WO2011015390A1 - Werkzeughaltevorrichtung - Google Patents

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WO2011015390A1
WO2011015390A1 PCT/EP2010/057876 EP2010057876W WO2011015390A1 WO 2011015390 A1 WO2011015390 A1 WO 2011015390A1 EP 2010057876 W EP2010057876 W EP 2010057876W WO 2011015390 A1 WO2011015390 A1 WO 2011015390A1
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WO
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holding device
tool holding
clamping
transmission element
tool
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/057876
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French (fr)
Inventor
Robert Simm
Alexander Zimmermann
Mario Frank
Beat Käch
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B31/00Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02Chucks
    • B23B31/10Chucks characterised by the retaining or gripping devices or their immediate operating means
    • B23B31/12Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable
    • B23B31/1207Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable moving obliquely to the axis of the chuck in a plane containing this axis
    • B23B31/1238Jaws movement actuated by a nut with conical screw-thread
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B31/00Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/02Chucks
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    • B23B31/1207Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable moving obliquely to the axis of the chuck in a plane containing this axis
    • B23B31/1215Details of the jaws
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2226/00Materials of tools or workpieces not comprising a metal
    • B23B2226/33Elastomers, e.g. rubber
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2231/00Details of chucks, toolholder shanks or tool shanks
    • B23B2231/22Compensating chucks, i.e. with means for the compensation of irregularities of form or position
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2260/00Details of constructional elements
    • B23B2260/072Grooves

Definitions

  • the invention relates to a tool holding device according to the preamble of the independent claim.
  • a running as a chuck tool holding device is known.
  • this drill chuck has a receiving space which is open on one side and extends cylindrically along a spatial axis, which receiving space is provided in a receiving body designed as a base body.
  • bores extending at an angle to the spatial axis are provided in the receiving body, in which clamping elements designed as clamping jaws are displaceably arranged.
  • an orientation of the bore greater than 0 ° and less than 90 ° to the spatial axis is understood to mean at an angle.
  • a radial outer surface of the clamping jaws is designed as a rack.
  • To the receiving body further designed as a threaded ring transmission element is provided, which is opposite to the
  • Receiving body is rotatably mounted.
  • a toothing is provided on an inner circumferential surface of the threaded ring, which cooperates with the rack of the clamping jaws in such a way that a rotational movement of the threaded ring essentially leads to an axial displacement of the clamping jaws.
  • a rotational movement of the threaded ring essentially leads to an axial displacement of the clamping jaws.
  • a drilling tool is inserted into the receiving space in an opened state of the clamping jaws, it can be clamped in the receptacle by closing the clamping jaws.
  • the threaded ring is set in motion via a separately required chuck key.
  • drill chucks are further known, which allow an adjustment of the clamping jaws without an additional wrench. Such chucks are usually referred to as quick chuck.
  • a drill chuck is known, in which an additional actuating device is provided, via which the transmission element formed as a threaded ring can be set in motion.
  • the rotational movement of the threaded ring is transmitted to the rack on the clamping jaws via an internal toothing of the threaded ring, so that they can be moved axially.
  • the effective length DW is to be understood as meaning, in particular, an axial length extending essentially along a longitudinal extent of the toothing of the clamping jaws, via which the individual teeth or turns of the threaded ring are in engagement with the toothing of the clamping jaws.
  • this effective length is determined in particular by an axial length of the toothing of the threaded ring. If a load is applied to the clamping jaws and thus the toothing, for example, by clamping or clamping a tool in the receiving space, the load is distributed unevenly over the individual teeth or turns.
  • a load proportion of the first tooth closest to the receiving space or turn is significantly increased compared to the remaining teeth or turns.
  • the load proportion of the following teeth or turns decreases in a continuous sequence with the number of preceding teeth or turns.
  • An effective effective length DWe is therefore shortened compared to the effective length DW.
  • the load distribution and in particular a partially oblique introduction of force lead to a deflection movement of the transmission element, so that individual teeth or turns even lose contact.
  • the effective effective length DWe can be shortened under load such that only a fraction of the existing turns of the threaded ring must absorb the entire load under load. This sometimes leads to overloads and breaks in the region of the transmission element in prior art tool holders. Disclosure of the invention
  • the tool holding device with the features of the skin chip has the advantage that at least one compensating means is provided on at least one transmission element and / or on at least one clamping element.
  • at least one compensating means is provided on at least one transmission element and / or on at least one clamping element.
  • “to be provided” is understood to mean, in particular, “arranged on”, “arranged in " and / or “taken in”.
  • the compensating means substantially compensates for a load distribution acting on the effective effective length DWe between in each case one of the drive elements and the output element cooperating with the same.
