DE3249643C2

DE3249643C2 - Tool holder

Info

Publication number: DE3249643C2
Application number: DE19823249643
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. 7024 Filderstadt De Buck; Hans-Peter 7031 Grafenau De Dohse
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1981-04-03
Filing date: 1982-02-12
Publication date: 1987-12-17

Abstract

A tool holder for coupling percussive and/or rotary tools to hand-held power tools, preferably hammer or percussive drills, with a coupling sleeve is proposed, which coupling sleeve is connected on the one hand to a drive member of the hand-held power tool which transmits the working movement, and on the other hand receives a tool shank which can be detachably connected to the coupling sleeve. The coupling sleeve is guided so as to be axially displaceable within a limited region and this region is defined by the axial extent of a cutout, in particular an annular groove, arranged on the drive member, into which cutout engages a ball which is radially displaceable in a bore of the coupling sleeve. On striking the front end (3') of the cutout (3) formed in the drive member (1) preferably as a channel, the ball (12) is obstructed in its radial mobility by a stop face (102). The stop face (102) is formed by a body which engages over the ball (12) radially from outside in the manner of a recess and which is carried by the rear side of the coupling sleeve (116) facing the hand-held power tool. This prevents the tool holder from detaching itself automatically from the drive member whenever it is subjected to powerful unchecked axial impacts, as may occur, for example, with percussive drills running with no load. <IMAGE>

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einem Werkzeughalter nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein solcher Werkzeughalter, der Gegenstand einer älteren Anmeldung ist, arbeitet zufriedenstellend, ausgenommen in Verbindung mit solchen Schlaghämmern, die im Leerlauf dem Werkzeughalter be sonders starke, ungebremste Axialschläge vermitteln. Hier besteht nämlich die Gefahr, daß die durch Feder kraft in Verriegelungsstellung gehaltenen Verriegelungs mittel beim Auftreten starker, ungebremster axialer Stöße infolge ihrer Massenträgheit eine Relativverstel lung zu der Kupplungshülse erfahren, die sie in ihre die Verriegelung aufhebende Freigabestellung überführt, wodurch der Werkzeughalter ungewollt vom Antriebsglied abspringt. Deshalb besteht bei Verwendung dieses Werk zeughalters nach der älteren Anmeldung in Verbindung mit besonders schlagstarken Hämmern erhöhte Verletzungs gefahr für die jeweilige Bedienungsperson.The invention relates to a tool holder according to the Genus of the main claim. Such a tool holder, the subject of an earlier application is working satisfactory, except in connection with such Impact hammers that be in the tool holder when idle convey particularly strong, unchecked axial shocks. Here there is a risk that the spring force locked in the locking position medium when strong, unbraked axial Impacts due to their inertia a relative adjustment experienced to the coupling sleeve that you in your transfers the unlocking position, whereby the tool holder is unwanted from the drive member jumps off. Therefore, when using this work holder after the previous registration with particularly powerful hammers increased injury danger for the respective operator.

Advantages of the invention

Der erfindungsgemäße Werkzeughalter mit den kennzeichnen den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vor teil, daß er sich auch dann, wenn er starken ungebremsten axialen Schlägen unterworfen wird, wie sie beispielsweise bei Schlaghämmern im Leerlauf auftreten können, nicht selbsttätig vom Antriebsglied löst.Mark the tool holder according to the invention with the features of the main claim have the opposite part that he even when he is strong unchecked subjected to axial impacts, such as can occur with hammers at idle, not automatically releases from the drive link.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Werkzeughalters mög lich.By the measures listed in the subclaims are advantageous further developments and improvements of the tool holder specified in the main claim Lich.

drawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Längsschnitts durch einen Werkzeughalter dar gestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher er läutert.An embodiment of the invention is in the drawing based on a longitudinal section through a tool holder put and in the description below he purifies.

