EP0665088A1

EP0665088A1 - Werkzeug und Werkzeugaufnahme für Handwerkzeuggeräte

Info

Publication number: EP0665088A1
Application number: EP95810004A
Authority: EP
Inventors: Josef Obermeier
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1994-01-31
Filing date: 1995-01-04
Publication date: 1995-08-02
Also published as: HUT69585A; US5520488A; DE4402802C2; DE4402802A1; JPH07266116A; CN1111551A; HU9500276D0

Abstract

Das Werkzeug für eine Werkzeugaufnahme von dem Meisseln und/oder Schlagbohren dienenden Handwerkzeuggeräten weist einen Einspannschaft (2) auf. Der Einspannschaft (2) ist mit zwei einander diametral gegenüberliegenden, axial geschlossenen Verriegelungsnuten (6, 7) versehen. Zudem sind zwei einander diametral gegenüberliegende, zum freien Ende des Einspannschaftes hin offene Drehmitnahmenuten (8, 9) vorgesehen, wobei die Querschnitte dieser Drehmitnahmenuten (8, 9) unterschiedlich sind. Zur Vergrösserung des übertragbaren Drehmomentes ist ferner eine zum freien Ende des Einspannschaftes (2) hin offene Längsnut (11) vorgesehen, die eine Verriegelungsnut (7) durchsetzt und zu dieser asymmetrisch angeordnet ist. In dem sich nicht überlappenden Bereich von Längsnut (11) und Verriegelungsnut (7) bildet sich eine Schulterfläche (7a) für die axiale Festlegung des Werkzeuges in der Werkzeugaufnahme. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Einsetzen in eine Werkzeugaufnahme für dem Meisseln und/oder Schlagbohren dienende Handwerkzeuggeräte mit einem Einspannschaft, der zwei einander im wesentlichen diametral gegenüberliegende, axial geschlossene Verriegelungsnuten und zwei einander im wesentlichen diametral gegenüberliegende, zum freien Ende des Einspannschaftes hin offene Drehmitnahmenuten aufweist, wobei die Drehmitnahmenuten unterschiedliche Querschnitte mit verschieden grossen radial nach aussen gerichteten Oeffnungsflächen haben.
In Anlehnung an die DE-PS 25 51 125 sind heute weltweit in grossem Umfange Werkzeuge für Handwerkzeuggeräte verbreitet, deren Einspannschaft zwei einander diametral gegenüberliegende Verriegelungsnuten und zwei ebenfalls einander diametral gegenüberliegende Drehmitnahmenuten aufweisen. Die Handwerkzeuggeräte sind zur Aufnahme dieser weit verbreiteten Werkzeuge mit einer entsprechenden Werkzeugaufnahme versehen. Diese Werkzeugaufnahme weist zur Uebertragung des Drehmomentes zwei einander diametral gegenüberliegende Mitnahmeleisten auf, die mit den zum freien Ende des Einspannschaftes hin offenen Drehmitnahmenuten zusammenwirken. Die Querschnitte der einander diametral gegenüberliegenden Drehmitnahmenuten sind untereinander gleich und demzufolge auch untereinander gleich sind die Querschnitte der damit zusammenwirkenden Mitnahmeleisten.
Nebst Mitteln für die Uebertragung des Drehmomentes weist die Werkzeugaufnahme der Handwerkzeuge auch Mittel zur axialen Festlegung der Werkzeuge auf. An diese axiale Festlegung werden keine besonders hohe Anforderungen gestellt, da lediglich sichergestellt werden muss, dass das Werkzeug nicht ungewollt aus der Werkzeugaufnahme heraustreten kann, beispielsweise aufgrund des Eigengewichtes oder beispielsweise wenn das Handwerkzeuggerät samt dem Werkzeug von dem zu bearbeitenden Bauteil entfernt wird.
Zur Sicherstellung dieser axialen Festlegung weisen die Werkzeugaufnahmen demnach radial verschiebbare Verriegelungselemente auf, die in die axial geschlossenen Verriegelungsnuten des Einspannschaftes eintauchen können. Diese Verriegelungselemente können als Kugeln oder Zylinder ausgebildet sein. Bekannt ist das Vorsehen nur eines oder auch zwei einander gegenüberliegende, radial verschiebbare Verriegelungselemente.
