diametralen Stellen rechtwinkligen Diagonalen sind an der Außenfläche des Werkzeugschafts zwei nutförmige, in Achsrichtung beidseitig geschlossene Verriegelungstaschen angebracht, die zur axialen Halterung des Werkzeugs im Werkzeughalter dienen. Die in die Verriegelungstaschen eingreifenden Verriegelungskörper sind als Kugeln ausgebildet, die durch einen an der Schiebehülse sich abstützenden federbelasteten, ebenen Blechring in dem Teil der sich in Ruhelage befindlichen Schiebehülse gehalten werden, in dem die Sperrfläche liegt, so daß diese die Kugeln gegen radiale Verschiebung aus den Verriegelungstaschen heraus sichert. Zum Entriegeln des Werkzeugs wird die Schiebehülse soweit gegen die Federkraft verschoben, daß die Kugeln in einen Bereich der Schiebehülse außerhalb der Sperrfläche gelangen, in dem die Kugeln zur radialen Verschiebung freigegeben sind. Beim Herausziehen des Werkzeugschafts aus der Kupplungshülse können die Kugeln nunmehr aus den Verriegelungstaschen austauchen, und der Werkzeugschaft ist freigegeben. Beim Einstecken des Werkzeugs werden durch das Stirnende des Werkzeugschafts die Kugeln gegen den Blechring gedrückt und soweit verschoben, bis die Kugeln die Sperrfläche der Schiebehülse verlassen und radial nach außen ausweichen können, so daß der Werkzeugschaft unter den Kugeln vorbeigeschoben werden kann. Sobald die Verriegelungstaschen die Kugeln erreichen, tauchen letztere in die Verriegelungstaschen ein und werden von der beim Einsteckvorgang durch Verschieben des Blechrings gespannten Feder unter die Sperrfläche geschoben. Das Werkzeug ist damit im Werkzeughalter mit Spiel in Axialrichtung festgelegt.

Bei einem bekannten Werkzeughalter der eingangs genannten Art (DE 35 06 008 C2) erfolgt die Drehmomentübertragung vom Werkzeughalter auf den Werkzeugschaft nicht über gesonderte Drehmitnahmennuten im Werkzeughalter sondern ebenfalls über die Verriegelungstaschen. Hierzu weisen die Verriegelungskörper langgestreckte Zylinderwalzen auf, die formschlüssig in die endseitig geschlossenen Verriegelungstaschen eingreifen und den Werkzeugschaft sowohl in Axialrichtung als auch in Drehrichtung in der Kupplungshülse festlegen. Zum Austauchen der Zylinderwalzen aus den Verschiebetaschen müßte der Verschiebeweg in der Schiebehülse mindestens so groß sein wie die Länge der Zylinderwalzen, die man zur Übertragung eines möglichst großen Drehmoments auch möglichst lang machen möchte. Um diesen Verschiebeweg zu verkürzen, weist jeder der zweiteilig ausgebildeten Verriegelungskörper neben der Zylinderwalze noch einen Gleitstein mit einer Anschlagnase auf. Die Sperrfläche an der Schiebehülse ist stufig mit zwei radial versetzten Steuerflächen ausgebildet, die mit ebenfalls zwei radial abgestuften Flächenabschnitten am Umfang des Gleitsteins zusammenwirken. Der Gleitstein liegt auf der zugeordneten Zylinderwalze auf und übergreift mit seiner radialen Anschlagnase die in Einsteckrichtung des Werkzeugschafts hinten liegende Stirnseite der Zylinderwalze. Ein gegen die Einsteckrichtung des Werkzeugschafts wirkende Druckfeder belastet den Gleitstein in axialer Richtung und drückt ihn gegen einen Anschlag an der Schiebehülse.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Werkzeughalter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß die Verriegelungstaschen zur verstärkten Drehmomentübertragung genutzt werden, die Schiebehülse einen für eine einfache Handhabung bei axialer Entriegelungsbetätigung unabdingbaren kleinen Verschiebeweg von wenigen Millimetern für die Werkzeugentriegelung benötigt und trotzdem die Verriegelungskörper fertigungstechnisch relativ einfach gestaltet sind. Die Verriegelungskörper sind nur einteilig und weisen einen symmetrischen Aufbau auf, was die Fertigungs- und Montagesicherheit erhöht. Die Berührungsflächen zwischen Verriegelungskörper und Sperrfläche an der Schiebehülse können durch entsprechende Ausbildung der Höcker in Axialrichtung sehr schmal gemacht und bis auf eine Linie reduziert werden. Dies ermöglicht das reibungsarme freie Drehen der Schiebehülse gegenüber der Kupplungshülse im Falle einer stirnseitigen Wandberührung, was die Sicherheit in der Handhabung der Werkzeugmaschine wesentlich erhöht.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Werkzeughalters möglich.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weisen die von den Höckern zu der die Höcker miteinander verbindenden Sattelfläche verlaufenden Flanken der Verriegelungskörper einen definierten Flankenwinkel auf, und die Nutflanken der mindestens einen Ringnut sind mit einem gleichen Flankenwinkel versehen. An den beiden Enden der Sperrfläche ist jeweils eine radial nach außen angeordnete Schräge ausgebildet, die unter einem gleichen Winkel wie die Höckerflanken verläuft. Beim Ver- und Entriegeln des Werkzeugs gelangt immer eine Höckerflanke der Verriegelungskörper mit einer Nutflanke oder einer Schräge der Sperrfläche zur Anlage. Durch diese aneinanderliegenden Flanken wird der Verriegelungskörper beim Ent- und Verriegelungsvorgang um einen seiner Höcker definiert geschwenkt, wodurch ein Verkanten des Verriegelungskörpers und eine dadurch bedingte Schwergängigkeit beim Einstecken und Herausziehen des Werkzeugs aus dem Werkzeughalter vermeiden wird. Auch dienen die Flanken einem leichtgängigen Verdrängen der Verriegelungskörper aus ihrer Ver- und Entriegelungsposition.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Sperrfläche der Schiebehülse an ihrer in Einschieberichtung des Werkzeugschafts hinterem Ende von einer axial verschiebbaren, ringförmigen Haltescheibe begrenzt, die mit jeweils einer radial nach innen vorspringenden Haltenase in einen der Längsdurchbrüche in der Kupplungshülse hineinragt und von einer Verriegelungsfeder mit der Einschieberichtung des Werkzeugschafts entgegengerichteter Druckkraft an eine am Sperrflächenende ausgebildete Radialschulter der Schiebehülse angelegt ist. Diese Verriegelungsfeder stellt das selbsttätige Rückstellen der Verriegelungskörper in ihre Verriegelungsposition nach vollständigem Einschieben des Werkzeugschafts in die Kupplungshülse sicher.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Haltescheibe aus einem federnden Material, zum Beispiel aus Federblech, hergestellt und die Haltenasen sind von dem Scheibenring durch mindestens einen Schlitz so freigeschnitten, daß sie gegenüber der Scheibenebene in Axialrichtung ausfedern können. Mit einer solchen, wiederum von der Verriegelungsfeder zwischen Schiebehülse und Kupplungshülse abgestützten Haltescheibe kann auf die Druckfeder zur axialen Federbelastung der Schiebehülse verzichtet werden, da mittels des Halteblechs die Verriegelungsfeder nunmehr die beiden unterschiedlichen Rückstellfunktionen für Schiebehülse und Verriegelungskörper übernimmt, ohne daß durch die beim Einschieben des Werkzeugschafts in die Kupplungshülse ausgelöste Axialverschiebung der Verriegelungskörper eine gleichgerichtete Verschiebebewegung der Schiebehülse ausgelöst wird, so daß die Relativbewegung von Verriegelungskörper und Sperrfläche zuverlässig gesichert ist. Die Einsparung der Schiebehülsen-Rückstellfeder wirkt sich nicht nur günstig auf die Fertigungskosten, und zwar hinsichtlich der Teile- und Montagekosten, aus, sondern auch günstig auf die Baugröße des Werkzeughalters, da der Durchmesser der Schiebehülse kleiner gemacht werden kann.