  • the term "balancing of a load distribution” is understood as meaning a distribution of the load introduced during clamping as uniformly as possible over the effective length DW
  • the compensating means compensates a deflection movement between the respective drive element and the associated output element such that the effective length DW between the respective drive element
  • a further advantage is that a deflection movement, which could occur under load, is substantially avoided by the compensating means, so that the load occurring due to the bracing of the tool can be absorbed uniformly by the transmission element
  • the compensating means is designed as an elastic structure in the transmission element and / or on the
  • An elastic structure is understood to mean, in particular, a recess, a notch structure and / or a cavity structure, whereby advantageously a material of the transmission element and / or of the tensioning element in the region of the elastic structure is like a spring structure. element acts.
  • the material is preferably a steel or plastic, in particular a permanently elastic plastic.
  • the compensating means is at least one elastic element.
  • the elastic element may preferably be a
  • Elastomer a rubber-elastic material and / or another elastic material.
  • an actuating element is provided, which for
  • Initiation of an actuating movement is provided by a user, wherein a connecting means is provided, which transmits the actuating movement on the transmission element.
  • a connecting means is provided, which transmits the actuating movement on the transmission element.
  • the compensation means between the transmission element and the actuating element and / or the transmission element and the connecting means is provided.
  • the at least one drive element of each clamping element has a toothing.
  • the drive element is preferably formed by a toothed rack or a toothed rail.
  • the output element of the transmission element has a corresponding toothing.
  • the transmission element is designed in several parts. It is preferably constructed of two or more parts of essentially identical construction.
  • the clamping elements are designed as clamping jaws.
  • the clamping elements are designed as clamping jaws.
  • Clamping elements can advantageously be provided substantially parallel to the axis of the space clamping surface. It is under "to the space axis out in parallel, it should be understood in particular that the clamping surface has a main extension which is oriented essentially parallel to the spatial axis, a “main extension” being understood to mean, in particular, a maximum extent.
  • the invention relates to a hand tool machine, in particular for at least rotationally driven tools, which comprises a tool holding device according to the invention.
  • the tool holding device is rotatably arranged on a housing of the power tool and provided by a rotary drive device accommodated in the housing for rotary drive.
  • these manual power tools are understood to mean screwdrivers, impact wrenches, drills and / or percussion drills.
  • FIG. 1 shows a hand drill with a tool holding device
  • Figure 3 is a simplified schematic view of a
  • FIGS. 4a to 4h are fragmentary schematic views of embodiments of the tool holding device according to the invention.
  • Figure 5 shows another embodiment of a tool holding device according to the invention,
  • Figures 6a and 6b each show a variant of an additional
  • Figure 7 shows an alternative embodiment of an inventive
  • the tool holder assembly The tool holder assembly.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a drilling machine 1 as an exemplary embodiment of a handheld power tool, which is provided in particular for a rotating drive of a tool.
  • the drilling machine 1 comprises a housing 2 and a tool holding device 10 for receiving and holding a tool 3.
  • the tool holding device 10 is rotatably arranged on the housing 2.
  • a rotary drive device 4 is further provided, via which the tool holding device 10 can be rotatably driven.
  • Figure 2 shows a side sectional view of a tool holding device 10 according to the prior art.
  • the tool holder device 10 has a receiving body 12 with a receiving space 16 which is open towards an end face 14 of the receiving body 12.
  • the receiving space 16 extends in particular along a spatial axis 18, wherein the receiving space is preferably formed substantially cylindrical about the spatial axis 18.
  • the spatial axis 18 preferably forms an axis of rotation 20 of the tool holding device 10 around which it can be rotationally driven.
  • the receiving body 12 are further provided at least one angle WN to the spatial axis 18 aligned bores 22, of which in Figure 2 the sake of clarity only one is shown. In a preferred embodiment, two, three or more such holes 22 are provided.
  • each bore 22 a slidably received in the direction of the bore clamping element 24 is provided.
  • the clamping elements 24 formed as clamping jaws 26.
  • the clamping jaws 26 have at one end, which has in the receiving space 16, a clamping surface 28.
  • the clamping surface 28 extends along a main extension direction 29 substantially parallel to the spatial axis 18.
  • the drive element 30, 32 can be embodied integrally with the clamping jaw 26 or can be connected as a separate component to the part 26 a of the clamping jaw 26. It may also be advantageous that the drive element 30, 32 substantially forms the rear part 26a of the clamping jaw.
  • the toothed rail 30 cooperates with a toothing 34, which is provided on an inner surface 36 of a sleeve-like transmission element 38.
  • Tooth 34 acts as an output element 35.
  • the transmission element 38 acts essentially like a threaded ring 40.
  • a rotational movement 42 of the transmission element 38, 40 is transmitted via the teeth 34 and the toothed rail 30 in an axial movement 44 of the respective clamping jaw 26.
  • an actuation element 46 is furthermore provided, which extends substantially like a sleeve around the receiving body 12 and the transmission element 38. If a tool 3, not shown, is now introduced into the receiving space 16, the transmission element 38 can be actuated via a corresponding actuation of the actuating element 46
  • Connecting means 47 are placed in a rotational movement 42 such that the clamping jaws are moved toward the interior 16 to.
