EP0742082A1

EP0742082A1 - Einrichtung zur Drehmomentübertragung bei Handwerkzeuggeräten

Info

Publication number: EP0742082A1
Application number: EP96810136A
Authority: EP
Inventors: Werner Kleine; Josef Obermeier
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1995-05-04
Filing date: 1996-03-06
Publication date: 1996-11-13
Anticipated expiration: 2016-03-06
Also published as: DK0742082T3; DE59606978D1; JPH08300269A; US5704744A; JP3557039B2; ATE201625T1; EP0742082B1; DE19516034A1

Abstract

Eine Einrichtung zur Drehmomentübertragung umfasst ein in eine Werkzeugaufnahme (5) einsetzbares Werkzeug (1), welches an seinem Einsspannschaft (2) mit sich axial erstreckenden Mitnahmeflächen (31) ausgestattet ist, die mit korrespondierend ausgebildeten Gegenflächen (6) in der Werkzeugaufnahme (5) zusammenwirken, und eine Einrichtung (4) aufweist, die im Zusammenwirken mit entsprechenden Vorkehrungen (7) in der Werkzeugaufnahme (5) eine Halterung für das Werkzeug (1) bildet und eine begrenzte axiale Verschiebung des Werkzeuges (1) erlaubt. Die Einrichtung (4) am Einspannschaft (2) des Werkzeuges (1) umfasst wenigstens eine Vertiefung, die mit wenigstens einem korrespondierend ausgebildeten Verriegelungselement (8) der Werkzeugaufnahme (5) zusammenwirkt, welches begrenzt radial und begrenzt axial verschiebbar ist, wobei die axiale Verschiebbarkeit des Werkzeuges (1) zumindest teilweise durch die begrenzte axiale Verschiebbarkeit des Verriegelungselementes (8) ermöglicht ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Drehmomentübertragung bei Handwerkzeuggeräten gemäss dem gattungsbildenden Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Werkzeuge und Werkzeugaufnahmen von Handwerkzeuggeräten, insbesondere für schlagende oder bohrende Werkzeuge, sind aufeinander abgestimmt. Das Werkzeug und die Werkzeugaufnahme des Handwerkzeuggerätes bilden eine Einrichtung zur Übertragung des vom Antrieb des Gerätes erzeugten Drehmomentes. Ausserdem sind am Werkzeug und an der Werkzeugaufnahme Einrichtungen vorgesehen, welche das in die Werkzeugaufnahme eingesetzte Werkzeug axial gegen Herausfallen sichem. Für die Drehmomentübertragung sind bei den bekannten Einrichtungen am Einspannschaft des Werkzeuges Drehmitnahmeflächen vorgesehen. Zur axialen Sicherung des Werkzeuges sind am Einspannschaft auch noch axial verlaufende geschlossene Ausnehmungen angebracht. Die Drehmitnahmeflächen wirken mit entsprechend ausgebildeten Gegenflächen in der Werkzeugaufnahme zusammen, um das vom Antrieb erzeugte Drehmoment auf das Werkzeug zu übertragen. In der Werkzeugaufnahme angeordnete Verriegelungskörper greifen in die axial verlaufenden geschlossenen Ausnehmungen am Einspannschaft ein und sichern das Werkzeug gegen Herausfallen aus der Werkzeugaufnahme. Die Verriegelungskörper sind in der Werkzeugaufnahme in axialer Richtung festgelegt. Die im Betrieb erforderliche begrenzte axiale Beweglichkeit des Werkzeuges wird durch die axiale Erstreckung der geschlossenen Ausnehmungen im Einspannschaft des Werkzeuges ermöglicht.
