EP0605602B1

EP0605602B1 - Einrichtung an handwerkzeugmaschinen

Info

Publication number: EP0605602B1
Application number: EP92920854A
Authority: EP
Inventors: Alfred Odendahl; Karl Wanner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1991-09-26
Filing date: 1992-09-24
Publication date: 1996-07-17
Anticipated expiration: 2012-09-24
Also published as: DE4132023A1; EP0605602A1; JPH06510710A; US5474139A; WO1993005929A1; JP3253618B2; DK0605602T3; US5706903A; ES2090693T3; DE59206789D1; ATE140414T1

Description

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung an Handwerkzeugmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Aus dem DE-U 85 10 262 ist ein als Bohrfutter ausgebildeter Werkzeughalter bekannt, dessen Drehmitnahmeelemente durch mehrere übereinanderliegende Greifsegmente gebildet sind. Die Greifsegmete haben eine etwa trapezförmige bzw. kreisförmige Querschnittsform, sind im Profil gekrümmt und gehen in Rundungen ineinander über. Die Seitenflächen der Drehmitnehmer sind demnach uneben und liegen relativ zur Kraftangriffsrichtung für die Übertragung eines Drehmoments ungünstig.
Aus der EP-A-433 876 ist ferner bekannt, am Umfang des Werkzeugschaftes und der Werkzeugaufnahme mehrere Drehmitnahmen anzuordnen, welche verschiedene Querschnitte aufweisen. Dadurch wird der Querschnitt des Werkzeugschaftes geschwächt, was insbesondere bei leistungsstarken Werkzeugen mit großem Arbeitsdurchmesser bzw. bei Meißelwerkzeugen mit auftretender Stoßwellenbelastung ungünstig ist, da es zum Ausbrechen des Schaftendes führen kann.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß die Drehmitnehmer sowohl optimal auf die Anforderungen an eine wirkungsvolle Drehmomentübertragung ausgerichtet sind als auch eine zuverlässige Führung und Zentrierung des Bohrwerkzeugs bieten. Die Einrichtung hat den weiteren Vorteil, daß trotz der Möglichkeit, verschieden dicke Werkzeugschäfte aufzunehmen, die Schwächung des Werkzeugschafts für eine große Drehmomentübertragung durch die fest in der Aufnahmebohrung angeordneten Drehmitnehmer möglichst gering gehalten ist.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Einrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Drehmitnehmer Führungsabschnitte aufweisen, die in einem Abstand von 4, 5 oder etwa 6 mm von der Mittelachse der Aufnahmebohrung entfernt sind. Damit können Werkzeuge mit 8-, 10- oder 12 mm-Schaft optimal geführt werden, was einen hervorragenden Rundlauf gewährleistet. Besonders vorteilhaft ist auch die Anordnung von Verriegelungskörpern im Bereich der Drehmitnehmer. Dadurch wird weiter eine Schwächung des Werkzeugschafts in engen Grenzen gehalten. Elastisch nachgiebig gelagerte Verriegelungskörper weichen beim Einstecken eines Werkzeugs selbsttätig zurück und rasten hinterher in Axialverriegelungsnuten des Werkzeugs ein. Dies erhöht den Bedienungskomfort. Wenn die Axialverriegelungskörper je nach Schaftdurchmesser des eingesetzten Werkzeugs unterschiedlich weit in die Aufnahmebohrung eingreifen, so kann dies vorteilhaft zur Abtastung des Bohrwerkzeugdurchmessers genutzt werden und dementsprechend die Drehzahl eingestellt werden. Besonders vorteilhaft ist hierbei, daß die Abtastung rein mechanisch erfolgt und die gewonnene Information auch mechanisch über eine Hülse weitergegeben wird, so daß die Abtasteinrichtung unempfindlich gegen Verschmutzung ist und auch bei rauhem Baustellenbetrieb funktionstüchtig bleibt.
