DE4222743A1 - Werkzeug und Werkzeugaufnahme für Handwerkzeuggeräte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Einsetzen in eine Werkzeugaufnahme für dem Meißeln und/oder Schlagbohren dienende Handwerkzeuggeräte mit einem Einspannschaft, der mindestens eine axial geschlossene Verriegelungsnut und mindestens eine axial zum freien Ende des Einspannschaftes hin offene Drehmitnahmenut mit zwei im wesentlichen radial verlaufenden Flanken aufweist.

Aus der DE-PS 25 51 125 sind Werkzeuge für Handwerkzeugge­ räte bekannt, wobei der Einspannschaft dieser Werkzeuge eine oder zwei axial geschlossene Verriegelungsnuten sowie eine oder zwei axial zum freien Ende des Einspannschaftes hin offene Drehmitnahmenuten aufweist. Die Werkzeugaufnahme, welche der Aufnahme dieser Werkzeuge dient, weist entspre­ chend der Anzahl an vorhandenen Verriegelungsnuten radial verschiebbare Verriegelungselemente auf, welche im vorlie­ genden Falle in Form von Kugeln ausgebildet sind. Anstelle solcher Kugeln ist es weiterhin auch bekannt, die Verriege­ lungselemente in Form von Walzen auszubilden. Im Zusammen­ wirken dieser Verriegelungselemente mit den axial geschlos­ senen Verriegelungsnuten kommt eine formschlüssige Verbin­ dung zwischen Werkzeug und Werkzeugaufnahme zustande. Durch radiales Ausrücken der Verriegelungselemente kann diese formschlüssige Verbindung aufgehoben werden, so daß sich die Werkzeuge aus der Werkzeugaufnahme entnehmen lassen.

Besonders hohe Beanspruchungen kommen den vorgenannten Ver­ riegelungsnuten samt den damit zusammenwirkenden Verriege­ lungselementen nicht zu, da im Betrieb das sich in der Werk­ zeugaufnahme befindliche Werkzeug gegenüber den Verriege­ lungselementen praktisch schwimmend gelagert ist, d. h. die Verriegelungselemente haben im Zusammenwirken mit den Verriegelungsnuten im Betrieb keine nennenswerten Kräfte zu übertragen. Lediglich beim Herausziehen des Werkzeuges aus einer Bohrung in Bauteilen sind über die Verriegelungsnuten im Zusammenwirken mit den Verriegelungselementen gewisse Axialkräfte zu übertragen, um sicherzustellen, daß die Verbindung zwischen Werkzeug und Werkzeugaufnahme bestehen bleibt.

Eine außerordentlich hohe Beanspruchung kommt dagegen den axial zum freien Ende des Einspannschaftes hin offenen Drehmitnahmenuten zu, in welche entsprechende Mitnahmelei­ sten der Werkzeugaufnahme eingreifen. Diese hohe Beanspru­ chung hat ihre Ursache in dem von der Werkzeugaufnahme auf das Werkzeug zu übertragenden Drehmoment, verbunden mit der laufenden Relativbewegung zwischen Einspannschaft und Werk­ zeugaufnahme. Diese Relativbewegung wird hervorgerufen durch die vom Handwerkzeuggerät auf das Werkzeug zu über­ tragende Schlagbewegung. Aufgrund des laufend anstehenden Drehmomentes entsteht durch die Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkzeugaufnahme insbesondere an den mitnahme­ seitigen Flanken eine außerordentlich hohe, zu gravierenden Verschleißerscheinungen führende Reibung. Diese Reibung, welche zusätzlich von einer massiven Wärmeentwicklung be­ gleitet ist, führt schon nach relativ kurzen Einsatzzeiten zu einem derart hohen Verschleiß, insbesondere an den mit­ nahmeseitigen Flanken des Einspannschaftes, daß ein vor­ zeitiger Ausfall des Werkzeuges nicht vermieden werden kann. Ein kostenaufwendiger Austausch des an sich in seinem Ar­ beitsbereich noch funktionsfähigen Werkzeuges ist somit vorprogrammiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug zu schaffen, welches insbesondere im Zusammenwirken mit einer geeigneten Werkzeugaufnahme derart verschleißunanfällig ist, daß eine zuverlässige Drehmomentübertragung über einen größeren Zeitraum gewährleistet ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zu­ mindest die mitnahmeseitige Flanke der Drehmitnahmenut einen zum freien Ende des Einspannschaftes hin sich vergrößernden Abstand zur Mittelachse der Drehmitnahmenut aufweist.