Bei den bekannten Einrichtungen zur Drehmomentübertragung bei Handerkzeuggeräten gehen diejenigen Bereiche des Einspannschaftes, an denen die axial verlaufenden geschlossenen Ausnehmungen für die axiale Halterung des Werkzeuges angeordnet sind, für die Drehmomentübertragung verloren. Andererseits besteht der Wunsch, möglichst viel des vom Antrieb des Handwerkzeuggerätes erzeugten Drehmomentes auf das Werkzeug zu übertragen. Eine Anordnung der axial verlaufenden geschlossenen Ausnehmungen im Boden der Drehmitnahmenuten, um die Mimahmeflächen zu vergrössem, ist in der Regel nicht möglich, da die Tiefe der Drehmitnahmenuten bereits hinsichtlich einer Bereitstellung von möglichst grossen Drehmomentübertragungsflächen bei gleichzeitiger Sicherstellung eines ausreichend grossen Werkzeugdurchmessers optimiert ist. Eine weitere Verringerung des Werkzeugquerschnittes durch Anbringen der axialen, geschlossenen Ausnehmungen im Boden der Drehmitnahmenuten würde den Werkzeugdurchmesser über Gebühr schwächen und könnte zu einem Versagen des Werkzeuges an diesen geschwächten Bereichen führen. Ausserdem würde bei der aus Gründen einer guten Übertragung des Drehmomentes wünschenswerten grossen Zahl von am Einspannschaft angeordneten Drehmitnahmenuten die einzelne Drehmitnahmenut zu schmal sein, um einem ausreichend dimensionierten Verriegelungselement Platz zu bieten. Bei einer Anordnung im Nutgrud würden daher in jedem Fall auch die Mitnahmeflächen der Nuten beeinträchtigt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Werkzeug und eine korrespondierende Werkzeugaufnahme eines Handwerkzeuggerätes dahingehend zu modifizieren, dass möglichst viel des vom Antrieb des Handwerkzeuggerätes erzeugten Drehmomentes auf das Werkzeug übertragen werden kann. Dabei soll eine übermässige Schwächung des Werkzeuges, insbesondere seines Einspannschaftes, vermieden werden und ein daraus resultierendes Versagen des Werkzeuges verhindert werden. Die begrenzte axiale Beweglichkeit des in die Werkzeugaufnahme eingesetzten Werkzeuges soll erhalten bleiben. Es soll eine Einrichtung zur Drehmomentübertragung, bestehend aus Werkzeug und Werkzeugaufnahme, geschaffen werden, bei der das Werkzeug einfach in die Werkzeugaufnahme einsetzbar ist und ein feherlhaftes Einsetzen durch Verwechsein der Drehmitnahmen und der axialen Sicherungen vermieden wird. Das Werkzeug soll einfach und billig in der Herstellung sein; aufwendige Fertigungsverfahren sollen vermieden werden.
Die Lösung dieser Aufgaben besteht in einer Einrichtung zur Drehmomentübertragung bei Handwerkzeuggeräten, welche die im kennzeichnenden Abschnitt des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale aufweist. Die erfindungsgemässe Einrichtung zur Drehmomentübertragung umfasst ein Werkzeug, welches an seinem Einspannschaft mit sich axial erstreckenden Mitnahmeflächen ausgestattet ist, die mit korrespondierend ausgebildeten Gegenflächen in der Werkzeugaufnahme zusammenwirken, und eine Einrichtung aufweist, die im Zusammenwirken mit entsprechenden Vorkehrungen in der Werkzeugaufnahme eine axiale Halterung für das Werkzeug bildet und eine begrenzte axiale Verschiebung des eingesetzten Werkzeuges erlaubt. Die Einrichtung am Einspannschaft des Werkzeuges umfasst wenigstens eine Vertiefung, die mit wenigstens einem korrespondierend ausgebildeten Verriegelungselement der Werkzeugaufnahme zusammenwirkt, welches begrenzt radial und begrenzt axial verschiebbar ist, wobei die axiale Verschiebbarkeit des Werkzeuges zumindest teilweise durch die begrenzte axiale Verschiebbarkeit des Verriegelungselementes ermöglicht ist.
Durch die erfindungsgemässe Ausbildung des Werkzeuges und der Werkzeugaufnahme des Handwerkzeuggerätes wird die am Einspannschaft zur Verfügung stehende Drehmomentübertragungsfläche vergrössert. Die axiale Sicherung des Werkzeuges umfasst am Einspannschaft nur eine kleine Vertiefung, die nur einen sehr kleinen Bereich des Einspannschaftes in Anspruch nimmt. Der gesamte übrige Bereich des Einspannschaftes steht für die Übertragung des Drehmomentes zur Verfügung, und es kann deutlich mehr Drehmoment auf das Werkzeug übertragen werden als bei den bekannten Einrichtungen zur Drehmomentübertragung. Eine übermässige Schwächung des Werkzeuges im Bereich seines Einspannschaftes wird vermieden, da die Vertiefung relativ klein ist. Selbst wenn diese im Boden einer Drehmitnahmenut im Einspannschaft angeordnet, wird dadurch der Querschnitt des Einspannschaftes nur unwesentlich verringert. Durch die Anordnung der Vertiefung in einem an eine Drehmitnahmenut angrenzenden erhabenen Bereich des Einspannschaftes kann eine Querschnittsverringerung vollständig vermieden werden. Die begrenzte axiale Beweglichkeit des in die Werkzeugaufnahme eingesetzten Werkzeuges bleibt erhalten, indem die Vertiefung am Einspannschaft mit wenigtstens einem korrespondierend ausgebildeten Verriegelungselement der Werkzeugaufnahme zusammenwirkt, welches begrenzt radial und begrenzt axial verschiebbar ist. Die axiale Verschiebbarkeit des Werkzeuges ist zumindest teilweise durch die begrenzte axiale Verschiebbarkeit des Verriegelungselementes ermöglicht.