Description of the embodiment

In der Zeichnung ist von einem nicht dargestellten Bohr hammer nur dessen vorn aus dem Gehäuse hervorragendes Antriebsglied 1 erkennbar. Dieses Antriebsglied hat die Form einer Werkzeugspindel, welche eine schlagende und/ oder drehende Bewegung erfährt. Das Antriebsglied 1 hat an seinem aus dem Gehäuse des Bohrhammers hervorragen den freien Ende eine Einrichtung zur Drehmomentübertragung in Form eines Außenkeilwellenprofils 2. Dieses wird recht winklig von einer sich um den Umfang des vorderen Endes des Antriebsglieds 1 erstreckenden Ringnut 3 geschnitten, deren Tiefe der Tiefe der Nuten des Außenkeilwellenprofils 2 entspricht. Die Stirnseite des Antriebsglieds 1 trägt eine ebene Anschlagfläche 4, die im Schlagbetrieb auf das hin tere Ende des Schafts eines in den Werkzeughalter einge steckten, in der Zeichnung nicht dargestellten Werkzeugs auftrifft.In the drawing, from a drilling hammer, not shown, only the front of the housing excellent drive member 1 can be seen . This drive member has the shape of a tool spindle, which experiences a striking and / or rotating movement. The drive member 1 has on its protruding from the housing of the hammer drill the free end of a device for torque transmission in the form of an outer spline section 2 . This is cut at right angles by an annular groove 3 extending around the circumference of the front end of the drive member 1 , the depth of which corresponds to the depth of the grooves of the outer spline profile 2 . The end face of the drive member 1 carries a flat abutment surface 4 , which strikes the rear end of the shaft of a plugged into the tool holder, not shown in the drawing.

Der Werkzeughalter 5 besteht im wesentlichen aus einer Kupplungshülse 116 aus Stahl, die in noch zu beschrei bender Weise eine axialbewegliche Schiebehülse 107 trägt. Die Kupplungshülse 116 hat zwei koaxial aneinander an schließende Aufnahmebohrungen mit verschiedenen Durch messern: Eine hintere, dem Bohrhammer zugewandte Auf nahmebohrung 8 mit größerem Durchmesser, welche in eine am anderen, vorderen Ende ausmündende zweite Aufnahme bohrung 9 mit kleinerem Durchmesser übergeht. An der Innenwandung der größeren Aufnahmebohrung 8 ist ein durchgehendes Innenkeilwellenprofil 10 angeordnet, wel ches dem Außenkeilwellenprofil 2 am Antriebsglied 1 zu geordnet ist. In dem dem nicht dargestellten Bohrhammer zu gewandten Endbereich der Kupplungshülse 116 ist eine sich nach außen konisch erweiternde Radialbohrung angeordnet, in der als Verriegelungskörper eine Kugel 12 verschiebbar angeordnet ist. Die Kugel 12 greift in die Ringnut 3 des Antriebsglieds 1 und verriegelt auf diese Art die Kupplungshülse 116 auf dem Antriebsglied 1. Die Kugel 12 ist von zwei identischen Anlaufringen 100, 101 übergriffen, die auf die Kupplungshülse 116 aufgeschoben sind. Der Anlaufring 100 liegt an einer Schulter 104 der Kupplungshülse 116 an, während der Anlaufring 101 von einer Feder 105 gegen den Anlaufring 100 gedrückt wird. Die Kugel 12 wird durch die sie übergreifenden Anlauf ringe 100, 101 in die Ringnut 3, deren vorderes Ende 3′ und deren hinteres Ende 3′′ von jeweils einer Hohlkehle begrenzt ist, gehalten. Der Anlaufring 100 hat eine als Innenkegelfläche 102 ausgebildete Anlauffläche, deren sich nach vorn - vom Bohr- oder Schlaghammer weggewandt öffnender Kegelwinkel etwa 30° beträgt. Die axiale Länge des Anlaufrings 100 ist so bestimmt, daß er sich - bei an der Innenkegelfläche 102 anliegender Kugel 12 - bis zur Kugelmitte nach vorn erstreckt. Dabei entspricht die axiale Länge der Innenkegelfläche 102 dem Radius der Kugel 12. Der Außendurchmesser des Anlaufrings 100 ist um ein geringes Bewegungsspiel geringer als der Innendurch messer des Ringraums 103 in der aus Kunststoff bestehen den Schiebehülse 107.The tool holder 5 consists essentially of a coupling sleeve 116 made of steel, which carries an axially movable sliding sleeve 107 in a manner yet to be described. The coupling sleeve 116 has two coaxially adjoining receiving bores with different diameters: A rear, facing the hammer drill on receiving bore 8 with a larger diameter, which merges into a second receiving bore 9 opening out at the other, front end with a smaller diameter. On the inner wall of the larger receiving bore 8 , a continuous inner spline 10 is wel ches the outer spline 2 is arranged on the drive member 1 . In the end region of the coupling sleeve 116 which faces the rotary hammer (not shown), a radial bore which widens conically outward is arranged, in which a ball 12 is displaceably arranged as a locking body. The ball 12 engages in the annular groove 3 of the drive member 1 and in this way locks the coupling sleeve 116 on the drive member 1 . The ball 12 is overlapped by two identical thrust rings 100 , 101 which are pushed onto the coupling sleeve 116 . The thrust ring 100 rests on a shoulder 104 of the coupling sleeve 116 , while the thrust ring 101 is pressed against the thrust ring 100 by a spring 105 . The ball 12 is by the overlapping start rings 100 , 101 in the annular groove 3 , the front end 3 'and the rear end 3 ''is limited by a groove. The thrust ring 100 has a thrust surface designed as an inner cone surface 102 , the cone angle of which, toward the front and facing away from the hammer drill or percussion hammer, is approximately 30 °. The axial length of the thrust ring 100 is determined such that it extends forward to the center of the ball when the ball 12 is in contact with the inner taper surface 102 . The axial length of the inner taper surface 102 corresponds to the radius of the ball 12 . The outer diameter of the thrust ring 100 is smaller by a small amount of movement than the inner diameter of the annular space 103 in which the sliding sleeve 107 is made of plastic.