Die erfindungsgemäße Ausbildung führt dazu, daß die Dreh­ mitnahmenut des Einspannschaftes eine sich zum freien Ende hin erweiternde lichte Weite aufweist. Es kann sich hierbei um eine Erweiterung beliebiger Art handeln, d. h. sie kann kontinuierlich oder auch stufenweise verlaufen. Maßgebend ist lediglich, daß die resultierende Kontur der Mitnahmenut eine Erweiterung zum freien Ende des Einspannschaftes hin darstellt.

Anstelle der an sich ausreichenden asymmetrischen Ausbildung durch zumindest bereichsweise geneigte Anordnung nur der mitnahmeseitigen Flanke besteht in bevorzugter Weise eine weitere Möglichkeit darin, daß beide Flanken der Drehmit­ nahmenut einen zum freien Ende des Einspannschaftes hin sich vergrößernden Abstand zur Mittelachse der Drehmitnahmenut aufweisen. Es besteht dadurch die Möglichkeit, die Drehmit­ nahmenut in bezug auf ihre Mittelachse symmetrisch auszu­ bilden. Dabei kann die Erweiterung wiederum in beliebiger Weise verlaufen.

Eine zweckmäßige Ausbildung der Drehmitnahmenut kann da­ durch gefunden werden, wenn die Flanken geradlinig verlaufen und zwar unter einem sich zum freien Ende des Einspannschaf­ tes hin öffnenden Winkel, was dazu führt, daß schlußendlich der Abstand der Flanken zur Mittelachse der Drehmit­ nahmenut sich gleichmäßig vergrößert. Dabei besteht wiederum die Möglichkeit, nur die mitnahmeseitige Flanke unter einem solchen Winkel anzuordnen oder beide Flanken mit einem Winkel zu versehen, wobei zudem die Beträge dieser Winkel gleich sein können. Die Beträge dieser Winkel können sich in bevorzugter Weise in einem Bereich zwischen 1° und 10° bewegen.

Durch die in vorerwähnter Weise geschilderte Erweiterung der Drehmitnahmenut wird im Zusammenwirken mit Mitnahmeleisten der Werkzeugaufnahme erreicht, daß bei einer Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkzeugaufnahme die Flanken von Dreh­ mitnahmenut und Mitnahmeleisten voneinander abgehoben werden. Dieses Abheben findet somit beim Betrieb der Handwerkzeugge­ räte mit den vorliegenden Werkzeugen immer dann statt, wenn eine Schlageinwirkung vom Handwerkzeuggerät auf das Werkzeug erfolgt. Nachdem eine solche Schlageinwirkung während des gesamten Betriebs angelegt ist, findet eine laufende Ent­ koppelung der Flanken statt, so daß dadurch die zwischen den Flanken entstehende Reibung ganz massiv reduziert und über einen gewissen Zeithorizont vollumfänglich ausgeschal­ tet wird. Diese Reibungsreduzierung, verbunden mit einer zu­ sätzlichen Reduzierung der Wärmeentwicklung, führt zu einer ganz massiven Standzeiterhöhung der mit erfindungsgemäßen Drehmitnahmenuten versehenen Werkzeuge.

Der vorgenannte Effekt kommt schon zustande, wenn ein Werk­ zeug mit erfindungsgemäß ausgebildeten Drehmitnahmenuten in eine Werkzeugaufnahme nach dein Stand der Technik, beispiels­ weise entsprechend DE-PS 25 51 125 eingesetzt wird. Bei dieser bekannten Werkzeugaufnahme weisen die Flanken der Mit­ nahmeleisten einen achsparallelen Verlauf auf. Somit kommt es schon im Zusammenwirken eines erfindungsgemäß ausgebil­ dete Drehmitnahmenuten aufweisenden Werkzeugs mit solch achsparallel verlaufende Flanken aufweisende Mitnahmeleisten zu einer Entkoppelung bei Schlageinwirkung auf das Werkzeug.

