DE4303545A1 - Einrichtung an Handwerkzeugmaschinen zur Drehmomentübertragung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung an Handwerkzeugmaschinen zur Drehmomentübertragung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise aus der DE-PS 25 51 125 unter der Bezeichnung "SDS-plus-System" bekanntgeworden. Bei diesem System ist der Einspannschaft des Werkzeugs und die Werkzeugaufnahme der Handwerkzeugmaschine speziell aufeinander angepaßt, wobei jeweils diametral gegenüberliegende, sich radial öffnende Drehmitnahmenuten im Einspannschaft mit zugehörigen, leistenförmigen Drehmitnehmern in der Werkzeugaufnahme zusammenwirken. Weiterhin sind beidseitig geschlossene, ebenfalls diametral gegenüberliegende, im Querschnitt kreissegmentförmige Verriegelungsnuten im Einspannschaft vorgesehen, in welche, als Kugeln ausgebildete, zugehörige Verriegelungskörper der Werkzeugaufnahme zur axialen Sicherung des Werkzeugs eingreifen.

Die Werkzeuge dieses Systems können jeweils um 180° gedreht in die Werkzeugaufnahme eingesetzt werden. Hierfür sind die Breite und die Tiefe der am Ende des Werkzeugschaftes offen ausmündenden Drehmitnahmenuten so gewählt, daß diese nur die zugehörigen leistenförmigen Drehmitnehmer und nicht die Verriegelungselemente aufnehmen können. Damit wird eine Falschaufnahme des Werkzeugs, d. h. ein Vertauschen von Drehmitnahmenuten und Verriegelungsnuten vermieden.

In der DE 37 16 915 A1 ist eine Weiterentwicklung dieses bekannten Systems beschrieben. Dort ist ausgeführt, daß die Drehmitnahmenuten nach längerem, hartem Gebrauch gegebenenfalls derart ausgeschlagen sind, daß das Werkzeug versehentlich doch in die Werkzeugaufnahme falsch eingesetzt werden kann, so daß die Verriegelungselemente durchaus in die Drehmitnahmenuten eingreifen können. Hierdurch ist eine axiale Sicherung des Werkzeugs nicht mehr gewährleistet. Gemäß dieser Druckschrift wird deshalb vorgeschlagen, daß die Drehmitnahmenuten in keinem Fall diametral gegenüberliegen, so daß durch die asymmetrische Anordnung der Drehmitnahmenuten die Verriegelungskörper in keinem Fall in die Drehmitnahmenuten einrasten können. Zur Anpassung an eine solche Anordnung der Drehmitnahmenuten ist jedoch eine spezielle Werkzeugaufnahme der Handwerkzeugmaschine erforderlich. Insbesondere können symmetrische Werkzeuge nach der Bauart der DE 25 51 125 nicht in eine solche, asymmetrisch aufgebaute Werkzeugaufnahme eingesetzt werden.

Eine weitere Entwicklung dieser Art ist aus der DE 39 41 646 A1 bekanntgeworden. In dieser Druckschrift soll ein Einsteckende eines Werkzeuges derart ausgebildet sein, daß es nur in einer ganz bestimmten Winkelstellung in eine Werkzeugaufnahme einführbar ist. Diese Aufgabe entspricht an sich der Aufgabenstellung der DE 37 16 915 A1. Die Zielsetzung bei der DE 39 41 646 A1 liegt jedoch darin, eine unverwechselbare Aufnahmestellung des Werkzeugs auch dann zu erhalten, wenn die Werkzeugaufnahme beispielsweise nur einen Verriegelungskörper und der Einspannschaft nur eine Verriegelungsnut aufweist. Grundsätzlich soll es bei dieser bekannten Einrichtung ebenfalls vermieden werden, daß das Werkzeug in axialer Richtung ungesichert in der Werkzeugaufnahme lagert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung an Handwerkzeugmaschinen der einleitend bezeichneten Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß der Einspannschaft und die Werkzeugaufnahme derart aufeinander abgestimmt sind, daß das Werkzeug nur in einer ganz bestimmten Stellung in einer speziell angepaßten Werkzeugaufnahme eingesetzt werden kann. Dabei soll jedoch der Einspannschaft des Werkzeugs darüber hinaus derart ausgebildet sein, daß er auch gegebenenfalls in herkömmlichen Werkzeugmaschinen mit einer symmetrisch aufgebauten Werkzeugaufnahme aufgenommen werden kann, wie dies beispielsweise die Einrichtung gemäß der DE 25 51 125 C2 darstellt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

In den Unteransprüchen sind zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens angegeben.

