EP2007554A1 - Auswechselbares rotationswerkzeug für eine handwerkzeugmaschine - Google Patents

Auswechselbares rotationswerkzeug für eine handwerkzeugmaschine

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Publication number
EP2007554A1
EP2007554A1 EP07726353A EP07726353A EP2007554A1 EP 2007554 A1 EP2007554 A1 EP 2007554A1 EP 07726353 A EP07726353 A EP 07726353A EP 07726353 A EP07726353 A EP 07726353A EP 2007554 A1 EP2007554 A1 EP 2007554A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
driving
rotary tool
tool according
webs
shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07726353A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ulrich Bohne
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2007554A1 publication Critical patent/EP2007554A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/0007—Connections or joints between tool parts
    • B25B23/0035—Connection means between socket or screwdriver bit and tool
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K5/00—Making tools or tool parts, e.g. pliers
    • B21K5/02—Making tools or tool parts, e.g. pliers drilling-tools or other for making or working on holes
    • B21K5/10—Forming drill-bit shanks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/005—Cylindrical shanks of tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
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    • B23B31/008—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control with arrangements for transmitting torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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    • 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
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B25D2217/0003—Details of shafts of percussive tool bits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
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    • B25D2217/003—Details relating to chucks with radially movable locking elements
    • B25D2217/0034—Details of shank profiles
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    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T408/00—Cutting by use of rotating axially moving tool
    • Y10T408/89—Tool or Tool with support
    • Y10T408/907—Tool or Tool with support including detailed shank

Definitions

  • the invention relates to a replaceable rotary tool for a hand tool with drilling and / or hammer function, in particular for a hammer drill, with an insertion for receiving in a tool holder of the power tool, which has at least two along its longitudinal extension extending webs for a rotary driving.
  • a rotary tool of the aforementioned type is known.
  • a hand tool with drilling and / or hammer function takes a tool holder of the power tool on an insertion of the rotary tool and drives the rotary tool - such as a drill - along along the longitudinal extension of the insert shaft extending driving webs and / or driving grooves rotating.
  • a hammer mechanism of the machine tool periodically repels the rotary tool punches.
  • rotary hammers In contrast to drills or impact drills, where the insert shaft of the rotary tool used in a multi-part chuck (for example, a 3-jaw chuck) of the tool holder is firmly clamped, in particular rotary hammers have a tool holder with a rotatably driven receiving sleeve, the one at both ends open recess for receiving has the insert of the rotary tool used.
  • a locking ball is usually provided, which is brought into engagement behind an undercut of the rotary tool by means of a spring-loaded locking ring surrounding the receiving sleeve.
  • the insertion of the rotary tool has a non-cylindrical cross-section, for example, in the so-called "SDS-Plus" profile two diametrically opposite, extending in the longitudinal direction of the insert shaft and open to its rear end driving grooves with which when inserting the insertion in
  • SDS-Plus non-cylindrical cross-section
  • such an entrainment system is relatively complicated to manufacture because corresponding grooves in the insert shaft must be realized by machining processes, and only suitable for a relatively large diameter insertion shaft ,
  • the rotary tool according to the invention has - seen in cross-section - the driving webs on the insertion diametrically opposite one another, wherein at least one of the driving webs has an axial interruption to Axialverriegelung.
  • Such trained driving webs have two different functions: First, the Mitiffstege serve to transmit torque from the tool holder of the power tool on the rotary tool, on the other hand, the driving bridge with the Axialunterbrechung also serves to Axialverriegelung.
  • driving webs ensures good concentricity properties with high torque transmission.
  • rotation tools are, for example stone and wood drills, and screwdriver bits provided with a corresponding formation of the insert.
  • the wear of the tool holder is shifted to the rotary tool, so that the life of the tool holder and
  • the insertion strips of the insert can be formed as desired, which enables a more cost-effective production of the rotation tools.
  • the insertion shaft has only two driving webs.
  • An insert with two - seen in cross section - diametrically opposite driving rides is easy to prepare and shows good concentricity.
  • both driving webs in particular each have an axial interruption, which are the same. If each of the entraining webs has an axial interruption to the axial locking, then the rotary tool can be correspondingly inserted and locked in two orientations rotated by 180 ° relative to one another in the tool receptacle.
  • the insertion shaft has a, or substantially one, circular cross-section.
  • An insert shaft of a rotary tool having a circular cross section is easy to center and is also suitable for small-sized tool holders.
  • the driving webs have longitudinal sides which form flat driving flanks. Mit Spotifystege with flat driving flanks are distinguished - A -
  • each driving web run parallel to one another. Mit Spotifystege with such arranged longitudinal sides can be created with cost-effective manufacturing processes such as by a "squeezing" of the driving webs.With only two driving webs, this can be done in only one step.
  • the driving flanks extend radially or approximately radially to the axis of rotation of the rotary tool. Radially arranged driving flanks, together with correspondingly arranged driving flanks of the tool holder, ensure a high torque transmission. Especially with parallel longitudinal sides of each driving web, the driving flanks extend approximately radially to the axis of rotation of the rotary tool to allow a parallel alignment of the longitudinal sides.
  • the insertion shaft with the driving webs has an outline contour corresponding to a Torx profile.