  • the connecting means 47 comprises a pair of teeth between the actuating element 46 and the transmission element 38.
  • the person skilled in the art is aware of the most varied configurations of a suitable connecting means, which in their effect can put the transmission element 38 into effective movement. Now come here while the clamping surfaces 28 of the clamping jaws 26 on an outer wall 3a of the tool 3 to rest, so the tool 3 is in particular non-positively braced against further axial displacement. When clamping the clamping jaws 26, this results in a load input from the toothed rail 32 on the teeth 34 of the transmission element 38.
  • the transfer element 138 has a structure, in particular a notch structure 156, in a transition region 152 between the toothing 134 and an outer cylinder region 154.
  • the notch structure 156 acts as a compensation means 150.
  • an elastic element 158 is also received in the notch structure 156.
  • the elastic element 158 may in particular comprise an elastomer, a rubber-like or similar material, in particular consist thereof.
  • the toothing 134 can be deformed in such a way with respect to the spatial axis 118 by the compensating means 150 that a greater part of the stresses is transmitted to the turns 148 a following the first winding 148. As a result, a more uniform entry of the clamping forces on the transmission element 138 is achieved overall.
  • FIGS. 4a to 4h show further exemplary embodiments of one or more compensation means 150 at different positions of the transmission element. While the embodiments of Figures 4a to 4f engage more or less in a structure of the transmission element 38, in the embodiments of Figure 4g and Figure 4h, the compensation means 150 is designed as a multiple compensation means and on the toothing 134 arranged itself. Both embodiments according to FIGS. 4g and 4h lead to an elastic deformability of the individual teeth of the toothing 134 that substantially decreases from the first toothing 148. In the embodiment according to FIG. 5, the compensating means is integrated into the toothing 134 itself, in particular it forms the toothed tooth Compensating 150 even the teeth 134 off.
  • FIGS. 6a and 6b in turn combine the embodiment according to FIG. 5 with one already known from FIGS. 4a to 4f
  • the transmission element 138 is designed in such a way that the compensation means 150 of at least one base element 139 of the transmission element 138 is designed separately.
  • at least one recess 162a, 162b are respectively provided in the compensating means 150 and the base element 139.
  • a connecting element 164 is arranged in each case.
  • the connecting element 164 is designed as a preferred connecting pin 166. The connecting pin 166 connects the compensating means 150 with the base element 139 via the recesses 162a, 162b.
  • a connection between the base element 139 and the compensating means 150 can also be produced by an alternative connection technique known to the person skilled in the art, such as gluing, soldering or welding.
  • a compensating means 170 may also be provided in the clamping elements 124, 126.
  • a wedge-shaped recess 172 is provided, for example, in a region substantially parallel to the toothed rail 130.
  • the recess 172 itself act as compensation means 170 or additionally comprise an elastic element 174.
  • the elastic element 174 can be used analogously to the be already described in the above-described elastic member 158.
  • the compensating means 170 leads to an elastic deformability of the individual teeth of the toothed rail 130 which decreases in the direction of the arrow 176.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Werkzeughaltevorrichtung (100), mit einem einseitig offenen Aufnahmeraum (16) zur Aufnahme eines Werkzeugs (3) aufweisenden Aufnahmekörper (12) und einer Mehrzahl verschiebbar gelagerter Spannelemente (24,124). Die Spannelemente (24,124) weisen dabei jeweils mindestens ein Antriebselement (32,132) auf. Weiter ist die Werkzeughaltevorrichtung (100) mit zumindest einem beweglich zum Aufnahmenkörper (12) angeordneten Übertragungselement (38,138) ausgestattet, wodurch die Spannelemente (24, 124) in den oder aus dem Aufnahmeraum (16) verfahren werden können. Es wird vorgeschlagen, dass an mindestens einem Übertragungselement (138) und/oder an mindestens einem Spannelement (124) mindestens ein Ausgleichsmittel (150,170) vorgesehen ist, um die Lastverteilung zwischen des Zähnen (135,148) auszugleichen.