Gegen die vordere Stirnfläche des ersten Anlaufrings 100 liegt die rückwärtige Stirnfläche des zweiten, identischen Anlaufrings 101, der allerdings mit sich nach hinten öff nender Kegelfläche eingebaut ist. Die beiden mit geringem Bewegungsspiel auf dem Außendurchmesser der Kupplungshülse 116 verschiebbar angeordneten Anlaufringe 100, 101 werden von der sich vorn an einem Blechring 106 abstützenden Feder 105 in gegenseitiger Anlage und der Anlaufring 100 gegen eine Schulter 104 an der Kupplungshülse 116 nach hinten abstützend in Anlage gehalten.Against the front end face of the first thrust ring 100 is the rear end face of the second, identical thrust ring 101 , which, however, is installed with the conical surface opening to the rear. The two with slight play for movement on the outer diameter of the clutch sleeve 116 slidably disposed thrust washers 100, 101 are held by which is supported on the front of a sheet metal ring 106 spring 105 in mutual abutment and the stop ring 100 against a shoulder 104 on the coupling sleeve 116 to the rear supporting manner in plant .

Das vordere Ende des Werkzeughalters weist nicht zur Er findung gehörende Mittel zur Drehmitnahme und zum axialen Festhalten des Werkzeugs auf. Mit 36 ist ein leistenförmiger Drehmitnehmer bezeichnet und mit 115 eine Kugel, die im Zusammenwirken mit entsprechenden Ausnehmungen im nicht dargestellten Werkzeugschaft ein Herausfallen des Werk zeugs aus dem Werkzeughalter 5 verhindert. Die Kugel 115 ist in einem radialen Durchbruch 117 der Kupplungshülse 116 radial und axial verschiebbar angeordnet. Der Durch bruch 117 hat die Form eines achsparallel verlaufenden Schlitzes, welcher sich in Richtung auf die Werkzeugachse verjüngt. In dem Ringraum 103 der Schiebehülse 107 ist ein Stützring 118 angeordnet, der an seinem Innendurch messer zwei 45°-Phasen 119 aufweist. Sein Außendurch messer entspricht dem der Anlaufringe 100, 101. Gegen seine hintere Stirnfläche liegt der von der Feder 105 beaufschlagte Blechring 106 an. Mit seiner vorderen Stirn fläche liegt der Stützring 118, der die Kugel 115 über greift, gegen die den Ringarm 103 auf der der Handwerk zeugmaschine abgewandten, vorderen Seite begrenzende Innenschulter 114 an.The front end of the tool holder does not belong to the invention, means for driving and for axially holding the tool. With 36 a strip-shaped rotary driver is designated and with 115 a ball which, in cooperation with corresponding recesses in the tool shank, not shown, prevents the tool from falling out of the tool holder 5 . The ball 115 is arranged radially and axially displaceably in a radial opening 117 of the coupling sleeve 116 . The breakthrough 117 has the shape of an axially parallel slot, which tapers in the direction of the tool axis. In the annular space 103 of the sliding sleeve 107 , a support ring 118 is arranged, which has two 45 ° phases 119 on its inside diameter. Its outer diameter corresponds to that of thrust rings 100 , 101 . The sheet metal ring 106 acted upon by the spring 105 bears against its rear end face. With its front end face is the support ring 118 , which engages the ball 115 , against which the ring arm 103 on the hand machine facing away from the front side limiting inner shoulder 114 .

