EP2931480A1 - Werkzeughalter - Google Patents

Abstract

Der erfindungsgemäße Werkzeughalter (8) für eine Handwerkzeugmaschine (1) hat einen um eine Achse (5) verlaufenden Aufnahmeraum (26) zum Aufnehmen eines Einsteckendes (7) eines Werkzeugs (4). Der Aufnahmeraum (26) wird von einem zu der Achse (5) koaxialen Rohr (19) und einem Einsatz (43) gebildet. Eine Innenfläche (51, 52) des Rohrs (19) bildet einen Teil (60, 61) einer Wandfläche (39) des Aufnahmeraums (26) bildet. Das Rohr (19) hat eine längs einer ersten Richtung (46) das Rohr (19) durchstechende Aussparung (44), wobei die erste Richtung (46) gegenüber der Achse (5) geneigt ist. Der Einsatz (43) ist der längs der ersten Richtung (46) in die Aussparung (44) eingesetzt. Eine konkave Innenfläche (57) des Einsatzes (43) bildet einen weiteren Teil (59) der Wandfläche (39) des Aufnahmeraums (26). Ferner hat der Einsatz (43) einen von der konkaven Innenfläche (57) zu der Achse (5) vorstehenden Drehmitnahmesteg (37) für eine Drehmitnahme. Eine von dem Drehmitnahmesteg (37) ausgehende und durch die Achse (5) verlaufende Linie definiert eine zweite Richtung (38). Diese zweite Richtung (38) ist gegenüber der ersten Richtung (46) geneigt.

Description

Werkzeughalter

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Werkzeughalter für einen handgehaltenen Bohrhammer oder andere drehende Werkzeugmaschinen.

Der Werkzeughalter eines Bohrhammer unterliegt einem hohen Verschleiß aufgrund des axial bewegten meißelnden Bohrers in einer staubigen Umgebung. Stege oder Rippen, die für eine Drehmitnahme des Werkzeugs in einen Aufnahmeraum vorstehen, sind besonders belastet. Die beiden nachfolgend bekannten Lösungen nutzen Stege aus einem gehärteten Material, welche dem Abrieb länger widerstehen. DE 199 58 342 A1 beschreibt einen Werkzeughalter für einen Bohrhammer. Der Werkzeughalter hat einen Grundkörper mit einem Aufnahmebereich für ein Nutenschaftwerkzeug. Die Wandung des Aufnahmebereichs hat über die gesamte Länge eine Ausnehmung, in die Stab von der Stirnseite des Grundkörpers aus eingeschoben ist. Ein Teil des Stabs ragt in den Aufnahmebereich hinein und bildet ein Mitnahmeelement für das Werkzeug. Der Stab wird dauerhaft in dem Grundkörper befestigt, vorzugsweise durch einen Presssitz. Der Stab ist aus einem gegenüber dem Grundkörper vergleichsweise hartem Material.

GB 2395158 A1 beschreibt einen Werkzeughalter für einen Bohrhammer. Der Werkzeughalter hat einen rohrförmigen Grundkörper mit einer Seitenwand, an der zwei Einsätze mit Antriebsrippen befestigt sind. Für jeden der Einsätze ist eine radiale Durchgangsöffnung in die Seitenwand gebohrt. Die Durchgangsöffnung besteht aus zwei überlappenden kreisförmigen Bohrungen. Der Einsatz hat eine zu der Durchgangsöffnung komplementären Sockel, welcher dauerhaft, z.B. durch Kleben, Löten oder Schweißen, in der Durchgangsöffnung befestigt ist. Die Antriebsrippe ist aus gesintertem Hartmetall, das auf dem stählernen Sockel befestigt ist.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG Der erfindungsgemäße Werkzeughalter für eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere einen handgehaltenen Bohrhammer, hat einen um eine Achse verlaufenden Aufnahmeraum zum Aufnehmen eines Einsteckendes eines Werkzeugs. Der Aufnahmeraum wird von einem zu der Achse koaxialen Rohr und einem Einsatz gebildet. Eine Innenfläche, des Rohrs bildet einen Teil, einer Wandfläche des Aufnahmeraums. Das Rohr hat eine längs einer ersten Richtung das Rohr durchstechende Aussparung, wobei die erste Richtung gegenüber der Achse geneigt ist. Der Einsatz ist der längs der ersten Richtung in die Aussparung eingesetzt. Eine konkave Innenfläche des Einsatzes bildet einen weiteren Teil der Wandfläche des Aufnahmeraums. Ferner hat der Einsatz einen von der konkaven Innenfläche zu der Achse vorstehenden Drehmitnahmesteg für eine Drehmitnahme. Eine von dem Drehmitnahmesteg ausgehende und durch die Achse verlaufende Linie definiert eine zweite Richtung. Diese zweite Richtung ist gegenüber der ersten Richtung geneigt.

Die Befestigung des Einsatzes führt zu einer Schwächung des tragenden Rohrs. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine räumliche Separierung der Schwächung des Rohrs und der Anordnung des Drehmitnahmestegs möglich und vorteilhaft ist. Die Anlagefläche des Einsatzes an dem Rohr ist nicht auf die Abmessungen des Drehmitnahmestegs begrenzt, sondern deutlich größer. Die über die Drehmitnahmestege ausgeübten Torsionskräfte werden durch den Einsatz gleichmäßiger in das Rohr übertragen, wodurch einer Rissbildung entgegengewirkt wird.

