EP0542683A1 - Werkzeug zum Schlagbohren und Werkzeugaufnahme für schlagbohrende Werkzeuge - Google Patents

Werkzeug zum Schlagbohren und Werkzeugaufnahme für schlagbohrende Werkzeuge Download PDF

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EP0542683A1 EP92810850A EP92810850A EP0542683A1 EP 0542683 A1 EP0542683 A1 EP 0542683A1 EP 92810850 A EP92810850 A EP 92810850A EP 92810850 A EP92810850 A EP 92810850A EP 0542683 A1 EP0542683 A1 EP 0542683A1
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rotary
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    • B25DPERCUSSIVE TOOLS
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    • Y10T408/94Tool-support
    • Y10T408/95Tool-support with tool-retaining means

Definitions

  • the invention relates to a tool which has an essentially circular clamping shaft for insertion into a tool holder of a hand-held power tool intended for impact drilling, which is provided with at least two rotary driving grooves, the lateral flanks of which are loaded when drilling are not diametrically opposed to one another and which are used for the axial insertion of Rotary drivers of the tool holder open into the free end face of the clamping shank and two locking grooves, which are closed for receiving at least one locking body of the tool holder at least at their ends adjacent to the end face of the clamping shank to limit the axial movement of the tool or are reduced in cross section.
  • Tools of this type are known for example from DE-PS 3716915 and D-PA 3941646. Tools of this type are designed so that they can only be inserted into a tool holder in a very specific angular position.
  • the invention has for its object to design tools according to the type of the main claim so that the clamping shank is weakened less by the necessary locking grooves and rotary driving grooves.
  • the two locking grooves are not diametrically opposed to one another.
  • the two locking grooves advantageously enclose the smaller of the rotary driving grooves at an angle of less than 180 °. This design reduces the stress peaks that occur during impact drilling within the cross section of the clamping shank.
  • Another object of the invention is to design the clamping shank of the tool in such a way that the tool holder of the machine brings about a permanent and secure locking with only one locking body.
  • the tool must be designed in such a way that it can also be used in the most widely used heavy rotary hammer.
  • This hammer has two diametrically opposed locking bodies in the form of cylindrical rollers which also serve to transmit torque to the tool.
  • This double task is achieved according to the invention in a tool mentioned at the outset in that the locking grooves have different cross-sections and, in an advantageous embodiment, the areas of the lead which advance during drilling and which adjoin the circular clamping shank Locking grooves extend approximately point-symmetrically to one another at least over a part of the cross-sectional area.
  • the larger of the two locking grooves preferably has a cross-sectional shape that is not part of a circle.
  • the tool according to the invention with the enlarged cross-sectional area can thus be locked sufficiently securely in a newly developed, modern rotary hammer with the cost-saving solution of only one locking body and nevertheless be used in the aforementioned rotary hammers which are frequently found on the market.
  • the invention therefore also relates to a tool holder for percussion drilling tools with two diametrically opposite rotary drivers of different cross-section, which are provided for axial insertion in rotary driver grooves of tools and with at least one locking body which is guided in a recess in the tool holder and which is for insertion into one of the two locking grooves of the tool is provided.
  • the tool holder according to the invention is achieved in that an intermediate perpendicular established on the secant of the opening surface of the recess for the locking body directed towards the tool forms an angle unequal, preferably less than 90 °, with the intermediate perpendicular established on the secant of the smaller rotary driver.
  • the in the FIG. 1 and 2 shown clamping shaft 11 has two diametrically opposite rotary driving grooves 14, 15 with the loaded flanks 16, 17 of the rotary driving grooves 14, 15 and the offset locking grooves 12, 13.
  • the two locking grooves 12, 13 are not diametrically opposed .
  • the perpendicular bisectors built on the secants of the locking grooves 12, 13 enclose the smaller of the two rotary driving grooves 15 at an angle ⁇ that is less than 180 °.
