DE2451265B2 - Tool holder and process for their manufacture - Google Patents

Tool holder and process for their manufacture

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DE2451265B2 DE19742451265 DE2451265A DE2451265B2 DE 2451265 B2 DE2451265 B2 DE 2451265B2 DE 19742451265 DE19742451265 DE 19742451265 DE 2451265 A DE2451265 A DE 2451265A DE 2451265 B2 DE2451265 B2 DE 2451265B2
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugaufnahme, insbesondere für Hammerbohrer, bestehend aus einer im wesentlichen hohlzylindrischen Hülse, die an dem einen, zum Einstecken des Werkzeugs vorgesehenen Ende offen ist und in deren Bohrung hinein mindestens ein Element vorspringt, das einteilig mit der Hülse ausgebildet ist und eine Mitnehmerfläche aufweist, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Werkzeugaufnahme.The invention relates to a tool holder, in particular for hammer drills, consisting of a substantially hollow cylindrical sleeve, which is provided on one of the for inserting the tool The end is open and at least one element protrudes into the bore, which is integral with the Sleeve is formed and has a driver surface, as well as a method for producing a such tool holder.

Bei einer bekannten Werkzeugaufnahme dieser Art (US-PS 11 61 907) erstrecken sich in die Bohrung der hohlzylindrischen Hülse Mitnehmerelemente, die einstückig mit der Hülse ausgebildet sind und die ebene Flächen aufweisen, die in Eingriff mit entsprechend ίο ausgebildeten ebenen Flächen des Werkzeugschaftes gebracht werden, um so eine begrenzte Axialbewegung des Werkzeugs und gegebenenfalls die Übertragung einer Drehbewegung auf dieses Werkzeug zu ermöglichen. In a known tool holder of this type (US-PS 11 61 907) extend into the bore of the hollow cylindrical sleeve driver elements which are formed in one piece with the sleeve and the plane Have surfaces that engage with correspondingly designed flat surfaces of the tool shank be brought to so a limited axial movement of the tool and possibly the transmission to enable a rotary movement on this tool.

Abgesehen davon, daß sich die vorbekannten Mitnehmerelemente nur verhältnismäßig aufwendig durch spanabhebende Bearbeitung herstellen lassen, wobei praktisch die gesamte Bohrung der Hülse bearbeitet werden muß, erfordern diese Mitnehmerelemente eine relativ große Schwächung des Schaftquerschnitts des Werkzeuges, um auf diese Weise einen sicheren und zuverlässigen Eingriff zwischen den Mitnehmerflächen zu gewährleisten. Darüber hinaus ist bei den so ausgebildeten Mitnehmerflächen nicht sichergestellt, daß sich auch nach längerem Eetrieb noch eine Flächenberührung ergibt, sondern infolge Verformung der Mitnehmerflächen durch die im Betrieb auftretenden Belastungen wird nach einiger Zeit nur noch eine Linien- bzw. Punktberührung zu erreichen sein, was wiederum hohe Drücke in den Berührungsbereichen und damit weitere Verformungen zur Folge hat. Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, eine Werkzeugaufnahme zu schaffen, deren Mitnehmerelement nur eine Mitnehmerfläche im Werkzeugschaft von geringer axialer Erstreckung notwendig macht, also nur eine geringe Schwächung des Schaftquerschnitts bewirkt, und dabei trotzdem große Mitnehmer- bzw. Eingriffsflächen bildet.Apart from the fact that the previously known driver elements are only relatively expensive can be produced by machining, with practically the entire bore of the sleeve must be machined, these driver elements require a relatively large weakening of the shaft cross-section of the tool to ensure safe and reliable engagement between the To ensure driving surfaces. In addition, the driver surfaces designed in this way do not ensures that there is still surface contact even after prolonged operation, but rather as a result of deformation the driving surfaces due to the loads occurring during operation will only after some time line or point contact can still be achieved, which in turn results in high pressures in the contact areas and thus leads to further deformations. In contrast, it is the object of the invention to provide a To create a tool holder whose driver element only has a driver surface in the tool shank of makes a small axial extent necessary, so only causes a slight weakening of the shaft cross-section, and still forms large driver or engagement surfaces.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Werkzeugaufnähme der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß derart ausgestaltet, daß das Element von einem Teil der Mantelfläche und einem Teil einer Bodenfläche eines Zylinders gebildet ist, der die zylindrische Wand der Bohrung schneidet, dessen Radius kleiner ist als der der Bohrung und dessen Achse in einer Radialebene der Bohrung liegt, ohne deren Achse zu schneiden.A tool holder is used to solve this problem of the type mentioned according to the invention designed such that the element of part of the Jacket surface and part of a bottom surface of a cylinder is formed, which is the cylindrical wall of the Hole cuts whose radius is smaller than that of the hole and whose axis is in a radial plane of the Hole lies without cutting its axis.