Die Aussparung kann das Rohr einmal oder zweimal durchstechen. Die Orientierung der Aussparung, d.h. die erste Richtung, ist bei einer beispielsweise prismatischen Aussparung die Parallele zu den Flächen der Aussparung. Bei einer beispielsweise pyramidenförmigen oder kegelförmigen Aussparung ist Orientierung als die Verbindungslinie durch die Spitze und die Mitte eines Querschnitts definiert.

Die Einsatz ist vorzugsweise prismatisch, womit eine Gestalt mit einem beliebigen, längs einer Achse gleichbleibenden Querschnitt bezeichnet wird. Die Achse entspricht der ersten Richtung. Alternativ können eine oder mehrere Flächen des Einsatzes gegenüber der Achse geneigt sein. Dies gilt insbesondere für die längs der Achse weisenden Flächen. Die parallel zu der Achse verlaufenden seitlichen Flächen, an welchen sich die Drehmitnahmestege abstützen, sind vorzugsweise zu der Achse und zueinander parallel. Der Querschnitt senkrecht zu der Achse kann sich längs der ersten Richtung monoton verringern. Zu jedem beliebigen Querschnitt gilt, dass dieser jeden in der ersten Richtung nachfolgenden weiteren Querschnitt vollständig umfängt, diesem zumindest gleich ist. Der Querschnitt bezieht sich dabei auf die Außenkontur des Einsatzes. Die Aussparung ist vorzugsweise komplementär zu dem Einsatz ausgebildet. Der Einsatz kann entlang der ersten Richtung eingeschoben werden.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Einsatz entgegen der zweiten Richtung in dem Rohr an einer Fläche der Aussparung anliegt. Die Fläche der Aussparung ist vorzugsweise eben.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Einsatz einen weiteren Drehmitnahmesteg aufweist, wobei eine von dem weiteren Drehmitnahmesteg ausgehende und durch die Achse verlaufende Linie eine dritte Richtung definiert und wobei der Einsatz entgegen der dritten Richtung an einer der Fläche der Aussparung gegenüberliegenden Fläche der Aussparung anliegt. Die beiden Drehmitnahmestege sind als Teil des Einsatzes zusammenhängend. Die aus den Drehmomenten resultierenden Kräfte kompensieren einander längs der ersten Richtung, wodurch der Einsatz kraftlos auf der Achse zentriert gehalten wird. Eine Ausgestaltung sieht vor, dass eine seitliche Fläche der Aussparung in einer Richtung, welche senkrecht zu der Achse und senkrecht zu der ersten Richtung ist, um mehr als den halben Innendurchmesser des Rohrs von der Achse beabstandet ist. Der Innendurchmesser ist selbstredend in einem Bereich abseits der Aussparung bestimmt. Das Rohr ist im Bereich der Aussparung zumindest auf einer Seite vorzugsweise auf beiden Seiten aufgeweitet, ohne an der jeweiligen Seite durchbrochen zu sein. Diese Seite bildet eine in radialer Richtung abstützende Anlagefläche für den Einsatz.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die konkave Innenfläche des Einsatzes die Achse ringförmig umschließt. Der Einsatz kann die Wandfläche in drei längs der Achse aufeinanderfolgende ringförmige Abschnitte,, unterteilen. Der mittlere Abschnitt ist vollständig von dem Einsatz gebildet.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass ein Innendurchmesser des Einsatzes gleich oder größer einem Innendurchmesser des Rohrs ist. Der Einsatz wird vorzugsweise nur über auf die Stege wirkenden Drehmomente belastet. Radial wirkende Kräfte, z.B. aufgrund von Biegemomenten, nimmt das Rohr auf. Der Einsatz kann den radial wirkenden Kräften zum Teil auch ausweichen, indem der Einsatz in der Aussparung längs der ersten Richtung gleitet. Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Einsatz lose in die Aussparung eingesetzt ist. Der lose Einsatz erleichtert Montage und Austausch. Eine Ausgestaltung sieht vor, dass eine Halterung des Einsatzes an einer längs der ersten Richtung orientierten Deckfläche des Einsatzes anliegt, um den Einsatz in der Aussparung zu halten. Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Halterung längs der Achse beweglich ist. Die Halterung kann die Deckfläche überspannen, dennoch ist eine Verriegelung und Entriegelung des Werkzeugs mit axial beweglichen Verriegelungskugeln möglich. Die Halterung kann durch einen federbelasteten Schieber für Verriegelungselemente des Werkzeughalters gebildet sein. Alternativ können die Verriegelungskugeln den Einsatz längs der ersten Richtung fixieren.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Einsatz eine freiliegende Deckfläche aufweist, in welcher ein längs der Achse verlaufender und bis zu dem Aufnahmeraum öffnender Schlitz vorgesehen ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Die nachfolgende Beschreibung erläutert die Erfindung anhand von exemplarischen Ausführungsformen und Figuren. In den Figuren zeigen:

Fig. 1 einen Bohrhammer

Fig. 2 einen Werkzeughalter im Längsschnitt in der Ebene II-II Fig. 3 den Werkzeughalter im Längsschnitt in der Ebene III-III

Fig. 4 einen Grundkörper des Werkzeughalters im Längsschnitt der Ebene II-II Fig. 5 einen Grundkörper des Werkzeughalters im Längsschnitt der Ebene III-II

Fig. 6 den Werkzeughalter im Querschnitt in der Ebene IV-IV

Fig. 7 den Werkzeughalter im Querschnitt in der Ebene V-V Fig. 8 den Werkzeughalter im Längsschnitt in der Ebene Vl-Vl versetzt zu der Achse

Fig. 9 den Werkzeughalter im Querschnitt in der Ebene Vll-Vll Fig. 10 einen alternativen Grundkörper des Werkzeughalters

Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden durch gleiche Bezugszeichen in den Figuren indiziert, soweit nicht anders angegeben. Die relative Lage entlang der Achse einzelner Elemente wird nachfolgend mit vorne und hinten angegeben. Hierbei wird auf die Arbeitsrichtung, typischerweise gleich der Blickrichtung des Anwenders, während der Nutzung der Handwerkzeugmaschine abgestellt. Synonym bezeichnen maschinenseitig vorne bzw. werkzeugseitig hinten. Die radiale Richtung bezieht sich soweit nicht anders angegeben auf die Achse des Werkzeughalters.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG

Fig. 1 zeigt als Beispiel einer meißelnden Handwerkzeugmaschine schematisch einen Bohrhammer 1. Ein Anwender kann den Bohrhammer 1 mittels eines Handgriffs 2 führen und dabei mittels eines Systemschalters 3 den Bohrhammer 1 in Betrieb nehmen. Der beispielhafte Bohrhammer 1 dreht einen Bohrer 4 oder ein anderes Werkzeug kontinuierlich um eine Arbeitsachse 5 und schlägt dabei den Bohrer 4 in Schlagrichtung 6 längs der Arbeitsachse 5 in einen Untergrund. Vorzugsweise sind die Drehbewegung und die Schlagfunktion durch den Anwender einzeln aktivierbar. Ein Einsteckende 7 des Bohrmeißels 4 ist in einem Werkzeughalter 8 der Handwerkzeugmaschine lösbar verriegelt. Der Bohrmeißel 4 kann in Schlagrichtung 6 aus dem Werkzeughalter 8 entnommen werden. Einen primären Antrieb des Bohrhammers 1 bildet ein Motor 9, welcher ein Schlagwerk 10 und eine Abtriebswelle 11 antreibt. Die Abtriebswelle 11 dreht den Werkzeughalter 8 um die Achse 5.

Das Schlagwerk 10 ist beispielsweise ein pneumatisches Schlagwerk 10. Ein Erreger 12 und ein Schläger 13 sind in dem Schlagwerk 10 längs der Arbeitsachse 5, z.B. in einem Führungsrohr 14, beweglich geführt. Der Erreger 12 ist über einen Exzenter 15 oder einen Taumelfinger an den Motor 9 angekoppelt und zu einer periodischen, linearen Bewegung gezwungen. Eine Luftfeder gebildet durch eine pneumatische Kammer 16 zwischen Erreger 12 und Schläger 13 koppelt eine Bewegung des Schlägers 13 an die Bewegung des Erregers 12 an. Der Schläger 13 kann direkt auf eine Schlagfläche des Bohrmeißels 4 aufschlagen oder mittelbar über einen im Wesentlichen ruhenden Zwischenschläger 16 einen Teil seines Impuls auf den Bohrmeißel 4 übertragen. Das Schlagwerk 10 und vorzugsweise die weiteren Antriebskomponenten sind innerhalb eines Maschinengehäuses 17 angeordnet. Fig. 2 zeigt den Werkzeughalter 8 des Bohrhammers 1 in einem ersten Längsschnitt entlang der Achse 5 und Fig. 3 in einem um 90 gedreht liegenden Längsschnitt. Figuren 6 bis 8 zeigen mehrere senkrecht zur Achse 5 verlaufende Querschnitte des Werkzeughalters 8.

Der Werkzeughalter 8 hat einen Grundkörper 18, über den das Drehmoment von dem Motor 9 auf das Einsteckende 7 übertragen wird. Der beispielhafte monolithische Grundkörper 18 besteht aus einem Rohr 19 und einem Flansch 20. Der Grundkörper 18 ist beispielsweise aus einem Stahlrohr gefertigt. Das Rohr 19 und der Flansch 20 sind konzentrisch zu der Arbeitsachse 5. Eine händisch betätigbar Werkzeugverriegelung 21 ist auf dem Rohr 19 angeordnet, welche ein in das Rohr 19 eingesetztes Einsteckende 7 verriegelt. Eine vorzugsweise händisch lösbare Flanschverriegelung 22 ist um den Flansch 20 angeordnet, welche den Flansch 20 drehfest mit der Abtriebswelle 11 koppelt. Das Rohr 19 hat eine weitgehend prismatische Außenfläche, die vorzugsweise von einem Kreiszylinder mit einem Außendurchmesser 23 abgeleitet ist. Die Außenfläche kann in einem Sektor oder in zwei diametral gegenüberliegenden Sektoren zu Schlüsselflächen 24 gegenüber dem Außendurchmesser 23 zurückgenommen sein. Die Schlüsselflächen 24 sind vorzugsweise eben. Die anderen Sektoren 25 der Außenfläche sind vorzugsweise kreiszylindrisch.

Das Rohr 19 definiert durch seine radial zur Achse 5 weisenden Innenflächen Wandflächen eines Aufnahmeraums 26 zum Aufnehmen des Einsteckendes 7. Der Innendurchmesser 27 des Aufnahmeraums 26 ist etwa gleich dem Durchmesser des gängigen SDS-Einsteckendes 7 von Hammerbohrern 4. Die Länge 28 des Rohrs 19 ist ausreichend um das SDS- Einsteckende 7 mit dessen Verriegelungsnuten und Drehmitnahmenuten vollständig aufnehmen zu können. Eine Schlagfläche des Einsteckendes 7 steht etwas nach vorne über das Rohr 19 hinaus, um den Schlag des Zwischenschlägers 29 oder Schlägers 13 aufzunehmen.