Die Funktion des Werkzeughalters ist folgendermaßen: The function of the tool holder is as follows:

Bei der Montage des Werkzeughalters auf dem Antriebsglied 1 wird dieser mit der Kupplungshülse 116 auf das Antriebs glied 1 aufgeschoben. Dabei schiebt das Antriebsglied 1 mit seiner Stirnseite die Kugeln 12 - von den drei vor handenen Kugeln 12 ist in der Zeichnung nur eine einzige erkennbar - gegen den Anlaufring 101. Durch starken Axial druck auf den Formring 26 wird der Anlaufring 101 durch die Kugeln 12 axial gegen die Feder 105 geschoben. Der Anlaufring 100 bleibt dabei in seiner Lage. Dann können die Kugeln 12 nach radial außen ausweichen, begünstigt durch die konisch ausgestaltete Radialbohrung 111, an deren Schräge sie nach außen gleiten können. Sobald sich das Antriebsglied 1 mit der Ringnut 3 unter die Kugeln 12 schiebt, drückt die Feder 105 die Kugeln in ihre Aus gangslage zurück. Der Anlaufring 100 und das vordere, als Hohlkehle ausgestaltete Ende 3′ der Ringnut 3 dienen als Haltepunkte, zwischen denen die Kugeln 12 positioniert bleiben und die das axiale Bewegungsspiel zwischen Werk zeughalter und Antriebsglied 1 begrenzen.When mounting the tool holder on the drive member 1 , this is pushed onto the drive member 1 with the coupling sleeve 116 . The drive member 1 pushes with its end face the balls 12 - of the three existing balls 12 only one can be seen in the drawing - against the thrust ring 101 . By strong axial pressure on the form ring 26 , the thrust ring 101 is pushed axially by the balls 12 against the spring 105 . The thrust ring 100 remains in its position. Then the balls 12 can move radially outwards, favored by the conical radial bore 111 , on the slope of which they can slide outwards. As soon as the drive member 1 pushes with the annular groove 3 under the balls 12 , the spring 105 pushes the balls back into their starting position. The thrust ring 100 and the front, designed as a groove end 3 'of the annular groove 3 serve as breakpoints between which the balls 12 remain positioned and which limit the axial play between the tool holder and drive member 1 .

Soll der Werkzeughalter vom Antriebsglied 1 entfernt wer den, so muß der Formring 26 aus seiner ihn haltenden Ringnut herausgenommen werden. Dann kann die Schiebe hülse 107 ganz nach vorne geschoben werden, bis schließ lich die Kugeln 12 wieder nach radial außen zwischen die beiden Anlaufringe 100 und 101 ausweichen können. If the tool holder is removed from the drive member 1 , the molding ring 26 must be removed from the ring groove holding it. Then the sliding sleeve 107 can be pushed all the way until the balls 12 can finally evade radially outwards between the two thrust rings 100 and 101 .