Description

Beschreibung
Titel
Werkzeughaltevorrichtung Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Werkzeughaltevorrichtung nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs. Aus DE 29 27 185 ist beispielsweise eine als ein Bohrfutter ausgeführte Werkzeughaltevorrichtung bekannt. Dieses Bohrfutter weist dabei einen einseitig geöffneten, sich zylindrisch entlang einer Raumachse hin erstreckenden Aufnahme- raum auf, welcher in einem als Grundkörper ausgebildeten Aufnahmekörper vorgesehen ist. Im Aufnahmekörper sind weiters winklig zur Raumachse verlaufen- de Bohrungen vorgesehen, in welchen als Spannbacken ausgebildete Spannelemente verschiebbar angeordnet sind. Dabei wird unter winklig verlaufend insbesondere eine Orientierung der Bohrung größer 0° und kleiner 90° zur Raumachse verstanden. Eine radiale Außenfläche der Spannbacken ist dabei als eine Zahnstange ausgebildet. Um den Aufnahmekörper ist weiters ein als Gewinde- ring ausgebildetes Übertragungselement vorgesehen, welches gegenüber dem
Aufnahmekörper drehbar gelagert ist. Dabei ist an einer inneren Mantelfläche des Gewinderings eine Zahnung vorgesehen, welche mit der Zahnstange der Spannbacken derart zusammenwirkt, dass eine Drehbewegung des Gewinderings im Wesentlichen zu einer axialen Verschiebung der Spannbacken führt. Je nach Orientierung der Drehbewegung des Gewinderings lassen sich so die
Spannbacken relativ zum Aufnahmeraum verfahren. Wird in einem geöffneten Zustand der Spannbacken ein Bohrwerkzeug in den Aufnahmeraum eingesetzt, so kann durch Schließen der Spannbacken dieses in der Aufnahme verspannt werden. Nach DE 29 27 185 wird dabei der Gewindering über einen separat er- forderlichen Spannschlüssel in Bewegung versetzt. Daneben sind weiters Bohrfutter bekannt, welche ohne einen zusätzlichen Spannschlüssel eine Verstellung der Spannbacken ermöglichen. Derartige Bohrfutter werden in der Regel als Schnellspannfutter bezeichnet. So ist unter ande- rem aus DE 198 29 251 ein Bohrfutter bekannt, bei welchem eine zusätzliche Betätigungsvorrichtung vorgesehen ist, über welche das als Gewindering ausgebildete Übertragungselement in Bewegung versetzt werden kann. Auch hierbei wird über eine innen liegende Verzahnung des Gewinderings die Drehbewegung des Gewindering auf die Zahnstange an den Spannbacken übertragen, sodass diese axial verfahren werden können.
Gemeinsam ist den bekannten Werkzeughaltevorrichtungen dabei eine Wirklänge DW zwischen der Zahnung des Gewinderings und den Zahnungen der Spannbacken. Unter der Wirklänge DW wird dabei insbesondere eine axiale, sich im wesentlichen entlang einer Längserstreckung der Zahnung der Spannbacken erstreckende Länge verstanden, über welche die einzelnen Zähne oder Windungen des Gewinderings mit der Zahnung der Spannbacken in Eingriff stehen. Im lastfreien Zustand ist diese Wirklänge dabei insbesondere durch eine axiale Länge der Zahnung des Gewinderings bestimmt. Wird nun beispielsweise durch das Einklemmen oder Verspannen eines Werkzeugs im Aufnahmeraum eine Last auf die Spannbacken und damit die Verzahnung aufgebracht, so verteilt sich die Last ungleichmäßig auf die einzelnen Zähne bzw. Windungen. Insbesondere ist ein Lastanteil des ersten, am nächsten zum Aufnahmeraum hin gelegenen Zahns bzw. Windung gegenüber den restlichen Zähnen bzw. Windungen signifikant überhöht. Der Lastanteil der nachfolgenden Zähne bzw. Windungen nimmt in fortlaufender Folge mit der Anzahl der davorliegenden Zähne bzw. Windungen ab. Eine effektive Wirklänge DWe ist demnach gegenüber der Wirklänge DW verkürzt. In besonderen Fällen kann die Lastverteilung und insbesondere eine teilweise schräge Krafteinleitung zu einer Auslenkbewegung des Übertragungs- elements führen, so dass einzelne Zähne bzw. Windungen sogar den Kontakt verlieren. Dadurch kann sich unter Last die effektive Wirklänge DWe derart verkürzen, dass nur noch ein Bruchteil der vorhandenen Windungen der Gewindering die gesamte Last aufnehmen muss. Dies führt bei Werkzeughaltevorrichtungen nach dem Stand der Technik gelegentlich zu Überlastungen und zu Brüchen im Bereich des Übertragungselements. Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Werkzeughaltevorrichtung mit den Merkmalen des Hautpanspruchs hat den Vorteil, dass mindestens ein Ausgleichsmittel an mindestens einem Übertragungselement und/oder an mindestens einem Spannelement vorgesehen ist. Dabei wird unter„an ... vorgesehen ist" insbesondere„an ... ange- ordnet",„in ... angeordnet' und/oder„in ... aufgenommen,, verstanden. Vorteilhafterweise gleicht das Ausgleichsmittel eine über die effektive Wirklänge DWe zwischen jeweils einem der Antriebselemente und dem mit diesem zusammenwirkenden Abtriebselement wirkende Lastverteilung im Wesentlichen aus. Dabei wird unter dem„Ausgleichen einer Lastverteilung" insbesondere eine über die Wirklänge DW möglichst gleichmäßige Verteilung der beim Spannen eingebrachten Last verstanden. Insbesondere gleicht das Ausgleichsmittel eine Auslenkbewegung zwischen dem jeweiligen Antriebselement und dem zugeordneten Abtriebselement derart aus, dass die Wirklänge DW zwischen dem jeweiligen Antriebselement und dem zugeordneten Abtriebselement im Wesentlichen konstant bleibt. Als weiteren Vorteil ist dabei anzusehen, dass eine Auslenkbewegung, welche unter Last auftreten könnte, durch das Ausgleichsmittel im Wesentlichen vermieden wird, sodass die durch das Verspannen des Werkzeugs auftretende Last gleichmäßig durch das Übertragungselement aufgenommen werden kann. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.