Werkzeuge gemäß den Ansprüchen 7 ff haben den besonderen Vorteil, daß nicht ein Einheitsschaft erforderlich ist, sondern je nach Durchmesser des Werkzeugkopfes dünnere und dickere Werkzeugschäfte in die gleiche Werkzeugaufnahme eingesetzt werden können. Dies wird erreicht durch abgestufte Drehmitnahmenuten, wobei je mehr Stufen vorzusehen sind, je größer der Durchmesserunterschied der Werkzeuge ist.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Figur 1 zeigt eine Einrichtung an Handwerkzeugmaschinen im Querschnitt mit einem eingesetzten Werkzeugschaft von geringem Durchmesser. Die Figuren 2 und 3 zeigen die gleiche Einrichtung mit verschieden großen eingesetzten Werkzeugschäften. Figur 4 zeigt in einem weiteren Ausführungsbeispiel eine Einrichtung mit zwei Drehmitnehmern. Figur 5 zeigt einen Längsschnitt durch eine Werkzeugaufnahme gemäß Figur 2.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die erfindungsgemäße Einrichtung besteht im wesentlichen aus einer Werkzeugaufnahme 10 und einem darin gehaltenen Werkzeug 22. Von der Werkzeugaufnahme 10 ist im Schnitt ein Grundkörper 11 mit einer Aufnahmebohrung 12 gezeigt. In die Aufnahmebohrung 12 ragen im ersten Ausführungsbeispiel drei gleichförmig ausgebildete unbewegliche Drehmitnehmer 14 hinein. Die Drehmitnehmer 14 sind stufig ausgebildet, wobei sich bezüglich einer Mittelachse 15 der Werkzeugaufnahme 10 radial verlaufende ebene Flankenpartien 16 mit in Umfangsrichtung zylindermantelförmig ausgebildeten Führungsabschnitten 17 abwechseln. Auch die Aufnahmebohrung 12 selbst wirkt als Führungsab schnitt. Die stufige Ausbildung der Drehmitnehmer 14 ist so gewählt, daß die Führungsabschnitte 17 auf einer Zylindermantelflache mit dem Durchmesser 6, 8 und 10 mm koaxial zur Mittelachse 15 gelegen sind. Die Aufnahmebohrung 12 hat einen Durchmesser von 12 mm.
Die Drehmitnehmer 14 erstrecken sich längs der Aufnahmebohrung 12 über eine gewisse Strecke. Etwa in der Mitte dieser Strecke sind die Drehmitnehmer 14 von einer Durchbrechung 19 durchsetzt, die ebenfalls den Grundkörper 11 durchdringt. In die Durchbrechungen 19 sind jeweils Verriegelungskörper 20 eingesetzt, die die Projektionsfläche der Drehmitnehmer 14 um ein gewisses Maß überragen. Die Verriegelungskörper 20 sind vorteilhafterweise als Kugeln, Walzen oder abgestufte Sperrkörper gemäß DE 35 06 008 A1 (= GB 21 71 340) ausgebildet. Der Inhalt dieser Schrift wird zum Bestandteil dieser Anmeldung erklärt.
In der Werkzeugaufnahme 10 ist ein Werkzeug 22 gespannt, das zu seinem Schaftende hin offen ausmündende, sich längs des Schafts erstreckende Nuten 23 zur Drehmitnahme aufweisen. Bei dem Werkzeug in Figur 1 sind dies jeweils einfache, ungestufte Nuten mit radial zur Werkzeugachse 24 angeordneten ebenen Seitenwänden 25 und einer die Seitenwände 25 verbindenden, etwa ebenen Grundfläche 26. Im Bereich der Verriegelungskörper 20 hat das Werkzeug 22 jeweils drei Mulden 28, die eine Erweiterung der Nuten 23 darstellen. Die Mulden 28 sind vorteilhafterweise in Achsrichtung des Werkzeugs 22 länglich ausgebildet und sind um den Leerlaufweg des Werkzeugs länger als die Verriegelungskörper 20.
Die Werkzeugaufnahme 10 weist eine den Grundkörper 11 und die Verriegelungskörper 20 umgebende Schiebehülse 29 auf, die in Grenzen längsverschieblich ist (siehe auch Figur 5). Sie enthält eine Verdickung oder einen Haltering 30, der die Verriegelungskörper 20 in den Mulden 28 festhält. An dem Haltering 30 liegt seitlich ein Blechring 31 an, der im Bereich der Verriegelungskörper 20 Fortsatze 32 aufweist. Der Blechring 31 wird von einer Druckfeder 33 an die Schiebehülse 29 bzw. an den Haltering 30 angedrückt.
Die Verriegelungskörper 20 weichen beim Einschieben eines Werkzeugs in die Aufnahmebohrung 17 radial gegen die Kraft der Druckfeder 33 zurück, wie dies in Figur 5 gestrichelt dargestellt ist. Sie werden bei ganz eingeschobenem Werkzeugschaft von der Druckfeder 33 wieder in ihre verriegelnde Ausgangslage zurückgedrängt. Die konstruktive Ausführung und Funktionsweise entspricht im übrigen der Darstellung in der DE 32 05 063 C2 (GB 20 96 045 B2), deren Inhalt Bestandteil dieser Schrift ist.
Haltering 30 und Blechring 31 können so auf die Verriegelungskörper 20 abgestimmt werden, daß die Stellung des Blechrings 31 die Eindringtiefe der Verriegelungskörper 20 und damit den Schaftdurchmesser des eingesteckten Werkzeugs anzeigt. Die Stellung des Blechrings 31 oder einer entsprechenden Hülse kann dann zur Einstellung der Drehzahl des Antriebsmotors herangezogen werden. In diesem Fall müßten die Mulden 28 entgegen der Darstellung in den Figuren 1 bis 4 je nach Schaftdurchmesser unterschiedlich tief ausgebildet werden.
