DE4338818A1

DE4338818A1 - Einrichtung an Handwerkzeugmaschinen zur Drehmomentübertragung

Info

Publication number: DE4338818A1
Application number: DE19934338818
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Peetz; Gerhard Schwarz
Original assignee: Hawera Probst Hartmetall Werk Zeugfabrik Ravensburgh KG
Current assignee: Hawera Probst Hartmetall Werk Zeugfabrik Ravensburgh KG
Priority date: 1993-11-13
Filing date: 1993-11-13
Publication date: 1995-05-18

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 (Bosch) unter der Bezeichnung "SDS-Plus- System" bekannt geworden. Bei diesem System ist der Einspannschaft des Werkzeugs und die Werkzeugaufnahme der Handwerkzeugmaschine speziell aufeinander angepaßt, wobei jeweils diametral gegenüberliegende, sich radial öffnende, im Querschnitt trapezförmige Drehmitnahmenuten im Einspannschaft mit zugehörigen, leistenförmigen, im Querschnitt angepaßte Drehmitnehmern in der Werkzeugaufnahme zusammenwirken. Weiterhin sind beidseitig geschlossene, ebenfalls diametral gegenüberliegende, im Querschnitt kreissegmentförmige Verriegelungsnuten im Einspannschaft vorgesehen,- in welche, als Kugel ausgebildete, zugehörige Verriegelungskörper der Werkzeugaufnahme zur axialen Sicherung des Werkzeugs eingreifen, die zur Entnahme des Werkzeugs radial verschiebbar sind. 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 ausmündeten Drehmitnahmenuten so gewählt, daß diese nur die zugehörigen leistenförmigen, im Querschnitt angepaßten Drehmitnehmer und nicht die Verriegelungselemente aufnehmen können. Damit wird eine Falschaufnahme des Werkzeugs, d. h. ein Vertauschen von Drehmitnahmenuten und Verriegelungsnuten vermieden.

Die konzentrische Aufnahmebohrung der Werkzeugaufnahme wurde bei dem bekannten SDS-Plus-System auf einen festen Wert von 10 mm festgelegt. Insofern bilden Werkzeugaufnahme und Werkzeugschaft ein geometrisch festgelegtes System, welches für alle Bohrerdurchmesser beibehalten wird. Demzufolge müssen Bohrwerkzeuge mit einem Durchmesser des Wendelschafts < 10 mm abgedreht werden, so daß sich ein reduzierender Absatz vom Werkzeugschaft zum Bohrerwendelschaft ergibt. Umgekehrt werden auch Bohrwerkzeuge mit einem Wendelschaft < 10 mm verwendet, bei welchem sich ein reduzierender Absatz vom Wendelschaft zum Werkzeugschaft einstellt. Grundsätzlich bleibt es bei allen Bohrwerkzeugen beim einheitlichen, in die Werkzeugaufnahme des SDS-Plus-Systems hineinpassenden Werkzeugschaftdurchmesser von 10 mm.

In der Praxis werden mit dem SDS-Plus-System Bohrerschaftdurchmesser von ca. 4 mm bis weit über 20 mm eingesetzt, die alle grundsätzlich den gleichen normierten Werkzeugschaftdurchmesser von 10 mm mit der an dieses System angepaßten Geometrie aufweisen. Dies stellt bei Bohrwerkzeugen mit sehr großen Wendelschaftdurchmessern, die auch erhebliche Längen aufweisen können, eine erhebliche Belastung auf den in vielen Fällen im Durchmesser viel zu kleinen Werkzeugschaft dar, so daß es zu einem Bruch zwischen Werkzeugschaft und Wendelschaft kommt. Das System hat demzufolge vor allem dann Nachteile, wenn eine hohe Belastung auf Bohrwerkzeuge mit Wendelschaftdurchmessern auftritt, der deutlich größer als 10 mm ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung an Handwerkzeugmaschinen der einleitend bezeichneten Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß neben dem Einsatz von an das bekannte SDS-Plus-System angepaßten Werkzeugen mit einem Durchmesser von 10 mm auch Werkzeuge mit einem wesentlich größeren Werkzeugschaft einsetzbar sind. Dabei soll grundsätzlich das normierte System des SDS-Plus- Halters beibehalten werden.

