EP3079859A1 - Werkzeughalter - Google Patents

Werkzeughalter

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Publication number
EP3079859A1
EP3079859A1 EP14809028.5A EP14809028A EP3079859A1 EP 3079859 A1 EP3079859 A1 EP 3079859A1 EP 14809028 A EP14809028 A EP 14809028A EP 3079859 A1 EP3079859 A1 EP 3079859A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tool holder
tool
side surfaces
face
main portion
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Withdrawn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
EP14809028.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Udo Hauptmann
Horst Stroissnigg
Ralf Meixner
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.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
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 Hilti AG filed Critical Hilti AG
Priority to EP14809028.5A priority Critical patent/EP3079859A1/de
Publication of EP3079859A1 publication Critical patent/EP3079859A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D17/00—Details of, or accessories for, portable power-driven percussive tools
    • B25D17/08—Means for retaining and guiding the tool bit, e.g. chucks allowing axial oscillation of the tool bit
    • B25D17/084—Rotating chucks or sockets
    • B25D17/088—Rotating chucks or sockets with radial movable locking elements co-operating with bit shafts specially adapted therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D2217/00—Details of, or accessories for, portable power-driven percussive tools
    • B25D2217/003—Details relating to chucks with radially movable locking elements
    • B25D2217/0038—Locking members of special shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25D—PERCUSSIVE TOOLS
    • B25D2250/00—General details of portable percussive tools; Components used in portable percussive tools
    • B25D2250/065—Details regarding assembling of the tool
    • B25D2250/075—Assembled by welding

Definitions

  • the present invention relates to a tool holder for a rotary and chiseling hand tool, in particular a combination hammer.
  • US 7,338,051 describes a tool holder for a combination hammer.
  • the tool holder has a tubular base body, in the interior of which the drill is received along its axis movable. Locking elements engage in the interior and secure the drill against falling out.
  • the tool holder webs which engage in corresponding grooves of the drill to transmit torque from the tool holder to the drill.
  • the webs are made of a carbide are used as inserts in the body. The attachment of the webs takes place in overlapping holes in the body, a fixation can be done by gluing, press fit, soldering or welding.
  • the use of bars made of carbide leads to a very high wear of the drill. End pieces of the webs tilt in longitudinal grooves of the drill and knock them out.
  • the tool holder according to the invention for a rotating and chiseling hand tool has a tubular base body which surrounds a receiving space for receiving a tool coaxial with an axis and which has at least one opening in the radial direction.
  • An insert is inserted into the breakthrough and has a radially projecting into the receiving space web.
  • the web has along the axis successively a main portion and a rear portion.
  • the main section has along the working axis a constant, limited by a roof surface and two opposite mutually inclined side surfaces, trapezoidal cross-section.
  • the rear portion has a plane facing away from the main portion flat end face and two opposing inlet surfaces. The preferably flat inlet surfaces connect the end face with one of the side surfaces.
  • the inlet surfaces are inclined relative to the side surfaces between 2 degrees and 10 degrees. The little compared to the side surfaces employed inlet surfaces prove to be more favorable to align the tool along the webs compared to arcuate end pieces.
  • Fig. 1 a combination hammer
  • FIG. 1 schematically shows a combination hammer 1 as an example of a chiseling hand tool.
  • the combination hammer 1 has a tool holder 2 into which a shank end 3 of a tool, e.g. one of the hammer drill 4, can be used.
  • a primary drive of the combihammer 1 is a motor 5, which drives a hammer mechanism e and an output shaft 7.
  • a user can lead the combination hammer 1 by means of a handle 8 and take the combination hammer 1 by means of a system switch 9 in operation.
  • the combination hammer l rotates the hammer drill 4 continuously about a working axis 10 and can thereby beat the hammer drill 4 in the direction of impact 11 along the working axis 10 in a substrate.
  • the striking mechanism e is preferably a motor-driven pneumatic striking mechanism e.
  • a racket 12 is coupled via an air spring 13 to one of the motor 5 along a working axis 10 reciprocating piston 14.
  • the bat 12 strikes directly or indirectly by an anvil 15 on the shaft end.
  • the tool holder 2 is shown in detail in FIG. 2 in a longitudinal section and in a cross section in FIG. 3.