In einer vorteilhaften und zugleich kostengünstigen Ausführung ist das Aus- gleichsmittel als eine elastische Struktur im Übertragungselement und/oder am
Spannelement ausgebildet. Unter einer elastischen Struktur wird dabei insbesondere eine Ausnehmung, eine Kerbenstruktur und/oder eine Hohlraumstruktur verstanden, wodurch vorteilhafterweise ein Material des Übertragungselements und/oder des Spannelements im Bereich der elastischen Struktur wie ein Feder- element wirkt. Das Material ist dabei vorzugsweise ein Stahl oder Kunststoff, insbesondere ein dauerelastischer Kunststoff.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist das Ausgleichsmittel mindestens ein elastisches Element. Das elastische Element kann dabei vorzugsweise ein
Elastomer, ein gummielastisches Material und/oder ein anderes elastisches Material sein.
In einer besonders leicht zu bedienenden Ausführung der erfindungsgemäßen Werkzeughaltevorrichtung ist ein Betätigungselement vorgesehen, welches zur
Einleitung einer Betätigungsbewegung durch einen Benutzer vorgesehen ist, wobei ein Verbindungsmittel vorgesehen ist, welches die Betätigungsbewegung auf der Übertragungselement überträgt. Vorteilhafterweise ist das Ausgleichsmittel zwischen dem Übertragungselement und dem Betätigungselement und/oder dem Übertragungselement und dem Verbindungsmittel vorgesehen.
In einer effektiven und zugleich kostengünstigen Ausführung der erfindungsgemäßen Werkzeughaltevorrichtung weist das mindestens eine Antriebselement jedes Spannelementes eine Zahnung auf. Vorzugsweise wird das Antriebsele- ment durch eine Zahnstange oder eine Zahnschiene gebildet. Das Abtriebselement des Übertragungselements weist dabei eine korrespondierende Zahnung auf.
Durch eine hülsenartige Struktur des Übertragungselementes und einer nach in- nen gerichteten Anordnung der Zahnung wird der Aufbau der Werkzeughaltevorrichtung weiter vereinfacht.
Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, dass das Übertragungselement mehrteilig ausgeführt ist. Dabei ist es vorzugsweise aus zwei oder mehreren im Wesentli- chen baugleichen Teilen aufgebaut.
In einer kostengünstigen Ausführung sind die Spannelemente als Spannbacken ausgebildet. Insbesondere an den in den Aufnahmeraum weisenden Enden der
Spannelemente kann vorteilhafterweise eine im Wesentlichen zur Raumachse hin parallele Spannfläche vorgesehen sein. Dabei wird unter„zur Raumachse hin parallel" insbesondere verstanden, dass die Spannfläche eine Haupterstreckung aufweist, welche im Wesentlichen parallel zur Raumachse ausgerichtet ist. Unter einer„Haupterstreckung" wird dabei insbesondere eine größte Ausdehnung verstanden.
Eine besonders gleichmäßige Einspannung eines Werkzeugs kann dadurch erreicht werden, dass die Spannflächen den Aufnahmeraum teilweise umschließen. Mit einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Handwerkzeugmaschine, insbesondere für zumindest drehend angetriebene Werkzeuge, welche eine erfindungsgemäße Werkzeughaltevorrichtung umfasst. Die Werkzeughaltevorrichtung ist dabei drehbar an einem Gehäuse der Handwerkzeugmaschine angeordnet und durch eine im Gehäuse aufgenommene Drehantriebsvorrichtung zum Drehantrieb vorgesehen. Insbesondere werden unter diesen Handwerkzeugmaschinen Schrauber, Schlagschrauber, Bohrmaschinen und/oder Schlagbohrmaschinen verstanden.
Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile und Weiterentwicklungsmöglichkeiten ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Zeichnungen dargestellt und in der folgenden Beschreibung näher erläutert sind. Es zeigen: Figur 1 eine Handbohrmaschine mit einer Werkzeughaltevorrichtung,
Figur 2 einen Schnitt durch eine Werkzeughaltevorrichtung nach dem Stand der Technik,
Figur 3 eine vereinfachte Schemaansicht einer
erfindungsgemäßen Werkzeughaltevorrichtung,
Figuren 4a bis 4h ausschnittsweise Schemaansichten von Ausführungsvari- anten der erfindungsgemäßen Werkzeughaltevorrichtung, Figur 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Werkzeughaltevorrichtung, Figuren 6a und 6b jeweils eine Variante eines zusätzlichen
Ausführungsbeispiels,
Figur 7 eine alternative Ausführung einer erfindungsgemäßen
Werkzeughaltevorrichtung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Bohrmaschine 1 als Ausführungsbeispiel einer Handwerkzeugmaschine, welche insbesondere zu einem drehen- den Antrieb eines Werkzeugs vorgesehen ist. Die Bohrmaschine 1 umfasst dabei ein Gehäuse 2 und eine Werkzeughaltevorrichtung 10 zur Aufnahme und Halte- rung eines Werkzeugs 3. Die Werkzeughaltevorrichtung 10 ist dabei drehbar am Gehäuse 2 angeordnet. Im Gehäuse 2 ist weiters eine Drehantriebsvorrichtung 4 vorgesehen, über welche die Werkzeughaltevorrichtung 10 drehbar angetrieben werden kann.
Figur 2 zeigt eine seitliche Schnittansicht einer Werkzeughaltevorrichtung 10 nach dem Stand der Technik. Die Werkzeughaltevorrichtung 10 weist dabei einen Aufnahmekörper 12 mit einem zu einer Stirnseite 14 des Aufnahmekörpers 12 hin offenen Aufnahmeraum 16 auf. Der Aufnahmeraum 16 erstreckt sich dabei insbesondere entlang einer Raumachse 18, wobei der Aufnahmeraum vorzugsweise im Wesentlichen zylindrisch um die Raumachse 18 ausgebildet ist. Vorzugsweise bildet die Raumachse 18 dabei eine Drehachse 20 der Werkzeughaltevorrichtung 10, um welche diese drehend angetrieben werden kann. Im Auf- nahmekörper 12 sind weiters unter mindestens einem Winkel WN zur Raumachse 18 hin ausgerichtete Bohrungen 22 vorgesehen, von welchen in Figur 2 der Übersicht halber nur eine dargestellt ist. An einer bevorzugten Ausführung sind zwei, drei oder mehrere derartige Bohrungen 22 vorgesehen. In jeder Bohrung 22 ist ein in Richtung der Bohrung verschiebbar aufgenommenes Spannelement 24 vorgesehen. Im vorliegenden Beispiel nach Figur 2 sind die Spannelemente 24 als Spannbacken 26 ausgebildet. Die Spannbacken 26 weisen dabei an einem Ende, welches in den Aufnahmeraum 16 weist, eine Spannfläche 28 auf. Die Spannfläche 28 erstreckt sich dabei entlang einer Haupterstreckungsrichtung 29 im Wesentlichen parallel zur Raumachse 18.
An einem hinteren, vom Aufnahmeraum 16 fortweisenden Teil 26a des Spannbackens 26 ist auf einer vom Aufnahmeraum 16 abgewandten Seite ein als eine Zahnschiene 30 ausgebildetes Antriebselement 32 vorgesehen. Das Antriebselement 30, 32 kann dabei sowohl einteilig mit dem Spannbacken 26 ausgeführt sein oder aber als separates Bauteil mit dem Teil 26a des Spannbackens 26 verbunden sein. Dabei kann es auch vorteilhaft sein, dass das Antriebselement 30, 32 im Wesentlichen den hinteren Teil 26a des Spannbackens bildet.
Die Zahnschiene 30 wirkt mit einer Zahnung 34 zusammen, welche auf einer In- nenfläche 36 eines hülsenartigen Übertragungselements 38 vorgesehen ist. Die
Zahnung 34 wirkt dabei als ein Abtriebselement 35. Das Übertragungselement 38 wirkt dabei im Wesentlichen wie ein Gewindering 40. Eine Drehbewegung 42 des Übertragungselements 38, 40 wird über die Zahnung 34 und die Zahnschiene 30 in eine Axialbewegung 44 des jeweiligen Spannbackens 26 übertragen.