  • the rotary driving grooves 14, 15 open into the free end surface 18 of the clamping shaft, so that the tool shaft can be axially inserted into a tool holder which has strip-shaped rotary drivers adapted to the grooves 14, 15. It is obvious that even with the greatest loads and heavy wear, the arrangement of the locking grooves 12, 13 shown leads to a more uniform distribution of the cross-sectional area and thus to a reduction in the voltage peaks and the risk of fatigue failure.
  • FIG. 3 and 4 differs from the first exemplary embodiment in that the locking groove 22 has a larger cross-sectional area than the locking groove 23.
  • FIG. 5 and 6 shown embodiment differs from that shown in FIG. 1-4 illustrated embodiments in that the locking groove 32 has a cross-sectional contour 39 which is not part of a circle, and whose regions 37, 38 of the locking grooves 32, 33 adjoining the circular clamping shaft run approximately point-symmetrically to one another at least over part of the cross-sectional area, so that this tool can also be used in a known rotary hammer machine in which the torque transmission can only take place by means of two cylindrical rollers, as is shown by the method shown in FIG. 6 can be seen from the circles indicated.
  • FIG. 7 shows the tool holder 40 of a rotary hammer in cross section. It has the rotary drivers 44, 45 adapted to the rotary driving grooves 34, 35 of the tool.
  • the locking body 49 is guided in the recess 41 of the tool holder 40 and engages in the locking groove 32 of the tool.
  • the locking body is offset by an angle ⁇ which is less than 90 ° with respect to the smaller rotary driver.
  • the tools according to the invention can be manufactured at the same time with greater fatigue strength at no additional cost on the existing production facilities, while in the tool holder even the manufacturing costs have been reduced by only one locking body and, accordingly, only one breakthrough in the tool holder for the locking body.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Der Einspannschaft 11 eines Werkzeuges zum Schlagbohren weist mindestens zwei Drehmitnahmenuten 14, 15, deren beim Bohren belastete seitliche Flanken 16, 17 einander nicht diametral gegenüberliegen und zwei Verriegelungsnuten 12, 13 auf. Die Drehmitnahmenuten 14, 15 münden in die freie Endfläche 18 des Einspannschaftes 11, um die Drehmitnehmer einer Werkzeugaufnahme 14, 15 axial einführen zu können. Die Verriegelungsnuten 12, 13 sind an dem Ende geschlossen, dass der freien Endfläche 18 benachbart ist, um beim Eingriff eines Verriegelungskörpers der Werkzeugaufnahme das Herausschleudern des Werkzeuges zu verhindern. Um Dauerbrüche durch Verschleiss in den Drehmitnahmenuten 14, 15 sowie durch Spannungsspitzen zwischen den Bereichen der Querschnittsfläche, die sich zwischen den Verriegelungsnuten 12, 13 und den Drehmitnahmenuten 14, 15 befinden, zu vermeiden, liegen die Verriegelungsnuten 12, 13 einander nicht diametral gegenüber. Aus Gründen der kostengünstigen Fertigung ist bei einer erfindungsgemässen Werkzeugaufnahme nur ein Verriegelungskörper vorgesehen, der mit dem kleineren Drehmitnehmer einen Winkel kleiner 90° bildet. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Werkzeug, das zum Einsetzen in eine Werkzeugaufnahme einer für das Schlagbohren vorgesehenen Handwerkzeugmaschine einen im wesentlichen kreisrunden Einspannschaft aufweist, der versehen ist mit mindestens zwei Drehmitnahmenuten, deren beim Bohren belastete seitliche Flanken einander nicht diametral gegenüberliegen und die für das axiale Einführen von Drehmitnehmern der Werkzeugaufnahme in die freie Endfläche des Einspannschaftes münden und zwei Verriegelungsnuten, die für die Aufnahme mindestens eines Verriegelungskörpers der Werkzeugaufnahme mindestens an ihren der Endfläche des Einspannschaftes benachbarten Enden zur Begrenzung der Axialbewegung des Werkzeugs geschlossen oder im Querschnitt reduziert sind.