  • Torx profiles are widely used in rotary tools, allowing for a combination of the rotary tool with other machine tools.
  • An insert with six driving ridges, which has an outline contour corresponding to a Torx profile can also be clamped in a conventional 3-jaw chuck a drill or impact drill.
  • the insert shaft has a cross-section which has a constant or nearly constant cross-sectional area over its longitudinal extent.
  • a racket or a firing pin strikes axially on an end face of the insert shaft. This results in a longitudinally passing through the rotary tool shock wave, which is partially reflected in sections of the insertion with a changing cross-sectional area.
  • shock wave By a superposition of such back and forthcoming shock waves it can come in the rotary tool locally to voltage peaks, which can lead to breakage of the tool.
  • At a constant or nearly constant cross-sectional area of the insert shaft such reflections are suppressed, so that the shock wave is transmitted during operation without reflections on a lying in front of the rotary tool workpiece.
  • the diameter of the insert shaft is between 4 mm (millimeters) and 8 mm, preferably between 6.5 mm and 7.0 mm. Due to such a small diameter of the insert shaft, a cost reduction in production is achieved by a lower use of material.
  • the carrier web is split with axial interruption of the Axialunterbrechung in a first Axialstegabonce and a second Axialstegabexcellent, the first Axialstegabrough - viewed from a subsequent to the insertion shaft machining area of the rotary tool - is arranged before the interruption and the second Axialstegabites is disposed behind the interruption and the first Axialstegabrough is longer than the second Axialstegabites.
  • the locking of the rotary tool on the side facing away from the processing area of the Einsetzschaftes, while the rotational drive over an elongated portion along an extended portion of the insert shaft is ensured.
  • the invention further relates to a method for producing an insertion shaft of a rotary tool having at least two driving webs extending along its longitudinal extension for rotational drive. It is envisaged that - starting from a circular cross-section of the insertion - the insert shaft is compressed in at least two peripheral regions of at least one axial section, so that between the pressurized peripheral areas material radially emerges and projecting driving webs arise, which are arranged diametrically opposite and at least one of the driving webs has an Axialunterbrechung for Axialverriegelung. Such a production method is also referred to as "crimping" of the driving webs, and if only two driving webs are crimped, this can be done in a single operation.
  • the tool holder has a receiving sleeve with a recess for receiving the insertion shaft, wherein the recess is open at both ends and is delimited therefrom by an inner peripheral surface.
  • the inner peripheral surface has at least two along the receiving sleeve extending driving grooves for torque transmission, wherein at least one of the driving grooves has a locking ball for axial locking.
  • FIG. 1a and 1b a longitudinal side view and a perspective view of an insertion shaft with two driving webs, which are formed by crimping,
  • FIG. 2 shows a perspective view of an insertion shaft with driving webs, which are formed as desired
  • FIG. 3 shows an end view of an insertion shaft, wherein the upper driving web is formed by crimping and the lower driving web is arbitrarily formed
  • FIGS. 4a and 4b show a longitudinal side view and a front side view of an insert with Torx profile
  • FIG. 4c shows a receiving sleeve with Torx inner profile and a locking ball
  • FIG. 5a shows a longitudinal sectional view of a tool holder of a handheld power tool after insertion of the rotary tool from FIGS. 1 or 2 and
  • FIG. 5b shows a perspective view of a tool holder of the handheld power tool.
  • the hand-held power tool with drilling and / or impact function which is shown only partially, can be equipped with rotary tools 1, which can have differently configured insertion shanks 2.
  • FIGS. 1a and 1b show the insertion shaft 2 and a projection of a processing region 3, not shown.
  • the insertion shaft 2 has a substantially circular cross-section 4, which is clearly visible on the end surface 5 in FIG.
  • the processing area 3 of the rotary tool 1 connects. Beginning at the end face 5, along the longitudinal extent (axis A) of the insertion shank 2, two driving webs 7 extend to shortly before the end 6, this itself being designed as a take-off web-free area 8.
  • the driving webs 7 each have an axial interruption 10, wherein each of the driving webs 7 is divided by the axial interruption 10 into a first Axialstegabrough 11 and a second Axialstegabites 12.
  • the first Axialstegabites 11 is viewed from the processing area 3 in front of the Axialunterbrechung 10 and arranged the second Axialstegabites 12 behind the interruption, wherein the first Axialstegabrough 11 is longer than the second Axialstegabrough 12.
  • Both Axialstegabroughe 11, 12 of each driving web 7 have at their opposite ends in the longitudinal direction 13 tapered end portions 14.
  • the axial discontinuity 10 facing end portions 14 of the Axialstegabitese 11, 12 form two shoulders 18, 19 of the Axialunterbrechung 10.
  • the front shoulder 18 is at the first Axialab- 11, the rear shoulder 19 on the second axial section 12.
  • the driving webs 7 have mutually parallel longitudinal sides 15, the flat driving flanks 16 form.
  • the substantially circular cross-section 4 of the insert shaft 2 is pressed (flattened) in axial regions 17 of the axial web sections 11, 12 perpendicular to the longitudinal sides 15 and thereby reduces the cross-sectional area. Such a deformation arises, for example, when the driving webs 7 are formed by crimping to the insertion shaft 2.