Die Anforderungen an Uebertragung des Drehmomentes steigen laufend, insbesondere im Hinblick auf die immer grösser werdenden, zum Einsatz kommenden Arbeitsdurchmesser der Werkzeuge samt der damit verbundenen Steigerung der Leistung der Handwerkzeuggeräte. So hat es sich gezeigt, dass die bis anhin bekannten Drehmitnahmenuten samt den damit zusammenwirkenden Mitnahmeleisten für die Uebertragung solch hoher Drehmomente nicht mehr ausreichen. Ein frühzeitiger Verschleiss des Einspannschaftes vor dem normalen Verschleiss der übrigen Teile der Werkzeuge ist damit die Folge.
Zur Behebung auch dieser Problematik wird gemäss DE-A 39 41 646 vorgeschlagen, eine der Drehmitnahmenuten mit einem grösseren Querschnitt zu versehen. Dies ermöglicht auch eine Vergrösserung und somit Verstärkung der damit zusammenwirkenden Mitnahmeleiste der Werkzeugaufnahme.
Der durch die genannte Querschnittsvergrösserung erzielte Fortschritt wird gemäss DE-A 39 41 646 noch weiter entwickelt, indem nebst den einander diametral gegenüberliegenden Drehmitnahmenuten, von denen eine einen grösseren Querschnitt aufweist, noch eine dritte Drehmitnahmenut vorgesehen wird.
Im Hinblick auf die Uebertragung grosser Drehmomente werden mit der letztgenannten Massnahme grosse Vorteile erreicht. Ein entscheidender Nachteil besteht allerdings darin, dass die dritte Drehmitnahmenut anstelle der einen Verriegelungsnut getreten ist. Dies führt dazu, dass diese mit einer dritten Drehmitnahmenut versehenen Werkzeuge in Handwerkzeuggeräte, deren Werkzeugaufnahme zwei einander diametral gegenüberliegende Verriegelungselemente aufweist, nicht eingesetzt werden können. Handwerkzeuggeräte mit derartig ausgebildeten Werkzeugaufnahmen sind aber ausserordentlich stark verbreitet.
Wird dagegen die dritte Drehmitnahmenut derart gross ausgebildet, dass ein zweites Verriegelungselement einer Werkzeugaufnahme nicht behindert wird, besteht die Möglichkeit einer Fehlverriegelung solcher Werkzeuge in Werkzeugaufnahmen mit nur einem Verriegelungselement und mit Mitnahmeleisten gleicher Querschnitte. Diese Fehlverriegelung besteht darin, dass das Werkzeug um 180° verdreht falsch eingesetzt werden kann, so dass es keiner axialen Festlegung unterliegt und dadurch unbeabsichtigt herausfallen kann. Handwerkzeuggeräte mit derartig ausgebildeten, eine Fehlverriegelung ermöglichender Aufnahmen sind ebenfalls weltweit ausserordentlich stark verbreitet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug zu schaffen, das zur Uebertragung grosser Drehmomente geeignet ist, das sich in Werkzeugaufnahmen mit zwei Verriegelungselementen einsetzen lässt und in Werkzeugaufnahmen mit nur einem Verriegelungselement zu keinen Fehlverriegelungen führt.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass zumindest die eine der von den Drehmitnahmenuten in zwei Längshälften unterteilte Längshälfte des Einspannschaftes mit wenigstens einer zum freien Ende des Einspannschaftes hin offenen Längsnut versehen ist.
Die zwei Verriegelungsnuten stellen die Aufnahme der erfindungsgemässen Werkzeuge in Werkzeugaufnahmen mit zwei Verriegelungselementen sicher und verhindern zudem eine Fehlverriegelung in Werkzeugaufnahmen mit nur einem Verriegelungselement. Die erfindungsgemäss vorgesehene Längsnut stellt im Zusammenwirken mit der einen grösseren Querschnitt aufweisenden Drehmitnahmenut sicher, dass erheblich grössere Drehmomente übertragbar sind.
Um eine Schwächung des Querschnittes des Einspannschaftes zu verhindern und ausserdem ausreichend grosse Führungsflächen für die Werkzeugaufnahme zur Verfügung zu stellen, ist zweckmässigerweise eine der Längshälften des Einspannschaftes mit einer Längsnut versehen.