Aufgrund der erfindungsgemässen Ausbildung des Werkzeuges und der Werkzeugaufnahme des Handwerkzeuggerätes kann es beim Einsetzen des Werkzeuges in die Werkzeugaufnahme zu keinen Verwechslungen der Drehmitnehmer mit der axialen Halterung kommen. Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Werkzeugen und den zugehörigen Werkzeugaufnahmen sind die mit den Mitnahmeflächen bzw. den Gegenflächen ausgestatteten Bereiche und die Einrichtung für die axiale Halterung nicht mehr ähnlich ausgebildet. Dadurch kann das Werkzeug nicht mehr fehlerhaft eingesetzt werden. Das Einsetzen des Werkzeuges in die Werkzeugaufnahme ist einfach zu bewerkstelligen und kann je nach der Anzahl der Vertiefungen am Einspannschaft in unterschiedlichen Winkelstellungen des Werkzeuges erfolgen. Das Erstellen der Vertiefungen am Einspannschaft des Werkzeuges kann sehr einfach, beispielsweise auf spanende Weise oder durch Kaltumformen, insbesondere Walzen, erfolgen. Diese Verfahren sind einfach und kostengünstig durchzuführen, was bei den in grossen Stückzahcez hergestellten Werkzeugen von grosser Bedeutung ist.
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung weist die Vertiefung am Einspannschaft eine axiale Erstreckung auf, die im wesentlichen gleich der axialen Erstreckung des Verriegelungselementes ist. Auf diese Weise kann der durch die Vertiefung als Drehmomentübertragungsfläche gegebenenfalls verlorengehende Bereich möglichst klein gehalten werden. Die begrenzte axiale Verschiebbarkeit des in die Werkzeugaufnahme eingesteckten Werkzeuges bleibt durch die begrenzte axiale Verschiebbarkeit des Verriegelungselementes gewährleistet.
Es erweist sich als vorteilhaft, wenn die Vertiefung in einem vorderen Bereich des Einspannschaftes angeordnet ist, der dem Einsteckende des Einspannschaftes abgewandt ist und sich im eingesteckten Zustand des Werkzeuges in einem Mündungsbereich der Werkzeugaufnahme befindet. Bevorzugt befindet sich die Vertiefung im wesentlichen in der, bezogen auf den Arbeitsbereich des Werkzeuges, vorderen Hälfte des Einspannschaftes. Bei dieser Ausführungsvariante werden auch die Mitnahmeflächen möglichst weit in Richtung des Arbeitsbereiches des Werkzeuges verlagert. Auf diese Weise wird die Torsionslänge, das ist der Abstand zwischen den Mitnahmeflächen und der die Schneiden tragenden Spitze des Werkzeuges, möglichst klein gehalten und es kann eine bessere Einleitung der Schlageinergie in das Einsteckende des Einspannschaftes des Werkzeuges bewirkt werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung sind wenigstens zwei Vertiefungen vorgesehen, die etwa kalottenförmig ausgebildet sind und in gleichen Abständen voneinander entlang eines Umfanges des Einspannschaftes des Werkzeuges angeordnet sind. Auf diese Weise kann das Werkzeug je nach Anzahl der paarweise diametral gegenüberliegend angeordneten Vertiefungen im Einspannschaft in unterschiedlichen Winkelstellungen in die Werkzeugaufnahme eingesteckt werden, wobei immer wenigstens eine der Vertiefungen mit einem Verriegelungselement der Werkzeugaufnahme zusammenwirkt.
Das Einstecken des Werkzeuges in die Werkzeugaufnahme wird dadurch erleichtert, dass in einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung jeder Mitnahmefläche eine Vertiefung zugeordnet ist. Die Anzahl der am Werkzeugschaft angebrachten Vertiefungen entspricht somit der Anzahl von Mitnahmeflächen, und das Werkzeug kann auf diese Weise bei nur einem einzigen Verriegelungselement in der Werkzeugaufnahme in einer entsprechenden Anzahl von Winkelstellungen eingesetzt werden. Dies hat den Vorteil, dass jede einzelne der Vertiefungen einer geringeren Belastung ausgesetzt ist und dass die Wahrscheinlichkeit einer Verfomung einer Vertiefung reduziert wird.
Werden die Vertiefungen derart entlang eines Umfanges des Einspannschaftes angeordnet, dass sie eine umlaufende Ringnut bilden, so hängen die zulässigen Einsteckorientierungen des Werkzeuges nur noch von der Anordnung der Mitnahmeflächen am Einspannschaft und von deren Gegenflächen in der Werkzeugaufnahme ab.
Die am Einspannschaft angeordneten Mitnahmeflächen sind in einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung an Leisten bzw. Nuten angeordnet. Ihre Längserstreckung über den Einspannschaft verläuft im wesentlichen senkrecht zu dem Umfang des Einspannschaftes, an dem die Vertiefung(en) bzw. die Ringnut angeordnet sind. Die derart am Einspannschaft des Werkzeuges ausgebildeten Leisten bzw. Nuten sind einfach herstellbar. Ihre Gegenflächen sind an Nuten bzw. Leisten in der Werkzeugaufnahme vorgesehen und sind gleichfalls einfach herstellbar. Die Übertragung des Drehmomentes erfolgt im wesentlichen entlang der gesamten Längserstreckung der zusammenwirkenden Mitnahmeflächen und Gegenflächen.