  • FIG. 2 shows the insertion shaft 2 of a rotary tool 1, which essentially corresponds to that of FIG. 1 b, wherein the indented areas 17 are missing at the axial web sections 11, 12, so that the insertion shaft 2 has a circular cross-section 4.
  • FIG. 3 illustrates the difference between the two embodiments of the insertion shaft 2: the front view divided by the shaft 20 into an upper region 21 and a lower region 22 connects both embodiments in a representation.
  • the upper area 21 of FIG. 3 shows the embodiment of the insertion shaft 2 with depressed areas 17, the lower area 22 the embodiment without the pressed-in areas 17.
  • the longitudinal sides 15 of the driving webs 7 serving as driving flanks 16 are clear in the area 21 by the depressed areas 17 greater than the longitudinal sides 15 in the area 22.
  • the driving webs 7 are diametrically opposite each other on the axis 23 on the insertion shaft 2 and have longitudinal sides 15 which are formed parallel to this symmetry axis 23.
  • FIGS. 4a and 4b show the insertion shaft 2 of a rotary tool 1, in which the insertion shaft 2 with the driving webs 7 has an outline contour 25 corresponding to a torx profile 26.
  • FIG. 4a shows a side view, which substantially corresponds to FIG. 1a, wherein the insertion shaft 2 in FIG. 4a has six driving webs 7, of which two diametrically opposite each are radially offset by 60 ° relative to each other.
  • the longitudinal sides 15 of the driving webs 7 swing over into receiving web-free circumferential regions 27 of the insertion shaft 2, so that the Torx profile 26 is created.
  • the Axialunterbrechung 10, which divides the driving webs 7 in each case a first Axialstegabrough 11 and a second Axialstegabrough 12 is formed as an annular groove 28 whose cross-section 29 is smaller than the cross section 4 of the insertion 2.
  • FIG. 4c shows a receiving sleeve 30 which has an inner circumferential surface 31 with a Torx profile 25 which corresponds to that of the insertion shaft 2 from FIGS. 4a and 4b.
  • a locking ball 32 is arranged, which engages with an inserted insert shaft 2 of a rotary tool in the axial interruption 10 of the driving webs 7 and the rotary tool 1 axially locked.
  • FIG. 5a shows the tool holder 34 with the receiving sleeve 30 which is open at the front end 35 and which is driven in rotation about its longitudinal axis by a rotary drive (not shown).
  • the receiving sleeve 30 has on its upper side a recess 33, through which the locking ball 32 can be brought to the axial locking of the rotary tool 1 with the axial interruption 10 of the introduced into the receiving sleeve 30 insertion shaft 2 of the rotary tool 1 in engagement.
  • the position of the axial interruption 10 is selected such that the locking ball 32 is attached directly in front of a front shoulder 18 of the first axial web section 11.
  • the locking ball 32 is after the insertion of the rotary tool 1 in the vicinity of a front shoulder 18 of the first Axialstegs 11. Strikes the firing pin 36 on the end face 5 of the insertion 2, so until reaching the rear shoulder 19 of the second Axialstegabitess 12 is sufficient Axial play for an unobstructed impact transmission during impact drilling.
  • the locking ball 32 is pressed by a conical spring 37 via a shoulder 38 forming flexible sheet 39 in the locked state ( Figure 5a) in the direction of a front edge 40 of the recess 33 so that it is fixed in the Axialunterbrechung 10 of the insertion.
  • the operator presses a locking sleeve 43 against the spring force of the conical spring 37 in the direction of the hand tool (arrow 41), so that the locking ball 32 can move radially outward into a region 42 and releases the insertion shaft 2.
  • FIG. 5b shows the tool holder 34 with the receiving sleeve 30, which has an inner peripheral surface 31 with at least two driving grooves 31 'running along the receiving sleeve 30, wherein the receiving sleeve has a recess 33 for receiving the locking ball 32 in the region of at least one of the driving grooves 31'.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Percussive Tools And Related Accessories (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein auswechselbares Rotationswerkzeug für eine Handwerkzeugmaschine mit Bohr- und/oder Hammerfunktion, insbesondere für einen Bohrhammer, mit einem Einsetzschaft für die Aufnahme in einer Werkzeughalterung der Handwerkzeugmaschine, der mindestens zwei entlang seiner Längserstreckung verlaufende Mitnahmestege für eine Drehmitnahme aufweist. Es ist vorgesehen, dass -im Querschnitt gesehen- die Mitnahmestege (7) am Einsetzschaft (2) diametral gegenüberliegend angeordnet sind und dass mindestens einer der Mitnahmestege (7) eine Axialunterbrechung (10) zur Axialverriegelung aufweist. Ferner betrifft die Erfindung ein entsprechendes Herstellungsverfahren.

Description

Auswechselbares Rotationswerkzeug für eine Handwerkzeugmaschine
Die Erfindung betrifft ein auswechselbares Rotationswerkzeug für eine Handwerkzeugmaschine mit Bohr- und/oder Hammerfunktion, insbesondere für einen Bohrhammer, mit einem Einsetzschaft für die Aufnahme in einer Werkzeughalterung der Handwerkzeugmaschine, der mindestens zwei entlang seiner Längserstreckung verlaufende Mitnahmestege für eine Drehmitnahme aufweist.