Hinsichtlich axialer Festlegung der Werkzeuge in der Werkzeugaufnahme werden die besten Resultate mit möglichst grossen, vom freien Ende des Einspannschaftes abge wandten Schulterflächen erzielt. Dies wird vorteilhafterweise dadurch erreicht, dass die Längsnut in Umfangsrichtung anschliessend an eine Verriegelungsnut angeordnet ist.
Um trotz Aufrechterhaltung eines grossen Anteiles an Führungsflächen eine axiale Festlegung des Werkzeuges in der Werkzeugaufnahme zu ermöglichen, wird gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgeschlagen, dass die Längsnut eine der Verriegelungsnuten in ihrer Axialprojektion unter Bildung einer vom freien Ende des Einspannschaftes abgewandten Schulterfläche überlappt. Diese Ueberlappung kann in verschiedener Weise erfolgen.
Eine beispielhafte Möglichkeit der Ueberlappung besteht darin, dass die Längsnut zu der sie überlappenden Verriegelungsnut symmetrisch angeordnet ist.
Um die Schulterflächen zu vergrössem und ausserdem die für die Drehmomentübertragung massgebenden mitnahmeseitigen Flanken der Längsnut durch die Verriegelungsnut nicht zu unterbrechen, ist zweckmässigerweise die Längsnut zu der sie überlappenden Verriegelungsnut asymmetrisch angeordnet. Diese asymmetrische Anordnung ist in verschiedener Weise möglich.
Eine bevorzugte Möglichkeit der asymmetrischen Anordnung besteht darin, dass die Längsnut zur Symmetrieachse der Drehmitnahmenuten in Umfangsrichtung unterschiedliche Abstände aufweist.
Im weiteren besteht die Möglichkeit, dass die Längsnut zur Symmetrieachse der Drehmitnahmenuten in Umfangsrichtung gleiche Abstände aufweist. Diese Anordnung führt dazu, dass zu den Verriegelungsnuten ein Winkelversatz entsteht. Eine Verriegelung in den Werkzeugaufnahmen sowohl mit einem als auch mit zwei Verriegelungselementen ist trotz dieses Winkelversatzes möglich, da die Verriegelungselemente zum einen mit gewissem Spiel geführt sind und zum anderen nicht immer vollumfänglich in die Verriegelungsnuten eintauchen.
Wie bereits darauf hingewiesen, hat das erfindungsgemässe Werkzeug den Vorteil, dass es in verschiedene, sich auf dem Markt befindliche Werkzeugaufnahmen eingesetzt werden kann. So in Werkzeugaufnahmen mit zwei oder einem Verriegelungselement, wobei die Verriegelungselemente sowohl als Kugeln als auch als Zylinder ausgebildet sein können. Hinsichtlich Mitnahmeleisten der Werkzeugaufnahme können Leisten mit zu beiden Seiten gleichem oder unterschiedlichem Querschnitt Anwendung finden. Die erfindungsgemässen Vorteile werden aber dann vollkommen ausgeschöpft, wenn die erfindungsgemässen Werkzeuge in einer Werkzeugaufnahme zum Einsatz gelangen, die mindestens ein mit den axial geschlossenen Verriegelungsnuten zusammenwirkendes, radial verschiebbares Verriegelungselement, zwei mit den zum freien Ende des Einspannschaftes hin offene Drehmitnahmenuten zusammenwirkende Mitnahmeleisten, die durch unterschiedliche Breiten mit unterschiedlichen Querschnitten versehen sind sowie mindestens eine mit den Längsnuten zusammenwirkende Längsleiste aufweist.
Die Erfindung wird nachstehend, anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: einen Schnitt durch einen Einspannschaft, des erfindungsgemässen Werkzeuges;
Fig. 2: einen Schnitt durch den Einspannschaft eines weiteren erfindungsgemässen Werkzeuges;
Fig. 3: einen Schnitt durch den Einspannschaft eines weiteren erfindungsgemässen Werkzeuges;
Fig. 4: einen Schnitt durch den Schaft eines weiteren erfindungsgemässen Werkzeuges;
Fig. 5: einen Schnitt durch den Schaft eines weiteren erfindungsgemässen Werkzeuges;
Fig. 6: einen Schnitt durch eine vereinfacht dargestellte Werkzeugaufnahme mit einem Werkzeug, das einen Einspannschaft entsprechend Fig. 2 aufweist.