Die Werkzeugverriegelung 21 hat wenigstens ein Verriegelungselement 30. Die Verriegelungselemente 30 ragen teilweise in den Aufnahmeraum 26 hin und können zum Einsetzung und Entnehmen des Werkzeugs 4 aus dem Aufnahmeraum 26 in radialer Richtung ausweichen. Die Werkzeugverriegelung 21 hat eine auf dem Rohr 19 geführte Buchse 31. Die Buchse 31 ist in der Verriegelungsstellung derart über die Verriegelungselemente 30 geschoben, dass deren radiale Bewegung gehemmt ist und die Verriegelungselemente 30 in Eingriff mit dem Aufnahmeraum 26 gezwungen sind. Der Anwender kann die Buchse 31 mittels einer Griffhülse 32 längs der Achse 5 verschieben, um die radiale Hemmung der Verriegelungselemente 30 aufzuheben. Beispiele für die Verriegelungselemente 30 sind Kugeln, Zylinder, schwenkbare Klinken. Die beispielhafte Werkzeugverriegelung 21 hat zwei Verriegelungskugeln 30 als Verriegelungselemente. Die Verriegelungskugeln 30 liegen jeweils in einer, vorzugweise länglichen zu der Achse 5 parallelen, Lagerschale 33. Die Lagerschale 33 ist in radialer Richtung zu dem Aufnahmeraum 26 derart offen, dass die Verriegelungskugeln 30 in den Aufnahmeraum 26 hineinragen. Die Lagerschale 33 ist zu der Achse 5 hin verjüngt, damit die Verriegelungskugeln 30 nicht in den Aufnahmeraum 26 hineinfallen können. Die Verriegelungskugeln 30 können in der Lagerschale 33 längs der Achse 5 beweglich sein. Die Lagerschale 33 ist vorzugsweise in den ebenen Schlüsselflächen 24 ausgebildet. Die Verriegelungskugeln 30 stehen vorzugsweise etwa um die Hälfte ihres Durchmessers über die Schlüsselfläche 24 hinaus.

Eine Hemmung der Verriegelungskugeln 30 in radialer Richtung erfolgt durch eine hohlzylindrische Innenfläche 34 der Buchse 31. Die Buchse 31 überlappt längs der Achse 5 vorzugsweise nur mit einem hinteren Teilbereich der Lagerschale 33. Die Verriegelungskugeln 30 können in dem vorderen Teilbereich radial vollständig aus dem Aufnahmeraum 26 ausweichen. Ein Schieber 35 hält die Verriegelungskugeln 30 in dem hinteren Teilbereich, d.h. innerhalb der Buchse 31. Der Schieber 35 ist auf dem Rohr 19 längs der Achse 5, relativ zu der Buchse 31 verschiebbar. Eine Feder 36 drückt den Schieber 35 für eine Grundstellung gegen die Buchse 31. Eine zur der Buchse 31 weisende Schubfläche 37 des Schiebers 35 überlappt in radialer Richtung wenigstens teilweise mit den Verriegelungskugeln 30. Sofern die Verriegelungskugeln 30 in dem vorderen Teilbereich der Lagerschale 33 sind, berührt die Schubfläche 37 die Verriegelungskugeln 30. Die Schubfläche 37 kann eine konkav gebogene, beispielsweise Hohlkalotten-förmige, Kontur aufweisen. Der Schieber 35 ist vorzugsweise als ein das Rohr 19 umspannender Ring ausgebildet. Der Schieber 35 ist auf den Schlüsselflächen 24 geführt.

Beim Einsetzen des Werkzeugs 4 wird der Schieber 35 mittelbar durch die Verriegelungskugeln 30 gegen die Federkraft von der Buchse 31 entfernt, die Verriegelungskugeln 30 können in den vorderen Teilbereich der Lagerschale 33 gleiten und in radialer Richtung dem Einsteckende 7 ausweichen. Sobald das Einsteckende 7 vollständig eingesetzt ist, fallen die Verriegelungskugeln 30 in die Verriegelungsnuten des Einsteckendes 7 und der Schieber 35 schiebt getrieben durch die Feder 36 die Verriegelungskugeln 30 unter die Buchse 31. Der Werkzeughalter 8 hat eine Drehmitnahme für das Einsteckende 7, welche die Drehbewegung des Rohrs 19 auf das Einsteckende 7 überträgt. Die Drehmitnahme ist durch ein, zwei oder mehrere vorzugsweise prismatische Drehmitnahmestege 38 ausgebildet. Der Drehmitnahmesteg 38 ist parallel zu der Achse 5 ausgerichtet. Der Drehmitnahmesteg 38 hat seine größte Abmessung längs der Achse 5 und der vorzugsweise trapezförmige Querschnitt des Drehmitnahmestegs 38 ist längs der Achse 5 konstant.

Der Drehmitnahmesteg 38 erhebt sich längs einer vertikalen Richtung 39 von der ansonsten konkaven, vorzugsweise zylindrischen Innenfläche 40 des Aufnahmeraums 26 zu der Achse 5. Die vertikale Richtung 39 sei die zylindrische Geometrie des Werkzeughalters 8 berücksichtigend in Anlehnung an zylindrische Koordinaten wie folgt definiert: die vertikale Richtung 39 verläuft von dem Drehmitnahmesteg 38 in die Achse 5. Die vertikale Richtung 39 steht ferner senkrecht auf der Achse 5. Das natürliche Verständnis von Höhe und vertikaler Richtung 39 erhält man durch Abrollen der Innenfläche 40. Bezogen auf ein kartesisches Koordinatensystem hat jeder Drehmitnahmesteg 38 seine eigene vertikale Richtung 39.