Die Federwirkung der Haltenasen gegenüber dem Scheibenring kann dabei durch unterschiedliche Schlitzeinbringung realisiert werden. In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Nasen durch jeweils zwei parallele Schlitze, die parallel zur Radialrichtung der Haltescheibe verlaufen, von dem Scheibenring getrennt und nur noch an der Nasenwurzel mit dem Scheibenring verbunden. In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung sind die Nasen jeweils durch einen parallel zur Radialrichtung verlaufenden Schlitz, der sich in einen in dem Scheibenring konzentrisch angeordneten bogenförmigen Schlitz fortsetzt, von dem Scheibenring getrennt.

Zeichnung

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt eines auf einem Antriebsglied eines Bohrhammers angeordneten Werkzeughalters,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines Verriegelungskörpers im Werkzeughalter gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht des Verriegelungskörpers in Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 2,

Fig. 5 eine gleiche Darstellung wie in Fig. 1 eines modifizierten Werkzeughalters,

Fig. 6 ausschnittweise eine gleiche Darstellung wie in Fig. 5 zur Demonstrierung des Verriegelungsvorgangs beim Werkzeugwechsel,

Fig. 7 eine gleiche Darstellung wie in Fig. 5 zur Demonstrierung des Entriegelungsvorgangs beim Werkzeugwechsel,

Fig. 8 und 9 jeweils eine Draufsicht einer Haltescheibe im Werkzeughalter gemäß Fig. 5 in zwei verschiedenen Ausführungsbeispielen,