Stand der Technik
Ein Rotationswerkzeug der vorstehend genannten Art ist bekannt. Bei einer Handwerkzeugmaschine mit Bohr- und/oder Hammerfunktion nimmt eine Werkzeughalterung der Handwerkzeugmaschine einen Einsetzschaft des Rotationswerkzeugs auf und treibt das Rotationswerkzeug - wie zum Beispiel einen Bohrer - über entlang der Längserstreckung des Einsetzschaftes verlaufende Mitnahmestege und/oder Mitnahmenuten rotierend an. Alternativ oder gleichzeitig versetzt ein Schlagwerk der Werkzeugmaschine dem Rotationswerkzeug periodisch wiederkehrend Schläge. Im Unterschied zu Bohrmaschinen oder Schlagbohrmaschinen, wo der Einsetzschaft des verwendeten Rotationswerkzeugs in einem mehrteiligen Spannfutter (zum Beispiel einem 3-Backen-Bohrfutter) der Werkzeughalterung fest eingespannt wird, weisen insbesondere Bohrhämmer eine Werkzeughalterung mit einer drehend antreibbaren Aufnahmehülse auf, die eine an beiden Stirnenden offene Ausnehmung zur Aufnah- me des Einsetzschafts des verwendeten Rotationswerkzeugs besitzt. Zur axialen Verriegelung des Einsetzschafts in der auch als Hammerrohr bezeichneten Aufnahmehülse ist gewöhnlich eine Verriegelungskugel vorgesehen, die mittels eines die Aufnahmehülse umge- benden federbelasteten Verriegelungsrings hinter einer Hinter- schneidung des Rotationswerkzeugs in Eingriff gebracht wird. Zur Drehmitnahme weist der Einsetzschaft des Rotationswerkzeugs einen nicht zylindrischen Querschnitt auf, zum Beispiel bei dem sogenannten „SDS-Plus"-Profil zwei diametral entgegengesetzte, in Längsrichtung des Einsetzschafts verlaufende und zu seinem hinteren Stirnende hin offene Mitnahmenuten, mit denen beim Einführen des Einsetzwerkzeugs in die Ausnehmung komplementäre Mitnehmerstege auf der inneren Umfangsfläche der Aufnahmehülse in Eingriff treten. Ein derartiges Mitnahmesystem ist in der Herstellung je- doch verhältnismäßig kompliziert, da entsprechende Nuten im Einsetzschaft durch spanabhebende Bearbeitungsprozesse realisiert werden müssen, und dabei nur für einen Einsetzschaft mit verhältnismäßig großem Durchmesser geeignet.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Rotationswerkzeug hat - im Querschnitt gesehen - die Mitnahmestege am Einsetzschaft diametral gegenüberliegend angeordnet, wobei mindestens einer der Mitnahmestege eine Axialunterbrechung zur Axialverriegelung aufweist. Derartig ausgebildete Mitnahmestege haben dabei zwei verschiedenen Funktionen: Zum einen dienen die Mitnahmestege zur Übertragung eines Drehmoments von der Werkzeughalterung der Handwerkzeugmaschine auf das Rotationswerkzeug, zum anderen dient der Mitnahmesteg mit der Axialunterbrechung zusätzlich zur Axialverriegelung. Durch - im Querschnitt gesehen - am Einsetzschaft diametral gegenüberliegend angeordnete Mitnahmestege wird für gute Rundlaufeigenschaften bei hoher Drehmomentübertragung gesorgt. Als Rotationswerkzeuge sind zum Beispiel Stein- und Holzbohrer, sowie Schrauberbits mit einer entsprechenden Ausbildung des Einsetzschafts vorgesehen. Durch die gegenüber dem SDS-Plus-Profil „inverse" Anordnung der Mitnahmeleisten am Einsetzschaft, beziehungsweise von mit den Mitnahmestegen in Eingriff stehenden Mitnahmenuten der Werk- zeugaufnahme, wird der Verschleiß von der Werkzeugaufnahme auf das Rotationswerkzeug verlagert, sodass sich die Lebensdauer der Werkzeugaufnahme und damit der gesamten Handwerkzeugmaschine erhöht. Im Gegensatz zu Mitnahmenuten eines herkömmlichen Einsetzschafts, die mit zerspanenden Herstellungsverfahren erstellt werden, können die Mitnahmeleisten des Einsetzschafts beliebig angeformt werden. Dies ermöglicht eine kostengünstigere Herstellung der Rotationswerkzeuge.