Es erweist sich als vorteilhaft, wenn das Verriegelungselement im Bereich seiner mit der Ringnut zusammenwirkenden Verriegelungsfläche dem Querschnitt der Ringnut angeglichen ist und mit seiner Verriegelungsfläche an wenigstens zwei Leisten bzw. Nuten zur Anlage kommt. Ein derart ausgebildetes Verriegelungselement weist in der Regel eine asymmetrische Form auf, die ein Herausfallen aus seiner Halterung zuverlässig verhindert. Die Verriegelungsfläche des Verriegelungselementes und die korrespondierend ausgebildete Vertiefung können sehr klein gehalten werden. Das Verriegelungselement besteht dabei vorzugsweise aus Hartmetall.
Für die Krafteinleitung bei der Drehmomentübertragung ist es vorteilhaft, wenn die Mitnahmeflächen gegenüber einer Radialebene der Leisten bzw. Nuten unter einem Winkel von etwa 15° bis etwa 60° geneigt angeordnet sind. Dadurch wird die eingeleitete Kraftkomponente in eine rechtwinkelig zur Kraftübertragungsfläche verlaufende und in eine parallel dazu verlaufende Kraftkomponente aufgeteilt, welche zu einem vorteilhaften Zentriereffekt führt. Der Zentriereffekt wird noch dadurch unterstützt, dass jede Leiste bzw. Nute eine zweite Flanke aufweist, die im Fall einer Leiste in Drehrichtung vorlaufend und im Fall einer Nute in Drehrichtung nachlaufend angeordnet ist und jeweils mit der Radialebene der Leiste bzw. Nute einen grösseren Winkel einschliesst als die Mitnahmefläche. In der Projektion des Querschnittes des Einspannschaftes weisen die derart ausgebildeten Leisten bzw. Nuten eine asymmetrische, sägezahnartige Form auf.
In einer alternativen, vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung sind die Mitnahmeflächen am Einspannschaft derart ausgebildet, dass die Aussenkontur eines Querschnittes des Einspannschaftes einen sinusähnlichen Verlauf aufweist. Der Querschnitt der korrespondierend ausgebildeten Gegenflächen in der Werkzeugaufnahme weist gleichfalls einen sinusähnlichen Querschnitt auf. Die auf diese Weise geformten Mitnahmeflächen und ihre Gegenflächen in der Werkzeugaufnahme laufen weitgehend ohne Scherkräfte aneinander ab. Dadurch können Reibungsverluste vermieden werden und es kann die Abnützung der Mitnahmeflächen am Einspannschaft und der Gegenflächen in der Werkzeugaufnahme sehr gering gehalten werden. Durch den sinusförmigen Verlauf werden Kerbspannungen vermieden. Die sinusähnlichen Verläufe der Querschnitte des Einspannschaftes und der Werkzeugaufnahme können in Ihrer Form derart variiert werden, dass beispielsweise durch eine Abflachung der Sinuskurve im Bereich des grössten Durchmessers der Drehmitnehmer am Einspannschaft im eingesteckten Zustand des Werkzeuges Toträume entstehen. Diese Toträume erfüllen die Funktion von Schmutztaschen und können Verunreinigungen aufnehmen. Durch die Variation der Sinusform kann auch die Führungsfläche zwischen dem Einspannschaft und der Werkzeugaufnahme definiert werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante der Erfindung ist eine ungerade Anzahl von Mitnahmeflächen am Einspannschaft und von korrespondierend ausgebildeten Gegenflächen in der Werkzeugaufnahme vorgesehen. Bei Einspannschaftdurchmessern bis etwa 10 mm sind vorzugsweise bis zu fünf Mitnahmeflächen und korrespondierende Gegenflächen vorgesehen. Bei Einspannschaftdurchmessem von etwa 10mm bis etwa 15 mm erweisen sich bis zu sieben Mitnahmeflächen und korrespondierende Gegenflächen als vorteilhaft. Bei Einspannschaftdurchmessem, die grösser sind als etwa 15 mm, sind vorzugsweise bis zu elf Mitnahmeflächen und korrespondierende Gegenflächen angeordnet. Bei dieser Anzahl von Mitnahmeflächen und von korrespondierenden Gegenflächen können bei den angegebenen Werkzeugdurchmessem die die Mitnahmeflächen bzw. die Gegenflächen tragenden Bereiche des Werkzeuges bzw. der Werkzeugaufnahme noch ausreichend stabil ausgebildet werden. Gleichzeitig kann die für die Drehmomentübertragung zur Verfügung stehende Übertragungsfläche möglichst gross gehalten werden. Die ungerade Zahl von Mitnahmeflächen und Gegenflächen ist auch aus schwingungstechnischen Gründen von Vorteil. Die geringfügige Asymmetrie resultiert in einer geänderten Krafteinleitung über die mit Schneiden versehene Werkzeugspitze, die ein vorteilhaftes Abbauverhalten bewirkt.
Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf in den schematischen Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Einrichtung zur Drehmomentübertragung mit Werkzeug und Werkzeugaufnahme;
Fig. 2: einen Einspannschaft eines Werkzeuges eines zweiten Ausführungsbeispieles der Erfindung;
Fig. 3: einen Querschnitt eines Einspannschaftes des Werkzeuges eines dritten Ausführungsbeispieles der Erfindung; und
Fig. 4: einen Querschnitt eines Einspannschaftes des Werkzeuges eines weiteren Ausführungsbeispieles der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung zur Drehmomentübertragung schematisch dargestellt. Die Einrichtung umfasst ein Werkzeug 1 und eine zu einem nicht dargestellten Handwerkzeuggerät gehörende Werkzeugaufnahme 5. Die schematische Darstellung zeigt das Werkzeug 1 mit seinem Einspannschaft 2 eingesetzt in die Werzeugaufnahme 5. Am Einspannschaft 2 des Werkzeuges 1 sind Mitnahmeflächen 31 angeordnet, die zur Übertragung des von einem vorzugsweise elektrischen Antrieb des Handwerkzeuggerätes erzeugten Drehmomentes auf das Werkzeug 1 mit korrespondierend ausgebildeten Gegenflächen 6 in der Werkzeugaufnahme 5 zusammenwirken. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Mitnahmeflächen am Einspannschaft 2 an Drehmitnahmenuten 3 ausgebildet, in welche korrespondierend geformte Mitnehmerleisten der Werkzeugaufnahme 5 eingreifen. Das Werkzeug 1 ist an seinem Einspannschaft 2 mit einer Einrichtung 4 ausgestattet, die im Zusammenwirken mit entprechenden Vorkehrungen 7 in der Werkzeugaufnahme 5 eine begrenzt axial verschiebbare Halterung für das Werkzeug 1 bildet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Einrichtung 4 am Einspannschaft 2 als kleine, vorzuzgsweise kalottenförmige Vertiefung ausgebildet. Die Vorkehrungen 7 in der Werkzeugaufnahme 5 umfassen ein vorzugsweise kugelförmiges Verriegelungselement 8, welches in einer blockartigen Aufnahme 9 gehalten ist. Die Aufnahme 9 ist zusammen mit dem von ihr gehaltenen Verriegelungselement 8 in einer axial verlaufenden Nut 13 begrenzt axial verschiebbar. Die axiale Länge der Nut 13 ist grösser als die axiale Erstreckung der Vertiefung 4 im Einspannschaft 2. Entsprechend ist der axiale Verschiebeweg des Verriegelungselementes 8 grösser als die axiale Erstreckung der Vertiefung 4 im Einspannschaft 2. Um die Verschiebbarkeit der Aufnahme 9 zu ermöglichen, weist diese an ihrem dem Einspannschaft 2 abgewandten Bereich axiale Leisten 10 auf, die in einer schlitzförmigen Ausnehmung 12 in der Aussenwandung 11 der Werkzeugaufnahme 5 axial gleiten können. Im Bereich der Ausnehmung 12 in der Aussenwandung 11 der Werkzeugaufnahme 5 ist eine Arretierhülse 14 angeordnet, die eine Nockenfläche 15 aufweist. Im arretierten Zustand drückt die Nockenfläche 15 auf die axialen Leisten 10 der Aufnahme 9 und sorgt für die axiale Sicherung des in die Werkzeugaufnahme 5 eingesetzten Werkzeuges 1, indem das Verriegelungselement 8 in die Vertiefung 4 im Einspannschaft 2 gedrückt wird. Durch Verdrehen der Arretierungshülse 14 wird die Nockenfläche 15 von den Leisten 10 wegbewegt. Dadurch haben die Leisten 10 radiales Spiel und können radial ausweichen, um den Einspannschaft 2 wieder freizugeben.
Im Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäss Fig. 1 ist nur eine kalottenförmige Vertiefung 4 angedeutet. Es versteht sich, dass auch zwei oder mehrere Vertiefungen 4 am Einspannschaft 2 angeordnet sein können. Bei zwei oder mehreren Vertiefungen 4 sind diese vorzugsweise paarweise einander diametral gegenüberliegend angeordnet. In diesem Fall kann auch die Werkzeugaufnahme mit mehreren, beispielsweise zwei oder vier, Verriegelungselementen 8 ausgestattet sein, die einander paarweise diametral gegenberliegen und analog zur oben geschilderten Weise gehaltert und arretiert sind und gemeinsam begrenzt axial verschiebbar sind.