Die erfindungsgemäße Einrichtung hat gegenüber den bekannten Einrichtungen den Vorteil, daß zum einen ein neues System, bestehend aus aufeinander angepaßtem Werkzeugschaft und Werkzeugaufnahme geschaffen wird. Bei diesem System kann das Werkzeug nur in einer einzigen und unveränderbaren Stellung in die Werkzeugaufnahme eingebracht werden, so daß eine eindeutige und unverwechselbare Position des Werkzeugs innerhalb der Werkzeugaufnahme gewährleistet ist. Dies kann beispielsweise dann von Bedeutung sein, wenn eine definierte Einsteckposition des Werkzeugs innerhalb der Werkzeugaufnahme gewünscht wird, wie dies beispielsweise in der DE 36 37 128 A1 oder der EP 0 272 209 A2 beschrieben ist. Bei diesem bekannten Stand der Technik ist eine definierte Einsteckposition des Einspannschaftes von Bedeutung. Dies kann beispielsweise auch dann der Fall sein, wenn anstelle eines Bohrwerkzeugs lediglich ein axial bewegbarer Meißel in definierter Positionierung eingesetzt werden soll.

Andererseits wird durch die erfindungsgemäße Einrichtung auch ermöglicht, daß das Werkzeug in eine handelsübliche SDS-plus- Werkzeugaufnahme nach dem Marktstandard gemäß der DE 25 51 125 eingesetzt werden kann. Hierdurch wird die Verwendbarkeit und die Vielseitigkeit des Werkzeugs stark erhöht.

Zur Erzielung dieser Vorteile liegt der Erfindung der Kerngedanke zugrunde, daß die Drehmitnahmenuten des Werkzeugschaftes derart geschaffen sein müssen, daß zum einen der Einsatz in einer herkömmlichen, dem Marktstandard entsprechenden Werkzeugaufnahme ermöglicht wird. Zum anderen müssen die Drehmitnahmenuten derart beschaffen sein, daß sie in einem eigenen Einspannsystem, d. h. einem angepaßten System zwischen Drehmitnahmenuten und Werkzeugaufnahme eine unverwechselbare Positionierung des Werkzeugs in der Werkzeugaufnahme erlaubt. Dabei sollen stets beide Flanken der Drehmitnahmenuten als Mitnahmeflächen oder Antriebsflächen beim Werkzeugantrieb im Einsatz sein.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung und sind in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels wiedergegeben.

Es zeigen

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Einrichtung an einer Handwerkzeugmaschine mit einem Werkzeug- Einspannschaft in einer hieran angepaßten Werkzeugaufnahme zum unverwechselbaren Einsetzen des Werkzeugs,

Fig. 2 eine isolierte Darstellung des Einspannschaftes nach Fig. 1 und

Fig. 3 einen Einsatz des erfindungsgemäßen Einspannschaftes nach Fig. 1 und 2 in einer herkömmlichen Werkzeugaufnahme nach dem SDS- plus-Marktstandard.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels:

Die erfindungsgemäße Einrichtung an Handwerkzeugmaschinen ist in ihrem grundsätzlichen Aufbau in der DE 25 51 125 C2 beschrieben. Auf diese Druckschrift wird zur Erläuterung der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung ausdrücklich verwiesen.

Gemäß der Darstellung der Erfindung in Fig. 1 weist die Einrichtung 1 eine Werkzeugaufnahme 2 einer nicht näher dargestellten Handwerkzeugmaschine auf, in welcher das Ende eines Werkzeugschaftes oder Einspannschaftes 3 eingesetzt ist. Der Querschnitt des Werkzeugschaftes ist in Fig. 2 isoliert dargestellt.

Der Werkzeugschaft 3 besitzt in herkömmlicher Bauart zwei sich diametral gegenüberliegende, im Querschnitt kreisbogenförmige Verriegelungsnuten 4, 5 in welche nicht näher dargestellte, beispielsweise kugelförmige Verriegelungskörper der Werkzeugaufnahme durch eine radiale Bewegung eingreifen. Hierzu wird auf die DE 25 51 125 C2 verwiesen.

Der Werkzeugschaft 3 besitzt weiterhin etwa um 90° gegenüber den Verriegelungsnuten 4, 5 versetzt angeordnete Drehmitnahmenuten 6, 7, in welche, in ihrer Formgebung an die Drehmitnahmenuten 6, 7 angepaßte, leistenförmige Drehmitnehmer 8, 9 der Werkzeugaufnahme 2 formschlüssig eingreifen.