Durch die spezielle Form des Mitnehmerelements ergibt sich ein sehr großer Flächeneingriff mit dem Werkzeugschaft, ohne daß der Durchmesser des Werkzeugschaftes im Eingriffsbereich sehr stark verringert sein muß und ohne daß die im Werkzeugschaft gebildete Mitnehmerfläche eine große axiale Erstrekkung aufweisen müßte. Selbst nach Verformungen der Mitnehmerflächen infolge starker Belastungen ist r>5 immer eine über eine einfache Linienberührung hinausgehende Berührung mit den Mitnehmerflächen des Werkzeugschaftes gegeben, so daß sich keine extrem starke Flächenpressung ergibt, die weitere Verformungen zur Folge haben könnte. «> Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Werkzeugaufnahme sind in der Unteransprüchen angegeben.The special shape of the driver element results in a very large surface engagement with the tool shank, without the diameter of the tool shank in the area of engagement having to be greatly reduced and without the driver surface formed in the tool shank having to have a large axial extension. Even after deformation of the driver surfaces as a result of heavy loads, r > 5 there is always contact with the driver surfaces of the tool shank beyond simple line contact, so that there is no extremely high surface pressure that could result in further deformations. «> Further refinements of the tool holder according to the invention are specified in the subclaims.

Die erfindungsgemäße Werkzeugaufnahme läßt sich, entgegen der vorstehend erläuterten, bekannten Werk- <>r> zeugaufnahme, sehr einfach dadurch herstellen, daß man einen einen rohrförmigen Abschnitt aufweisenden Rohling kalt verformt und vorzugsweise im Anschluß an die Kaltverformung zumindest die Wandung derThe tool holder according to the invention can, contrary to the above-described known tool <>r> tool receptacle, very simple to manufacture in that deforming a a tubular portion having blank cold, and preferably subsequent to the cold forming at least the wall of the

Bohrung härtet. Dadurch wird eine sehr aufwendige spanabhebende Bearbeitung Oberflüssig und damit die Herstellung der Werkzeugaufnahme erheblich verbilligt Bore hardens. This makes a very laborious one Machining superfluous and thus the production of the tool holder is considerably cheaper

Bei einer derartigen Herstellung der Werkzeugaufnahme wird unter Verwendung eines Stützdornes, dessen Form im wesentlichen der eines Werkzeugschaftes entspricht und der mit axialen und radialen Flächen ausgebildet ist, die ein Herausnehmen des Stützdornes nach der Kaltverformung ermöglichen, der Hülsenteil mit dem bzw. den Verriegelungselementen ausgebildet Hierzu wird der Hülsenteil in eine Presse eingesetzt, in der das Materia! der Hülse, insbesondere Werkzeugstahl, entsprechend verformt wird.In such a production of the tool holder, the sleeve part with the locking element (s) is formed using a support mandrel, the shape of which essentially corresponds to that of a tool shank and which is designed with axial and radial surfaces that allow the support mandrel to be removed after cold forming the sleeve part is inserted into a press in which the Materia! the sleeve, in particular tool steel, is deformed accordingly.