Im Ausführungsbeispiel nach Figur 2 ist weiters ein Betätigungselement 46 vorgesehen, welches sich im Wesentlichen hülsenartig um den Aufnahmekörper 12 und das Übertragungselement 38 erstreckt. Wird nun ein nicht gezeigtes Werkzeug 3 in den Aufnahmeraum 16 eingeführt, so kann über eine entsprechende Betätigung des Betätigungselements 46 das Übertragungselement 38 über ein
Verbindungsmittel 47 derart in eine Drehbewegung 42 versetzt werden, dass die Spannbacken in Richtung auf den Innenraum 16 zu bewegt werden. Im Beispiel nach Figur 2 umfasst das Verbindungsmittel 47 ein Zahnungspaar zwischen dem Betätigungselement 46 und dem Übertragungselement 38. Dem Fachmann sind hierzu die unterschiedlichsten Ausgestaltungen eines geeigneten Verbindungsmittels bekannt, welche in ihrer Wirkung jeweils das Übertragungselement 38 in wirkungsgemäße Bewegung versetzen können. Kommen nun dabei die Spannflächen 28 der Spannbacken 26 an einer Aussenwandung 3a des Werkzeugs 3 zum Anliegen, so wird das Werkzeug 3 insbesondere kraftschlüssig gegen eine weitere axiale Verschiebung verspannt. Beim Verspannen der Spannbacken 26 kommt es dabei zu einem Lasteintrag von der Zahnschiene 32 auf die Zahnung 34 des Übertragungselements 38. Diese Last wird als Spannung über einzelne Zähne der Zahnschiene 32 auf einzelne Windungen der Zahnung 34 übertragen. Ungünstigerweise nimmt dabei eine auf den Aufnahmeraum 16 hin erste Windung 48 den weitaus größten Anteil dieser Spannungen auf. Dieser Effekt kann insbesondere dadurch verstärkt sein, dass das Übertragungselement 38 durch den Spannungseintrag und/oder andere Krafteinflüsse derart verformt wird, dass sich eine effektive Wirklänge DWe der Zahnung 34 zum Beispiel durch eine Auslenkbewegung gegenüber dem Ruhezustand verändert, insbesondere verkleinert wird. Insbesondere stellt sich bei einer Werkzeughaltevorrichtung nach dem Stand der Technik eine über die Wirklänge DW ungleichmäßige Lastverteilung ein. Ziel der vorliegenden Erfindung ist es nun, wie in Figur 3 dargestellt, durch das
Einbringen eines Ausgleichsmittels 150 die Lastverteilung über die gesamte Wirklänge DW möglichst gleichmäßig zu gestalten. Die Bezugszeichen gleicher oder gleichwirkender Merkmale werden in der folgenden Beschreibung der erfindungsgemäßen Werkzeughaltevorrichtung um 100 erhöht. In der in Figur 3 dar- gestellten Ausführung einer erfindungsgemäßen Werkzeughaltevorrichtung 100 ist das Übertragungselement 138 in einem Übergangsbereich 152 zwischen der Zahnung 134 und einem äußeren Zylinderbereich 154 eine Struktur, insbesondere eine Kerbenstruktur 156 auf. Die Kerbenstruktur 156 wirkt dabei als ein Ausgleichsmittel 150. In einer bevorzugten Ausführung ist weiters in der Kerbenstruk- tur 156 ein elastisches Element 158 aufgenommen. Das elastische Element 158 kann dabei insbesondere ein Elastomer, ein gummiartiges oder ähnlichen Material umfassen, insbesondere daraus bestehen. Während eines Verspannvorganges kann durch das Ausgleichsmittel 150 die Zahnung 134 derart gegenüber der Raumachse 118 verformt werden, dass ein größerer Teil der Spannungen an die der ersten Windung 148 anschließenden Windungen 148a übertragen wird. Dadurch wird insgesamt ein gleichmäßigerer Eintrag der Spannkräfte auf das Übertragungselement 138 erreicht.
Die Figuren 4a bis 4h zeigen weitere Ausführungsbeispiele eines oder mehrerer Ausgleichsmittele 150 an unterschiedlichen Positionen des Übertragungsele- ments 138 der erfindungsgemäßen Werkzeughaltevorrichtung 100. Während die Ausführungsvarianten der Figuren 4a bis 4f mehr oder weniger in eine Struktur des Übertragungselements 38 eingreifen, ist in den Ausführungsvarianten nach Figur 4g und Figur 4h das Ausgleichsmittel 150 als ein mehrfaches Ausgleichs- mittel ausgeführt und an der Zahnung 134 selbst angeordnet. Beide Ausführungen nach Figur 4g und 4h führen dabei zu einer von der ersten Zahnung 148 her im Wesentlichen abnehmenden elastischen Verformbarkeit der einzelnen Zähne der Zahnung 134. In der Ausführungsform nach Figur 5 wird das Ausgleichsmittel in den Bereich der Zahnung 134 selbst integriert, insbesondere bildet das Ausgleichsmittel 150 selbst die Zahnung 134 aus.