Vorzugsweise weist der Einsetzschaft nur zwei Mitnahmestege auf. Ein Einsetzschaft mit zwei - im Querschnitt gesehen - diametral gegenüberliegend angeordneten Mitnahmestegen ist einfach herstellbar und zeigt gute Rundlaufeigenschaften. Dabei können beide Mitnahmestege insbesondere je eine Axialunterbrechung aufweisen, die gleich ausgebildet sind. Weist jeder der Mitnahmestege eine Axialun- terbrechung zur Axialverriegelung auf, so kann das Rotationswerkzeug entsprechend in zwei um 180° gegeneinander verdrehten Ausrichtungen in die Werkzeugaufnahme eingeschoben und verriegelt werden.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Einsetzschaft einen, oder im Wesentlichen einen, kreisförmigen Querschnitt aufweist. Ein Einsetzschaft eines Rotationswerkzeugs mit kreisförmigem Querschnitt lässt sich einfach zentrieren und ist auch für Werkzeughalterungen mit kleinen Abmessungen geeignet.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Mitnahmestege Längsseiten aufweisen, die ebene Mitnahmeflanken bilden. Mitnahmestege mit ebenen Mitnahmeflanken zeichnen sich - A -
durch eine gute Drehmomentübertragung aus und lassen sich einfach und kostengünstig herstellen.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Längsseiten eines jeden Mitnahmestegs parallel zueinander verlaufen. Mitnahmestege mit derartig angeordneten Längsseiten lassen sich mit kostengünstigen Fertigungsverfahren wie zum Beispiel durch ein „Anquetschen" der Mitnahmestege erstellen. Bei nur zwei Mitnahmestegen kann dies in nur einem Arbeitsschritt geschehen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Mitnahmeflanken radial oder in etwa radial zu der Drehachse des Rotationswerkzeugs verlaufen. Radial angeordnete Mitnahmeflanken sorgen zusammen mit entsprechend angeordneten Mitnahmeflanken der Werkzeughalterung für eine hohe Drehmomentübertragung. Insbesondere bei parallel ausgerichteten Längsseiten eines jeden Mitnahmestegs verlaufen die Mitnahmeflanken in etwa radial zu der Drehachse des Rotationswerkzeugs, um eine parallele Ausrichtung der Längsseiten zu ermöglichen.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Einsetzschaft mit den Mitnahmestegen eine Umrisskontur entsprechend einem Torx-Profil aufweist. Torx-Profile sind bei Rotationswerkzeugen weit verbreitet, sodass eine Kombination des Rotationswerkzeugs mit anderen Werkzeug- maschinen möglich ist. Ein Einsetzschaft mit sechs Mitnahmestegen, der eine Umrisskontur entsprechend einem Torx-Profil aufweist, kann auch in ein herkömmliches 3-Backen-Bohrfutter einer Bohrmaschine oder Schlagbohrmaschine gespannt werden.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn der Durchmesser der Einsetzschafts im Bereich der Unterbrechung ebenso groß ist wie in seinem mitnahmestegfreien Bereich. Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Einsetzschaft einen Querschnitt aufweist, der über seine Längserstreckung eine gleichbleibende oder nahezu gleichbleibende Querschnittsfläche aufweist. Im Hammerbetrieb oder bei einem kombinier- ten Bohr- und Hammerbetrieb schlägt ein Schläger beziehungsweise ein Schlagbolzen axial auf eine Stirnfläche des Einsetzschafts. Dadurch ergibt sich eine das Rotationswerkzeug in Längsrichtung durchlaufende Stoßwelle, die in Abschnitten des Einsetzschafts mit einer sich ändernden Querschnittsfläche teilreflektiert wird. Durch eine Überlagerung von derartigen hin- und rücklaufenden Stoßwellen kann es im Rotationswerkzeug lokal zu Spannungsüberhöhungen kommen, die zu einem Bruch des Werkzeugs führen können. Bei einer gleichbleibenden oder nahezu gleichbleibenden Querschnittsfläche des Einsetzschafts werden derartige Reflektionen unterdrückt, sodass die Stoßwelle im Betrieb ohne Reflexionen auf ein vor dem Rotationswerkzeug liegendes Werkstück übertragen wird.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Durchmesser des Einsetzschafts zwischen 4 mm (Millimeter) und 8 mm, bevorzugt zwischen 6,5 mm und 7,0 mm liegt. Durch einen derart geringen Durchmesser des Einsetzschafts wird eine Kosten red uktion bei der Herstellung durch einen geringeren Materialeinsatz erreicht.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn der Mitnahmesteg mit Axialunter- brechung von der Axialunterbrechung in einen ersten Axialstegabschnitt und einen zweiten Axialstegabschnitt aufgeteilt wird, wobei der erste Axialstegabschnitt - von einem sich an den Einsetzschaft anschließenden Bearbeitungsbereich des Rotationswerkzeugs aus betrachtet - vor der Unterbrechung angeordnet ist und der zweite Axialstegabschnitt hinter der Unterbrechung angeordnet ist und der erste Axialstegabschnitt länger als der zweite Axialstegabschnitt ist. Bei einer derartigen Aufteilung ist die Verriegelung des Rotationswerkzeugs auf der dem Bearbeitungsbereich abgewandten Seite des Einsetzschaftes, während die Drehmitnahme über einen langgestreckten Abschnitt längs eines ausgedehnten Abschnitts des Einsetzschaftes gewährleistet ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Einsetzschaftes eines Rotationswerkzeugs mit mindestens zwei entlang seiner Längserstreckung verlaufenden Mitnahmestegen zur Drehmitnahme. Dabei ist vorgesehen, dass - ausgehend von einem kreisförmigen Querschnitt des Einsetzschafts - der Einsetzschaft in min- destens zwei Umfangsbereichen mindestens eines Axialabschnitts gestaucht wird, sodass zwischen den mit Druck beaufschlagten Umfangsbereichen Material radial austritt und überstehende Mitnahmestege entstehen, die diametral gegenüberliegend angeordnet sind und mindestens einer der Mitnahmestege eine Axialunterbrechung zur Axialverriegelung aufweist. Ein derartiges Herstellungsverfahren wird auch als „Anquetschen" der Mitnahmestege bezeichnet. Werden nur zwei Mitnahmestege angequetscht, so kann dies in nur einem Arbeitsgang geschehen.