  • Werkzeuge dieser Art sind beispielsweise durch die DE-PS 3716915 und die D-PA 3941646 bekannt. Werkzeuge dieser Art sind so ausgebildet, daß sie nur in einer ganz bestimmten Winkelstellung in eine Werkzeugaufnahme eingeführt werden können.
  • Als nachteilig hat sich jedoch herausgestellt, daß der bei derartigen Werkzeugen zwischen den Drehmitnehmern verbleibende Raum zur Unterbringung der Verriegelungsnuten unterschiedliche Größe hat. Im rauhen Baustellenbetrieb bleibt es nicht aus, daß die Drehmitnahmenuten nach längerem Gebrauch des Werkzeuges in einem solchen Maß ausgeschlagen sind, daß die verbleibende Restwandstärke zwischen einer Drehmitnahmenut und der Verriegelungsnut so klein wird, daß von dieser Stelle aus die entstehenden Spannungsspitzen zu Dauerbrüchen führen. Da dieser Bruch innerhalb der Werkzeugaufnahme der Maschine stattfindet, fällt bei einem derartigen Schaden nicht nur der Bohrer aus, sondern auch die Maschine muss repariert werden, indem das in ihrer Aufnahme befindliche Einsteckende mit hohen Kosten entfernt wird. Durch die ungleiche Ausbildung des Einspannschaftesquerschnitts kann diese Bruchgefahr auch schon bei neuwertigen Werkzeugen auftreten.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Werkzeuge nach der Gattung des Hauptanspruches so auszubilden, dass der Einspannschaft durch die notwendigen Verriegelungsnuten und Drehmitnahmenuten weniger geschwächt wird.
  • Diese Aufgabe ist gemäss der Erfindung bei einem eingangs genannten Werkzeug dadurch gelöst, dass die beiden Verriegelungsnuten einander nicht diametral gegenüberliegen. Vorteilhafterweise schliessen die beiden Verriegelungsnuten bei Drehmitnahmenuten unterschiedlichen Querschnitts hierbei die kleineren der Drehmitnahmenuten in einem Winkel kleiner 180° ein. Durch diese Ausbildung werden die beim Schlagbohren entstehenden Spannungsspitzen innerhalb des Querschnitts des Einspannschaftes reduziert.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, den Einspannschaft des Werkzeuges so auszubilden, dass die Werkzeugaufnahme der Maschine mit nur einem Verriegelungskörper eine dauerhafte und sichere Verriegelung bewirkt. Hierbei ist zu beachten, dass das Werkzeug so ausgebildet sein muss, dass es auch in dem weltweit meist verbreiteten schweren Bohrhammer eingesetzt werden kann. Dieser Hammer weist zwei diametral gegenüberliegende Verriegelungskörper in Form von zylindrischen Walzen auf, die zugleich auch der Drehmomentübertragung auf das Werkzeug dienen. Diese doppelte Aufgabe ist gemäss der Erfindung bei einem eingangs genannten Werkzeug dadurch gelöst, dass die Verriegelungsnuten unterschiedliche Querschnitte haben und in einer vorteilhaften Ausführung die beim Bohren voreilenden und an den kreisrunden Einspannschaft angrenzenden Bereiche der Verriegelungsnuten mindestens über einen Teil der Querschnittsfläche annähernd punktsymmetrisch zueinander verlaufen. Die größere der beiden Verriegelungsnuten weist hierbei vorzugsweise eine Querschnittsform auf, die nicht Teil eines Kreises ist.
    Das erfindungsgemäße Werkzeug mit der vergrößerten Querschnittsfläche kann somit in einem neu entwickelten, modernen Bohrhammer mit der kostensparenden Lösung nur eines Verriegelungskörpers ausreichend sicher verriegelt werden und trotzdem in den vorgenannten, im Markt häufig anzutreffenden Bohrhämmern eingesetzt werden.
