EP0739266B1 - Einrichtung an handwerkzeugmaschinen zur drehmitnahme von werkzeugen - Google Patents

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EP0739266B1
EP0739266B1 EP95903257A EP95903257A EP0739266B1 EP 0739266 B1 EP0739266 B1 EP 0739266B1 EP 95903257 A EP95903257 A EP 95903257A EP 95903257 A EP95903257 A EP 95903257A EP 0739266 B1 EP0739266 B1 EP 0739266B1
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EP
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rotary
tool
longitudinal side
shank
periphery
Prior art date
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EP95903257A
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Horst Wierspecker
Heinz Neubert
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D17/00—Details of, or accessories for, portable power-driven percussive tools
    • B25D17/08—Means for retaining and guiding the tool bit, e.g. chucks allowing axial oscillation of the tool bit
    • B25D17/084—Rotating chucks or sockets
    • B25D17/088—Rotating chucks or sockets with radial movable locking elements co-operating with bit shafts specially adapted therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D2217/00—Details of, or accessories for, portable power-driven percussive tools
    • B25D2217/0003—Details of shafts of percussive tool bits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D2217/00—Details of, or accessories for, portable power-driven percussive tools
    • B25D2217/003—Details relating to chucks with radially movable locking elements
    • B25D2217/0038—Locking members of special shape
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    • B25D2217/0038—Locking members of special shape
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    • Y10T279/17743—Reciprocating cam sleeve
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    • Y10T408/89—Tool or Tool with support
    • Y10T408/907—Tool or Tool with support including detailed shank

Definitions

  • the invention is based on a device Hand machine tools for the rotary driving of striking and / or drilling tools according to the preamble of claim 1 as well as a tool and tool holder used.
  • DE 42 11 533 A1 also describes a tendon-shaped recess known on the tool shank, which one essentially opposite trapezoidal groove for rotary driving.
  • the tendon-shaped recess serves to improve the Compatibility by having such a trained tool shank in Hand tool devices with different width rotary drive bars can be used on your tool holder.
  • the turning takes place here, however, very one-sided, almost exclusively on the in Drive driving flank of the opposite groove because the locking body of the Tool holder in the locking recesses assigned to them on Tool shaft only absorb a small torque.
  • the invention Device with the characterizing features of the claim 1, wherein apart from the at least two at least one another about opposite filming takes another filming with a tendon-shaped outlet on at least one long side the tool shank or the tool holder in that Is arranged circumferential area of the axial locking is at least approximately opposite.
  • This solution can be used in advantageously the wear reserve for the tool holder increase and the notch effect on the tool shank through the flat Reduce or avoid turning in this area.
  • Another advantage is that when clamping such Tools e.g. in the borehole, this also with maximum load in Reverse gear with an abruptly responding overload clutch operate.
  • FIG. 1 shows a tool holder Drill hammer with inserted tool in cross section in enlarged view
  • Figure 2 shows a longitudinal section through the front end of the tool holder according to II-II of Figure 1
  • Figure 3 shows the tool shank.
  • the device according to the invention on machine tools Rotary driving of striking and / or drilling tools, especially on impact drills and hammer drills or Impact devices essentially consist of one in the direction of the arrow drivable tool holder 10 and one inserted therein Tool shank 11 one used for drilling and / or hitting Tool 12.
  • a cross section through such a device shows Figure 1 as the first exemplary embodiment in connection with Figures 2 and 3.
  • the cylindrical one Locking body 15 is spherical at its axial ends rounded.
  • the locking trough 16 is designed as a groove and ends before the rear end of the tool shank 11 with a corresponding spherical curvature.
  • a third take-away is in the Axial locking opposite area.
  • This take-away is designed such that there the tool shank 11 is axially Tendon-shaped recess 21 which runs to the end of the shaft (Flat or section) and the tool holder 10 in corresponding circumferential area of the receiving bore 13 an axially extending tendon-shaped projection 22.
  • This take-away does not have a radial flank like the other two rotary drives for torque transmission but a much larger area through the chord-shaped outlet to the circumference of the tool shank 11 or to the receiving bore 13 of the tool holder 10. Thereby becomes the surface pressure in this area and as a result the wear is reduced, which in particular also affects the radial driving flanks of the other two turning drivers has a positive effect.
  • a tool holder 10 according to Figure 4 and a tool holder 10 of Figure 5 are from Figures 1 to 3 for the same parts same reference numbers are used.