Schließlich fällt jede Handwerkzeugmaschine mit Bohr- und/oder Hammerfunktion, insbesondere ein Bohrhammer, mit einer Werk- zeughalterung und einem auswechselbaren Rotationswerkzeug in den Schutzbereich der zugehörigen Ansprüche. Die Werkzeughalte- rung weist insbesondere eine Aufnahmehülse mit einer Ausnehmung zur Aufnahme des Einsetzschafts auf, wobei die Ausnehmung an beiden Enden offen ist und dazwischen von einer inneren Umfangs- fläche begrenzt wird. Die innere Umfangsfläche weist mindestens zwei längs der Aufnahmehülse verlaufende Mitnahmenuten zur Drehmomentübertragung auf, wobei mindestens eine der Mitnahme- nuten eine Verriegelungskugel zur Axialverriegelung aufweist. Eine solche Werkzeugaufnahme zeichnet sich durch eine hohe Rundlaufgenauigkeit aus, da die zylinderförmige Ausnehmung präzise herstellbar ist und nur die Mitnahmenuten geräumt oder gestoßen werden müssen.
Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend in drei Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figuren 1a und 1 b eine Längsseitenansicht und eine perspektivische Ansicht eines Einsetzschaftes mit zwei Mitnahmestegen, die durch Anquetschen angeformt sind,
Figur 2 eine perspektivische Ansicht eines Einsetzschaftes mit Mitnahmestegen, die beliebig angeformt sind,
Figur 3 eine Stirnseitenansicht eines Einsetzschafts, wo- bei der obere Mitnahmesteg durch Anquetschen und der untere Mitnahmesteg beliebig angeformt ist,
Figuren 4a und 4b eine Längsseitenansicht und eine Stirnseitenan- sieht eines Einsetzschafts mit Torx-Profil,
Figur 4c eine Aufnahmehülse mit Torx-Innenprofil und einer Verriegelungskugel,
Figur 5a eine Längsschnittansicht einer Werkzeug- halterung einer Handwerkzeugmaschine nach Einsetzen des Rotationswerkzeugs aus den Figuren 1 oder 2 und Figur 5b eine perspektivische Ansicht einer Werkzeug- halterung der Handwerkzeugmaschine.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die nur teilweise dargestellte Handwerkzeugmaschine mit Bohr- und/oder Schlagfunktion kann mit Rotationswerkzeugen 1 bestückt werden, die unterschiedlich ausgestaltete Einsetzschafte 2 aufwei- sen können.
Die Figuren 1a und 1 b zeigen den Einsetzschaft 2 und einen Ansatz eines nicht dargestellten Bearbeitungsbereichs 3. Der Einsetzschaft 2 weist einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt 4 auf, der in Figur 1 b an der Stirnfläche 5 klar erkennbar ist. An ein der Stirnfläche 5 gegenüberliegendes Ende 6 des Einsetzschaftes 2 schließt sich der Bearbeitungsbereich 3 des Rotationswerkzeugs 1 an. An der Stirnfläche 5 beginnend erstrecken sich entlang der Längserstreckung (Achse A) des Einsetzschaftes 2 zwei Mitnahmestege 7 bis kurz vor das Ende 6, wobei dieses selbst als mitnahmestegfreier Bereich 8 ausgebildet ist. In einem axialen Zwischenabschnitt 9 des Einsetzschafts 2 weisen die Mitnahmestege 7 je eine Axialunterbrechung 10 auf, wobei jede der Mitnahmestege 7 von der Axialunterbrechung 10 in einen ersten Axialstegabschnitt 11 und einen zweiten Axialstegabschnitt 12 aufgeteilt wird. Der erste Axialstegabschnitt 11 ist von dem Bearbeitungsbereich 3 aus betrachtet vor der Axialunterbrechung 10 angeordnet und der zweite Axialstegabschnitt 12 hinter der Unterbrechung, wobei der erste Axialstegabschnitt 11 länger als der zweite Axialstegabschnitt 12 ist. Beide Axialstegabschnitte 11 , 12 eines jeden Mitnahmestegs 7 weisen an ihren einander in Längsrichtung gegenüberliegenden Enden 13 angeschrägte Endbereiche 14 auf. Die der Axialunterbrechung 10 zugewandten Endbereiche 14 der Axialstegabschnitte 11 , 12 bilden zwei Schultern 18, 19 der Axialunterbrechung 10. Die vordere Schulter 18 ist dabei am ersten Axialab- schnitt 11 , die hintere Schulter 19 am zweiten Axialabschnitt 12. Die Mitnahmestege 7 weisen parallel zueinander verlaufende Längsseiten 15 auf, die ebene Mitnahmeflanken 16 bilden. Der im Wesentlichen kreisförmige Querschnitt 4 des Einsetzschafts 2 ist in axialen Bereichen 17 der Axialstegabschnitte 11 , 12 senkrecht zu den Längsseiten 15 eingedrückt (abgeflacht) und die Querschnittsfläche dadurch verringert. Eine solche Verformung entsteht zum Beispiel, wenn die Mitnahmestege 7 durch Anquetschen an den Einsetzschaft 2 angeformt werden.