Fig. 10 ausschnittweise eine gleiche Darstellung wie in Fig. 5 zur Demonstrierung der Funktionsweise der Haltescheibe in Fig. 8 oder 9 beim Verriegeln eines in den Werkzeughalter eingeschobenen Werkzeugs.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist von dem nicht weiter dargestellten Bohrhammer nur dessen vorn aus dem feststehenden Gehäuse 10 hervorragendes, den Drehantrieb bewirkendes Antriebsglied 11 sowie ein inneres Antriebsglied 12 erkennbar, das den Axialschlag ausführt. Der am Bohrhammer lösbar angesetzte, insgesamt mit 13 bezeichnete Werkzeughalter weist eine Kupplungshülse 14, die drehfest mit dem Antriebsglied 11 verbunden ist, eine Schiebehülse 15, die die Kupplungshülse 14 umschließt und relativ zu dieser axial verschiebbar ist, sowie eine am vorderen Ende der Kupplungshülse 14 auf dieser axial unverschieblich festgelegte Schutzkappe 16 auf, die teilweise von der Schiebehülse 15 übergriffen wird. Die Kupplungshülse 14 enthält im Innern eine durchgehend zylindrische Aufnahmebohrung 17, in die ein Werkzeugschaft 18 eines Werkzeugs, z. B. eines Bohrers, einsteckbar ist. Der in Fig. 1 in zwei verschiedenen Einsteckpositionen dargestellte Werkzeugschaft 18 des Werkzeugs hat an seinem hinteren Ende eine mit einer Fase versehene ebene Anschlagfläche, die axial an der zugekehrten Anschlagfläche des Antriebsglieds 12 auftrifft. Hierüber werden die Axialschläge übertragen. Auf der äußeren Umfangsfläche des Werkzeugschafts 18 sind an diametralen Stellen zwei am Ende des Werkzeugschafts 18 offen ausmündende Drehmitnahmenuten 19 angeordnet, von denen in Fig. 1 nur die eine Drehmitnahmenut 19 zu sehen ist. Die nahezu radialen Flanken der Drehmitnahmenuten 19 arbeiten mit zugeordneten Flächen von leistenförmigen Drehmitnehmern 37 (Fig. 5) in der Aufnahmebohrung 17 der Kupplungshülse 14 zusammen. Über die in die Drehmitnahmenuten 19 eingeschobenen Drehmitnehmer 37 wird das Drehmoment der Kupplungshülse 14 auf den Werkzeugschaft 18 übertragen.

An diametralen Stellen des Werkzeugschafts 18, die um 90° gegenüber den Drehmitnahmenuten 19 versetzt sind, trägt der Werkzeugschaft 18 zwei nutförmige, in Achsrichtung geschlossene Verriegelungstaschen 20, in die zwei langgestreckte Verriegelungskörper 21 formschlüssig eintauchen. Die Verriegelungskörper 21 sind in Längsdurchbrüchen 22 in der Kupplungshülse 14 gehalten. Die Längsdurchbrüche 22 verjüngen sich radial nach innen so, daß der jeweilige Verriegelungskörper 21 nach innen nicht herausfallen kann. Die Verriegelungskörper 21 sind in den Längsdurchbrüchen 22 axial verschiebbar und radial beweglich. Ihre radiale Beweglichkeit wird durch eine an der Schiebehülse 15 ausgebildete Sperrfläche 23 blockiert, wenn sich die Schiebehülse 15 in ihrer Grundstellung befindet, wie dies in der oberen Hälfte der Fig. 1 dargestellt ist. In dieser Grundstellung wird die Schiebehülse 15 durch eine Druckfeder 24 gehalten, die sich einerseits an der Kupplungshülse 14 und andererseits an der Schiebehülse 15 abstützt und die Schiebehülse 15 mit einer an ihr ausgebildeten Ringschulter 151 an einem an der Kupplungshülse 14 festgelegten Anschlag 25 andrückt. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist die Sperrfläche 23 nicht unmittelbar an der Schiebehülse 15 sondern an einem separaten Anlaufring 26 ausgebildet, der mit der Schiebehülse 15 so verbunden ist, daß er von der Schiebehülse 15 bei deren Axialverschiebung mitgenommen wird. An dem in Einsteckrichtung des Werkzeugschafts 18 hinterem Ende des Anlaufrings 26 ist eine Haltescheibe 27 mittels einer an der Kupplungshülse 14 sich abstützenden Verriegelungsfeder 36 angedrückt. Die Haltescheibe 27 trägt an diametralen Stellen zwei nach innen radial vorspringende Haltenasen 29, die in je eine der Längsdurchbrüche 22 hineinragen und darin axial verschieblich geführt sind.

Die beiden langgestreckten Verriegelungskörper 21 sind symmetrisch aufgebaut und weisen jeweils eine im Längsschnitt sattelförmige Gestalt mit zwei voneinander beabstandeten, im Querschnitt bogenförmigen Höckern 31, 32 und mit einer dazwischen liegenden Sattelfläche 30 auf. Die von den Höckern 31, 32 zu der Sattelfläche 30 verlaufenden Flanken 311 bzw. 321 besitzen einen gleichen, definierten Flankenwinkel α (Fig. 2). Auf der höckerabgewandten Seite bildet der Verriegelungskörper 21 einen langgestreckten Formkörper 33, dessen in die Verriegelungstasche 20 eintauchender Bereich 331 im Querschnitt dem Querschnitt der Verriegelungstasche 20 formschlüssig angepaßt ist. Dieser langgestreckte Formkörper 33 ermöglicht ebenfalls eine Drehmomentübertragung von der Kupplungshülse 14 auf den Werkzeugschaft 18 und bildet durch die stirnseitig geschlossene Ausbildung der Verriegelungstasche 20 eine axiale Halterung für den Werkzeugschaft 18, die eine begrenzte axiale Bewegung des Werkzeugschafts 18 in der Aufnahmebohrung 17 der Kupplungshülse 14 zuläßt. In der Verriegelungsposition der Verriegelungskörper 21, wie sie in der oberen Hälfte der Fig. 1 dargestellt ist, liegt jeder Formkörper 33 mit seinem Bereich 331 in der zugeordneten Verriegelungstasche 20 formschlüssig ein und stützt sich mit seinen beiden Höckern 31, 32 an der Sperrfläche 23 des Anlaufrings 26 ab, so daß die beiden Verriegelungskörper 21 sich nicht in Radialrichtung bewegen können.