  • the axial locking opposite third rotary drive consisting of the Recess 21 on the tool shank 11 and the projection 22 on Tool holder 10 in the drive direction according to the arrow with a radially extending flank 21a, 22a provided exclusively for torque transmission in the drive direction.
  • the the back flank of this rotary drive runs as in the first embodiment chord-shaped to the extent of Tool shank 11 or for receiving bore 13 of the Tool holder 10 to dangerous left-turning Angular impulses, especially when working with chisels fixed tool holder.
  • the invention is not shown on the Embodiments limited because in particular the number and the shape of individual, not the axial locking opposite rotary driving can be freely selected.
  • the tendon-shaped rotary drive in the Axial locking opposite area also for Improve compatibility between tool shank and Tool holder can be used with, for example, the Tool shank 11 in the exemplary embodiment according to FIG Tool holder with a dashed line in Figure 1 third rotary drive bar 22c instead of the projection 22 or in a tool holder 10 according to Figure 5 is used.

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Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung an Handwerkzeugmaschinen zur Drehmitnahme von schlagenden und/oder bohrenden Werkzeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie von einem dabei verwendeten Werkzeug und Werkzeughalter.
Eine solche Einrichtung ist aus der EP- 433 876 A1 bekannt, wobei die trapez- oder rechteckförmigen Drehmitnahmenuten am Werkzeugschaft und die entsprechenden Drehmitnahmeleisten am Werkzeughalter an ihren Drehmitnahmeflanken eine begrenzte Verschleißreserve haben. Insbesondere bei Werkzeugen mit großem Arbeitsdurchmesser und bei leistungsstarken Maschinen brechen danach die Stege zwischen den Nuten bzw. die Leisten in der Aufnahmebohrung des Werkzeughalters weg. Außerdem wird die rückwartige Flanke der trapez - oder rechteckförmigen Drehmitnahmenuten insbesondere bei verkanteten Meißelarbeiten mit harten Drehmomentstößen belastet, was Kerbwirkungen zur Folge hat, die ein Ausbrechen der Leisten am Werkzeughalter und der Stege zwischen den Nuten am Werkzeugschaft begünstigt.
Aus der DE 42 11 533 A1 ist ferner eine sehnenförmige Ausnehmung am Werkzeugschaft bekannt, die einer im wesentlichen trapezförmigen Nut zur Drehmitnahme gegenüberliegt. Die sehnenförmige Ausnehmung dient zur Verbesserung der Kompatibilität, indem ein derart ausgebildeter Werkzeugschaft in Handwerkzeuggeräten mit verschieden breiten Drehmitnahmeleisten an ihren Werkzeughalter einsetzbar ist. Die Drehtmitnahme erfolgt hier jedoch sehr einseitig, nahezu ausschließlich an der in Antriebsrichtung liegenden Drehmitnahmeflanke der gegenüberliegenden Nut, da die Verriegelungskörper des Werzeughalters in den ihnen zugeordneten Verriegelungsmulden am Werkzeugschaft nur ein geringes Drehmoment aufnehmen.
Vorteile der Erfindung
Zur Erzielung einer gleichmäßigeren Drehmomentbelastung des Werkzeugschafes und des Werkzeughalters wird die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildet, wobei außer den mindestens zwei einander zumindest etwa gegenüberliegenden Drehmitnahmen eine weitere Drehmitnahme mit einem sehnenförmigen Auslauf auf mindestens einer Längsseite des Werkzeugschaftes bzw. des Werkzeughalters in demjenigen Umfangsbereich angeordnet ist, der der Axialverriegelung zumindest in etwa gegenüberliegt. Durch diese Lösung laßt sich in vorteilhafter Weise die Verschleißreserve für den Werkzeughalter erhöhen und die Kerbwirkung am Werkzeugschaft durch die flächige Drehmitnahme in diesem Bereich verringern bzw. ganz vermeiden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß beim Klemmen derartiger Werkzeuge z.B. im Bohrloch, diese auch mit Maximalbelastung im Ruckwärtsgang bei schlagförmig ansprechender Überlastkupplung zu betreiben ist.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den Hauptansprüchen angegebenen Merkmale.