Die Figur 2 zeigt den Einsetzschaft 2 eines Rotationswerkzeugs 1 , das im Wesentlichen dem der Figur 1 b entspricht, wobei die eingedrückten Bereiche 17 an den Axialstegabschnitten 11 , 12 fehlen, so- dass der Einsetzschaft 2 einen kreisförmigen Querschnitt 4 aufweist.
Die Figur 3 verdeutlicht den Unterschied zwischen den beiden Ausführungsformen des Einsetzschafts 2: Die durch die Achse 20 in einen oberen Bereich 21 und einen unteren Bereich 22 aufgeteilte Stirnseitenansicht verbindet beide Ausführungsbeispiele in einer Darstellung. Der obere Bereich 21 der Figur 3 zeigt die Ausführungsform des Einsetzschafts 2 mit eingedrückten Bereichen 17, der untere Bereich 22 die Ausführungsform ohne die eingedrückten Bereiche 17. Die als Mitnahmeflanken 16 dienenden Längsseiten 15 der Mitnahmestege 7 sind im Bereich 21 durch die eingedrückten Bereiche 17 deutlich größer ausgebildet als die Längsseiten 15 im Bereich 22. Die Mitnahmestege 7 liegen einander auf der Achse 23 am Einsetzschaft 2 diametral gegenüber und weisen Längsseiten 15 auf, die parallel zu dieser Symmetrieachse 23 ausgebildet sind. Werden die Mitnahmestege 7 angequetscht, so wird der Einsetzschaft 2 - aus- gehend von einem kreisförmigen Querschnitt - in mindestens zwei Umfangsbereichen mindestens eines Axialabschnitts so gestaucht (Pfeile 24), dass zwischen den mit Druck beaufschlagten Umfangsbereichen Material radial austritt und die Mitnahmestege 7 entstehen. Die Figuren 4a und 4b zeigen den Einsetzschaft 2 eines Rotationswerkzeugs 1 , bei dem der Einsetzschaft 2 mit den Mitnahmestegen 7 eine Umrisskontur 25 entsprechend einem Torx-Profil 26 aufweist. Die Figur 4a zeigt eine Seitenansicht, die im Wesentlichen der Figur 1a entspricht, wobei der Einsetzschaft 2 in Figur 4a sechs Mitnahmestege 7 aufweist, von denen je zwei einander diametral gegenüberliegend jeweils radial um 60° versetzt zueinander sind. Die Längsseiten 15 der Mitnahmestege 7 gehen geschwungen in mit- nahmestegfreie Umfangsbereiche 27 des Einsetzschafts 2 über, so- dass das Torx-Profil 26 entsteht. Die Axialunterbrechung 10, die die Mitnahmestege 7 in jeweils einen ersten Axialstegabschnitt 11 und einen zweiten Axialstegabschnitt 12 unterteilt, ist als Ringnut 28 ausgebildet, deren Querschnitt 29 kleiner ist als der Querschnitt 4 des Einsetzschafts 2.
Figur 4c zeigt eine Aufnahmehülse 30, die eine innere Umfangsflä- che 31 mit einem Torx-Profil 25 aufweist, das dem des Einsetzschafts 2 aus den Figuren 4a und 4b entspricht. Im Bereich einer Mitnahmenut 31 ', die einen Mitnahmesteg 7 aufnimmt, ist eine Ver- riegelungskugel 32 angeordnet, die bei einem eingesteckten Einsetzschaft 2 eines Rotationswerkzeugs in die Axialunterbrechung 10 eines der Mitnahmestege 7 greift und das Rotationswerkzeug 1 axial verriegelt.
Figur 5a zeigt die Werkzeughalterung 34 mit der am Stirnende 35 offene Aufnahmehülse 30, die von einem nicht dargestellten Drehantrieb drehend um ihre Längsachse angetrieben wird. Die Aufnahmehülse 30 weist an ihrer Oberseite eine Aussparung 33 auf, durch die die Verriegelungskugel 32 zur axialen Verriegelung des Rotations- Werkzeugs 1 mit der Axialunterbrechung 10 des in die Aufnahmehülse 30 eingeführten Einsetzschaftes 2 des Rotationswerkzeuges 1 in Eingriff gebracht werden kann. Die Position der Axialunterbrechung 10 ist so gewählt, dass die Verriegelungskugel 32 unmittelbar vor einer vorderen Schulter 18 des ersten Axialstegabschnitts 11 ange- ordnet ist, wenn der Einsetzschaft 2 gegen einen Schlagbolzen 36 des Handwerkzeugs anschlägt, sodass das Rotationswerkzeug 1 mit einem ausreichenden Axialspiel in der Aufnahmehülse 30 festgehalten wird. Somit befindet sich die Verriegelungskugel 32 nach dem einsetzen des Rotationswerkzeugs 1 in der Nähe einer vorderen Schulter 18 des ersten Axialstegs 11. Schlägt der Schlagbolzen 36 auf die Stirnfläche 5 des Einsetzschafts 2, so ist bis zum Erreichen der hinteren Schulter 19 des zweiten Axialstegabschnitts 12 ausreichend Axialspiel für eine ungehinderte Schlagübertragung beim Schlagbohren vorhanden. Die Verriegelungskugel 32 wird von einer Kegelfeder 37 über ein eine Schulter 38 ausbildendes, flexibles Blech 39 im verriegelten Zustand (Figur 5a) in Richtung einer vorderen Kante 40 der Aussparung 33 gedrückt, sodass diese in der Axialunterbrechung 10 des Einsetzschafts fixiert ist. Zum Lösen der Ar- retierung drückt der Bediener eine Verriegelungshülse 43 entgegen der Federkraft der Kegelfeder 37 in Richtung der Handwerkzeugmaschine (Pfeil 41), sodass die Verriegelungskugel 32 in einen Bereich 42 radial nach außen ausweichen kann und den Einsetzschaft 2 freigibt.