Die Wirkung der Entkoppelung kann dagegen wesentlich opti­ miert werden, wenn gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die Werkzeugaufnahme mindestens ein radial ver­ schiebbares, mit der Verriegelungsnut zusammenwirkendes Ver­ riegelungselement und mindestens eine mit der Drehmitnahme­ nut zusammenwirkende, in die Aufnahmeöffnung ragende Mit­ nahmeleiste, deren mitnahmeseitige Flanke einen zur Mündung der Aufnahmeöffnung hin sich verkleinernden Abstand zur Mittelachse der Mitnahmeleiste aufweist. Analog der Schil­ derung im Zusammenhang mit der Ausbildung der Drehmitnahme­ nuten kann sich die Breite der Mitnahmeleisten zur Aufnahme­ öffnung hin beliebig verkleinern, d. h. kontinuierlich oder auch stufenweise. Auch hier ist lediglich maßgebend, daß die resultierende Kontur schlußendlich eine Verkleinerung der Breite der Mitnahmeleisten zur Mündung der Aufnahmeöff­ nung hin zur Folge hat.

In bevorzugter Weise besitzen beide Flanken der Mitnahme­ leisten einen zur Mündung der Aufnahmeöffnung hin sich ver­ kleinernden Abstand zur Mittelachse der Mitnahmeleisten. Es entsteht dadurch in gewisser Weise ein symmetrisches Profil der Mitnahmeleisten.

Die Flanken der Mitnahmeleisten können geradlinig in einem sich zur Mündung der Aufnahmeöffnung hin schließenden Win­ kel verlaufen, was dazu führt, daß der Abstand zwischen den Flanken und der Mittelachse der Mitnahmeleisten sich zur Mündung der Aufnahmeöffnung hin gleichmäßig verkleinert. Analog der Gestaltung der Drehmitnahmenut des Werkzeuges können entweder nur die drehmitnahmeseitige Flanke oder beide Flanken der Mitnahmeleisten unter dem geschilderten Winkel verlaufen. Dabei besteht wiederum die Möglichkeit, daß beide Flanken der Mitnahmeleisten unter demselben Winkel verlaufen, wobei sich der Betrag des Winkels zwischen Flanke und Mittelachse wiederum im Bereich zwischen 1° und 10° bewegen kann.

Die Erfindung wird nachstehend, anhand der sie beispiels­ weise wiedergebenden Zeichnungen, näher erläutert. Es zei­ gen:

Fig. 1 eine Ansicht des Einspannschaftes eines Werkzeuges gemäß Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt durch den Einspannschaft der Fig. 1 entsprechend Linie II-II;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch den mündungsseitigen Bereich der Führung einer Werkzeugaufnahme gemäß Erfindung;

Fig. 4 einen Schnitt durch die Führung der Fig. 3 entsprechend Linie IV-IV.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Einspannschaft 1 eines erfindungsgemäßen Werkzeuges. Dieser Einspannschaft 1 weist zwei Verriegelungsnuten 2 und zwei axial zum freien Ende des Einspannschaftes 1 hin offene Drehmitnahmenuten 3 auf. Die Drehmitnahmenuten 3 besitzen im wesentlichen radial verlau­ fende Flanken 3a.

Wie die Fig. 1 zeigt, sind die Flanken 3a der Drehmitnahme­ nut 3 unter dem Winkel a zur Mittelachse in der Drehmitnah­ menut 3 geneigt. Dabei sind die Winkel a zum freien Ende des Einspannschaftes hin offen, so daß sich die lichte Weite der Drehmitnahmenut 3 zum freien Ende des Einspannschaftes 1 hin vergrößert. Der Betrag beider Winkel a kann gleich sein, so daß die Drehmitnahmenut 3, wie im gezeigten Beispiel, eine symmetrische Form aufweist, wobei die Größe der Winkel a zwischen 1° und 10° variieren kann.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Führung 4 einer weiter nicht dargestellten Werkzeugaufnahme. Die Führung 4 bildet das direkte Verbindungsteil der Werkzeugaufnahme zum Einspann­ schaft der einzusetzenden Werkzeuge hin. Um ein Werkzeug entsprechend den Fig. 1 und 2 in eine solch erfindungsgemäße Werkzeugaufnahme optimal einsetzen zu können, weist die Führung 4 Mitnahmeleisten 5 auf, welche in die Aufnahme­ öffnung 4a ragen.

Wie die Fig. 3 zeigt, sind die Flanken 5a der Mitnahmelei­ sten 5 zur Mittelachse M der Mitnahmeleisten 5 hin je unter einem Winkel b geneigt. Diese Winkel b schließen sich zur Mündung der Aufnahmeöffnung 4a hin. Dadurch bilden sich Mit­ nahmeleisten 5, deren Breite zur Mündung der Aufnahmeöffnung 4a hin abnimmt.