Der Drehmitnahmesteg 38 wird in seiner in Umfangsrichtung 41 bestimmten Breite durch zwei Mitnahmeflächen 42 begrenzt. Die vorzugsweise ebene Mitnahmefläche 42 überträgt ein Drehmoment von dem Rohr 19 auf das Einsteckende 7. Die Mitnahmefläche 42 ist im wesentlichen parallel zu einer radialen Richtung; die Mitnahmefläche 42 liegt in einer Ebene mit der Achse 5. Eine Dachfläche 43 des Drehmitnahmestegs 38 schließt den Drehmitnahmesteg 38 in radialer Richtung ab und definiert dessen Höhe. Die Dachfläche 43 ist der Achse 5 zugewandt, insbesondere kann die vertikale Richtung 39 senkrecht zu der Dachfläche 43 sein.

Die dargestellte Ausführungsform hat einen in das Rohr 19 eingelegten Einsatz 44, welcher die Lagerschalen 33 für die Verriegelungselemente 30 und die Drehmitnahmestege 38 für die Drehmitnahme ausbildet.

Das Rohr 19 hat koaxial zu der Achse 5 einen zylindrischen Hohlraum, der in seinen Abmessungen gleich dem Aufnahmeraum 26 ist. Die zylindrische Form kann kreiszylindrisch und prismatisch mit einer wenigstens sechszähligen Symmetrie umfassen.

Das Rohr 19 ist längs einer quer zu der Achse 5 durch eine prismatische Aussparung 45 geöffnet (vgl. Fig. 4 und 5). Die Aussparung 45 kann eine oder zwei gegenüberliegende Öffnungen 46 durch die Wand des Rohrs 19 ausbilden. Die Öffnung hat einen um die Ausrichtungsachse 47 geschlossenen Rand. Die Aussparung 45 hat eine in Entnahmerichtung 6 weisende, vordere Fläche 48 und eine entgegen der Entnahmerichtung 6 weisende, hintere Fläche 49. Zwei seitliche Flächen 50 der Aussparung 45 verbinden die vordere Fläche 48 mit der hinteren Fläche 49. Die Flächen 48, 49, 50 sind parallel zu einer Ausrichtungsachse 47. Die Ausrichtungsachse 47 gibt die Orientierung der Aussparung 45 und der sie begrenzender Flächen 50 vor. Beispielhaft kann die Ausrichtungsachse 47 basierend als Verbindungslinie der Mitte (Flächenschwerpunkt) der Öffnung an der Außenseite des Rohrs 19 und an der Innenseite des Rohrs 19 bestimmt werden. Die Aussparung 45 kann auch pyramidenstumpf-förmig ausgebildet sein. Die Flächen 48, 49, 50 sind derart gegenüber einander geneigt, dass sich ein von ihnen umschlossener Querschnitt in einer Richtung längs der Ausrichtungsachse 47 monoton verringert. Die Aussparung 45 erweitert den Hohlraum des Rohrs 19 gegenüber dem Innendurchmesser 27 vorzugsweise in allen Richtungen innerhalb einer Ebene senkrecht zu der Achse 5. Insbesondere ist vorzugsweise ein Abstand 51 der seitlichen Flächen 50 zueinander größer als der Innendurchmesser 27. Die zylindrische Innenfläche des Rohrs 19 kann durch die Aussparung 45 in zwei voneinander vollständig separierte vordere zylindrische Innenfläche 52 und eine hintere zylindrische Innenfläche 53 unterteilt sein. Die Außenkontur des Einsatzes 44 ist komplementär zu der Aussparung 45 ausgebildet. Der beispielhafte Einsatz 44 hat eine im wesentlichen quaderförmige Außenkontur, mit einer beispielsweise vorderen gerundeten Stirnseite. Die längs der Ausrichtungsachse 47 und längs der Achse 5 verlaufenden Seitenflächen 54 liegen vorzugsweise flächig an den komplementären seitlichen Flächen der Aussparung 45 an. Die Seitenflächen 54 können wenigstens zu einer von der Achse 5 und der Ausrichtungsachse 47 parallel sein.

Eine Breite 55 und eine Höhe 56 des Einsatzes 44 sind größer als der Durchmesser 27 des Aufnahmeraums 26. Die Höhe 56 wird längs der Ausrichtungsachse 47 und die Breite 55 senkrecht zu der Ausrichtungsachse 47 jeweils in einer Projektion auf eine Ebene senkrecht zu der Achse 5 bestimmt. Eine Länge 57 des Einsatzes 44, ergo der Aussparung 45, ist geringer als die Länge 28 des zylindrischen Rohrs 19. Der Einsatz 44 hat einen koaxial zu der Achse 5 verlaufenden Hohlraum. Die Innenfläche 58 des Einsatzes 44 ist im Wesentlichen konkav, vorzugsweise zylindrisch. Ein Innendurchmesser 59 des Einsatzes 44 ist gleich oder etwas größer als der Innendurchmesser 27 des Rohrs 19.

Der Aufnahmeraum 26 für das Werkzeug setzt sich aus zwei oder drei Abschnitten zusammen. Einen Abschnitt 60 bildet der Hohlraum des Einsatzes 44. Die vordere zylindrische Innenfläche 52 des Rohrs 19 kann einen an den Einsatz 44 angrenzenden vorderen Abschnitt 61 und die hintere zylindrische Innenfläche 53 des Rohrs 19 kann einen an den Einsatz 44 angrenzenden hinteren Abschnitt 62 ausbilden. Die von dem Rohr 19 gebildeten äußeren Abschnitte 61 , 62 haben vorzugsweise einen etwas geringeren Innendurchmesser 27, wodurch auf das Werkzeug quer zu der Achse 5 wirkende Biegekräfte direkt auf das Rohr 19 und den Grundkörper 18 übertragen werden, ohne den Einsatz 44 zu belasten. Das Rohr 19 kann aus einem entsprechend zähen Stahl geformt sein.