  • the tool holder 2 has a driven by the output shaft 7 hollow spindle 16 (body) with a receiving space 17 for the tool 4.
  • the hammer drill 4 can by a driven-side opening 18 in the insertion direction (opposite the direction of impact 11) are inserted into the receiving space 17.
  • the receiving space 17 is preferably complementary to the shaft end 3, for example cylindrical.
  • the pawls 19 are inserted into slots 20 in a wall of the hollow spindle 16.
  • a radial inhibition of the pawls 19 is effected by a locking ring 21, on which radially from the inside fitting the pawls 19 partially protrude into the receiving space 17.
  • the projecting into the receiving space 17 part of the pawls 19 can engage in the locking groove of the tool 4.
  • a spring-loaded slider 22 holds the pawls 19 within the locking ring 21, i. axially overlapping with the locking ring 21.
  • the pawls 19 When inserting the hammer drill 4, the pawls 19 are moved against the spring-loaded slide 22 and get out of engagement with the locking ring 21. The pawls 19 can dodge radially and release the receiving space 17. The pawls 19 can be displaced by an actuating sleeve 23 against the spring-loaded slide 22, whereby the radial inhibition of the pawls 19 is released and the hammer drill 4 can be removed.
  • the rotational movement of the hollow spindle 16 are transmitted to the hammer drill 4 via webs 24 projecting into the receiving space 17.
  • the exemplary embodiment of the tool holder 2 has a web 24.
  • Alternative tool holder 4, in particular for large diameter drill bits may have two or webs 24.
  • the web 24 is along the working axis 10 at the height of the slots 20 for the pawls 19.
  • the web 24 is the protruding into the receiving space 17 part of an insert 25.
  • the insert 25 has the web 24 and a base 26.
  • the hollow spindle 16th For each web 24 has a recess 27, in which the base 26 is inserted in the radial direction 28.
  • the recess 27 is complementary to the base 26.
  • the base 26 is permanently fixed by soldering in the recess 27.
  • the entire insert 25 is preferably monolithic, i. made of one material and without joining zones.
  • the insert 25 may be made of a tool steel.
  • the hollow spindle 16 is made of
  • the web 24 has a main portion 29.
  • the main portion 29 transmits substantially all of the torque to the combination hammer l.
  • the exposed outer surfaces, in particular a roof surface 30 and two side surfaces 31, of the main portion 29 are parallel to the working axis 10.
  • the outer surfaces define a trapezoidal Cross-section which is constant along the working axis 10 over the entire length of the main portion 29.
  • the roof surface 30 is perpendicular to a radial direction 28 (vertical direction).
  • the side surfaces 31 preferably adjoin the opposite longitudinal edges of the roof surface 30.
  • the side surfaces 31 are preferably inclined to each other between 20 degrees and 40 degrees.
  • the web 24 is thus preferably wider at its bottom surface, ie at the base 26, than at the roof surface 30.
  • An average width 32 of the web 24 is approximately equal, eg less than 20%, to the height 33 of the web 24.
  • a length 34 of the main portion 29 is at least three times the height 33.
  • the web 24 must be sufficiently long for the transmission of torque
  • the web 24 has a rear portion 35 which is arranged in the direction of impact 11 after the main portion 29.
  • the rear portion 35 has an end face 36 which points in the direction of impact 11.
  • the end face 36 is preferably trapezoidal.
  • the normal of the end face 36 lies in a plane spanned by the working axis 10 and the vertical direction 28.
  • the exemplary end face 36 is not inclined perpendicular to the working axis 10 but between 70 degrees and 80 degrees.
  • the end face 36 is preferably flat.
  • the end surface 36 is slightly narrower than the main portion 29, i. smaller than the trapezoidal cross section.
  • a width 37 of the end face 36 on the base 26 is between 80% and 90% of the width 32 of the cross section of the base 26th
  • the inlet surfaces 38 adjoin the end face 36 laterally.
  • the inlet surfaces 38 connect the end face 36 with the side surfaces 31.
  • the flat inlet surfaces 38 are slightly inclined relative to the side surfaces 31, preferably between 2 degrees and 10 degrees.