In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des Einspannschaftes 2 eines Werkzeuges 1 der erfindungsgemässen Einrichtung zur Drehmomentübertragung dargestellt. In diesem Fall sind die Mitnahmeflächen 31 an axial verlaufenden Leisten 3 vorgesehen. Die korrespondierend ausgebildeten Gegenflächen in der nicht dargestellten Werkzeugaufnahme sind in diesem Fall an axialen Nuten mit trapezartigem Querschnitt angeordnet. Die Vertiefungen 4 sind derart entlang eines Umfanges des Einspannschaftes 2 angeordnet, dass sie eine umlaufende Ringnut bilden. Dies hat den Vorteil, dass beim Einsetzen des Werkzeuges in die Werkzeugaufnahme nicht mehr auf die Anordnung der Vertiefungen 4 im Einspannschaft 2 Rücksicht genommen werden muss. Die Winkelstellungen, unter denen das Werkzeug in die Werkzeugaufnahme eingesetzt werden kann, hängen nur mehr von der Anordung der Leisten 3 am Einspannschaft 2 und der korrespondierend ausgebildeten Nuten in der Werkzeugaufnahme ab.
Die mit den Mitnahmeflächen 31 ausgestatten Leisten 3 des dargestellten Ausführungsbeispiels erstrecken sich nicht bis zum Einsteckende 16 des Einsteckschaftes 2. Das Einsteckende 16 weist einen kreisförmigen Querschnitt auf. Dadurch kann in der Werkzeugaufnahme eine ringförmige Dichtung vorgesehen sein, die den Einspannschaft 2 im Bereich des Einsteckendes 16 umgibt. Diese zusätzliche Dichtung verhindert, dass mit den Leisten 3 mitgebrachter Schmutz in den Bereich des Schlagwerkes des Handwerkzeuggerätes gelangen kann. Es versteht sich, dass auch bei einem Werkzeug mit nutenförmig ausgebildeten Drehmitnehmem, wie sie beispielsweise in Fig. 1 angedeutet sind, die Nuten vor dem Einsteckende des Einspannschaftes enden können. Auch in diesem Fall besitzt das Einsteckende einen kreisförmigen Querschnitt, der für eine zusätzlichen Abdichtung herangezogen werden kann. Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Vertiefungen, die beispielsweise so dicht angeordnet sind, dass eine umlaufende Ringnut gebildet wird, im bezogen auf die Arbeitsrichtung des Werkzeuges vorderen Bereich 17 des Einspannschaftes 2, insbesondere etwa in der vorderen Hälfte des Einspannschaftes, angeordnet sind. Die Vertiefungen befinden sich bei eingesetztem Werkzeug im Mündungsbereich der Werkzeugaufnahme. Die Mitnahmeflächen können auch weiter in den vorderen Bereich des Einspannschaftes verlegt werden. Dadurch wird die Anordnung des kreisförmig ausgebildeten Einsteckendes 16 erleichtert, an dem die zusätzliche Schmutzdichtung anliegen kann. Die Einleitung der Schlagenergie kann optimiert werden, ohne auf die Anordnung der Mitnahmeflächen Rücksicht nehmen zu müssen. Die Torsionslänge, definiert als der Abstand zwischen den Mitnahmeffächen und der Schneiden tragenden Werkzeugspitze, wird verringert.
In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Einspannschaftes 2 eines Werkzeuges 1 einer erfindungsgemässen Einrichtung im Querschnitt dargestellt. Der Schnitt ist durch die umlaufende Ringnut gelegt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Mitnahmeflächen 31 an Leisten 3 vorgesehen. Die Mitnahmeflächen 31 sind gegenüber der Radialebene R der Leisten 3 unter einem Winkel α geneigt. In vorteilhafter Weise beträgt der Winkel α etwa 15° bis 60°. Dadurch wird die bei der Drehmomentübertragung von den korrespondierend ausgebildeten Gegenflächen in der Werkzeugaufnahme eingeleitete Kraftkomponente in eine rechtwinkelig zur Kraftübertragungsfläche verlaufende und in eine parallel dazu verlaufende Kraftkomponente aufgeteilt, welche zu einem vorteilhaften Zentriereffekt führt. Der Zentriereffekt wird noch dadurch unterstützt, dass jede Leiste 3 eine in Drehrichtung vorlaufende zweite Flanke 32 aufweist, die mit der Radialebene R der Leiste 3 einen grösseren Winkel β einschliesst als die Mitnahmefläche 31. In der Projektion des Querschnittes des Einspannschaftes weisen die Leisten 3 eine asymmetrische, sägezahnartige Form auf. Während im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 axiale Leisten 3 dargestellt sind, können auch asymmetrisch ausgebildete Nuten im Einspannschaft vorgesehen sein, die mit entsprechend geformten Mitnehmerleisten in der Werkzeugaufnahme zusammenwirken. In diesem Fall laufen die zweiten Flanken in Drehrichtung den Mitnahmeflächen nach.