Trotz der an sich komplizierten Innenform der Werkzeugaufnahme ist es möglich, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die vorgesehenen Maße genau einzuhalten und damit eine stabile und sichere Führung des Werkzeugs zu gewährleisten. Außerdem wird durch die einteilige Ausbildung die allgemeine Betriebssicherheit erhöht, wobei insgesamt die Herstellungskosten beträchtlich verringert werden.Despite the intricate internal shape of the tool holder, it is possible with the inventive Procedure to precisely adhere to the intended dimensions and thus a stable and safe guidance of the tool. In addition, the one-piece training ensures general operational safety increased, the overall manufacturing cost can be considerably reduced.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen; in der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen ist die Erfindung ausführlich erläutert und dargestellt. Es zeigtFurther features of the invention emerge from the claims; in the description below and the drawings the invention is explained and illustrated in detail. It shows

F i g. 1 einen Axialschnitt durch eine erfindungsgemäße Werkzeugaufnahme,F i g. 1 shows an axial section through a tool holder according to the invention,

F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie 11-11 der F i g. 1 undF i g. 2 shows a section along line 11-11 of FIG. 1 and

F i g. 3 einen wesentlichen Schritt zur Herstellung der erfindungsgemäßen Werkzeugaufnahme.F i g. 3 shows an essential step for producing the tool holder according to the invention.

Die Werkzeugaufnahme 210, siehe F i g. 1 und 2, besteht im wesentlichen aus einer hohlzylindrischen Hülse 212, die einteilig mit einem Einspannschaft 213 und Verriegelungselementen 218 ausgebildet ist. In die Bohrung 214 kann ein entsprechend geformter Schaft eines Werkzeugs eingesetzt werden. Die Werkzeugaufnahme 210 ist in diesem Beispiel besonders für Hammerbohrer vorgesehen, auf die Dreh- und Schlagkräfte übertragen werden und die deshalb in der Werkzeugaufnahme begrenzt axial verschiebüch sein müssen. Die in die Bohrung 214 vorspringenden Flächen 217, Fig.2 und 219 und die übrige Wandung der Bohrung 214 sind deshalb mit einer besonders gehärteten Oberfläche versehen, z. B. durch Langzeitanlassen bei verhältnismäßig geringer Temperatur.The tool holder 210, see FIG. 1 and 2, consists essentially of a hollow cylindrical Sleeve 212, which is formed in one piece with a clamping shaft 213 and locking elements 218. In the A correspondingly shaped shank of a tool can be inserted into the bore 214. The tool holder In this example, 210 is especially intended for hammer drills, on which rotary and impact forces are transmitted and are therefore axially displaceable to a limited extent in the tool holder have to. The projecting into the bore 214 surfaces 217, Figure 2 and 219 and the rest of the wall of the Bore 214 are therefore provided with a specially hardened surface, e.g. B. by long-term starting at a relatively low temperature.

Es ist jedoch auch möglich, die zur Verriegelung dienenden Mittel im unteren Öffnungsbereich der Werkzeugaufnahme 210 auszubilden, so daß sie einen geringeren Abstand von der Hülsenöffnung als die Verriegelungselemente 218 haben.However, it is also possible to place the locking means in the lower opening area of the Form tool holder 210 so that they are a smaller distance from the sleeve opening than the Locking elements 218 have.

In der dargestellten Ausführungsform v.eist die Werkzeugaufnahme 210 zwei Elemente 218 auf. Die Verriegelungselemente 218 sind in diesem Fall gleich ausgebildet, liegen in der gleichen Höhe und um 180° voneinander entfernt Die Elemente 218 haben mit Bezug auf den in die Bohrung 214 vorspringenden Teil etwa die Form eines Zylinderteiües. Die Fläche 219 ist angenähert eine Zylindermantelfläche und ermöglicht eine Gleitführung. Die daran angrenzende Fläche 217 besteht aus einem kleinen Teil des Zylinderbodens und einem Übergangsrand zur Mantelfläche 219. Die Flächen 219,217 entstehen mathematisch dadurch, daß ίο der Zylinder, den die Wandung der Bohrung 214 bildet, einen Zylinder schneidet, dessen Radius kleiner als der der Bohrung 214 ist und dessen Achse in einer Radialebene der Bohrung 214 liegt, ohne die Achse der Bohrung 214 zu schneiden. Aufgrund der Drehungssymmetrie sind die Achsen der beiden Verriegelungselemente parallel zueinander, jedoch einander entgegengerichtet Die Elemente 218 springen in diesem Fall um weniger als ein Drittel des Radius der Bohrung 214 in die Bohrung vor.In the embodiment shown, the tool holder 210 has two elements 218. the In this case, locking elements 218 have the same design, are at the same height and at 180 ° apart. The elements 218 have with respect to the part protruding into the bore 214 roughly the shape of a cylinder part. The area is 219 approximates a cylinder jacket surface and enables sliding guidance. The adjoining surface 217 consists of a small part of the cylinder base and a transition edge to the lateral surface 219. The Areas 219,217 arise mathematically in that ίο the cylinder that forms the wall of the bore 214, intersects a cylinder whose radius is smaller than that of the bore 214 and whose axis is in a The radial plane of the bore 214 lies without intersecting the axis of the bore 214. Because of the symmetry of rotation the axes of the two locking elements are parallel to each other, but opposite to each other The elements 218 in this case jump by less than a third of the radius of the bore 214 in the hole in front.