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

In den Unteransprüchen sind zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildungen des im Anspruch 1 angegebenen
Erfindungsgedankens angegeben.

Die erfindungsgemäße Einrichtung hat gegenüber dem bekannten SDS-Plus-System den Vorteil, daß auch Werkzeuge mit gegenüber dem SDS-Plus-System vergrößertem Werkzeugschaft einsetzbar sind. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß bei größeren Wendeldurchmessern des Bohrwerkzeuges als 10 mm problemlos auch ein größerer Werkzeugschaft verwendet werden kann. Insbesondere ermöglicht es die erfindungsgemäße Einrichtung sowohl herkömmliche SDS-Plus-Bohrer als auch entsprechende Bohrwerkzeuge mit größerem Werkzeugschaft einzusetzen.

Der Erfindung liegt der Kerngedanke zugrunde, daß die Werkzeugaufnahme derart auszubilden ist, daß die konzentrische Aufnahmebohrung an den gewählten größt möglichen Außendurchmesser des Werkzeugschafts angepaßt wird, während die für die Drehmitnahme maßgeblichen Drehmitnehmer sich an das SDS-Plus-System anpassen und zusätzlich die Zentrierung und Halterung des Werkzeuges übernehmen. Gleiches gilt auch für die axial verschiebbaren Verriegelungskörper, die sich an einen Werkzeugschaft unterschiedlichen Durchmessers anpassen müssen. Hierdurch wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein erheblicher Vorteil und technischer Fortschritt dahingehend erzielt, daß mit einer einzigen Werkzeugaufnahme Bohrwerkzeuge mit unterschiedlichem Werkzeugschaft einsetzbar sind, wobei die Werkzeugaufnahme insbesondere auch für den Einsatz des herkömmlichen SDS-Plus- Systems geeignet ist.

Ist beispielsweise der-maximale Werkzeugschaftdurchmesser mit zum Beispiel 20 mm gewählt, so können alle Bohrwerkzeuge zwischen 10 und 20 mm Wendelschaftdurchmesser ohne einen reduzierenden Absatz zwischen Wendelschaft und Werkzeugschaft hergestellt werden. Hierdurch werden Durchmessersprünge am Bohrwerkzeug vermieden, die bekanntlich zu einem verschlechterten Spannungsverlauf im Werkzeug führen. Weiterhin entfällt ein zusätzlicher Arbeitsgang zur Abdrehung des Werkzeugschaftes auf dem bekannten Durchmesser von 10 mm.

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 einer Werkzeugaufnahme und einem Werkzeugschaft mit kleinstem Schaftdurchmesser,

Fig. 1a einen Längsschnitt durch die Anordnung nach Fig. 1,

Fig. 2 die Werkzeugaufnahme nach Fig. 1 jedoch mit einem Werkzeugschaft mit größt möglichen Außendurchmesser und

Fig. 2a einen Längsschnitt durch die Anordnung nach Fig. 2.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die erfindungsgemäße Einrichtung an Handwerkzeugmaschinen ist in ihrem prinzipellen Aufbau in der DE 25 51 125 C2 beschrieben. Auf diese Druckschrift wird zu 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, wie sie prinzipell in der DE 25 51 125 beschrieben ist. In die Werkzeugaufnahme 2 ist das Ende eines Werkzeugschaftes oder Einspannschaftes 3 eingesetzt. Der in Fig. 1 dargestellte Werkzeugschaft 3 entspricht dem herkömmlichen SDS-Plus-System gemäß der oben genannten Druckschrift, d. h. er weist einen Einspannschaft- Durchmesser D₁ = 10 mm auf. Der Werkzeugschaft 3 besitzt in herkömmlicher Bauart zwei sich diametral gegenüberliegende, im Querschnitt kreisbogenförmige Verriegelungsnuten 4, 5 mit der Tiefe "t₁", in welche Verriegelungskörper 6 der Werkzeugaufnahme 2 eingreifen. In der Fig. 1 ist nur der rechte Verriegelungskörper 6 schematisch dargestellt.