Den Fig. 3 und 4 ist ferner entnehmbar, wie die Führung 4 von Durchtrittsöffnungen 6 durchsetzt ist. Diese Durchtritts­ öffnungen 6 dienen dem Durchtritt von an sich bekannten und daher hier zeichnerisch nicht festgehaltenen, der Werk­ zeugaufnahme zugeordneten Verriegelungselementen, die in Eingriff mit den Verriegelungsnuten 2 des Einspannschaftes 1 treten, um das Werkzeug axial festzulegen. Im gezeigten Bei­ spiel sind die Durchtrittsöffnungen 6 wie auch die Mitnahme­ leisten 5 etwa einander diametral gegenüberliegend angeord­ net. Entsprechend paarweise jeweils einander etwa diametral gegenüberliegend angeordnet, sind in diesem Falle die Ver­ riegelungsnuten 2 und die Drehmitnahmenuten 3, wie dies die Fig. 1 und 2 beispielhaft zeigen.

Claims (9)

1. Werkzeug zum Einsetzen in eine Werkzeugaufnahme für dem Meißeln und/oder Schlagbohren dienende Handwerkzeug­ geräte mit einem Einspannschaft (1), der mindestens eine axial geschlossene Verriegelungsnut (2) und min­ destens eine axial zum freien Ende des Einspannschaftes (1) hin offene Drehmitnahmenut (3) mit zwei im wesent­ lichen radial verlaufenden Flanken (3a) aufweist, da­ durch gekennzeichnet, daß zumindest die mitnahmesei­ tige Flanke (3a) der Drehmitnahmenut (3) einen zum freien Ende des Einspannschaftes (1) hin sich vergrößernden Abstand zur Mittelachse (m) der Dreh­ mitnahmenut (3) aufweist.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Flanken (3a) der Drehmitnahmenut (3) einen zum freien Ende des Einspannschaftes (1) hin sich vergrößernden Abstand zur Mittelachse (m) der Drehmit­ nahmenut (3) aufweisen.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Flanken (3a) der Drehmitnahmenut (3) ge­ radlinig in einem sich zum freien Ende des Einspann­ schaftes (1) hin öffnenden, zu einem sich gleichmäßig vergrößernden Abstand zur Mittelachse (m) der Dreh­ mitnahmenut (3) führenden Winkel (a) verlaufen.

4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Flanken (3a) der Drehmitnahmenut (3) unter dem­ selben Winkel (a) zur Mittelachse (m) der Drehmitnah­ menut (3) verlaufen.

5. Werkzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Winkel (a) zwischen Flanken (3a) und Mittelachse (m) der Drehmitnahmenut (3) 1° bis 10° be­ tragen.

6. Werkzeugaufnahme für ein Werkzeug insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch min­ destens ein radial verschiebbares, mit der Verriege­ lungsnut (2) zusammenwirkendes Verriegelungselement und mindestens eine mit der Drehmitnahmenut (3) zusammen­ wirkende, in die Aufnahmeöffnung (4a) ragende Mitnah­ meleiste (5), deren mitnahmeseitige Flanke (5a) einen zur Mündung der Aufnahmeöffnung hin sich verkleinernden Abstand zur Mittelachse (M) der Mitnahmeleiste (5) aufweist.

7. Werkzeugaufnahme nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß beide Flanken (5a) der Mitnahmeleiste (5) einen zur Mündung der Aufnahmeöffnung (4a) hin sich verkleinernden Abstand zur Mittelachse (M) der Mitnah­ meleiste (5) aufweisen.

8. Werkzeugaufnahme nach Anspruch 6 oder 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Flanken (5a) der Mitnahmeleiste (5) geradlinig in einem sich zur Mündung der Aufnahme­ öffnung hin schließenden, zu einem gleichmäßig zur Mündung der Aufnahmeöffnung (4a) hin sich verkleinern­ den Abstand zur Mittelachse (M) der Mitnahmeleiste (5) führenden Winkel (b) verlaufen.

9. Werkzeugaufnahme nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß beide Flanken (5a) der Mitnahmeleiste (5) unter demselben Winkel (b) zur Mittelachse (M) der Mitnahmeleiste (5) verlaufen.