  • the inlet surfaces 38 preferably extend from the base 26 to the roof surface 30.
  • a length 39 of the inlet surfaces 38 corresponds approximately to the distance between the two inlet surfaces 38, i. the width 37 of the web 24th
  • the base 26 is longer and wider than the bridge 24.
  • the base 26 is closed at its longitudinal ends by semi-cylindrical end pieces. Between the two end pieces of the base 26 is substantially cuboid.
  • the recess 27 also has correspondingly semi-cylindrical ends with a cuboid intermediate region.
  • the hollow spindle 16 is made, for example, from a tubular blank.
  • the tubular blank can be cold expanded to the desired inner profile. Subsequently, the inner and outer surfaces are machined.
  • the steel of the tubular blank is preferably a low alloy steel, e.g. 16MnCr5.
  • a carbon content is less than 0.4% by weight, preferably greater than 0.1% by weight.
  • the steel is low alloyed; the total admixture of alloying elements is less than 5% by weight.
  • Chromium can have the highest proportion here, e.g. between 1, 0 and 2.2 wt .-%.
  • the steel can also be unalloyed.
  • the carbon content is also less than 0.4 wt .-%.
  • the insert 25 is preferably produced without machining.
  • the insert 25 is forged, for example, from a steel blank.
  • the shaping takes place for example by a die, in which the blank is inserted.
  • the die may be multi-piece and has the complementary shape to insert 25, i. the bridge 24 with the base 26.
  • the blank is forged at a temperature between 950 Celsius and 1150 Celsius. This exceeds the AC3 temperature of the steel, which causes austenite to form.
  • the insert 25 cools to room temperature, preferably in air.
  • the insert 25 can alternatively be produced by means of a precision casting process.
  • the blank for use 25 is a tool steel, e.g. X155CrVMo12-1.
  • the carbon content is greater than 0.8% by weight, preferably less than 2.2% by weight.
  • the blank is highly alloyed, the proportion of total alloying elements is greater than 7 wt .-%.
  • the insert 25 is placed in the recess 27 of the hollow spindle 16.
  • a solder preferably a copper-containing solder
  • the insert 25 becomes, e.g. in a soldering oven, at a temperature in the range of 1030 Celsius and 1070 Celsius soldered to the hollow spindle 16.
  • the soldering process lasts between 20 minutes and 60 minutes.
  • the steels of hollow mandrel 16 and insert 25 are heated above their recrystallization temperature. The tool steel loses hardness.
  • the composite of hollow spindle 16 and insert 25 cools, preferably in air or in another gas atmosphere.
  • the composite is heat treated in an immediately subsequent step.
  • the composite is heated to a temperature between 800 Celsius and 950 Celsius.
  • the temperature can be raised in two or more steps to minimize thermomechanical stresses in the composite.
  • the composite is held at temperature for 30 minutes to 2 hours.
  • the temperature is well below a temperature which is suitable for hardening the tool steel.
  • this temperature is atypical for the three times repeated heat treatments on tool steel, which take place at a maximum temperature between 400 and 600 Celsius, to obtain the typical hardness and load capacity of a tool steel.
  • the heat treatment takes place in a carbon-containing atmosphere, for example in a gas carburization furnace.
  • the carbon level is increased by adding eg methanol and propane.
  • a C-level control preferably keeps the carbon level constant during the heat treatment.
  • the carbon level is chosen so that the hollow spindle 16 is carburized.
  • the C-level can be taken for the selected steel tables or simulations, or be determined in a few experiments.
  • a measurement of the C-level can be determined in a known manner indirectly via the partial pressure of oxygen.
  • the C level is further adjusted so that the tool steel of the insert 25 is not carburized. For example, the C level is between 0.7 and 0.75.
  • the carbon can be lowered or maintained in the insert 25.
  • the heat treatment is terminated by rapid quenching, for example in oil.
  • the composite is cured.
  • the heat treatment is followed by a single tempering at a low temperature between 180 Celsius and 210 Celsius to relieve internal stresses.
  • quenching the composite to room temperature can be followed by cooling to -60 Celsius to -120 Celsius. Freezing may favor hardening of the composite. The one-off tempering follows the freezing.