Die Höhe 56, d.h. die Abmessung längs der Ausrichtungsachse 47, des Einsatzes 44 ist etwa gleich der entsprechenden Außenabmessung 63 des Rohrs 19. Die freiliegenden Außenflächen 64 (Deckflächen) des Einsatzes 44 schließen weitgehend bündig mit dem Grundkörper 18 ab, hier beispielhaft mit den ebenen Schlüsselflächen 24. Die zuvor beschriebene Lagerschale 33 für die Verriegelungskugel 30 ist in einer oder beiden Deckflächen 64 ausgebildet. Die Deckflächen 64 des Einsatzes 44 sind vorzugsweise eben.

Der Einsatz 44 ist mit den Drehmitnahmestegen 38 ausgebildet. Vorzugsweise sind sämtliche Drehmitnahmestege 38 des Werkzeughalters 8 Teil des Einsatzes 44. Zahl, Geometrie und Orientierung der Drehmitnahmestege 38 ist wie obig beschrieben. Die Drehmitnahmesteg 38 stehen von der konkaven Innenfläche 58 des Einsatzes 44 in die vertikale Richtung 39 vor. Die vertikale Richtung 39 verläuft auf der jeweiligen Verbindungslinie von dem Drehmitnahmesteg 38 zu der Achse 5.

Die vertikale Richtung 39 wenigstens eines oder vorzugsweise aller Drehmitnahmestege 38 ist geneigt, beispielsweise senkrecht, zu der Ausrichtungsachse 47 der Aussparung 45. Der Drehmitnahmesteg 38 stützt sich in seiner vertikalen Richtung 39 an dem Rohr 19 ab. Die vertikale Richtung 39 des Drehmitnahmestegs 38 verläuft durch die von dem Rohr 19 verdeckte Seitenfläche 54 des Einsatzes 44 und nicht durch die freiliegende Deckfläche 64. Beim Einsetzen des Einsatzes 44 in die Aussparung 45 ist die Dachfläche 43 des Drehmitnahmestegs 38 von der Achse 5 teilweise oder vorzugsweise vollständig von der Achse 5 abgewandt.

Das Bestimmen der relativen Neigung der beiden Richtungen 39, 47 erfolgt in einer Projektion auf die Ebene senkrecht zu der Achse 5, falls die Ausrichtungsachse 47 nicht senkrecht zu der Achse 5 sein sollte.

Der Einsatz 44 mit den Drehmitnahmestegen 38 ist vorzugsweise monolithisch. Monolithisch ist hierbei als das Gegenteil eines aus zwei oder mehr Teilen gefügten Körpers zu verstehen. Der monolithische Einsatz 44 hat keine Fügezonen, weder formschlüssiger, kraftschlüssiger noch materialschlüssiger, z.B. durch Löten, Kleben, Schweißen, Art. Der Einsatz 44 ist aus einem Rohling geformt. Der Einsatz 44 liegt vorzugsweise lose in der Aussparung 45, um bei Bedarfsfall ohne Montagewerkzeug aus dem Grundkörper 18 entnehmbar zu sein. Insbesondere ist der Einsatz 44 auf kein materialschlüssige Weise, z.B. geklebt, gelötet, geschweißt, in dem Rohr 19 befestigt. Sobald ein Hammerbohrer 4 in den Aufnahmeraum 26 eingesetzt und damit durch den zylindrischen Hohlraum des Einsatzes 44 geschoben ist, ist der Einsatz 44 stabilisiert. Der Schieber 35 kann ferner ausgebildet sein, den Einsatz 44 in Position zu halten. Der Schieber umschließt ringförmig das Rohr 19 des Grundkörpers 18 und hat eine Innenkontur 65, die an den Deckflächen 64 des Einsatzes 44 anliegt. Bei der verriegelnden Grundstellung des Werkzeughalters 8 ist der Schieber 35 etwa mittig zu dem Einsatz 44 angeordnet. Die Länge 57 des Einsatzes 44 ist ferner so ausgelegt, dass beim Einsetzen des Hammerbohrers 4 der Schieber 35 nicht von dem Einsatz 44 heruntergeschoben wird.

Die Aussparung 45 kann längs der Ausrichtungsachse 47 auf einer Seite durch einen Boden geschlossen sein, d.h. topfförmig ausgebildet sein. Eine Stärke des Bodens ist gleich oder geringer der Wandstärke des Rohrs 19. Der zugehörige Einsatz 44 umschließt ringförmig den Aufnahmeraum 26. Der Einsatz 44 hat nur eine freiliegende Deckfläche 64 und eine Lagerschale 33. Ferner hat der Einsatz 44 innerhalb seines Hohlraums ein oder mehrere Drehmitnahmestege 38 für die Drehmitnahme.

Die Baugruppen der Flanschverriegelung 22 und der Werkzeugverriegelung 21 können von dem Grundkörper 18 abgenommen werden. Dies ist insbesondere zum Austauschen der beiden Betätigungshülsen 66, 32, der Verriegelungskugeln 30 und ggf. des Einsatzes 44 nützlich.