  • Die Erfindung bezieht sich daher auch auf eine Werkzeugaufnahme für schlagbohrende Werkzeuge mit zwei diametral gegenüberliegenden Drehmitnehmern unterschiedlichen Querschnitts, die für das axiale Einführen in Drehmitnahmenuten von Werkzeugen vorgesehen sind und mit mindestens einem Verriegelungskörper, der in einer Aussparung der Werkzeugaufnahme geführt ist und der zum Einführen in eine der beiden Verriegelungsnuten des Werkzeuges vorgesehen ist.
  • Diese Aufgabe ist bei der o. g. Werkzeugaufnahme gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine auf der Sekante der zum Werkzeug gerichteten Öffnungsfläche der Aussparung für den Verriegelungskörper errichteten Mittelsenkrechten mit der auf der Sekante des kleineren Drehmitnehmers errichteten Mittelsenkrechten ein Winkel ungleich, vorzugsweise kleiner 90° bildet.
  • Weitere Merkmale der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigen:
  • FIG. 1, 3, 5:
    Seitenansichten von drei verschiedenen Ausführungsbeispielen des abgebrochen dargestellten Einspannschaftes von drei verschiedenen Werkzeugen und
    FIG. 2, 4, 6:
    Querschnitte der Einspannschäfte nach den FIG. 1 bzw. 3, 5.
    FIG. 7:
    Einen Querschnitt durch einen an einem Bohrhammer befindliche Werkzeugaufnahme mit dem in dieser Werkzeugaufnahme befindlichen Einspannschaft des Werkzeuges.
  • Der in den FIG. 1 und 2 dargestellte Einspannschaft 11 weist zwei diametral einander gegenüberliegende Drehmitnahmenuten 14, 15 auf mit den belasteten Flanken 16, 17 der Drehmitnahmenuten 14, 15 sowie den dazu versetzt angeordneten zwei Verriegelungsnuten 12, 13. Die beiden Verriegelungsnuten 12, 13 liegen sich nicht diametral gegenüber. Die auf den Sekanten der Verriegelungsnuten 12, 13 errichteten Mittelsenkrechten schliessen die kleinere der beiden Drehmitnahmenuten 15 in einem Winkel α der kleiner als 180° ist, ein. Wie aus FIG. 1 ersichtlich ist, münden die Drehmitnahmenuten 14, 15 in die freie Endfläche 18 des Einspannschaftes, so dass der Werkzeugschaft axial in die eine Werkzeugaufnahme einführbar ist, die den Nuten 14, 15 angepasste, leistenförmige Drehmitnehmer aufweist. Es ist offensichtlich, dass auch bei grössten Belastungen und starken Abnutzungen die abgebildete Anordnung der Verriegelungsnuten 12, 13 zu einer gleichmässigeren Aufteilung der Querschnittsfläche und damit zu einer Verringerung der Spannungsspitzen und der Dauerbruchgefahr führt.
  • Das in FIG. 3 und 4 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Verriegelungsnut 22 gegenüber der Verriegelungsnut 23 eine grössere Querschnittsfläche hat.
  • Das in FIG. 5 und 6 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den in FIG. 1-4 dargestellten Ausführungsbeispielen dadurch, dass die Verriegelungsnut 32 eine Querschnittskontur 39 aufweist, die nicht Teil eines Kreises ist, und deren an den kreisrunden Einspannschaft angrenzenden Bereiche 37, 38 der Verriegelungsnuten 32, 33 mindestens über einen Teil der Querschnittsfläche annähernd punktsymmetrisch zueinander verlaufen, so dass dieses Werkzeug auch bei einer bekannten Bohrhammermaschine eingesetzt werden kann, bei der die Drehmomentübertragung lediglich durch zwei zylindrische Walzen erfolgen kann, wie dies durch die in FIG. 6 durch die angedeuteten Kreise ersichtlich ist.