Landscapes

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

Abstract

Der erfindungsgemäße Werkzeughalter für eine drehende und meißelnde Handwerkzeugmaschine hat einen rohrförmigen Grundkörper, der koaxial zu einer Achse einen Aufnahmeraum zum Aufnehmen eines Werkzeugs umgibt und der in radialer Richtung wenigstens einen Durchbruch aufweist. Ein Einsatz (25) ist in den Durchbruch eingesetzt ist und hat einen in den Aufnahmeraum radial vorstehenden Steg (24). Der Steg hat längs der Achse aufeinanderfolgend einen Hauptabschnitt (29) und einen hinteren Abschnitt (27). Der Hauptabschnitt (29) hat längs der Arbeitsachse (10) einen gleichbleibenden, von einer Dachfläche (30) und zwei gegenüberliegenden zueinander geneigten Seitenflächen (31) begrenzten, trapezförmigen Querschnitt. Der hintere Abschnitt (27) hat eine von dem Hauptabschnitt (29) abgewandte Stirnfläche (36) und zwei einander gegenüberliegende Einlaufflächen (38). Die Einlaufflächen (38) verbinden die Stirnfläche (36) mit jeweils einer der Seitenflächen (31). Die Einlaufflächen (38) sind gegenüber den Seitenflächen (31) zwischen 2 Grad und 10 Grad geneigt.

Description

Werkzeughalter
GEBIET DER ERFINDUNG Die vorliegende Erfindung betrifft einen Werkzeughalter für eine drehende und meißelnde Handwerkzeugmaschine, insbesondere einen Kombihammer.
US 7,338,051 beschreibt einen Werkzeughalter für einen Kombihammer. Der Werkzeughalter hat einen rohrförmigen Grundkörper, in dessen Innenraum der Bohrer aufgenommen längs seiner Achse beweglich ist. Verriegelungselemente greifen in den Innenraum ein und sichern den Bohrer gegen ein Herausfallen. Zudem hat der Werkzeughalter Stege, welche in korrespondierende Nuten des Bohrers eingreifen, um ein Drehmoment von dem Werkzeughalter auf den Bohrer zu übertragen. Die Stege sind aus einem Hartmetall werden als Einsätze in den Grundkörper eingesetzt. Die Befestigung der Stege erfolgt in überlappenden Bohrungen in dem Grundkörper, eine Fixierung kann per Kleben, Presssitz, Löten oder Schweißen erfolgen. Die Verwendung von Stegen aus Hartmetall führt zu einem sehr hohen Verschleiß der Bohrer. Endstücke der Stege verkanten in Längsnuten der Bohrer und schlagen diese aus. OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Der erfindungsgemäße Werkzeughalter für eine drehende und meißelnde Handwerkzeugmaschine hat einen rohrförmigen Grundkörper, der koaxial zu einer Achse einen Aufnahmeraum zum Aufnehmen eines Werkzeugs umgibt und der in radialer Richtung wenigstens einen Durchbruch aufweist. Ein Einsatz ist in den Durchbruch eingesetzt ist und hat einen in den Aufnahmeraum radial vorstehenden Steg. Der Steg hat längs der Achse aufeinanderfolgend einen Hauptabschnitt und einen hinteren Abschnitt. Der Hauptabschnitt hat längs der Arbeitsachse einen gleichbleibenden, von einer Dachfläche und zwei gegenüberliegenden zueinander geneigten Seitenflächen begrenzten, trapezförmigen Querschnitt. Der hintere Abschnitt hat eine von dem Hauptabschnitt abgewandte ebene Stirnfläche und zwei einander gegenüberliegende Einlaufflächen. Die vorzugsweise ebenen Einlaufflächen verbinden die Stirnfläche mit jeweils einer der Seitenflächen. Die Einlaufflächen sind gegenüber den Seitenflächen zwischen 2 Grad und 10 Grad geneigt. Die wenig gegenüber den Seitenflächen angestellten Einlaufflächen erweisen sich verglichen zu bogenförmigen Endstücken als günstiger das Werkzeug entlang der Stege auszurichten. KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die nachfolgende Beschreibung erläutert die Erfindung anhand von exemplarischen Ausführungsformen und Figuren. In den Figuren zeigen:
Fig. 1 einen Kombihammer
Fig. 2 einen Werkzeughalter,
Fig. 3 den Werkzeughalter im Querschnitt der Ebene III;
Fig. 4 einen Einsatz in Draufsicht; Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden durch gleiche Bezugszeichen in den Figuren indiziert, soweit nicht anders angegeben.