Um das für den Werkzeugwechsel erforderliche Radialspiel der beiden Verriegelungskörper 21 herbeizuführen, sind im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 in der Sperrfläche 23 z. B. zwei parallele Ringnuten 34, 35 eingebracht, deren Nuttiefe größer ist als die radiale Tiefe der Verriegelungstaschen 20. Der Abstand der beiden Ringnuten 34, 35 voneinander ist so bemessen, daß beim Einstecken des Werkzeugschafts 18 in die Aufnahmebohrung 17 der Kupplungshülse 14 der vordere Höcker 32 in die in Einsteckrichtung vordere Ringnut 35 und beim Herausziehen des Werkzeugschafts 18 aus der Kupplungshülse 14 der hintere Höcker 31 in die hintere Ringnut 34 eintauchen kann. Die Nutflanken 341 bzw. 351 der beiden Ringnuten 34, 35 weisen den gleichen Flankenwinkel auf wie die Höckerflanken 311 und 321. Die Länge der Sperrfläche 23 und damit die Länge des Anlaufrings 26 und die Lage der beiden Ringnuten 34, 35 sind außerdem so aufeinander abgestimmt, daß immer dann, wenn ein Höcker 31, 32 in eine der Ringnuten 34, 35 eintaucht, der andere Höcker 32,31 außerhalb der Sperrfläche 23 bzw. des Anlaufrings 26 liegt. Zusätzlich ist die Sperrfläche 23 an den beiden Enden des Anlaufrings 26 abgeschrägt. Die ringförmigen Schrägen, die in Fig. 1 mit 231 und 232 bezeichnet sind, weisen einen dem Flankenwinkel der Höckerflanken 311 und 321 entsprechenden Schrägungswinkel auf.

Ein im Werkzeughalter 13 einzuspannendes Werkzeug wird durch das Einführen des Werkzeugschafts 18 in die Aufnahmebohrung 17 der Kupplungshülse 14 automatisch im Werkzeughalter 13 verriegelt. Dabei werden durch die Stirnfläche des Werkzeugschafts 18 die Verriegelungskörper 21 in Fig. 1 nach rechts verschoben, wobei die Haltescheibe 27 unter Zusammendrücken der Verriegelungsfeder 36 ebenfalls nach rechts verschoben wird. Dabei gelangt der in Einschieberichtung des Werkzeugschafts 18 vorn liegende Höcker 32 in den Bereich der Ringnut 35 und wird vom Werkzeugschaft 18 in die Ringnut 35 hineingedrückt, wobei die Höckerflanke 321 sich an die Nutflanken 351 anlegt. Dadurch wird nunmehr jeder Verriegelungskörper 21 um seinen Höcker 32 definiert verschwenkt, wobei sich der hintere Höcker 31 mit der Höckerflanke 311 an die Schräge 231 anlegt. Ist der Werkzeughalter 13 soweit unter den Verriegelungskörpern 21 hinweggeschoben, daß die Verriegelungstaschen 20 im Bereich der Verriegelungskörper 21 liegen, so werden die Verriegelungskörper 21 durch die gespannte Verriegelungsfeder 36 über die Schrägen 231 und die Nutflanken 351 der Ringnut 35 in Radialrichtung verschoben und tauchen mit ihren Formkörpern 33 formschlüssig in die Verriegelungstaschen 20 ein. Am vorderen Endanschlag der Verriegelungskörper 21 an den Längsdurchbrüchen 22 liegen dann die Höcker 31, 32 wieder an der Sperrfläche 23 an, und die Verriegelungskörper 21 sind gegen radiale Verschiebung blockiert.

Zum Werkzeugwechsel ist die Schiebehülse 15 gegen die Kraft der Druckfeder 24 in Fig. 1 nach rechts zu verschieben, wie dies im unteren Teil der Fig. 1 dargestellt ist. Wird nunmehr Werkzeugschaft 18 herausgezogen, so treibt der Werkzeugschaft über das hintere Ende der Verriegelungstasche 20 den Höcker 31 radial in die hintere Ringnut 34, wobei wiederum die Höckerflanke 311 sich an die Nutflanke 341 anlegt und eine Führung für den Verriegelungskörper 21 beim weiteren Hochschwenken des Verriegelungskörpers 21 durch den Werkzeugschaft 18 bildet. Durch den sich herausbewegenden Werkzeugschaft 18 wird auch der Höcker 32 nach außen geschwenkt, wobei die Höckerflanke 321 sich an die Schräge 323 der Sperrfläche 23 anlegt. Durch die Führung der Verriegelungskörper 21 an der Nutflanke 341 der Ringnut 34 können die Verriegelungskörper 21 beim Hochschwenken des vorderen Höckers 32 nicht verkanten, so daß die Leichtigkeit des Entriegelungsvorgangs ohne Klemmgefahr gegeben ist. Wird nach herausgezogenem Werkzeugschaft 18 die Schiebehülse 15 freigegeben, so drückt die gespannte Verriegelungsfeder 36 über die Haltescheibe 27 und den Anlaufring 26 die Verriegelungskörper 21 radial nach innen, wobei durch die Nutflanke 341 der Nut 34, der Schräge 332 an der Sperrfläche 32 und den Höckerflanken 311 und 321 die Radialbewegung der Verriegelungskörper 21 eingeleitet wird. Die Verriegelungskörper 21 und die Schiebehülse 15 nehmen schließlich bei fehlendem Werkzeugschaft 18 die in der oberen Hälfte der Fig. 1 dargestellte Grundstellung ein.