In Figur 2 ist dieselbe Werkzeugaufnahme 10 wie in Figur 1 gezeigt, nur mit dem Unterschied, daß nun ein Werkzeugschaft 30 mit größerem Durchmesser eingesetzt ist. Das Werkzeug 30 weist ebenfalls längsverlaufende Nuten 33 auf, die aus jeweils zwei in Umfangsrichtung versetzten Paaren von Seitenwänden 35 gebildet sind. Die Nuten 33 sind also gestuft, wobei zwischen den Seitenwänden 35 Radialabschnitte 37 ausgebildet sind. Die Radialabschnitte 37 sind an die Führungsabschnitte 17 der Werkzeugaufnahme 10 angepaßt und erstrecken sich entlang einer Zylindermantelfläche.
In Figur 3 ist ein drittes Werkzeug 40 in der unverändert gebliebenen Werkzeugaufnahme 10 gezeigt. Der Schaft des Werkzeugs 40 hat einen Durchmesser von 12 mm und liegt an der Aufnahmebohrung 12 an. Die Nuten 43 sind statt wie in der vorigen Figur zweistufig nun dreistufig ausgebildet. Drei Paare von Seitenwänden 45 wechseln sich mit Radialabschnitten 47 ab. Im übrigen entspricht das Werkzeug 40 den vorher gezeigten Werkzeugen 22 und 30.
Das zweite Ausführungsbeispiel nach Figur 4 unterscheidet sich lediglich dadurch vom ersten Ausführungsbeispiel, daß jeweils zwei Drehmitnehmer 14 an der Werkzeugaufnahme 10' und jeweils nur zwei Nuten 33 an dem Werkzeug 50 ausgebildet sind. Es hat den besonderen Vorteil, daß auch Werkzeuge mit zwei oder vier Nuten am Schaft gespannt werden können.
Zum Einsetzen eines Werkzeugs 22 in den Werkzeughalter 10 werden die Drehmitnehmer 14 mit den Nuten 23 zur Deckung gebracht und das Werkzeug 22 in die Aufnahmebohrung 12 eingeschoben. Erreicht das Ende des Werkzeugschafts die Verriegelungskörper 20, so weichen diese vorzugsweise radial nach außen aus und rasten beim Weiterschieben des Werkzeugs in die Mulden 28 wieder ein. Ein Herausziehen des Werkzeugs 23 ist nicht ohne weiteres möglich, weil die Verriegelungskörper 20 in dieser Richtung beispielsweise durch eine Hülse am Ausweichen gehindert sind. Zur Entnahme eines Werkzeugs muß dann diese Hülse zunächst von der Bedienungsperson betätigt werden. Das Werkzeug 22 wird durch die Führungsabschnitte 17 an den Drehmitnehmern 14 zentriert und geführt. Dies ergibt trotz der unbeweglichen Drehmitnehmer 14 gute Rundlaufeigenschaften. Um das Einsetzen eines Werkzeugs zu erleichtern, können entweder die Drehmitnehmer an ihrer Vorderkante abgeschrägt oder die Nuten 23 am Schaftende angefast sein. Bei dem Werkzeug mit 10 mm-Schaft gemäß Figur 2 und 4 ist die Zentrierung und Führung durch weitere Führungsabschnitte 17 verbessert.
Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Übertragung einer Dreh- und/oder Schlagbewegung auf ein Werkzeug eignet sich durch seine stufenweise Ausbildung der Drehmitnehmer 14 für verschiedene Schaftdurchmesser, ohne daß an der Werkzeugaufnahme 10 etwas geändert werden müßte. Bohrwerkzeuge mit Bohrdurchmessern zwischen 4 und 8 mm erhalten einen Schaftdurchmesser von 8 mm und werden gemäß Figur 1 in die Werkzeugaufnahme 10 eingesetzt. Werkzeuge mit einem Bohrdurchmesser zwischen 8 und 12 mm erhalten einen 10 mm-Schaft gemäß Figur 2. Werkzeuge mit Bohrerdurchmessern größer als 12 mm werden mit einem Schaftdurchmesser von 12 mm ausgerüstet und passen gemäß Figur 3 in die erfindungsgemäße Werkzeugaufnahme 10.
Die erfindungsgemäße Einrichtung kann auch zur mechanischen Abtastung der Größe des eingesetzten Werkzeugs genutzt werden. Je nach Bohrkopfdurchmesser sind die Mulden 28 in Bezug auf die Aufnahmebohrung 17 mehr oder weniger tief ausgebildet. Dementsprechend fallen die Verriegelungskörper 20 unterschiedlich weit ein. Die Endstellung der Verriegelungskörper 20 bestimmt die Lage einer Abtasthülse innerhalb der Werkzeugaufnahme, wie dies in der DE 35 06 008 A1 (GB 21 71 340 B), die zum Inhalt dieser Schrift wird, beschrieben ist. Je nach Stellung der Abtasthülse wird die Drehzahl der Bohrmaschine entsprechend dem Bohrerdurchmesser richtig eingestellt.