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG Fig. 1 zeigt als Beispiel einer meißelnden Handwerkzeugmaschine schematisch einen Kombihammer l . Der Kombihammer l hat einen Werkzeughalter 2, in welchen ein Schaftende 3 eines Werkzeug, z.B. eines des Hammerbohrers 4, eingesetzt werden kann. Einen primären Antrieb des Kombihammers 1 bildet ein Motor 5, welcher ein Schlagwerk e und eine Abtriebswelle 7 antreibt. Ein Anwender kann den Kombihammer 1 mittels eines Handgriffs 8 führen und mittels eines Systemschalters 9 den Kombihammer 1 in Betrieb nehmen. Im Betrieb dreht der Kombihammer l den Hammerbohrer 4 kontinuierlich um eine Arbeitsachse 10 und kann dabei den Hammerbohrer 4 in Schlagrichtung 11 längs der Arbeitsachse 10 in einen Untergrund schlagen. Das Schlagwerk e ist vorzugsweise ein motorgetriebenes pneumatisches Schlagwerk e. Ein Schläger 12 ist über eine Luftfeder 13 an einen von dem Motor 5 längs einer Arbeitsachse 10 hin- und herbewegten Kolben 14 angekoppelt. Der Schläger 12 schlägt unmittelbar oder mittelbar durch einen Döpper 15 auf das Schaftende 3.
Der Werkzeughalter 2 ist im Detail in Fig. 2 in einem Längsschnitt und in einem Querschnitt in Fig. 3 dargestellt. Der Werkzeughalter 2 hat eine von der Abtriebswelle 7 angetriebene hohle Spindel 16 (Grundkörper) mit einem Aufnahmeraum 17 für das Werkzeug 4. Der Hammerbohrer 4 kann durch eine abtriebsseitige Öffnung 18 in Einsetzrichtung (entgegen der Schlagrichtung 11 ) in den Aufnahmeraum 17 eingesetzt werden. Der Aufnahmeraum 17 ist vorzugsweise komplementär zu dem Schaftende 3, z.B. zylindrisch ausgebildet.
Eine lösbare Verriegelung des mit Verriegelungsnuten versehenen Hammerbohrers 4 in dem Aufnahmeraum 17 erfolgt mittels Sperrkörpern, hier beispielsweise mit Klinken 19. Die Klinken 19 sind in Langlöcher 20 in einer Wand der hohlen Spindel 16 eingesetzt. Ein radiale Hemmung der Klinken 19 erfolgt durch einen Verriegelungsring 21 , an welchem radial von innen anliegend die Klinken 19 teilweise in den Aufnahmeraum 17 hineinragen. Der in den Aufnahmeraum 17 hineinragende Teil der Klinken 19 kann in die Verriegelungsnut des Werkzeugs 4 eingreifen. Ein federbelasteter Schieber 22 hält die Klinken 19 innerhalb des Verriegelungsrings 21 , d.h. axial mit dem Verriegelungsring 21 überlappend. Beim Einsetzen des Hammerbohrers 4 werden die Klinken 19 gegen den federbelasteten Schieber 22 verschoben und gelangen aus dem Eingriff mit dem Verriegelungsring 21. Die Klinken 19 können radial ausweichen und den Aufnahmeraum 17 freigeben. Die Klinken 19 können durch eine Betätigungshülse 23 gegen den federbelasteten Schieber 22 verschoben werden, wodurch die radiale Hemmung der Klinken 19 aufgehoben wird und der Hammerbohrer 4 entnehmbar ist.