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsvariante des Werkzeuges 1 einer erfindungsgemässen Einrichtung zur Drehmomentübertragung im Querschnitt. Der Schnitt verläuft wie in Fig. 3 durch die zu einer umlaufenden Ringnut entlang eines Umfanges des Einspannschaftes 2 angeordneten Vertiefungen. Die Mitnahmeflächen 31 sind an Drehmitnahmenuten 3 vorgesehen, deren Aussenkontur einen sinusähnlichen Verlauf aufweist. Der Querschnitt der korrespondierend ausgebildeten Gegenflächen in der Werkzeugaufnahme weist gleichfalls einen sinusähnlichen Querschnitt auf. Die Form der Gegenflächen in der Werkzeugaufnahme und der Nuten am Einspannschaft des Werkzeuges können auch derart ausgebildet sein, dass erst das Zusammenfügen des Einspannschaftes und der eingreifenden Gegenstücke in der Projektion ein sinusförmiges Profil ergibt. Die auf diese Weise geformten Mitnahmeflächen und ihre Gegenflächen in der Werkzeugaufnahme laufen weitgehend ohne Scherkräfte aneinander ab. Dadurch können Reibungsverluste vermieden werden und es kann die Abnützung der Mitnahmeflächen am Einspannschaft und der Gegenflächen in der Werkzeugaufnahme sehr gering gehalten werden. Kerbspannungen werden vermieden. Die sinusähnlichen Verläufe können derart variiert, beispielsweise abgeflacht werden, dass bei in die Werkzeugaufnahme eingestecktem Werkzeug Toträume ausgebildet werden. Diese Toträume erfüllen die Funktion von Schmutztaschen und können Verunreinigungen aufnehmen. Die sinusähnlichen Verfäufe können auch für eine Führung des Werkzeuges in der Werkzeugaufnahme modifiziert werden. Das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 weist Drehmitnahmenuten mit sinusähnlicher Aussenkontur auf. Es versteht sich, dass die sinusähnliche Aussenkontur auch bei Drehmitnahmeleisten vorgesehen sein kann.
Die in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiele von Werkzeugen weisen jeweils eine ungerade Anzahl von Mitnahmeflächen am Einspannschaft und von korrespondierenden Gegenflächen in der Werkzeugaufnahme auf. Bei Einspannschaftdurchmessem bis etwa 10 mm sind vorzugsweise bis zu fünf Mitnahmeflächen 31 (Fig.3) bzw. korrespondierende Gegenflächen vorgesehen. Bei Einspannschaftdurchmessem von etwa 10 mm bis etwa 15 mm sind bevorzugt bis zu sieben Mitnahmeflächen bzw. Gegenflächen angeordnet. Bei Einspannschaftdurchmessem, die grosser sind als etwa 15 mm sind, beträgt die Anzahl der Drehmitnahmeflächen 31 bzw. der Gegenflächen in der Werkzeugaufnahme vorzugsweise bis zu elf (Fig. 4). Bei dieser Anzahl von Mitnahmeflächen bzw. von korrespondierenden Gegenflächen können bei den angegebenen Werkzeugdurchmessem die mit den Mitnahmeflächen ausgestatteten Bereiche des Werkzeuges noch ausreichend stabil ausgebildet werden. Gleichzeitig kann die für die Drehmomentübertragung zur Verfügung stehende Übertragungsfläche möglichst gross gehalten werden. Die ungerade Zahl von Mitnahmflächen hat eine vorteilhafte Auswirkung auf das Abbauverhalten des Werkzeuges im Betrieb. Es versteht sich, dass die in den Fig. beispielsweise dargestellten Geometrien der Mitnahmeffächen und der axialen Halterungen und die Anzahlen der Mitnahmeflächen und der Gegenflächen beliebig kombinierbar sind.
Durch die erfindungsgemässe Ausbildung des Werkzeuges und der Werkzeugaufnahme des Handwerkzeuggerätes wird die am Einspannschaft zur Verfügung stehende Drehmomentübertragungsfläche vergrössert. Die axiale Sicherung des Werkzeuges umfasst am Einspannschaft nur eine kleine Vertiefung, die nur einen sehr kleinen Bereich des Einspannschaftes in Anspruch nimmt. Der gesamte übrige Bereich des Einspannschaftes steht für die Übertragung des Drehmomentes zur Verfügung, und es kann deutlich mehr Drehmoment auf das Werkzeug übertragen werden als bei den bekannten Einrichtungen zur Drehmomentübertragung. Eine übermässige Schwächung des Werkzeuges im Bereich seines Einspannschaftes wird vermieden, da die Vertiefungen relativ klein sind. Die begrenzte axiale Beweglichkeit des in die Werkzeugaufnahme eingesetzten Werkzeuges bleibt erhalten.