Wenn der Werkzeughalter in Verbindung mit besonders schlagstarken Bohrhämmern oder Schlaghämmern verwendet werden soll, ist er starken ungebremsten Axialstößen unterworfen, die dann auftreten, wenn das Schlagwerk vom Schlag- und den Leerlaufbetrieb übergeht. Die hierbei vorkommenden Leerschläge bewirken verstärkte Stöße im Antriebsglied 1, wodurch der gesamte Werkzeughalter eine Beschleunigung nach vorne erfährt. Die Axialver schiebung des Werkzeughalters gegenüber dem Antriebs glied 1 wird dann schlagartig gebremst, wenn die Kugeln 12 am vorderen Ende 3′ der Ringnut 3 auflaufen und sich so an der hier als Innenkegelfläche 102 ausgebildeten Anlauffläche des Anlaufrings 100 verkeilen. Dies tritt dadurch ein, daß der die Anlauffläche 102 aufweisende Anlaufring 100 von der der Handwerkzeugmaschine (Bohr- oder Schlaghammer zugewandten, hinteren Seite von radial außen nischenartig über die Kugeln 12 greift. Der An laufring 100 ist dabei - wie oben beschrieben - in radialer Richtung von der Kupplungshülse 116 gehalten und liegt in axialer Richtung gegen die Schulter 104 derselben an. Die beschriebene Hemmwirkung der Anlauf fläche 102 tritt in besonders günstiger Weise dann ein, wenn der Neigungswinkel β der Anlauffläche 102 zumindest entlang des axialen Berührungsbereichs mit der Kugel 12 mindestens gleich oder kleiner ist als der Angriffswinkel der resultierenden Kraft auf die betref fende Kugel 12, wenn diese am vorderen Ende 3′ der Aus nehmung 3 zur Anlage kommt.If the tool holder is to be used in conjunction with particularly high-impact rotary hammers or impact hammers, it is subjected to strong, unchecked axial shocks that occur when the striking mechanism changes from striking and idling operation. The empty blows that occur here cause increased impacts in the drive member 1 , as a result of which the entire tool holder is accelerated forward. The Axialver displacement of the tool holder relative to the drive member 1 is braked suddenly when the balls 12 at the front end 3 'of the annular groove 3 and thus wedge on the thrust surface of the thrust ring 100 formed here as an inner conical surface 102 . This occurs due to the fact that the thrust ring 100 having the thrust surface 102 extends from the rear side facing the hand-held power tool (hammer drill or impact hammer) from the outside radially in a niche manner over the balls 12. The thrust ring 100 is - as described above - in the radial direction held by the coupling sleeve 116 and bears in the axial direction against the shoulder 104. The described inhibiting effect of the thrust surface 102 occurs in a particularly favorable manner when the angle of inclination β of the thrust surface 102 at least along the axial contact area with the ball 12 is at least equal or is smaller than the angle of attack of the resulting force on the ball 12 concerned , if this at the front end 3 'of the recess 3 comes to rest.

Bei den hier verwendeten drei Kugeln 12 ist es natür lich besonders günstig, die Anlauffläche 102 als Innen kegelfläche auszugestalten. Es ist aber auch denkbar - insbesondere wenn bei einem Werkzeughalter nur eine ein zige Kugel 12 verwendet werden muß - die Anlauffläche auch eben auszugestalten. Dabei wäre z. B. auch denkbar, die Anlauffläche nicht in einem Anlaufring, sondern in einem an die Kupplungshülse 116 direkt angeformten Fort satz anzuordnen.In the three balls 12 used here, it is of course particularly favorable to design the contact surface 102 as an inner conical surface. But it is also conceivable - especially if only a single ball 12 must be used in a tool holder - to design the contact surface. It would be z. B. also conceivable to arrange the thrust surface not in a thrust ring, but in a directly molded onto the coupling sleeve 116 set .

Claims

1. Tool holder for coupling striking and / or rotating tools with hand-held power tools, preferably rotary or percussion hammers, with a coupling sleeve that is connected on the one hand to a drive member of the hand-held machine that transmits the working movement and, on the other hand, takes up a tool shaft that passes through with the coupling sleeve Means for axial latching can be detachably connected and has means for rotational driving which cooperate with the coupling sleeve, the coupling sleeve being axially movable in a limited area and this area being determined by the axial extent of a recess arranged on the drive member, in particular an annular groove, in which engages a ball radially displaceable in a bore of the coupling sleeve, characterized in that the coupling sleeve ( 116 ) carries a ring ( 100 ) provided with a contact surface ( 102 ) for the ball ( 12 ) which - in the axial direction - between the Ball ( 12 ) and one at the rear of the coupling sleeve ( 116 ) located shoulder ( 104 ) and the ball ( 12 ) engages radially from the outside niche-like, so that the ball at the stop at the front end ( 3 ') of the drive member ( 1 ) preferably as a fillet formed recess ( 3 ) by the ring ( 100 ) is prevented from their radial mobility.

2. Tool holder according to claim 1, characterized in that the contact surface ( 102 ) at least along the axial contact area with the ball ( 12 ) an inclined to the axis of the drive member ( 1 ) course at a forward opening angle ( β ), preferably of 30 °.

3. The tool holder according to claim 2, characterized in that the run-up surface (102) containing run-up ring (100) when touching the ball (12) - viewed in axial direction - to the center of the ball extends forward.

4. Tool holder according to claim 3, characterized in that the ball touches the thrust surface ( 102 ) at about 0.3 to 0.5 of the axial extent of the thrust ring ( 100 ).