:o F i g. 3 veranschaulicht das Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Werkzeugaufnahme. Zunächst wird aus Werkzeugstahl ein Rohling 210' hergestellt, der eine Sackbohrung 214' aufweist, so daß das eine Ende des Rohlings 210' rohr- oder hülsenförmig ist. Vorzugsweise gleichzeitig oder unmittelbar anschließend an die Herstellung der Bohrung 214' wird der Schaft 213' so bearbeitet, daß die zur Verbindung mit einem Antrieb geeignete Form, z. B. der Schaft 213, entsteht.: o F i g. 3 illustrates the method of manufacture a tool holder according to the invention. First a blank 210 'is made from tool steel produced, which has a blind hole 214 ', so that one end of the blank 210' tubular or sleeve-shaped is. The Shank 213 'machined so that the shape suitable for connection to a drive, e.g. B. the shaft 213, arises.

■jo Der Hülsenteil 212' wird durch Kaltverformung weiter bearbeitet. Hierzu wird ein Stützdorn 232 in die Bohrung 214' eingeführt. Der Stützdorn weist eine ähnliche Form wie der Schaft eines Werkzeuges auf, das nach Fertigstellung zur Ausführung entsprechender Arbeiten in die Aufnahme eingesetzt werden soll. Insbesondere ist der zu diesem Zweck vorgesehene Dorn 232 mit Ausnehmungen 234 versehen, d;e den Verriegelungselementen entsprechen und an die Führungsflächen 236 anschließen. Nach Einsetzen des ■40 Stützdornes 232 wird durch Kaltverformung die Wandung des Abschnittes 212' derart verformt, daß die nach innen vorspringenden Elemente 218 ausgebildet werden. Det Dorn 232 und das zur Verformung benutzte Werkzeug sind vorzugsweise mit Richtmarken 5 oder Mitteln versehen, die eine einwandfreie Ausrichtung des Domes zu der Verformungsvorrichtung gewährleisten.■ jo The sleeve part 212 'is further processed by cold forming. For this purpose, a support mandrel 232 is inserted into the bore 214 '. The support mandrel has a shape similar to that of the shaft of a tool which, after completion, is to be inserted into the receptacle to carry out the corresponding work. In particular, the mandrel 232 provided for this purpose is provided with recesses 234, d ; e correspond to the locking elements and connect to the guide surfaces 236. After inserting the support mandrel 232, the wall of the section 212 'is deformed by cold deformation in such a way that the inwardly projecting elements 218 are formed. The mandrel 232 and the tool used for the deformation are preferably provided with alignment marks 5 or means which ensure perfect alignment of the mandrel with the deformation device.