Der Werkzeugschaft 3 besitzt weiterhin etwa um 90° gegenüber den Verriegelungsnuten 4, 5 versetzt angeordnete, im Querschnitt trapezförmige Drehmitnahmenuten 7, 8 in welche, in ihrer Formgebung an die Drehmitnahmenuten 7, 8 angepaßte, leistenförmige Drehmitnehmer 9, 10 der Werkzeugaufnahme 2 formschlüssig eingreifen um die Drehmitnahme durchzuführen. Gleichzeitig dienen die Drehmitnehmer als Zentrierung und Halterung für den Werkzeugschaft 3.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weisen die Drehmitnahmenuten 7, 8 einen radial sich öffnenden, trapezförmigen Querschnitt mit einem Bogenwinkel a auf. Die Drehmitnahmenuten 7, 8 sind demzufolge symmetrisch zur Längsmittelebene 11 ausgebildet. Dieser Aufbau der Drehmitnahmenuten 7, 8 bzw. der Verriegelungsnuten 4, 5 des Werkzeugschaftes 3 in Fig. 1 entspricht dem Aufbau des herkömmlichen SDS-Plus-Systems.

Im Gegensatz zur herkömmlichen Werkzeugaufnahme des SDS-Plus- Systems ist der Innendurchmesser D₂ der konzentrischen Aufnahmebohrung 13 nicht an den Außendurchmesser D₁ eines SDS-Plus-Werkzeugschaftes 3 mit D₁ = 10 mm angepaßt, sondern er ist beispielsweise D₂ ≈ 16 bis 20 mm oder größer ausgebildet. Hierdurch liegt der Werkzeugschaft 3 konzentrisch innerhalb der Aufnahmebohrung 13 der Werkzeugaufnahme 2 mit einem Seitenabstand s. Der Werkzeugschaft 3 liegt demnach in den Symmetriemittelebenen 11, 12.

Um den Abstand s zwischen Außendurchmesser D₁ des Werkzeugschaftes 3 und dem Innendurchmesser D₂ der Aufnahmebohrung 13 zu überbrücken, sind die beiden Drehmitnehmer 9, 10 in ihrer radialen Erstreckung (Trapezhöhe "h") derart ausgebildet, daß sie bis in die Drehmitnahmenuten 7, 8 des Werkzeugschaftes 3 hineinragen und das Werkzeug zentrieren. Gleiches gilt für die radiale Eindringtiefe "t₂" des Verriegelungskörpers 6, der entsprechend der Pfeildarstellung 14 entlang der Quermittelebene 12 so weit radial nach innen verschoben wird, bis die kreissegmentformige konvexe Stirnfläche 15 in die kreissegmentformige konkave Ausnehmung der jeweiligen Verriegelungsnut 4, 5 eingreift. Der Verriegelungskörper 6 ist demzufolge nicht wie bekannt als Verriegelungskugel, sondern als im Querschnitt rechteckförmiger Verriegelungsschuh ausgebildet, der radial derart verschiebbar ist, daß er die Strecke a + t₁ zwischen der Werkzeugaufnahme 2 und dem Werkzeugschaft 3 überbrückt.