  • In FIG. 7 ist die Werkzeugaufnahme 40 eines Bohrhammers im Querschnitt dargestellt. Sie weist die den Drehmitnahmenuten 34, 35 des Werkzeuges angepaßten Drehmitnehmer 44, 45 auf. Der Verriegelungskörper 49 ist in der Aussparung 41 der Werkzeugaufnahme 40 geführt und greift in die Verriegelungsnut 32 des Werkzeuges ein. In dem Ausführungsbeispiel ist der Verriegelungskörper um einen Winkel β der kleiner als 90° ist, gegenüber dem kleineren Drehmitnehmer versetzt.
  • Die erfindungsgemäßen Werkzeuge können bei gleichzeitig größerer Dauerwechselfestigkeit ohne Mehrkosten auf den vorhandenen Produktionseinrichtungen gefertigt werden, während bei der Werkzeugaufnahme sogar die Fertigungskosten durch nur einen Verriegelungskörper und dementsprechend auch nur einen Durchbruch in der Werkzeugaufnahme für den Verriegelungskörper verringert worden sind.

Claims (6)

  1. Werkzeug, das zum Einsetzen in eine Werkzeugaufnahme einer für das Schlagbohren vorgesehenen Handwerkzeugmaschine einen im wesentlichen kreisrunden Einspannschaft aufweist, der versehen ist mit mindestens zwei Drehmitnahmenuten (14, 15, 34, 35), deren beim Bohren belastete seitliche Flanken (16,17) einander nicht diametral gegenüberliegen und die für das axiale Einführen von Drehmitnehmern der Werkzeugaufnahme in die freie Endfläche (18) des Einspannschaftes (11) münden und zwei Verriegelungsnuten (12, 13, 22, 23, 32, 22), die für die Aufnahme mindestens eines Verriegelungskörpers (49) der Werkzeugaufnahme mindestens an ihren der Endfläche (18) des Einspannschaftes (11) benachbarten Enden zur Begrenzung der Axialbewegung des Werkzeuges geschlossen oder im Querschnitt reduziert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsnuten (12, 13, 22, 23, 32, 33) einander nicht diametral gegenüberliegen.
  2. Werkzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei Drehmitnahmenuten (14, 15, 34, 35) unterschiedlichen Querschnitts die Drehmitnahmenut (15, 35) kleiner Querschnitts in einem von den zwei auf den Sekanten der Verriegelungsnuten (12, 13, 22, 23, 32, 33) errichteten Mittelsenkrechten gebildeten Winkel α der kleiner als 180° ist, liegt.
  3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsnuten (22, 23, 32, 33) unterschiedliche Querschnitte haben.
  4. Werkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Bohren voreilenden und an den kreisrunden Einspannschaft (11) angrenzenden Bereiche (37, 38) der Verriegelungsnuten (32, 33) mindestens über einen Teil der Querschnittsfläche annähernd punktsymmetrisch zueinander verlaufen.
  5. Werkzeug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsnut (32) mit dem größeren Querschnitt eine Querschnittsform (39) aufweist, die nicht Teil eines Kreises ist.
  6. Werkzeugaufnahme für schlagbohrende Werkzeuge mit zwei diametral gegenürberliegenden Drehmitnehmern (44, 45) unterschiedlichen Querschnitts, die für das axiale Einführen in Drehmitnahmenuten (34, 35) von Werkzeugen vorgesehen sind und mit mindestens einem Verriegelungskörper (49), der in einer Aussparung (41) der Werkzeugaufnahme geführt ist und der zum Einführen in eine der beiden Verriegelungsnuten (32) des Werkzeugs vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf der Sekante der zum Werkzeug gerichteten Öffnungsfläche der Aussparung (41) für den Verriegelungskörper (49) errichtete Mittelsenkrechte mit der auf der Sekante des kleineren Drehmitnehmers (45) errichteten Mittelsenkrechten einen Winkel β ungleich, vorzugsweise kleiner 90° bildet.
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