In einer alternativen Ausführung können die beiden Ringnuten 34 und 35 zu einer einzigen langgestreckten Ringnut vereinigt werden, indem der dazwischenliegende Teil des Anlaufrings 26 bzw. der Sperrfläche 23 entfernt wird. Da aber die einander zugekehrten Nutflanken 341 und 351 nunmehr fehlen, kommt auch die Führung für das Schwenken der Verriegelungskörper 21 um ihre Höcker 31, 32 in Wegfall, so daß der Ent- und Verriegelungsvorgang beim Werkzeugwechsel etwas schwergängiger wird.

Bei dem in Fig. 5 als weiteres Ausführungsbeispiel dargestellten Werkzeughalter 13 ist der Anlaufring 26 mit Sperrfläche 23 insoweit modifiziert, als nur eine einzige Ringnut 40 zum Eintauchen der beiden Höcker 31 und 32 der Verriegelungskörper 21 vorgesehen ist. Beim Ent- und Verriegelungsvorgang tauchen beide Höcker 31, 32 in die gleiche Ringnut 40 ein, so daß wiederum das gleiche Schwenken des Verriegelungskörpers 21 stattfindet, was die Leichtgängigkeit des Werkzeugwechsels gewährleistet. Im übrigen entsprechen alle Bauteile den bereits zu Fig. 1 beschriebenen Bauteilen, so daß sie mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die Verriegelungskörper 21 sind axial etwas kürzer ausgeführt und tauchen nur mit einem Teil ihrer axialen Länge in die Verriegelungstaschen 20 ein. Die Höcker 31, 32, die wiederum über ebene Höckerflanken 311 und 321 zur Sattelfläche 30 hin abfallen, weisen im Längsschnitt gesehen, eine halbkreisförmige Kontur auf. Dadurch sind die Berührungsflächen zwischen den Verriegelungskörpern 21 und den Sperrflächen 23 an der Schiebehülse 15 sehr schmal und quasi auf eine Linie reduziert, wodurch das reibungsarme feie Drehen der Schiebehülse 15 gegenüber der Kupplungshülse 14 im Falle einer stirnseitigen Wandberührung ermöglicht wird. Die Nutflanken 401 der Ringnut 40 besitzen den gleichen Flankenwinkel wie die Höckerflanken 311 und 321. Der Anlaufring 26 mit Sperrfläche 23 ist axial länger ausgeführt als die Verriegelungskörper 21, und die Ringnut 40 ist so plaziert, daß beim Eintauchen eines der beiden Höcker 31, 32 in die Ringnut 40 der jeweils andere der beiden Höcker 31, 32 außerhalb der Sperrfläche 23 bzw. des Anlaufrings 26 liegt. Endseitig ist der Anlaufring 26 wiederum mit den die Sperrfläche 23 begrenzenden umlaufenden Schrägen 231 und 232 versehen, deren Schrägungswinkel dem Flankenwinkel der Höckerflanken 311, 321 entspricht. Im übrigen ist der Aufbau und die Wirkungsweise des Werkzeughalters 13 gemäß Fig. 5 identisch mit dem in Fig. 1 dargestellten Werkzeughalter 13, so daß insoweit auf die dortigen Ausführungen verwiesen wird. Die axiale Länge des Verriegelungskörpers 21 ist normalerweise vorgegeben durch die Länge der Verriegelungstasche 20 abzüglich Leerlaufweg des Bohrhammers bzw. des Werkzeugschafts 18. Um die Länge der Verriegelungskörper 21 wie hier vergrößern zu können, muß ein Grundspiel vorgegeben werden und der Verriegelungskörper 21 taucht nur mit einem Teil seiner Gesamtlänge in die Verriegelungstasche 20 ein. Das Grundspiel der Verriegelungskörper 21 ist in Fig. 5 mit g bezeichnet. Dieses Grundspiel g bestimmt sich aus der Länge der Verriegelungstasche 20 abzüglich der Axiallänge des in die Verriegelungstasche 20 eintauchenden Teils des Verriegelungskörpers 21 und abzüglich des Leerlaufwegs 1 des Antriebsglieds 12 des Bohrhammers bzw. des Werkzeugschaftes 18. Gleichzeitig ist das Grundspiel g das axiale Maß der beidseitig neben der Ringnut 40 liegenden Abschnitte der Sperrfläche 23.