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, weist die dort obere Drehmitnahmenut 6 einen radial sich öffnenden Querschnitt mit einem Bogenwinkel α auf. Diese gegenüber der Längsmittelebene 10 symmetrische Nut 6 entspricht der herkömmlichen Bauweise gemäß der DE 25 51 125 in einer weitgehend symmetrischen Anordnung.

Die gegenüberliegende, in der Fig. 1 und 2 untere Drehmitnahmenut 7 ist demgegenüber asymmetrisch gegenüber der Längsmittelebene 10 ausgebildet. Diese Asymmetrie bezieht sich jedoch nur auf die in Fig. 2 gegenüber der Längsmittelebene 10 linken Hälfte 3′ des Werkzeugschaftes 3, während die durch die Längsmittelebene 10 geteilte rechte Hälfte 3′′ des Werkzeugschaftes 3 gegenüber der Quermittelebene 11 symmetrisch oder spiegelbildlich ausgebildet ist. Dies bedeutet, daß die Antriebsflanke 12 der oberen Drehmitnahmenut 6 diametral gegenüberliegt zur Antriebsflanke 13 der Drehmitnahmenut 7. Demzufolge liegen die beiden Antriebsflanken 12, 13 auf einer radialen Verbindungslinie 14 durch den Kreismittelpunkt 15. Es stehen demnach beide diametral gegenüberliegende Antriebsflanken 12, 13 der Mitnahmenuten 6, 7 mit entsprechenden Antriebsflächen 16, 17 der zugehörigen Werkzeugaufnahme 2 in Eingriff.

Die Tiefe t der beiden Drehmitnahmenuten 6, 7 ist gemäß der Darstellung nach Fig. 2 gleich. In einer abgewandelten Form der Erfindung kann die Tiefe jedoch auch unterschiedlich sein.

Um eine definierte Einsteckposition des Werkzeugschaftes 3 innerhalb der Werkzeugaufnahme 2 zu erzielen, sind die Drehmitnahmenut 7 und der zugehörige leistenförmige Drehmitnehmer 9 der Werkzeugaufnahme 2 asymmetrisch ausgebildet. Diese Asymmetrie bezieht sich jedoch nur auf den gegenüber der Längsmittelebene 10 linken Figurenbereich in den dargestellten Abbildungen. Demzufolge öffnet sich gegenüber der Längsmittelebene 10 linke Teil 7′ der Drehmitnahmenut 7 um den Öffnungswinkel β, welcher größer ist als der Öffnungswinkel α/2 des gegenüber der Längsmittelebene 10 rechten Teil 7′′ der Drehmitnahmenut 7. Der Schnittpunkt des Öffnungsstrahls 18 durch die Nutenflanken 19 mit der Längsmittelebene 10 ist mit Bezugszeichen 20 dargestellt. Dieser Schnittpunkt 20 liegt in einer Höhe h₁ oberhalb der Bohrerlängsachse 15. Der Mittelpunkt 21 des Öffnungsstrahls zur Bildung der Drehmitnahmenut 7 liegt auf der Verbindungslinie zwischen den Antriebsflanken 12, 13 seitlich der Längsmittelebene 10 in einer Höhe h₂ oberhalb der Quermittelebene 11. Der gesamte Öffnungswinkel dieser asymmetrischen Drehmitnahmenut 7 ist mit dem Winkel δ = β + α/2 gekennzeichnet, wobei β < α/2 ist.

Der in Fig. 1 dargestellte leistenförmige Drehmitnehmer 9 ist an die in Fig. 2 näher dargestellte Drehmitnahmenut 7 in seiner Formgebung angepaßt. Hierdurch kann der Werkzeugschaft 3 nur in der in Fig. 1 dargestellten Position in die Werkzeugaufnahme 2 eingesetzt werden.

Die Drehrichtung des Werkzeugs bzw. der sich drehenden Werkzeugaufnahme ist mit Pfeil 22 bezeichnet.