Ein übliches SDS-Plus-Werkzeug wird demzufolge gemäß der Darstellung nach Fig. 1 durch die beiden Drehmitnehmer 9, 10 sowie durch zwei gegenüberliegende Verriegelungskörper 6 gehalten. Die konzentrische Aufnahmebohrung 13 liegt nicht an der Außenmantelfläche 16 des Werkzeugschaftes 3 an, so daß die Zentrierung und Halterung insbesondere durch die Drehmitnehmer 9, 10 erfolgt.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird in die nach Fig. 1 beschriebene identische Werkzeugaufnahme 2 ein Werkzeugschaft 3′ mit einem Außendurchmesser D₃ eingesetzt, der weitestgehend im Innendurchmesser D₂ der konzentrischen Aufnahmebohrung 13 entspricht. In diesem Fall sind die im Querschnitt trapezförmigen Drehmitnahmenuten 7′, 8′ in ihrer Formgebung derart ausgebildet, daß sie die Drehmitnehmer 9, 10 nahezu vollständig seitlich umgreifen. Hierdurch liegt die gesamte Länge der Mitnehmerflanke 17 der beiden Drehmitnehmer 9, 10 der Werkzeugaufnahme 2 an den zugehörigen Mitnehmerflanken 18 der beiden Drehmitnahmenuten 7′, 8′ an. Die Richtung der Drehmitnahme ist mit Pfeil 19 gekennzeichnet. Bei Werkzeugen mit vergrößertem Werkzeugschaftdurchmesser D₃ ist demzufolge auch eine höhere Mitnahmefläche an den Mitnehmerflanken 17, 18 gegeben. Die Außenmantelfläche 16′ des Werkzeugschaftes 3′ kann an der konzentrischen Aufnahmebohrung 13 formschlüssig anliegen, so daß die Zentrierung wie beim herkömmlichen SDS-Plus Bohrwerkzeug erfolgt.

Gleichermaßen greift der Verriegelungskörper 6 in eine gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 stark vergrößerte Verriegelungsnut 4′, 5′ ein, wobei die Verriegelungsnut 4′, 5′ neben der stirnseitigen kreissegmentförmigen Abrundung 20 einen weiteren rechteckförmigen Aussparungsabschnitt 21 aufweist. Auch in Fig. 2 ist nur der Einfachheit halber der rechte Verriegelungskörper 6 in der zugehörigen Verriegelungsnut 5, gezeigt. Gleiches gilt für die gegenüberliegenden, nicht eingezeichneten Verriegelungskörper. Der radial verschiebbare Verriegelungskörper 6 kann auch weniger tief in den Werkzeugschaft eindringen, d. h. die Eindringtiefe t₂′ ist variabel und kann auch nur im Bereich des Kreisbogens 15 liegen.

Der Außendurchmesser D₃ des Werkzeugschaftes 3′ kann beispielsweise 16 mm oder größer betragen. Er kann selbstverständlich auch alle Zwischenwerte zwischen dem Außendurchmesser D₁ nach Fig. 1 und dem maximalen Außendurchmesser D₃ nach Fig. 2 aufweisen.

Die beiden Fig. 1a, 2a zeigen die jeweiligen Längsschnitte nach den Fig. 1 und 2. Aus Fig. 2a ist ersichtlich, daß der Drehmitnehmer 10 der Werkzeugaufnahme 2 wesentlich tiefer in die Drehmitnahmenut 8′ eingreift, und damit eine erhöhte Mitnahmefläche an den jeweiligen Mitnehmerflanken 17, 18 erzeugt. Dies ist bei höheren Belastungen des Werkzeugs entsprechend den größeren Nenndurchmesser zweckmäßig.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt auch vielmehr alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen des erfindungsgemäßen Gedankens. Insbesondere kann auch das Werkzeug nach Fig. 1 andere Abmaße als ein herkömmliches SDS-Plus-Werkzeug aufweisen.