In Fig. 6 ist der Verriegelungsablauf beim Einschieben eines Werkzeugschafts 18 in die Aufnahmebohrung 17 der Kupplungshülse 14 in vier verschiedenen Stadien dargestellt. In Fig. 6a ist der leere Werkzeughalter 13 skizziert. Der Verriegelungskörper 21 kann den Leerweg a unter der Sperrfläche 23 ausführen, ohne diese verlassen zu könnne. Bei eingespanntem Werkzeug entspricht die in Fig. 6a dargestellte linke Stellung des Verriegelungskörpers 21 dem Leerlaufbetrieb und die rechts dargestellte Stellung des Verriegelungskörpers 21 dem Arbeitsbetrieb. Wird nunmehr der Werkzeugschaft 18 in die Kupplungshülse 14 eingeführt, so verschiebt dessen Schaftende den Verriegelungskörper 21 gemäß Fig. 6b, wobei die Haltescheibe 27 zurückgeschoben und die Verriegelungsfeder 36 gespannt wird. Der Höcker 32 taucht in die Ringnut 40 ein und legt sich mit seiner Höckerflanke 321 an die rechte Nutflanke 401 der Ringnut 40 an. Bei weiterem Verschieben des Werkzeugschafts 18 wird der Verriegelungskörper 21 um den in der Ringnut 40 liegenden Höcker 32 nach außen geschwenkt, wobei die aneinanderliegenden Flanken 321 und 401 eine das Verkanten des Verriegelungskörpers 21 beim Schwenken verhindernde Führung bilden. In Fig. 6c ist der Schwenkvorgang abgeschlossen und der Höcker 31 liegt mit seiner Höckerflanke 321 an der Schräge 231 des Anlaufrings 26 an. Ist nunmehr der Werkzeugschaft 18 soweit verschoben, daß die Verriegelungstasche 20 unter dem Verriegelungskörper 21 liegt, so wird durch den auf den Verriegelungskörper 21 wirkenden Axialdruck der gespannten Verriegelungsfeder 36 über die Schräge 231, die Nutflanke 401 der Ringnut 40 und die Höckerflanke 311 des Höckers 31 die Radialverschiebung des Verriegelungskörpers 21 eingeleitet. Dieser taucht mit seinem Formkörper 33 in die Verriegelungstasche 20 ein und wird von der Verriegelungsfeder 36 in die in Fig. 6a dargestellte Grundstellung überführt, in der die Höcker 31, 32 an der Sperrfläche 23 anliegen und eine Radialbewegung des Verriegelungskörpers 21 blockiert ist. Der Werkzeugschaft 18 ist mit Axialspiel im Werkzeughalter 13 festgesetzt, wobei über den Verriegelungskörper 21 eine Drehmomentübertragung von der sich drehenden Kupplungshülse 14 auf den Werkzeugschaft 18 erfolgt.

In Fig. 7 ist der Entriegelungsvorgang zum Wechseln eines Werkzeugs in fünf verschiedenen Etappen illustriert. In 7a ist die Schiebehülse 15 gegen die Druckfeder 24 in ihre Entriegelungsposition zurückgeführt, wodurch der Anlaufring 26 so verschoben wird, daß die Ringnut 40 über dem Höcker 31 liegt. Wird nun der Werkzeugschaft 18 herausgezogen, so wird mit Anstoßen des Formkörpers 33 an dem geschlossenen Ende der Verriegelungstasche 20 der Höcker 31 in die Ringnut 40 hineingedrückt, wobei sie sich mit ihrer Höckerflanke 311 an die Nutflanke 401 anlegt (Fig. 7b). Beim weiteren Ziehen am Werkzeugschaft 18 schwenkt der Verriegelungskörper 21 um den in der Ringnut 40 einliegenden Höcker 31, wobei der Höcker 32 nach oben geschwenkt wird und mit seiner Höckerflanke 321 an die Schräge 332 des Anlaufrings 26 zur Anlage kommt (Fig. 7c). Ist der Werkzeugschaft 18 unter dem Verriegelungskörper 21 hinweggezogen und wird die Schiebehülse 15 freigegeben, so wird durch die Axialkraft der gespannten Druckfeder 24 und der gespannten Verriegelungsfeder 36 die Schiebehülse 15 mit Anlaufring 26 in ihre Grundstellung zurückgeschoben. Dabei wird über die Schräge 332 und die Höckerflanke 321 sowie die Nutflanke 401 und die Höckerflanke 311 eine radiale Kraftkomponente auf den Verriegelungskörper 21 aufgebracht, die den Verriegelungskörper 21 radial verschiebt, so daß die Sperrfläche 23 wieder über die beiden Höcker 31, 32 gleiten kann (Fig. 7e). Sowohl Fig. 6 als auch Fig. 7 verdeutlichen, daß sowohl beim Verriegelungsvorgang als auch beim Entriegelungsvorgang der jeweils in die Ringnut 40 eintauchende Höcker 31 bzw. 32 eine Führung beim Schwenken des Verriegelungskörpers 21 bildet, die ein Verkanten des langen Verriegelungskörpers 21 verhindert, wodurch der Vorgang des Werkzeugwechsels sehr leichtgängig ist.

In Fig. 8 und in Fig. 9 ist jeweils eine modifizierte Haltescheibe 27 dargestellt, wie sie als Haltescheibe 27 im Werkzeughalter 13 gemäß Fig. 1 oder 2 eingesetzt werden kann. Nach wie vor weist die Haltescheibe 27 einen Scheibenring 28 mit zwei radial nach innen vorspringenden Haltenasen 29 auf, die in die Längsdurchbrüche 22 der Kupplungshülse 14 eintauchen und damit die Haltescheibe 27 an der Kupplungshülse 14 axial verschieblich festlegen. Die Haltescheibe 27 ist aus einem federnden Material hergestellt, z. B. einem Federblech, und die Haltenasen 29 sind durch mindestens einen Schlitz so aus dem Scheibenring 28 freigeschnitten, daß sie gegenüber der Scheibenebene in Axialrichtung ausfedern können. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 8 sind die Haltenasen 29 durch zwei parallele Schlitze 41, 42, die parallel zur Radialrichtung der Haltescheibe 27 verlaufen, von dem Scheibenring 28 getrennt, so daß sie nur noch an ihrer Nasenwurzel 291 mit dem Scheibenring 28 verbunden sind. In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 9 ist jede Nase 29 von dem Scheibenring 28 durch einen parallel zur Radialrichtung verlaufenden Schlitz 43 und einen sich daran fortsetzenden Schlitz 44, der sich etwa mittig im Scheibenring 28 in Längsrichtung konzentrisch zur Scheibenachse erstreckt, getrennt.