Die Drehbewegung der hohlen Spindel 16 werden über in den Aufnahmeraum 17 ragende Stege 24 auf den Hammerbohrer 4 übertragen. Die beispielhafte Ausgestaltung des Werkzeughalters 2 hat einen Steg 24. Alternative Werkzeughalter 4, insbesondere für Hammerbohrer großer Durchmesser können zwei oder Stege 24 aufweisen. Der Steg 24 ist längs der Arbeitsachse 10 auf der Höhe der Langlöcher 20 für die Klinken 19. Der Steg 24 ist der in den Aufnahmeraum 17 überstehende Teil eines Einsatzes 25. Der Einsatz 25 hat den Steg 24 und einen Sockel 26. Die hohle Spindel 16 hat für jeden Steg 24 eine Aussparung 27, in welche der Sockel 26 in radialer Richtung 28 eingelegt ist. Die Aussparung 27 ist komplementär zu dem Sockel 26. Der Sockel 26 ist durch Löten in der Aussparung 27 dauerhaft fixiert. Der gesamt Einsatz 25 ist vorzugsweise monolithisch, d.h. aus einem Material und ohne Fügezonen zusammenhängend. Der Einsatz 25 kann aus einem Werkzeugstahl hergestellt sein. Die hohle Spindel 16 ist aus einem anderen Material, z.B. aus einem hergestellt.
Der Steg 24 hat einen Hauptabschnitt 29. Der Hauptabschnitt 29 überträgt im Wesentlichen das gesamte Drehmoment auf den Kombihammer l . Die freiliegenden Außenflächen, insbesondere eine Dachfläche 30 und zwei Seitenflächen 31 , des Hauptabschnitts 29 sind zu der Arbeitsachse 10 parallel. Die Außenflächen begrenzen einen trapezförmigen Querschnitt, der längs der Arbeitsachse 10 über die gesamte Länge des Hauptabschnitts 29 konstant ist. Die Dachfläche 30 ist senkrecht zu einer radialen Richtung 28 (vertikale Richtung). Die Seitenflächen 31 grenzen vorzugsweise an die gegenüberliegenden Längskanten der Dachfläche 30 an. Die Seitenflächen 31 sind vorzugsweise zueinander zwischen 20 Grad und 40 Grad geneigt. Der Steg 24 ist damit vorzugsweise an seiner Bodenfläche, d.h. auf dem Sockel 26, breiter als an der Dachfläche 30. Eine mittlere Breite 32 des Steges 24 ist etwa gleich, z.B. um weniger als 20 % verschieden, zu der Höhe 33 des Steges 24. Eine Länge 34 des Hauptabschnitts 29 ist wenigstens das Dreifache der Höhe 33. Der Steg 24 muss ausreichend lang für die Übertragung des Drehmoments auf den Bohrer 4 sein.
Der Steg 24 hat einen hinteren Abschnitt 35, der in Schlagrichtung 11 nach dem Hauptabschnitt 29 angeordnet ist. Der hintere Abschnitt 35 hat eine Stirnfläche 36, welche in Schlagrichtung 11 weist. Die Stirnfläche 36 ist vorzugsweise trapezförmig. Die Normale der Stirnfläche 36 liegt in einer Ebene aufgespannt von der Arbeitsachse 10 und der vertikalen Richtung 28. Die beispielhafte Stirnfläche 36 ist nicht senkrecht zu der Arbeitsachse 10 sondern zwischen 70 Grad und 80 Grad geneigt. Die Stirnfläche 36 ist vorzugsweise eben. Die Stirnfläche 36 ist etwas schmaler als der Hauptabschnitt 29, d.h. kleiner als der trapezförmige Querschnitt. Eine Breite 37 des Stirnfläche 36 am Sockel 26 liegt zwischen 80 % und 90 % der Breite 32 des Querschnitts an dem Sockel 26.
Zwei gegenüberliegende Einlaufflächen 38 grenzen seitlich an die Stirnfläche 36 an. Die Einlaufflächen 38 verbinden die Stirnfläche 36 mit den Seitenflächen 31. Die ebenen Einlaufflächen 38 sind gegenüber den Seitenflächen 31 etwas geneigt, vorzugsweise zwischen 2 Grad und 10 Grad. Die Einlaufflächen 38 reichen vorzugsweise von dem Sockel 26 bis zu der Dachfläche 30. Eine Länge 39 der Einlaufflächen 38 entspricht etwa dem Abstand der beiden Einlaufflächen 38, d.h. der Breite 37 des Steges 24.