Die Betätigungshülse 32 ist mittels einer in Entnahmerichtung 6 weisenden Stirnfläche 67 an einem axial unbeweglichen Sicherungsbügel 68 abgestützt. Der Sicherungsbügel 68 sitzt in einer Nut 69, welche entlang des Umfangs an einem werkzeugseitigem Ende des Grundkörpers 18 vorgesehen ist. Die beispielhafte Betätigungshülse 32 hat einen ringförmigen oder hohlzylindrischen Vorsprung 70, welcher den Sicherungsbügel 68 in radialer Richtung umschließt. Ein radiales Spiel zwischen dem Sicherungsbügel 68 und dem Vorsprung 70 ist geringer als eine Tiefe der Nut 69, wodurch der Sicherungsbügel 68 in der Nut 69 gefangen ist. Beispielhaft kann der Vorsprung 70 mit seiner radialen Innenfläche 71 unmittelbar an dem Sicherungsbügel 68 anliegen. Der Anwender kann die Betätigungshülse 32 gegen eine Feder 36 axial verschieben, um den Sicherungsbügel 68 in radialer Richtung freizugeben und um den Sicherungsbügel 68 aus der Nut 69 abzuziehen.

Der Sicherungsbügel 68 ist weitgehend symmetrisch aufgebaut. Ein Steg 72 verbindet zwei gegenüberliegende Klemmschenkel 73. Die beiden Klemmschenkel 73 greifen in die Nut 69 des Grundkörpers 18 ein. Der Steg 72 kann ebenfalls in die Nut 69 eingreifen oder freiliegen. Das Rohr 19 ist nur teilweise von dem Sicherungsbügel 68 umschlossen, um diesen ohne großen Kraftaufwand abziehen zu können. Die Klemmschenkel 73 sollen dabei geringfügig gespreizt werden, um ein versehentliches Herausfallen zu vermeiden. Der umschlossene Winkel 74 ist geringer als 250 Grad und liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 210 Grad und 240 Grad. Der Winkel 74 wird am Nutboden 75 zwischen den beiden entlang der Umfangsrichtung 41 äußersten von den Klemmschenkeln 73 berührten Punkten 76 gemessen. Die Innenkontur des Sicherungsbügels 68 zwischen den beiden Punkten 76 ist vorzugsweise weitgehend kreissegmentförmig, und liegt durchgehend an dem Nutboden 75 an. Die in Steckrichtung nach vorne weisenden Abschnitte 77 der Klemmschenkel 73 definieren eine Öffnungsweite 78 des Sicherungsbügels 68. Die vorderen Abschnitte 77 sind über in Einsteckrichtung über den Nutboden 75 hinausgeschoben und daher freiliegend. Die Öffnungsweite 78, d.h. der Abstand 78 der Klemmschenkel 73, liegt im Bereich von mindestens 80 %, vorzugsweise zwischen 87 % und 97 %, des Durchmessers 79 der Nut 69.

Der Sicherungsbügel 68 hat einen Henkel. Der Henkel ist an der dem Grundkörper 18 gegenüberliegenden Seite des Stegs 72 angeordnet. Der beispielhafte Henkel 80 besteht aus zwei Fahnen 80, welche jeweils an einem Ende des Stegs 72 beginnen und in radialer Richtung beabstandet von dem Steg 72 in Umfangsrichtung 41 aufeinander zulaufen. Die Spitzen der beiden Fahnen 80 können durch einen Spalt 81 getrennt sein. Der Anwender kann beispielsweise mit einem Schraubendreher oder einen anderen flachen Werkzeug in den vom Steg 72 und Henkel 80 umgebenen Schlitz 82 greifen, um den Sicherungsbügel 68 aus der Nut 69 zu heben.

Der Sicherungsbügel 68 ist vorzugsweise plattenförmig ausgebildet. Die Klemmschenkel 73 haben eine Breite, gemessen in radialer Richtung 39, welche deutlich größer als die Dicke, gemessen längs der Achse 5, des Sicherungsbügels 68 ist. Eine Breite des Stegs 72 ist geringer als die Breite der Klemmschenkel 73.

Der Sicherungsbügel 68 kann einen von dem Steg 72 in radialer Richtung zu der Achse 5 vorstehenden Dorn 83 aufweisen. Der Grundkörper 18 hat eine entsprechende Vertiefung 84, um den Dorn 83 aufzunehmen. Die Vertiefung 84 ist, zumindest in Umfangsrichtung, etwa formschlüssig zu dem Dorn 83. Der Sicherungsbügel 68 ist gegen ein Verdrehen um die Arbeitsachse 5 gehindert und hat somit einen festen Azimut, d.h. eine festgelegte Winkelausrichtung. Der Henkel 80 und die Verriegelungskugeln 30 haben z.B. den gleichen Azimut und liegen in einer Flucht parallel zu der Arbeitsachse 5. Eine Außenkontur des Grundkörper 18 ist mit der abgeflachten Schlüsselfläche 24 im Bereich der Verriegelungskugeln 30 versehen. Die abgeflachte Schlüsselfläche 24 ist vorzugsweise bis zu der ringförmigen Nut 69 verlängert. Vor dem Schlitz 82 ist hierdurch ein Hohlraum 60 zwischen der Buchse 31 und der Schlüsselfläche 24, in welchen der Anwender das Abziehwerkzeug einführen kann.

Der Sicherungsbügel 68 findet bei der dargestellten Ausführungsform mit dem entnehmbaren Einsatz 44 besondere Aufmerksamkeit. Ferner besteht ein Interesse an dem Sicherungsbügel 68 bei einem einteiligen Aufnahmeraum 85, dessen gesamte Wandfläche 86 von einem Rohr 87 des Grundkörper 88 gebildet ist.