Die Fig. 1 bis 5 zeigen verschiedene Werkzeuge mit der erfindungsgemässen Lehre, wobei jeweils der Einspannschaft 1, 2, 3, 4, 5 unterschiedlich ausgebildet ist. Jeder Einspannschaft 1, 2, 3, 4, 5 weist zwei einander diametral gegenüberliegende, axial geschlossene Verriegelungsnuten 6, 7 auf. Darüber hinaus weist jeder Einspannschaft 1, 2, 3, 4, 5 einander ebenfalls diametral gegenüberliegende Drehmitnahmenuten 8, 9 auf, wobei die eine der Drehmitnahmenuten 9 einen grösseren Querschnitt mit einer grösseren, radial nach aussen gerichteten Oeffnungsfläche aufweist. Während die Drehmitnahmenuten 8, 9 zur Drehmomentübertragung dienen, wird die axiale Festlegung der Werkzeuge durch die Verriegelungsnuten 6, 7 sichergestellt, wobei zu diesem Zwecke sich vom freien Ende des Einspannschaftes 1, 2, 3, 4, 5 abgewandte Schulterflächen 6a, 7a bilden.
Der gemäss Fig. 1 dargestellte Einspannschaft 1 eines erfindungsgemässen Werkzeuges weist eine symmetrisch zur Verriegelungsnut 7 angeordnete, zum freien Ende des Einspannschaftes hin offene Längsnut 10 auf. Die Schulterfläche 7a wird dabei von dem sich nicht überlappenden Bereich der Längsnut 10 und der Verriegelungsnut 7 gebildet.
Der Einspannschaft 2 eines weiteren erfindungsgemässen Werkzeuges gemäss Fig. 2 weist eine zum freien Ende des Einspannschaftes 2 hin offene Längsnut 11 auf, welche die Verriegelungsnut 7 asymmetrisch durchsetzt. Zur Symmetrieachse der Drehmitnahmenuten 8, 9 weist die Längsnut 11 in Umfangsrichtung unterschiedliche Abstände auf. Die Schulterfläche 7a wird von dem sich nicht überlappenden Bereich der Längsnut 11 und der Verriegelungsnut 7 gebildet.
Das Werkzeug entsprechend Fig. 3 weist einen Einspannschaft 3 auf, der mit zwei zum freien Ende des Einspannschaftes 3 hin offenen Längsnuten 12, 13 versehen ist. Die Längsnuten 12,13 sind zu den Verriegelungsnuten 6, 7 asymmetrisch angeordnet und weisen zur Symmetrieachse der Drehmitnahmenuten 8, 9 in Umfangsrichtung unterschiedliche Abstände auf. Die Schulterflächen 6a, 7a werden von dem sich nicht überlappenden Bereich der Längsnuten 12,13 und der Veriegelungsnuten 6, 7 gebildet. Die Längsnuten 12, 13 liegen einander beispielsweise diametral gegenüber.
Das Werkzeug entsprechend Fig. 4 ist mit einem Einspannschaft 4 versehen, der asymmetrisch zur Verriegelungsnut 7 eine zum freien Ende des Einspannschaftes 4 hin offene Längsnut 14 aufweist. Die Abstände in Umfangsrichtung zur Symmetrieachse der Drehmitnahmenuten 8, 9 sind im wesentlichen gleich, was dazu führt, dass die Symmetrieachsen der Verriegelungsnuten 6, 7 und der Drehmitnahmenuten 8, 9 nicht rechtwinklig zueinander stehen. Die Schulterfläche 7a wird von dem sich nicht überlappenden Bereich der Längsnut 14 und der Verriegelungsnut 7 gebildet.
Der Einspannschaft 5 des Werkzeuges gemäss Fig. 5 weist eine zum freien Ende des Einspannschaftes 5 hin offene Längsnut 15 auf, die sich in Umfangsrichtung an die Verriegelungsnut 7 anschliesst. Eine Ueberlappung von Längsnut 15 und Verriegelungsnut 7 tritt damit nicht ein, so dass die Schulterfläche 7a gegenüber ihrer Ursprungsform nicht verkleinert wird.