Figur 5b zeigt die Werkzeughalterung 34 mit der Aufnahmehülse 30, die eine innere Umfangsfläche 31 mit mindestens zwei längs der Aufnahmehülse 30 verlaufenden Mitnahmenuten 31 ' aufweist, wobei die Aufnahmehülse im Bereich mindestens einer der Mitnahmenuten 31 ' eine Aussparung 33 zur Aufnahme der Verriegelungskugel 32 aufweist.

Claims

R. 313859Patentansprüche
1. Auswechselbares Rotationswerkzeug für eine Handwerkzeugmaschine mit Bohr- und/oder Hammerfunktion, insbesondere für einen Bohrhammer, mit einem Einsetzschaft für die Aufnahme in einer Werkzeughalterung der Handwerkzeugmaschine, der mindestens zwei entlang seiner Längserstreckung verlaufende Mitnahmestege für eine Drehmitnahme aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass - im Querschnitt gesehen - die Mitnahmestege (7) am Einsetzschaft (2) diametral gegenüberliegend angeordnet sind und dass mindestens einer der Mitnahmestege (7) eine Axialunterbrechung (10) zur Axialverriegelung aufweist.
2. Rotationswerkzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Einsetzschaft (2) nur zwei Mitnahmestege (7) aufweist.
3. Rotationswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsetzschaft (2) einen oder im Wesentlichen einen kreisförmigen Querschnitt (4) aufweist.
4. Rotationswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnahmestege (7) Längsseiten (15) aufweisen, die ebene Mitnahmeflanken (16) bilden.
5. Rotationswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsseiten (15) eines jeden Mitnahmestegs (7) parallel zueinander verlaufen.
6. Rotationswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnahmeflanken (16) radi- al oder in etwa radial zu der Drehachse (A) des Rotationswerkzeugs (1 ) verlaufen.
7. Rotationswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsetzschaft (2) mit den Mitnahmestegen (7) eine Umrisskontur (25) entsprechend einem Torx-Profil (26) aufweist.
8. Rotationswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Einsetzschafts (2) im Bereich der Axialunterbrechung (10) ebenso groß ist wie in seinem mitnahmestegfreien Bereich (8).
9. Rotationswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsetzschaft (2) einen Querschnitt (4) aufweist, der über seine Längserstreckung eine gleich bleibende oder nahezu gleich bleibende Querschnittsfläche aufweist.
10. Rotationswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Einsetzschafts (2) zwischen 4 mm und 8 mm, bevorzugt zwischen 6,5 mm und 7,0 mm liegt.
11. Rotationswerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialunterbrechung (10) den Mitnahmesteg (7) in einen ersten und einen zweiten Axialstegabschnitt (11 ,12) aufteilt, wobei der erste Axialstegabschnitt (11 ) - von einem sich an den Einsetzschaft (2) anschließenden Bearbei- tungsbereich (3) des Rotationswerkzeugs (1 ) aus betrachtet - vor der Axialunterbrechung (10) angeordnet ist und der zweite Axialstegabschnitt (12) hinter der Axialunterbrechung (10) angeordnet ist und der erste Axialstegabschnitt (11 ) länger als der zweite Axialstegabschnitt (12) ist.
12. Verfahren zur Herstellung eines Einsetzschaftes eines Rotationswerkzeugs mit mindestens zwei entlang seiner Längserstreckung verlaufenden Mitnahmestegen zur Drehmitnahme, dadurch gekennzeichnet, dass - ausgehend von einem kreisförmigen Quer- schnitt des Einsetzschafts - dieser in mindestens zwei Umfangsbe- reichen mindestens eines Axialabschnitts gestaucht wird, sodass zwischen den mit Druck beaufschlagten Umfangsbereichen Material radial austritt und überstehende Mitnahmestege entstehen, die diametral gegenüberliegend angeordnet sind, wobei mindestens einer der Mitnahmestege eine Axialunterbrechung aufweist.
13. Handwerkzeugmaschine mit Bohr- und/oder Hammerfunktion, insbesondere Bohrhammer, mit einer Werkzeughalterung und einem auswechselbaren Rotationswerkzeug nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11.
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