In Fig. 3 ist der in Fig. 2 näher dargestellte Werkzeugschaft 3 in eine Werkzeugaufnahme 2′ eingesetzt, die symmetrisch zur Längsmittelebene 10 ausgebildet ist. Eine solche Werkzeugaufnahme 2′ entspricht beispielsweise der in der DE 25 51 125 dargestellten Bauweise in symmetrischen Aufbau nach dem heute üblichen Marktstandard. Da die Antriebsflanken 12, 13 der Mitnahmenuten 6, 7 diametral gegenüberliegend und diesbezüglich symmetrisch angeordnet sind, kann der erfindungsgemäße Werkzeugschaft 3 ohne weiteres auch in eine herkömmliche Werkzeugaufnahme der beschriebenen Bauart aufgenommen werden. In diesem Fall ist der leistenförmige Drehmitnehmer 8 für die in Fig. 3 obere Mitnahmenut 6 in seiner Formgebung und Anordnung gleich aufgebaut wie der diametral gegenüberliegende leistenförmige Drehmitnehmer 8′ für die in Fig. 3 untere Drehmitnahmenut 7. Auch beim Einsatz des Werkzeugschaftes 3 in einer herkömmlichen Werkzeugaufnahme 2′ kommen beide, sich diametral gegenüberliegende Antriebsflanken 12, 13 der Drehmitnahmenuten 6, 7 zum wirksamen Einsatz. Die Drehmitnahmenut 7 ist lediglich nicht mit ihrem vollem Volumen durch den leistenförmigen Drehmitnehmer 8′ ausgefüllt. Selbstverständlich läßt sich der Werkzeugschaft 3 in einer solchen Werkzeugaufnahme 2′ um 180° verdrehen. In diesem Fall bleibt der Vorteil des erfindungsgemäßen Werkzeugschaftes 3 dahingehend, daß dieser auch in herkömmlichen Maschinen einsetzbar ist.

Die Drehmitnahmenut 7 kann selbstverständlich auch andere Formgebungen als in Fig. 2 dargestellt aufweisen. Maßgeblich bleibt die Formgebung dahingehend, daß die Drehmitnahmenut 6 bei einer Drehung um 180° in die Drehmitnahmenut 7 hineinpaßt und die Antriebsflanken 12, 13 für einen optimalen Antrieb jeweils diametral gegenüberliegend etwa radial angeordnet sind.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt auch vielmehr alle fachmännischen Abwandlungen im Rahmen des Erfindungsgedankens.

Claims (6)

1. Einrichtung an Handwerkzeugmaschinen zur Drehmomentübertragung auf insbesondere schlagbohrende Werkzeuge mit wenigstens zwei am Ende eines Werkzeugschaftes (3) offen ausmündenden Drehmitnahmenuten (6, 7) und in diese eingreifenden, leistenförmigen Drehmitnehmern (8, 9) einer Werkzeugaufnahme (2, 2′) mit jeweils zugeordneten Drehmitnahmeflanken (12, 13 bzw. 16, 17) und mit wenigstens einem, in der Werkzeugaufnahme (2, 2′) angeordneten Verriegelungskörper, der mit einer beidseitig geschlossenen Verriegelungsnut (4, 5) am Werkzeugschaft (3) zusammenwirkt, wobei die diametral gegenüberliegenden Drehmitnahmeflanken (12, 13 bzw. 16, 17) sowohl der Drehmitnahmenuten (6, 7) des Werkzeugschaftes (3) als auch der hieran anliegenden leistenförmigen Drehmitnehmern (8, 9) der Werkzeugaufnahme (2, 2′) nahezu radial verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmitnahmenuten (6, 7) am Werkzeugschaft (3) einen unterschiedlichen Querschnitt aufweisen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Mitnahmenut (6) einen radial sich nach außen öffnenden, symmetrischen Öffnungsquerschnitt mit dem Öffnungswinkel (α) aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der symmetrisch angeordneten ersten Drehmitnahmenut (6) eine zweite, asymmetrische Drehmitnahmenut (7) am Werkzeugschaft (3) gegenüberliegt, die zur einen Hälfte der ersten Drehmitnahmenut (6) spiegelbildlich symmetrisch ausgebildet ist, wobei insbesondere die Antriebsflanken (12, 13) diametral gegenüberliegen.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite, asymmetrische Drehmitnahmenut (7) einen gegenüber einer Längsmittelebene (10) seitlich vergrößerten Nutenabschnitt (7′) aufweist, der gegenüber dem symmetrischen Nutenabschnitt (7′′) vergrößert ausgebildet ist, wobei der symmetrische Nutenabschnitt (7′′) einen Öffnungswinkel (α/2) und der vergrößerte Nutenabschnitt (7′) einen Öffnungswinkel (β) aufweist und wobei β < α/2 ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugaufnahme (2) leistenförmige Drehmitnehmer (8, 9) aufweist, die dem Querschnitt der unterschiedlichen Mitnahmenuten (6, 7) des Werkzeugschaftes (3) angepaßt sind.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmenuten (6, 7) in ihrer Tiefe (t) gleich oder unterschiedlich groß ausgebildet sind.