Die Werkzeuge entsprechend den Fig. 2 bis 4 haben den Vorteil, dass die mitnahmeseitige Flanke der Längsnuten 11, 12, 13, 14 mit der Kontur der Verriegelungsnuten 6, 7 zusammenfällt. Eine Reduzierung der für die Drehmomentübertragung massgebenden Flanke der Längsnuten 11, 12, 13, 14 wird dadurch vermieden. Ebenso wird eine Reduzierung der für die Drehmomentübertragung massgebenden Flanke bei der Längsnut 15 entsprechend Werkzeug der Fig. 5 vermieden.
Die Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch eine vereinfacht dargestellte Werkzeugaufnahme, in welche ein Werkzeug mit einem Einspannschaft 2 entsprechend Fig. 2 eingesetzt ist. Die Werkzeugaufnahme besteht im wesentlichen aus einer Führung 16, einer Betätigungshülse 17 sowie einem Käfig 18. Die Führung 16 weist zwei einander diametral gegenüberliegende Mitnahmeleisten 16a, 16b auf. Die Mitnahmeleiste 16b weist gegenüber der Mitnahmeleiste 16a einen grösseren Querschnitt mit grösserer Breite auf. Ferner ist die Führung 16 mit einer Längsleiste 16c versehen.
Radial verschiebbar sind ferner zwei Verriegelungselemente 19, 20 vorgesehen, welche einander diametral gegenüberliegen. Die Verriegelungselemente 19, 20 sind beispielsweise als Kugeln ausgebildet. In beispielhafter Form ist bei dem in Fig. 6 dargestellten Beispiel eine Längsleiste 16c in der Führung 16 vorgesehen, welche asymmetrisch zum Verriegelungselement 20 angeordnet ist.

Claims

Werkzeug zum Einsetzen in eine Werkzeugaufnahme für dem Meisseln und/oder Schlagbohren dienende Handwerkzeuggeräte mit einem Einspannschaft (1, 2, 3, 4, 5), der zwei einander im wesentlichen diametral gegenüberliegende, axial geschlossene Verriegelungsnuten (6, 7) und zwei einander im wesentlichen diametral gegenüberliegende, zum freien Ende des Einspannschaftes (1, 2, 3, 4, 5) hin offene Drehmitnahmenuten (8, 9) aufweist, wobei die Drehmitnahmenuten (8, 9) unterschiedliche Querschnitte mit verschieden grossen, radial nach aussen gerichteten Oeffnungsflächen haben, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die eine der von den Drehmitnahmenuten (8, 9) in zwei Längshälften unterteilte Längshälfte des Einspannschaftes (1, 2, 3, 4, 5) mit wenigstens einer zum freien Ende des Einspannschaftes (1, 2, 3, 4, 5) hin offenen Längsnut (10, 11, 12, 13, 14, 15) versehen ist.
Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Längshälften des Einspannschaftes (1, 2, 4, 5) mit einer Längsnut (10, 11, 14, 15) versehen ist.
Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsnut (15) in Umfangsrichtung anschliessend an die Verriegelungsnut (7) angeordnet ist.
Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsnut (10, 11, 12, 13, 14) eine Verriegelungsnut (6, 7) in ihrer Axialprojektion unter Bildung einer vom freien Ende des Einspannschaftes (1, 2, 3, 4) abgewandten Schulterfläche (6a, 7a) überlappt.
Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsnut (10) zu der sie überlappenden Verriegelungsnut (7) symmetrisch angeordnet ist.
Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsnut (11, 12, 13) zu der sie überlappenden Verriegelungsnut (6, 7) asymmetrisch angeordnet ist.
Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsnut I(11, 12, 13) zur Symmetrieachse der Drehmitnahmenuten (8, 9) in Umfangsrichtung unterschiedliche Abstände aufweist.
Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsnut (14) zur Symmetrieachse der Drehmitnahmenuten (8, 9) in Umfangsrichtung im wesentlichen gleiche Abstände aufweist.
Werkzeugaufnahme mit Aufnahmeöffnung für ein Werkzeug, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch mindestens ein mit den axial geschlossenen Verriegelungsnuten (6, 7) zusammenwirkendes, radial verschiebbares Verriegelungselement (19, 20), durch zwei mit den Drehmitnahmenuten zusammenwirkende Mitnahmeleisten (16a, 16b), die durch unterschiedliche Breite mit unterschiedlichen Querschnitten versehen sind sowie durch mindestens eine mit den Längsnuten (11) zusammenwirkende Längsleiste (16c).