Zeichnung
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Werkzeughalter eines Bohrhammers mit eingesetztem Werkzeug im Querschnitt in vergrößerter Darstellung, Figur 2 zeigt einen Längsschnitt durch das vordere Ende des Werkzeughalters nach II-II aus Figur 1 und Figur 3 zeigt den Werkzeugschaft. Drei weitere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäß ausgebildeten Werkzeugschaftes im Querschnitt und dem entsprechend ausgebildeten Werkzeughalter zeigen die Figuren 4 und 5, 6 und 7 sowie 8 und 9.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die erfindungsgemäße Einrichtung an Werkzeugmaschinen zur Drehmitnahme von schlagenden und/oder bohrenden Werkzeugen, insbesondere an Schlagbohrmaschinen und Bohrhämmern bzw. Schlaggeräten besteht im wesentlichen aus einem in Pfeilrichtung antreibbaren Werkzeughalter 10 und einen darin eingesetzten Werkzeugschaft 11 eines zum Bohren und/oder Schlagen verwendeten Werkzeuges 12. Einen Querschnitt durch eine solche Einrichtung zeigt Figur 1 als erstes Ausführungsbespiel in Verbindung mit Figur 2 und 3. Der in Figur 2 mit seinem vorderen Ende im Längsschnitt dargestellte Werkzeughalter bildet in nicht dargestellter, gemaß der WO 88/09245 bekannter Weise das Ende einer hohlzylindrischen, angetriebenen Werkzeugspindel eines Bohrhammers, in welche axial beweglich ein Döpper aufgenommen ist, der von einem Schlagwerk des Bohrhammers zyklisch auf die Stirnseite des Werkzeugschaftes 1 geschlagen wird, welcher in die Aufnahmebohrung 13 des Werkzeughalters 10 eingesetzt wird. Der Werkzeughalter 10 weist dabei einen radialen Durchbruch 14 auf, in welchem ein Verriegelungskörper 15 eingesetzt ist. Der verlaufende Verriegelungskörper 15 ist in nicht dargestellter Weise beim Einschieben des Werkzeugschaftes 11 in die Aufnahmebohrung 13 radial nach außen verschiebbar und rastet zur Axialverriegelung des Werkzeuges 10 mittels einer Arretierhülse federelastisch in eine entsprechend im Werkzeugschaft 11 eingearbeitete, axial verlaufende Verrriegelungsmulde 16 ein. Der zylindrisch ausgebildete Verriegelungskörper 15 ist an seinen axialen Enden kugelförmig gerundet. Die Verriegelungsmulde 16 ist als Hohlkehle ausgebildet und endet bereits vor dem hinteren Ende des Werkzeugschaftes 11 mit einer entsprechenden sphärischen Wölbung. Zu beiden Seiten dieser aus dem Verriegelungskörper 15 und der Verriegelungsmulde 16 gebildeten Axialverriegelung sind in den gegenüberliegenden Bereichen zwei Drehmitnahmen angeordnet, wobei die eine Drehmitnahme aus einer schmalen trapezförmigen, axial zum Schaftende auslaufenden Drehmitnahmenut 17 im Werkzeugschaft 11 und einer damit zusammenwirkenden, axial verlaufenden Drehmitnahmeleiste 18 in der Aufnahmebohrung 13 des Werkzeughalters besteht. Die zweite Drehmitnahme im gegenüberliegenden Bereich wird aus einer breiteren Drehmitnahmenut 19 im Werkzeugschaft 11 und einer entsprechend breiteren, darin eingreifenden Drehmitnahmeleiste 20 des Werkzeughalters 10 gebildet.
Eine dritte Drehmitnahme befindet sich in dem der Axialverriegelung gegenüberliegenden Bereich. Diese Drehmitnahme ist derart ausgebildet, daß dort der Werkzeugschaft 11 eine axial bis zum Schaftende auslaufende sehnenförmige Ausnehmung 21 (Abflachung oder Abschnitt) aufweist und der Werkzeughalter 10 im entsprechenden Umfangsbereich der Aufnahmebohrung 13 einen axial verlaufenden sehnenförmigen Vorsprung 22 hat. Diese Drehmitnahme hat nicht wie die zwei anderen Drehmitnahmen eine radiale Flanke zur Drehmomentübertragung sondern eine wesentlich größere Fläche durch den sehnenförmigen Auslauf zum Umfang des Werkzeugschaftes 11 bzw. zur Aufnahmebohrung 13 des Werkzeughalters 10. Dadurch wird in diesem Bereich die Flächenpressung und als Folge davon der Verschleiß verringert, was sich insbesondere auch auf die radialen Drehmitnahmeflanken der beiden anderen Drehmitnahmen positiv auswirkt. Dies gilt in gleicher Weise auch für die rückwärtigen Flanken der Drehmitnahmen, welche insbesondere bei Meißelarbeiten stoßförmig beansprucht werden können, wobei dann Kerbwirkungen an den rechteck- bzw.trapezförmigen Drehmitnahmen Beschädigungen am Werkzeugschaft und/oder am Werkzeughalter hervorrufen können. Durch den sehnenförmigen Auslauf der dritten Drehmitnahme wird hier ebenfalls eine flächige Anlage zwischen Werkzeugschaft 11 und Werkzeughalter 10 geschaffen, bei welcher keinerlei Kerbwirkung auftritt. Diese Drehmitnahme entlastet in gleicher Weise auch die zwei anderen Drehmitnahmen bezüglich der Kerbbeanspruchung, insbesondere bei Meißelarbeiten.