Anschließend wird der Dorn 232 aus der Bohrung herausgenommen und die Werkzeugaufnahme durch •>o Langzeitanlassen bei verhältnismäßig niedriger Temperatur gehärtet. Das Herstellungsverfahren kann auch dann angewendet werden, wenn für die Werkzeugaufnahme hochwertiger Werkzeugstahl, z. B. Chrom-Nikkel-Molybdän-Stahl, verwendet wird.Then the mandrel 232 is removed from the bore and the tool holder through •> o Long-term starting at a relatively low temperature hardened. The manufacturing process can also be used when for the tool holder high quality tool steel, e.g. B. Chrome-nickel-molybdenum steel, is used.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (9)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Werkzeugaufnahme, insbesondere für Hammerbohrer, bestehend aus einer im wesentlichen hohlzylindrischen Hülse, die an dem einen, zum Einstecken des Werkzeugs vorgesehenen Ende offen ist und in deren Bohrung hinein mindestens ein Element vorspringt, das einteilig mit der Hülse ausgebildet ist und eine Mitnehmerfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (218) von einem Teil der Mantelfläche und einem Teil einer Bodenfläche eines Zylinders gebildet ist, der die zylindrische Wand der Bohrung (214) schneidet, dessen Radius kleiner ist als der der Bohrung (214) und dessen Achse in einer Radialebene der Bohrung (214) liegt, ohne deren Achse zu schneiden.1. Tool holder, especially for hammer drills, consisting of an essentially hollow cylindrical sleeve which is open at one end provided for inserting the tool and at least one element protrudes into the bore, which is formed in one piece with the sleeve and has a driver surface , characterized in that the element (218) is formed by part of the lateral surface and part of a bottom surface of a cylinder which intersects the cylindrical wall of the bore (214) , the radius of which is smaller than that of the bore (214) and whose axis lies in a radial plane of the bore (214) without intersecting its axis. 2. Werkzeugaufnahme nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens zwei Elemente (218), die, bezogen auf die Bohrung (214) der Hülse (2i2), im gleichen Winkelabstand und auf derselben axialen Höhe angeordnet sind.2. Tool holder according to claim 1, characterized by at least two elements (218) which, based on the bore (214) of the sleeve (2i2), are arranged at the same angular distance and at the same axial height. 3. Werkzeugaufnahme nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bzw. die in die Bohrung (214) hineinvorspringenden Elemente (218) mit Abstand von der öffnung und dem anderen, abgeschlossenen axialen Ende der Bohrung liegen.3. Tool holder according to claim 1 or 2, characterized in that the element or elements (218) projecting into the bore (214 ) are at a distance from the opening and the other, closed axial end of the bore. 4. Werkzeugaufnahme nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (212) Mittel zur Kupplung mit einem Dreh- und/oder Schlagantrieb aufweist.4. Tool holder according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sleeve (212) Has means for coupling with a rotary and / or impact drive. 5. Werkzeugaufnahme nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (212) einteilig mit einem an das geschlossene Ende anschließenden Schaft (213) ausgebildet ist.5. Tool holder according to claim 4, characterized in that the sleeve (212) is formed in one piece with a shaft (213) adjoining the closed end. 6. Verfahren zum Herstellen einer Werkzeugaufnahme nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch Kaltverformung eines einen rohrförmigen Abschnitt aufweisenden Rohlings.6. A method for producing a tool holder according to any one of claims 1 to 5, characterized by cold deformation of a blank having a tubular section. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an die Kaltverformung zumindest die Wandung der Bohrung gehärtet wird.7. The method according to claim 6, characterized in that following the cold forming at least the wall of the bore is hardened. 8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den rohrförmigen Abschnitt des Rohlings ein Stützdorn angeordnet wird, worauf der Rohling zu der Hülse der Werkzeugaufnahme mit den nach innen vorspringenden Elementen verformt und anschließend der Stützdorn wieder herausgenommen wird, der mit radialen Flächen entsprechend den durch die Verformung herzustellenden Verriegelungselementen und daran anschließenden axialen Führungsflächen zur Lösung des Stützdornes aus der fertig geformten Hülse versehen ist.8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that in the tubular portion of the blank a support mandrel is arranged, whereupon the blank to the sleeve of the tool holder deformed with the inwardly protruding elements and then the support mandrel again is taken out, the one with radial surfaces corresponding to those to be produced by the deformation Locking elements and subsequent axial guide surfaces to solve the Support mandrel is provided from the finished molded sleeve. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Verformung des die Hülse bildenden Teiles des Rohlings ein daran anschließender Teil zur Ausbildung eines Schaftabschnittes bearbeitet wird.9. The method according to any one of claims 6 to 8, characterized in that before the deformation of the part of the blank forming the sleeve, an adjoining part for forming a Shank section is processed.
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