Eine Abdeckung 89 aus einem weichen Kunststoff ist auf die Spitze des Grundkörpers 18 aufgesteckt und schützt die beiden Verriegelungen 21 , 22 vor Staub. Die Abdeckung 89 kann von dem Grundkörper 18 per Hand abgezogen werden.

Der beispielhafte Flansch 20 ist auf die Abtriebswelle 11 aufschiebbar. Die lösbare Flanschverriegelung 22 ermöglicht den Flansch 20 drehstarr an die Abtriebswelle 11 anzulegen und ohne Werkzeug zu lösen. Die Flanschverriegelung 22 hat mehrere Kopplungskugeln 90 oder Kopplungszapfen, die durch radiale Öffnungen 46 des Flansches 20 in entsprechende Vertiefungen der Abtriebswelle 11 eingreifen. Eine Betätigungshülse 66 der Flanschverriegelung 22 ist auf den Flansch 20 aufgesetzt und entlang der Arbeitsachse 5 beweglich. Eine Feder 36 hält die Betätigungshülse 66 in einer Verriegelungsstellung, in welcher eine radiale Bewegung der Kopplungskugeln 90 gehemmt ist und diese somit in Eingriff mit der Abtriebswelle 11 gezwungen sind. Der Anwender kann die Betätigungshülse 66, vorzugsweise in Entnahmerichtung 6 des Werkzeugs 4 gegen die Feder 36 verschieben, bis die Kopplungskugeln 90 radial ausweichen und außer Eingriff gelangen können. Der Werkzeughalter 8 kann abgenommen werden.

Auch wenn der abnehmbare Werkzeughalter 8 eine für viele Anwendungen bevorzugte Ausführungsform ist, ist eine dauerhafte Anbindung oder nur per Werkzeug lösbare Anbindung des Grundkörpers 18 an die Abtriebswelle 11 für andere Anwendungen von Vorteil, z.B. für einen einfachen und kompakten Aufbau. Der Grundkörper 18 kann beispielsweise einstückig mit einem Führungsrohr des Zwischenschlägers 16 oder des Schlägers 13 gebildet sein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Werkzeughalter (8) für eine Handwerkzeugmaschine (1) mit:

einem um eine Achse (5) verlaufenden Aufnahmeraum (26) zum Aufnehmen eines Einsteckendes (7) eines Werkzeugs (4),

einem zu der Achse (5) koaxialen Rohr (19), dessen Innenfläche (51 , 52) einen Teil (60, 61) einer Wandfläche (39) des Aufnahmeraums (26) bildet und das eine längs einer ersten Richtung (46) das Rohr (19) durchstechende Aussparung (44) aufweist, wobei die erste Richtung (46) gegenüber der Achse (5) geneigt ist,

einem Einsatz (43), der längs der ersten Richtung (46) in die Aussparung (44) eingesetzt ist, dessen konkave Innenfläche (57) einen weiteren Teil (59) der Wandfläche (39) des Aufnahmeraums (26) bildet und der einen von der konkaven Innenfläche (57) zu der Achse (5) vorstehenden Drehmitnahmesteg (37) für eine Drehmitnahme aufweist, wobei eine von dem Drehmitnahmesteg (37) ausgehende und durch die Achse (5) verlaufende Linie eine zweite Richtung (38) definiert und die zweite Richtung (38) gegenüber der ersten Richtung (46) geneigt ist.

2. Werkzeughalter (8) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (43) entgegen der zweiten Richtung (38) in dem Rohr (19) an einer Fläche (49) der Aussparung (44) anliegt.

3. Werkzeughalter (8) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (43) einen weiteren Drehmitnahmesteg (37) aufweist, wobei eine von dem weiteren Drehmitnahmesteg (37) ausgehende und durch die Achse (5) verlaufende Linie eine dritte Richtung definiert und wobei der Einsatz (43) entgegen der dritten Richtung an einer der Fläche (49) der Aussparung gegenüberliegenden Fläche (49) der Aussparung (44) anliegt.

4. Werkzeughalter (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine seitliche Fläche (49) der Aussparung (44) in einer Richtung, welche senkrecht zu der Achse (5) und senkrecht zu der ersten Richtung (46) ist, um mehr als den halben Innendurchmesser (27) des Rohrs (19) von der Achse (5) beabstandet ist.

5. Werkzeughalter (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadui gekennzeichnet, dass die konkave Innenfläche (57) des Einsatzes (43) die Achse ringförmig umschließt.

6. Werkzeughalter (8) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (43) die Wandfläche (39) in drei längs der Achse (5) aufeinanderfolgende ringförmige Abschnitte (59, 60, 61) unterteilt, deren mittlerer Abschnitt (59) vollständig von dem Einsatz (43) gebildet ist.

7. Werkzeughalter (8) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innendurchmesser (58) des Einsatzes (43) gleich oder größer einem Innendurchmesser (27) des Rohrs (19) ist.

8. Werkzeughalter (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (43) lose in die Aussparung (44) eingesetzt ist.

9. Werkzeughalter (8) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Halterung (34) des Einsatzes (43) an einer längs der ersten Richtung (46) orientierten Deckfläche (63) des Einsatzes (43) anliegt, um den Einsatz (43) in der Aussparung (44) zu halten.

10. Werkzeughalter (8) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (34) längs der Achse (5) beweglich ist.

1 1. Werkzeughalter (8) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (34) durch einen federbelasteten Schieber (34) für Verriegelungselemente (29) des Werkzeughalters (8) gebildet ist.

12. Werkzeughalter (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (43) eine freiliegende Deckfläche (63) aufweist, in welcher ein längs der Achse (5) verlaufender und bis zu dem Aufnahmeraum (26) öffnender Schlitz vorgesehen ist.