Claims

Werkzeugaufnahme an Handwerkzeugmaschinen, insbesondere an Handbohr- oder Schlaggeräten, die zur Übertragung einer Dreh- und/oder einer Schlagbewegung auf ein Werkzeug (22) mit mehreren zum Schaftende hin offenen Nuten (23) zur Drehmitnahme geeignet ist und die eine Aufnahmebohrung (12) mit darin fest angeordneten nach innen hervorstehenden Drehmitnehmern (14) aufweist, welche Drehmitnehmer in die Nuten (23) des Werkzeugs (22) eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmitnehmer (14) auf mindestens einer Seite in Umfangsrichtung abgestufte Flanken (16) aufweisen, die eben und radial verlaufen und welche jeweils durch Führungsabschnitte (17) verbunden sind, die von in Längsrichtung der Aufnahmebohrung (12) verlaufenden, streifenförmigen Abschnitten gebildet sind.
Werkzeugaufnahme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsabschnitte (17) der Drehmitnehmer (14) zur Zentrierung der aufzunehmenden Werkzeugschäfte (22a, 30a, 40a) als Zylindermantelfläche im Abstand von etwa 4, 5 und 6 mm von der Mittelachse (15) der Aufnahmebohrung (12) entfernt sind.
Werkzeugaufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Drehmitnehmer (14) in der Aufnahmebohrung (12) gegenüberliegend angeordnet sind.
Werkzeugaufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Bereich der Axialerstreckung der Drehmitnehmer (14) Verriegelungskörper (20) angeordnet sind, die in ihrer Verriegelungsstellung die in Achsrichtung der Aufnahmebohrung gesehene Projektionsfläche der Drehmitnehmer (14) um einen Querschnittsbereich (x) überragen.
Werkzeugaufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungskörper (20) gegenüber einer Einwirkung eines vom offenen Ende der Werkzeugaufnahme (10) her einsetzbaren Werkzeugschaftes (22a) elastisch nachgiebig gelagert sind.
Werkzeugaufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialverriegelungskörper (20) je nach Schaftdurchmesser des eingesetzten Werkzeugs (22, 30, 40, 50) in verriegelter Stellung unterschiedlich weit in die Aufnahmebohrung (12) eingreifen.
Werkzeugaufnahme nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der Axialverriegelungskörper (20) von einer Hülse oder einem Blechring (31) abgetastet und zur Einstellung der Drehzahl des Antriebsmotors der Handwerkzeugmaschine ausgenutzt wird.
Werkzeug zur Verwendung in Bohrfuttern oder in Werkzeugaufnahmen von Handbohr- oder Schlaggeräten insbesondere gemäß Anspruch 1, mit einem Schaft (22a, 30a, 40a), einem beliebigen Werkzeugkopf und einem Schaftende, wobei der Schaft an seinem Umfang in gleichen Winkelabständen zum Schaftende hin offene Nuten (23, 33, 43) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (23, 33, 43) auf mindestens einer Seite mehrere ebene etwa radial zur Werkzeugachse (24) abgestuft angeordnete Seitenwände (25, 35, 45) aufweisen, die durch in Längsrichtung des Schaftes verlaufende, streifenförmige Abschnitte (37, 47) verbunden sind.
Werkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (33, 43) mehrfach abgestuft sind, wobei die Seitenwände (35, 45) und die sie verbindenden, vorzugsweise zylindermantelförmigen Abschnitte (37, 47) die Stufen bilden.
Werkzeug nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Bereich der Axialerstreckung der Nuten (23, 33, 43) Mulden (28) zur Aufnahme von Verriegelungskörpern (20) ausgebildet sind, die eine Erweiterung der Nuten (23, 33, 43) bilden.