Bezugszeichenliste

1 Einrichtung
2 Werkzeugaufnahme
3 Werkzeugschaft
4 Verriegelungsnut
5 Verriegelungsnut
6 Verriegelungskörper
7 Drehmitnahmenut
8 Drehmitnahmenut
9 Drehmitnehmer
10 Drehmitnehmer
11 Längsmittelebene
12 Quermittelebene
13 konzentrische Aufnahmebohrung
14 Pfeil
15 kreissegmentförmige Stirnfläche
16 Außenmantelfläche
17 Mitnehmerflanke
18 Mitnehmerflanke
19 Pfeil
20 kreissegmentförmige Abrundung
21 rechteckförmiger Aussparungsabschnitt

Claims

1. Einrichtung an Handwerkzeugmaschinen zur Drehmomentübertragung auf insbesondere schlagbohrende Werkzeuge mit wenigstens zwei am Ende eines Werkzeugschaftes (3, 3′) offen ausmündenden Drehmitnahmenuten (7, 8; 7′, 8′) und in diese formschlüssig eingreifenden, leistenförmigen Drehmitnehmer (9, 10) einer Werkzeugaufnahme (2), mit wenigstens einem, in der Werkzeugaufnahme (2) angeordneten Verriegelungskörper (6), der mit einer beidseitig geschlossenen Verriegelungsnut (4, 5; 4′, 5′) am Werkzeugschaft (3, 3′) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die konzentrische Aufnahmebohrung (13) der Werkzeugaufnahme (2) einen Innendurchmesser D₂ aufweist, der zur Aufnahme von Werkzeugschäften (3, 3′) unterschiedlicher Durchmesser dient, wobei die radiale Erstreckung der in die Aufnahmebohrung (13) hineinragenden, sich gegenüberliegenden Drehmitnehmer (9, 10) auf den Durchmesser D₁ des kleinsten einsetzbaren Werkzeugschaftes (3) und der Innendurchmesser D₂ der Aufnahmebohrung (13) auf den Außendurchmesser D₃ des größten einsetzbaren Werkzeugschaftes (3′) angepaßt ist und wobei die Zentrierung bzw. Halterung des Werkzeugschaftes (3, 3′) über die Drehmitnehmer (9, 10) erfolgt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungskörper (6) in der Werkzeugaufnahme (2) an seiner dem Werkzeugschaft (3, 3′) zugewandten Stirnseite im Querschnitt kreissegmentartig ausgebildet und an die Formgebung der zugehörigen Verriegelungsnut (4, 5; 4′, 5′) des Werkzeugschaftes (3, 3′) angepaßt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungskörper (6) der Werkzeugaufnahme (2) neben der abgerundeten, im Querschnitt kreissegmentförmigen konkaven Stirnseite (15) als im Querschnitt rechteckförmiger Verriegelungsschuh ausgebildet ist, der in die geometrisch angepaßte Verriegelungsnut (4′, 5′) eines Werkzeugschaftes (3′) radial einfahrbar ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsnut (4′, 5′) des Werkzeugschaftes (3′) neben einer konkav abgerundeten, im Querschnitt kreissegmentförmigen Grundseite (20) einen hieran fortlaufenden, rechteckförmigen Querschnitt (21) zur formschlüssigen Aufnahme des radial verstellbaren Verriegelungskörpers (6) aufweist.

5. Einrichtung nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmitnehmer (9, 10) einen trapezförmigen Querschnitt mit einem Öffnungswinkel a aufweisen, der in eine, im Querschnitt angepaßte trapezförmige Drehmitnahmenut (8, 9; 8′, 9′) im Werkzeugschaft (3, 3′) eingreift, wobei die Tiefe der jeweiligen Drehmitnahmenut (7, 8; 7′, 8′) an die Höhe h des Trapezquerschnittes der Drehmitnehmer (9, 10) angepaßt ist.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Erstreckung der Drehmitnehmer (9, 10) sowie der radial verstellbaren Verriegelungskörper (6) an einen Werkzeugschaft (3) mit einem kleinsten Durchmesser D₁ = 10 mm und einem größten Durchmesser D₃ ≈ 16 bis 20 mm angepaßt sind, wobei der größte Durchmesser D₃ dem Innendurchmesser D₂ der konzentrischen Aufnahmebohrung (13) der Werkzeugaufnahme (2) entspricht.