Der Sockel 26 ist länger und breiter als der Steg 24. Der Sockel 26 ist an seinen Längsenden durch halbzylindrische Endstücke abgeschlossen. Zwischen den beiden Endstücken ist der Sockel 26 im Wesentlichen quaderförmig. Die Aussparung 27 hat entsprechend ebenfalls halbzylindrische Enden mit einem quaderförmigen Zwischenbereich.
Die hohle Spindel 16 wird beispielsweise aus einem rohrförmigen Rohling hergestellt. Der rohrförmige Rohling kann kalt auf das gewünschte Innenprofil aufgeweitet werden. Anschließend werden die Innen- und Außenflächen spanend bearbeitet. Zudem werden die Langlöcher 20 für die Klinken 19 und die Aussparung 27 für den Einsatz 25 spanend, z.B. mit einem Fräskopf, ausgebildet. Lagerabschnitte können auf einen Solldurchmesser getrimmt und poliert werden.
Der Stahl des rohrförmigen Rohlings ist vorzugsweise ein niedriglegierter Stahl, z.B. 16MnCr5. Ein Kohlenstoffgehalt ist geringer als 0,4 Gew.-% vorzugsweise größer als 0, 1 Gew.-%. Der Stahl ist niedriglegiert; die gesamte Beimischung von Legierungselementen ist geringer als 5 Gew.-%. Chrom kann hierbei den höchsten Anteil aufweisen, z.B. zwischen 1 ,0 und 2,2 Gew.-%. Der Stahl kann auch unlegiert sein. Der Kohlenstoffgehalt ist dabei ebenfalls geringer als 0,4 Gew.-%.
Der Einsatz 25 wird vorzugsweise ohne spanende Bearbeitung hergestellt. Der Einsatz 25 wird beispielsweise aus einem stählernen Rohling geschmiedet. Die Formgebung erfolgt beispielsweise durch ein Gesenk, in welches der Rohling eingelegt wird. Das Gesenk kann beispielsweise mehrteilig ausgebildet sein und hat die komplementäre Form zu dem Einsatz 25, d.h. dem Steg 24 mit dem Sockel 26. Der Rohling wird bei einer Temperatur zwischen 950 Celsius und 1150 Celsius geschmiedet. Dabei wird die AC3-Temperatur des Stahls überschritten, wodurch sich Austenit ausbildet. Nach der Formgebung kühlt der Einsatz 25, vorzugsweise an Luft, auf Raumtemperatur ab. Der Einsatz 25 kann alternativ mittels eines Feingussverfahrens hergestellt werden.
Der Rohling für den Einsatz 25 ist ein Werkzeugstahl, z.B. X155CrVMo12-1. Der Kohlenstoffgehalt ist größer als 0,8 Gew.-%, vorzugsweise geringer als 2,2 Gew.-%. Der Rohling ist hoch legiert, der Anteil der gesamten Legierungselemente ist größer als 7 Gew.-%.
Der Einsatz 25 wird in die Aussparung 27 der hohlen Spindel 16 gelegt. Ein Lotmittel, vorzugsweise ein kupferhaltiges Lot, wird zwischen dem Einsatz 25 und der hohlen Spindel 16 eingebracht. Der Einsatz 25 wird, z.B. in einem Lötofen, bei einer Temperatur im Bereich von 1030 Celsius und 1070 Celsius an der hohlen Spindel 16 angelötet. Der Lötvorgang dauert zwischen 20 Minuten und 60 Minuten. Während des Lötens werden die Stähle der hohlen Spindel 16 und des Einsatzes 25 über ihre Rekristallisationstemperatur erhitzt. Der Werkzeugstahl verliert dabei an Härte. Nach dem Löten kühlt der Verbund aus hohler Spindel 16 und Einsatz 25, vorzugsweise an Luft oder in einer anderen Gasatmosphäre, ab.