In dem Zweiten Ausführungsbeispiel eines Werkzeugschaftes 11 eines Werkzeughalters 10 nach Figur 4 und eines Werkzeughalters 10 nach Figur 5 werden aus den Figuren 1 bis 3 für gleiche Teile gleiche Bezugszahlen verwendet. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist dort die der Axialverriegelung gegenüberliegende dritte Drehmitnahme, bestehend aus der Ausnehmung 21 am Werkzeugschaft 11 und dem Vorsprung 22 am Werkzeughalter 10 in Antriebsrichtung gemäß Pfeil mit einer radial verlaufenden Flanke 21a, 22a versehen, die ausschließlich zur Drehmomentübertragung in Antriebsrichtung dient. Die rückwärtige Flanke dieser Drehmitnahme verläuft dagegen wie im ersten Ausführungsbeispiel sehnenförmig zum Umfang des Werkzeugschaftes 11 bzw. zur Aufnahmebohrung 13 des Werkzeughalters 10, um gefährliche linksdrehende Drehimpulsschläge, insbesondere bei Meißelarbeiten mit feststehendem Werkzeughalter aufzunehmen.
Im dritten Ausführungsbeispiel eines Werkzeugschaftes 11 nach Figur 6 und eines Werkzeughalters 10 nach Figur 7 sind auch die beiden einander gegenüberliegenden Drehmitnahmen, welche aus den Drehmitnahmenuten 17 und 19 und den Drehmitnahmeleisten 18 und 20 bestehen, an ihren den Drehmitnahmeflächen abgewandten Bereichen sehnenförmig zum Umfang des Werkzeugschaftes 11 bzw. zur Aufnahmebohrung 13 auslaufend ausgebildet. Die Drehmitnahmeflanke 21a, 22a der dritten Drehmitnahme 21, 22 liegt hier senkrecht unter der Axialverriegelung 15, 16.
Im vierten Ausführungsbeispiel nach Figur 8 und 9 ist alternativ zu den vorherigen Ausführungsbeispielen eine breitere Axialverriegelung mit dem Verriegelungskörper 15a und der damit zusammenwirkenden Verriegelungsmulde 16a im Werkzeugschaft 11 dargestellt, wobei diese Axialverriegelung in Richtung auf die schmalere Drehmitnahme am Umfang versetzt angeordnet ist. Außerdem ist dort die der Axialverriegelung gegenüberliegende dritte Drehmitnahme so ausgebildet, daß ihre drehmomentübertragende Flanke 21a mit dem sehnenförmig zum Umfang des Werkzeugschaftes 11 auslaufenden Abschnitt 21b einen Winkel von mindestens 90° bildet. Diese dritte Drehmitnahme ist ebenfalls in Richtung auf die schmalere Drehmitnahme 17, 18 in Umfangsrichtung versetzt angeordnet, um eine möglichst gleichmäßige Beanspruchung des Werkzeugschaftes 11 zu bekommen. Gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel sind hier die zwei einander gegenüberliegenden, verschieden breiten Drehmitnahmen vertauscht angeordnet.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, da insbesondere die Anzahl und die Form einzelner, der Axialverriegelung nicht gegenüberliegenden Drehmitnahmen frei gewählt werden kann. Außerdem kann die sehnenförmige Drehmitnahme in dem der Axialverriegelung gegenüberliegenden Bereich auch zur Verbesserung der Kompatibilität zwischen Werkzeugschaft und Werkzeughalter mit verwendet werden, indem beispielsweise der Werkzeugschaft 11 im Ausführungsßeispiel nach Figur 1 in einen Werkzeughalter mit einer in Figur 1 gestrichelt angedeuteten dritten Drehmitnahmeleiste 22c anstelle des Vorsprungs 22 oder in einen Werkzeughalter 10 nach Figur 5 eingesetzt wird.