Aufgrund der erfindungsgemässen Ausbildung des Werkzeuges und der Werkzeugaufnahme des Handwerkzeuggerätes kann das Werkzeug nicht mehr fehlerhaft in die Werkzeugaufnahme eingesetzt werden. Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Werkzeugen und den zugehörigen Werkzeugaufnahmen sind die Bereiche des Werkzeuges, welche die Mitnahmeflächen aufweisen, und die Bereiche. für die axiale Halterung nicht mehr ähnlich ausgebildet. Das Einsetzen des Werkzeuges in die Werkzeugaufnahme ist einfach zu bewerkstelligen und kann je nach der Anzahl der Vertiefungen am Einspannschaft in unterschiedlichen Winkelstellungen des Werkzeuges erfolgen. Das Erstellen der Vertiefungen am Einspannschaft des Werkzeuges kann sehr einfach, beispielsweise auf spanende Weise oder durch Kaltumformen, insbesondere Walzen, erfolgen. Diese Verfahren sind einfach und kostengünstig durchzuführen, was bei den in grossen Stückzahlen hergestellten Werkzeugen von grosser Bedeutung ist.

Claims

Einrichtung zur Drehmomentübertragung bei Handwerkzeuggeräten mit einem in eine Werkzeugaufnahme (5) einsteckbaren Werkzeug (1), wobei das Werkzeug (1) an seinem Einspannschaft (2) sich axial erstreckende Mitnahmeflächen (31) aufweist, die mit korrespondierend ausgebildeten Gegenflächen (6) in der Werkzeugaufnahme (5) zusammenwirken, und mit einer Einrichtung (4) ausgestattet ist, die im Zusammenwirken mit entsprechenden Vorkehrungen (7) in der Werkzeugaufnahme (5) eine Halterung für das Werkzeug (1) bildet und eine begrenzte axiale Verschiebbarkeit des. Werkzeuges erlaubt, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (4) am Einspannschaft (2) des Werkzeuges (1) wenigstens eine Vertiefung umfasst, die mit wenigstens einem korrespondierend ausgebildeten Verriegelungselement (8) der Werkzeugaufnahme (5) zusammenwirkt, welches begrenzt radial und begrenzt axial verschiebbar ist, wobei die axiale Verschiebbarkeit des Werkzeuges (1) zumindest teilweise durch die begrenzte axiale Verschiebbarkeit des Verriegelungselementes (8) ermöglicht ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (4) am Einspannschaft (2) eine axiale Erstreckung aufweist, die im wesentlichen gleich der axialen Erstreckung des Verriegelungselementes (8) ist.
Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (4) in einem vorderen Bereich (17) des Einspannschaftes (2) angeordnet ist, der dem Einsteckende (16) des Einspannschaftes abgewandt ist und sich im eingesteckten Zustand des Werkzeuges (1) in einem Mündungsbereich der Werkzeugaufnahme (5) befindet.
Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Vertiefungen (4) vorgesehen sind, die etwa kalottenförmig ausgebildet sind und in gleichen Abständen voneinander entlang eines Umfanges des Einspannschaftes (2) des Werkzeuges (1) angeordnet sind.
Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Mitnahmefläche (31) eine Vertiefung (4) zugeordnet ist.
Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungen (4) derart entlang eines Umfanges des Einspannschaftes (2) angeordnet sind, dass sie eine umlaufende Ringnut bilden.
Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die am Einspannschaft (2) angeordneten axialen Mitnehmeflächen (31) an Leisten bzw. Nuten (3) angeordnet sind und sich im wesentlichen senkrecht zu dem Umfang des Einsteckschaftes (2) erstrecken, an dem die Vertiefung(en) (4) bzw. die Ringnut angeordnet sind.
Einrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (8) im Bereich seiner mit der Ringnut zusammenwirkenden Verriegelungsfläche dem Querschnitt der Ringnut angeglichen ist und mit seiner Verriegelungsfläche an wenigstens zwei Leisten bzw. Nuten zur Anlage kommt.
Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnahmeflächen (31) der Leisten bzw. Nuten (3) gegenüber einer Radialebene (R) der Leisten bzw. Nuten unter einem Winkel (α) geneigt verlaufen, der etwa 15° bis etwa 60° beträgt.
Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leisten bzw. Nuten (3) jeweils eine zweite Flanke (32) aufweisen, die mit der Radialebene (R) der Leisten bzw. Nuten (3) einen grösseren Winkel (β) einschliesst als die Mitnahmeflächen (31).
Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leisten bzw. Nuten (3) am Einspannschaft (2) derart ausgebildet sind, dass die Aussenkontur eines Querschnittes des Einspannschaftes (2) einen sinusähnlichen Verlauf aufweist.
Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine ungerade Anzahl von Mitnahmeflächen (31) am Einspannschaft (2) und von korrespondierend ausgebildeten Gegenflächen (6) in der Werkzeugaufnahme (5) vorgesehen sind, wobei die Anzahl bei Einspannschaftdurchmessem bis etwa 10 mm bis zu fünf Mitnahmeflächen (31) bzw. Gegenflächen (6) beträgt, bei Einspannschaftdurchmessem von etwa 10 mm bis etwa 15 mm bis zu sieben Mitnahmeflächen (31) bzw. Gegenflächen (6) und bei Einspannschaftdurchmessem grösser als etwa 10 mm bis zu elf Mitnahmeflächen (31) bzw. Gegenflächen (6) vorgesehen sind.