Der Verbund wird in einem unmittelbar nachfolgenden Schritt wärmebehandelt. Der Verbund wird auf eine Temperatur zwischen 800 Celsius und 950 Celsius erhitzt. Die Temperatur kann in zwei oder mehr Schritten angehoben werden, um thermomechanische Spannungen in dem Verbund zu minimieren. Der Verbund wird für 30 Minuten bis 2 Stunden bei der Temperatur gehalten. Die Temperatur liegt deutlich unterhalb einer Temperatur, welche für das Härten des Werkzeugstahls geeignet ist. Bei dem beispielhaften Werkzeugstahl X155CrVMo12-1 wird diese mit 1160 bis 1 190 Celsius angegeben. Auch ist diese Temperatur atypisch für die dreimalig wiederholten Wärmebehandlungen bei Werkzeugstahl, welche maximal bei einer Temperatur zwischen 400 und 600 Celsius erfolgen, um die typische Härte und Belastbarkeit eines Werkzeugstahls zu erhalten. Die Wärmebehandlung erfolgt in einer kohlenstoffhaltigen Atmosphäre, z.B. in einem Gasaufkohlungsofen. Der Kohlenstoffpegel wird durch Beimengen von z.B. Methanol und Propan erhöht. Eine C-Pegelregelung hält den Kohlenstoffpegel während der Wärmebehandlung vorzugsweise konstant. Der Kohlenstoffpegel ist derart gewählt, dass die hohle Spindel 16 aufgekohlt wird. Der C-Pegel kann für den gewählten Stahl Tabellen oder Simulationen entnommen werden, oder in wenigen Versuchen ermittelt werden. Eine Messung des C-Pegels kann in bekannter Weise indirekt über den Partialdruck von Sauerstoff bestimmt werden. Der C-Pegel wird ferner derart eingestellt, dass der Werkzeugstahl des Einsatzes 25 nicht aufgekohlt wird. Beispielsweise liegt der C-Pegel zwischen 0,7 und 0,75. Der Kohlenstoff kann in dem Einsatz 25 abgesenkt oder beibehalten werden.
Die Wärmebehandlung wird durch rasches Abschrecken beendet, beispielsweise in Öl. Der Verbund wird gehärtet. Zweckmäßigerweise folgt auf die Wärmebehandlung ein einmaliges Anlassen bei einer niedrigen Temperatur zwischen 180 Celsius und 210 Celsius, um innere Spannungen abzubauen.
Bei einer Ausgestaltung kann dem Abschrecken des Verbundes auf Raumtemperatur ein Abkühlen auf -60 Celsius bis -120 Celsius folgen. Das Tiefkühlen kann ein Härten des Verbundes begünstigen. Das einmalige Anlassen folgt auf das Tiefkühlen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Werkzeughalter (4) für eine drehende und meißelnde Handwerkzeugmaschine (1) mit einer hohlen Spindel (16), die koaxial zu einer Arbeitsachse (10) einen Aufnahmeraum (17) zum Aufnehmen eines Werkzeugs (4) umgibt und der in radialer Richtung (28) wenigstens eine Aussparung (27) aufweist,
einem Einsatz (25), der in die Aussparung (27) eingesetzt ist und der einen in den Aufnahmeraum (17) radial vorstehenden Steg (24) aufweist, wobei
der Steg längs der Arbeitsachse (10) aufeinanderfolgend einen Hauptabschnitt (29) und einen hinteren Abschnitt aufweist, wobei der Hauptabschnitt (29) längs der Arbeitsachse (10) einen gleichbleibenden, von einer Dachfläche (30) und zwei gegenüberliegenden zueinander geneigten Seitenflächen (31) begrenzten, trapezförmigen Querschnitt aufweist, wobei der hintere Abschnitt (35) eine von dem Hauptabschnitt (29) abgewandte Stirnfläche (36) und zwei einander gegenüberliegende ebene Einlaufflächen (38) aufweist, welche die Stirnfläche (36) mit jeweils einer der Seitenflächen (31) verbinden und gegenüber den Seitenflächen (31) zwischen 2 Grad und 10 Grad geneigt sind.
Werkzeughalter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Einlaufflächen (38) eben sind.
Werkzeughalter (4) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abmessung längs der Arbeitsachse (10) der Einlaufflächen (38) zwischen 80 % und 120 % eines Abstandes (37) der Seitenflächen (31) beträgt.
Werkzeughalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die die Stirnfläche (36) trapezförmig ist.
Werkzeughalter (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Stirnfläche (36) schmaler als der trapezförmige Querschnitt ist.
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