Claims (10)

  1. Einrichtung an Handwerkzeugmaschinen zur Drehmitnahme von schlagenden und/oder bohrenden Werkzeugen, mit mindestens drei Drehmitnahmen und mindestens einer Axialverriegelung, welche über den Umfang des runden Werkzeugschaftes (11) und der zylindrischen Aufnahmebohrung (13) des Werkzeughalters (10) mindestens etwa gleichmäßig verteilt angeordnet sind, wobei die Drehmitnahmen am Werkzeugschaft (11) als axial zum Schaftende auslaufende Ausnehmungen (17, 19, 21) sowie damit zusammenwirkende, axial verlaufende Vorsprünge (18, 20, 22) am Umfang der Aufnahmebohrung (13) ausgebildet sind und wobei die Axialverriegelung als axial verlaufende mindestens zum Schaftende hin geschlossene Mulde (16) im Werkzeugschaft (11) ausgebildet ist, die mit einem radial verschiebbaren, aus der Aufnahmebohrung (13) nach innen vorstehenden Verriegelungskörper (15) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen zwei Drehmitnahmen in dem der Axialverriegelung gegenüberliegenden Umfangsbereich angeordnete mittlere Drehmitnahme derart ausgebildet ist, daß deren Vorsprung (22) und/oder Ausnehmung (21) auf mindestens einer Längsseite (21b, 22b) sehnenförmig zum Umfang des Werkzeugschaftes (11) und/oder der Aufnahmebohrung (13) des Werkzeughalters (10) auslauft und daß die zwei dazu beidseitig benachbarten Drehmitnahmen unterschiedlich groß ausgebildet sind.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Drehmitnahme (21, 22) zumindest auf ihrer in Drehrichtung nacheilenden Längsseite (21b, 22b) sehnenförmig zum Umfang ausläuft.
  3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Drehmitnahme (21, 22) auf ihrer in Drehrichtung vorderen Längsseite (21a, 22a) als etwa radial verlaufende Drehmitnahmeflanke ausgebildet ist.
  4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der sehnenförmige Flächenabschnitt (21b, 22b) der mittleren Drehmitnahme (21, 22) zur Drehmitnahmeflanke (21a, 22a) einen Winkel von mindestens 90° bildet.
  5. Werkzeug für eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit mindestens drei Mitnahmeausnehmungen (17, 19, 21) und einer Verriegelungsmulde (16), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei Mitnahmeausnehmungen (17, 19) die in dem der Verriegelungsmulde (16) gegenüberliegenden Umfangsbereich angeordnete mittlere Ausnehmung (21) auf mindestens einer Längsseite (21b) sehnenförmig zum Umfang des Werkzeugschaftes (11) auslauft und daß die zwei beidseitig dazu benachbarten Mitnahmeausnehmungen (17, 19) unterschiedlich groß sind.
  6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese Ausnehmung (21) mindestens auf ihrer in Drehrichtung nacheilenden Längsseite (21b) sehnenförmig zum Schaftumfang ausläuft.
  7. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß diese Ausnehmung (21) auf ihrer in Drehrichtung vorderen Längsseite (21a) als etwa radial verlaufende Drehmitnahmeflanke ausgebildet ist, die mit dem sehenförmigen Flächenabschnitt (21b) einen Winkel von mindestens 90° bildet.
  8. Werkzeughalter für eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit mindestens drei Mitnahmevorsprüngen (18, 20, 22) und einem Verriegelungskörper (15) am Umfang seiner Aufnahmebohrung (13), dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen zwei Vorsprüngen (18, 20) in dem dem Verriegelungskörper (15) gegenuberliegenden Umfangsbereich der Aufnahmebohrung (13) angeordnete axial verlaufende mittlere Vorsprung (22) auf mindestens einer Längsseite (22b) sehnenförmig zum Umfang der Aufnahmebohrung (13) ausläuft und daß die zwei dazu beidseitig benachbarten Vorsprünge (18, 20) unterschiedlich groß sind.
  9. Werkzeughalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Vorsprung (22) mindestens auf seiner in Drehrichtung nacheilenden Längsseite (22b) sehnenförmig zum Umfang ausläuft.
  10. Werkzeughalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Vorsprung (22) auf seiner in Drehrichtung vorderen Längsseite (22a) als etwa radial verlaufende Drehmitnahmeflanke ausgebildet ist, die mit dem sehnenförmigen Flächenabschnitt (22b) einen Winkel von mindestens 90° bildet.
EP95903257A 1994-01-14 1994-12-24 Einrichtung an handwerkzeugmaschinen zur drehmitnahme von werkzeugen Expired - Lifetime EP0739266B1 (de)

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