Eine Haltescheibe gemäß Fig. 8 oder 9 ist in dem in Fig. 10 ausschnittweise dargestellten Werkzeughalter 13 eingesetzt, der sich von dem Werkzeughalter 13 gemäß Fig. 5 nur dadurch unterscheidet, daß die Druckfeder 24 zum Rückstellen der Schiebehülse 15 fehlt und deren Funktion aufgrund der konstruktiven Gestaltung der Haltescheibe 27 jetzt von der Verriegelungsfeder 36 übernommen wird. Soweit Bauteile des Werkzeughalters 13 in Fig. 10 mit denen in Fig. 5 übereinstimmen, sind sie mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In Fig. 10a ist der Werkzeughalter 13 in seiner Grundstellung bei eingeschobenem Werkzeugschaft 18 dargestellt. Der Werkzeugschaft 18 ist über die in seine Verriegelungstaschen 20 formschlüssig einliegenden Verriegelungskörper 21 in der Kupplungshülse 14 drehfest gehalten und gegen axiales Herausfallen gesichert. In Fig. 10b und 10c ist die Wirkungsweise der Federscheibe 27 gemäß Fig. 8 und 9 beim Werkzeugwechsel, und zwar beim Einschieben des Werkzeugschafts 18 in die Kupplungshülse 14, illustriert. Beim Einschieben des Werkzeugschafts 18 schiebt dieser die Verriegelungskörper 21 in Fig. 10 nach rechts gegen die Haltescheibe 27. Bei weiterem Verschieben der Verriegelungskörper 21 bewegen sich zunächst die federnden Verschiebenasen 29 mit, während der Scheibenring 28 durch die Verriegelungsfeder 36 an dem Anlaufring 26 und an der Schiebehülse 15 angedrückt bleibt, so daß letztere ihre Grundstellung beibehält. Dies ist in Fig. 10b dargestellt. Nach einem Federweg von ca. 1-1,5 mm bewegt sich dann der Scheibenring 28 unter Spannen der Verriegelungsfeder 36 mit. Da sich die Höcker 31 der Verriegelungskörper 21 jedoch bereits zwischen den Haltenasen 29 und der Schräge 231 am Anlaufring 26 eingeschoben haben, wird der Anlaufring 26 und damit die Schiebehülse 15 bei sich entfernendem Scheibenring 28 der Haltescheibe 27 in ihrer Lage gehalten. Bei weiterem Verschieben der Haltescheibe 27 gegen die Kraft der Verriegelungsfeder 36 schwenkt der Höcker 31 nach oben und legt sich mit seiner Höckerfläche 311 an die Schräge 231 an, so daß nunmehr die Verriegelungskörper 21 insgesamt soweit angehoben sind, daß der Werkzeugschaft 18 vollständig in die Kupplungshülse 14 eingeschoben werden kann. In dieser Stellung befinden sich der Scheibenring 28 und die Haltenasen 29 in der gleichen Scheibenebene, da der Verriegelungskörper 21 jetzt sowohl an den Haltenasen 29 als auch am Scheibenring 28 anliegt. Wie bereits vorstehend beschrieben, werden aus dieser Entriegelungsstellung die Verriegelungskörper 21 durch die Federkraft der gespannten Verriegelungsfeder 36 wieder in ihre in Fig. 10a dargestellte Verriegelungsstellung zurückgeführt, in der die Höcker 31, 32 der Verriegelungskörper 21 an der Sperrfläche 23 anliegen und gegen radiale Verschiebung gesichert sind.

Claims (14)

1. Werkzeughalter zur Kupplung von drehenden und/oder schlagenden Werkzeugen mit Handwerkzeugmaschinen, insbesondere mit Bohr- oder Schlaghämmern, mit einer Kupplungshülse (14), die einerseits mit einem eine Antriebsbewegung übertragenden Antriebsglied (11) der Handwerkzeugmaschine verbunden ist und andererseits einen Werkzeugschaft (18) aufnimmt, der in Achsrichtung beidseitig geschlossene, nutförmige Verriegelungstaschen (20) aufweist, mit in die Verriegelungstaschen (20) eingreifenden, achsparallel ausgerichteten, länglichen Verriegelungskörpern (21), die jeweils in einem Längsdurchbruch (22) in der Kupplungshülse (14) axial verschieblich und radial beweglich gehalten sind, und mit einer die Kupplungshülse (14) mit Verriegelungskörpern (21) umgebenden, in Achsrichtung federbelasteten Schiebehülse (15), die mit einer inneren Sperrfläche (23) die Radialbeweglichkeit der Verriegelungskörper (21) blockiert, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verriegelungskörper (21) eine im Längsschnitt sattelförmige Gestalt mit zwei voneinander beabstandeten, an der Sperrfläche (23) anliegenden, im Querschnitt bogenförmigen Höckern (31, 32) und einem auf der höckerabgewandten Seite sich erstreckenden, langen Formkörper (33) aufweist, dessen in die Verriegelungstasche (20) eintauchender Bereich (331) im Querschnitt dem Verriegelungstaschenquerschnitt formschlüssig angepaßt ist, und daß in der Sperrfläche (23) der Schiebehülse (15) mindestens eine das Eintauchen eines Höckers (31, 32) erlaubende Ringnut (34, 35; 40) mit einer Nuttiefe ausgebildet ist, die größer ist als die radiale Tiefe der Verriegelungstaschen (20).

2. Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Verriegelungskörpers (21), die axiale Länge der Sperrfläche (23) und die Lage der Ringnut (34, 35; 40) so aufeinander abgestimmt sind, daß bei Eintauchen eines Höckers (31, 32) in die Ringnut (34, 35; 40) der andere Höcker (32, 31) außerhalb der Sperrfläche (23) liegt.

3. Werkzeughalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge des Verriegelungskörpers (21) so bemessen ist, daß der Verriegelungskörper (21) innerhalb des Längsdurchbruchs (22) in der Kupplungshülse (14) ein Grundspiel (g) für seine axiale Verschiebbarkeit aufweist, das sich aus der axialen Länge der Verriegelungstaschen (20) abzüglich der Axiallänge des in die Verriegelungstaschen (20) eintauchenden Teils des Verriegelungskörpers (21) und abzüglich des Leerlaufwegs (1) des Werkzeugschafts (18) bestimmt.

4. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Höckern (31, 32) zu der die Höcker (31, 32) miteinander verbindenden Sattelfläche (30) verlaufenden Flanken (311, 321) einen definierten Flankenwinkel aufweisen und daß die Nutflanken (341, 351; 401) der mindestens einen Ringnut (34, 35; 40) mit einem gleichen Flankenwinkel versehen sind.

5. Werkzeughalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Ende der Sperrfläche (23) eine radial nach außen angeordnete Schräge (231, 232) ausgebildet ist, deren Schrägungswinkel dem Flankenwinkel der Höcker (31, 32) entspricht.

6. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Sperrfläche (23) zwei parallele Ringnuten (34, 35) eingebracht sind, deren Abstand so bemessen ist, daß beim Einstecken des Werkzeugschafts (18) in die Kupplungshülse (14) der eine Höcker (32) in die in Einsteckrichtung vordere Ringnut (35) und beim Herausziehen des Werkzeugschafts (18) aus der Kupplungshülse (14) der andere Höcker (31) in die hintere Ringnut (34) eintaucht.

7. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrfläche (23) der Schiebehülse (16) an ihrem in Einschieberichtung des Werkzeugschafts (18) hinteren Ende von einer axial verschiebbaren, ringförmigen Haltescheibe (27) begrenzt ist, die mit jeweils einer radial nach innen vorspringenden Haltenase (29) in einen Längsdurchbruch (22) der Kupplungshülse (14) hineinragt und von einer Verriegelungsfeder (36) mit der Einschieberichtung des Werkzeugschafts (18) entgegengerichteter Kraft an einer am Sperrflächenende ausgebildeten Radialschulter der Schiebehülse (15) angelegt ist.

8. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrfläche (23) an einem Anlaufring (26) ausgebildet ist, der mit der Schiebehülse (15) so verbunden ist, daß er zumindest bei deren Axialverschieben spiellos mitgenommen wird, und daß die Axiallängen von Sperrfläche (23) und Anlaufring (26) gleich groß sind.

9. Werkzeughalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsfeder (36) als Druckfeder ausgebildet ist, die sich zwischen Kupplungshülse (14) und Haltescheibe (27) abstützt und über die Haltescheibe (27) den Anlaufring (26) gegen einen Anschlag (25) auf der Kupplungshülse (14) anlegt.

10. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebehülse (15) entgegen der Einsteckrichtung des Werkzeugschafts (18) in die Kupplungshülse (14) durch einen Druckfeder (24) belastet ist, die sich zwischen Schiebehülse (15) und Kupplungshülse (14) abstützt und die Schiebehülse (15) gegen einen Anschlag (25) auf der Kupplungshülse (14) anlegt.

11. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltescheibe (25) aus federndem Material besteht und daß die Haltenasen (29) von dem Scheibenring (28) durch mindestens einen Schlitz (41, 42; 44, 45) so freigeschnitten sind, daß sie gegenüber der Scheibenebene in Axialrichtung ausfedern können.

12. Werkzeughalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltenasen (29) durch jeweils zwei parallele Schlitze (41, 42), die parallell zur Radialrichtung der Haltescheibe (27) verlaufen, von dem Scheibenring (28) getrennt sind.

13. Werkzeughalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltenasen (29) jeweils durch einen parallel zur Radialrichtung der Haltescheibe (27) verlaufenden Schlitz (43) und einen sich daran unmittelbar fortsetzenden, in dem Scheibenring (28) konzentrisch verlaufenden, bogenförmigen Schlitz (44) von dem Scheibenring (28) getrennt sind.

14. Werkzeughalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die bogenförmigen Schlitze (44) an diametralen Stellen mittig im Scheibenring (28) verlaufen.