Die Ausführungsbeispiele nach Figur 6a und 6b wiederum kombinieren die Aus- führungsform nach Figur 5 mit einer bereits aus den Figuren 4a bis 4f bekannten
Ausführungsform. Es kann dabei auch vorteilhaft sein, dass das Übertragungselement 138 derart mehrteilig ausgebildet ist, dass das Ausgleichsmittel 150 von mindestens einem Grundelement 139 des Übertragungselements 138 separat ausgeführt ist. Dabei sind in dem Ausgleichsmittel 150 und dem Grundelement 139 jeweils mindestens eine Ausnehmung 162a, 162b vorgesehen. In den Ausnehmungen 162a, 162b ist jeweils ein Verbindungselement 164 angeordnet. In den Ausführungen nach Fig. 6a und 6b ist das Verbindungselement 164 dabei als ein bevorzugter Verbindungsstift 166 ausgebildet. Der Verbindungsstift 166 verbindet das Ausgleichsmittel 150 mit dem Grundelement 139 über die Aus- nehmungen 162a, 162b. Alternativ oder ergänzend kann eine Verbindung zwischen dem Grundelement 139 und dem Ausgleichsmittel 150 auch durch eine alternative, dem Fachmann bekannte Verbindungstechnik wie beispielsweise Kleben, Löten oder Schweißen erzeugt werden. Alternativ oder ergänzend kann auch in den Spannelementen 124, 126 ein Ausgleichsmittel 170 vorgesehen sein. In einer Ausführung nach Figur 7 ist beispielsweise in einem zur Zahnschiene 130 im wesentlichen parallelen Bereich eine keilförmige Ausnehmung 172 vorgesehen. Dabei kann die Ausnehmung 172 selbst als Ausgleichsmittel 170 wirken oder aber zusätzlich ein elastisches EIe- ment 174 umfassen. Das elastische Element 174 kann dabei analog zu dem be- reits im Vorhergehenden beschriebenen elastischen Element 158 ausgebildet sein. Im vorliegenden Beispiel nach Figur 7 führt das Ausgleichsmittel 170 zu einer in Pfeilrichtung 176 abnehmenden elastischen Verformbarkeit der einzelnen Zähne der Zahnschiene 130.
Neben den hier gezeigten Ausführungsbeispielen sind dem Fachmann mit Sicherheit weitere Abwandlungen der erfindungsgemäßen Werkzeughaltevorrichtung 100 bekannt, welche zu einer vorteilhaften Ausbildung der erfindungsgemäßen Wirkung führen. Insbesondere erhält er vorteilhafte Weiterent- Wicklungen aus einer Kombination der im Vorfeld erörterten einzelnen Merkmale.

Claims

Ansprüche
1. Werkzeughaltevorrichtung (100) , insbesondere für zumindest drehend angetriebene Werkzeuge (3), mit einem, einen sich entlang einer Raumachse (18, 118) erstreckenden, zumindest einseitig offenen Aufnahmeraum (16) zur
Aufnahme eines Werkzeugs (3) aufweisenden Aufnahmekörper (12) und einer Mehrzahl sich jeweils unter mindestens einem Winkel Wn zur Raumachse (18, 118) in den Aufnahmeraum (16) erstreckender, gegen über dem Aufnahmekörper (12) in einer Richtung des Winkels Wn verschiebbar gelagerter Spannelemente (24, 124), wobei die Spannelemente (24, 124) jeweils mindestens ein Antriebselement (32, 132) aufweisen, weiters mit zumindest einem beweglich zum Aufnahmekörper (12) angeordneten Übertragungselement (38, 138), welches mindestens ein, mit jeweils mindestens einem Antriebselement (32, 132) zusammenwirkendes Abtriebselement (35, 135) aufweist, wodurch eine Bewegung (42, 142) des Übertragungselements (38, 138) derart auf die Spannelemente (24,
124) übertragbar ist, dass diese im Wesentlichen entlang der Richtung des Winkels Wn je nach einer Orientierung der Bewegung des Übertragungselements in den oder aus dem Aufnahmeraum (16) verfahren werden, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einem Übertragungselement (138) und/oder an mindestens einem Spannelement (124) mindestens ein Ausgleichsmittel (150,
170) vorgesehen ist.
2. Werkzeughaltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsmittel (150, 170) als eine elastische Struktur (156) im Übertragungselement (138) und/oder am Spannelement (124) ausgebildet ist.
3. Werkzeughaltevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsmittel (150, 170) mindestens ein elastisches Element (158, 174), - vorzugsweise ein Elastomer, ein gummielastisches Material und/oder ein anderes elastisches Material - umfasst.
4. Werkzeughaltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betätigungselement (46) vorgesehen ist, welches zur Einleitung einer Betätigungsbewegung durch einen Benutzer vorgesehen ist, wobei Verbindungsmittel (47) vorgesehen sind, die diese Betätigungs- bewegung auf das Übertragungselement (138) übertragen, wobei das Ausgleichsmittel (150, 170) zwischen Übertragungselement (138) und dem Betätigungselement (46) und/oder dem Übertragungselement (138) und dem Verbindungsmittel vorgesehen ist.
5. Werkzeughaltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Antriebselemente (132) jedes Spannelementes (124) eine Zahnung aufweist, vorzugsweise durch eine Zahnstange oder Zahnschiene (130) gebildet ist, und dass das Abtriebselement (135) des Übertragungselements (138) eine dazu korrespondierende Zahnung (134) aufweist.
6. Werkzeughaltevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (138) eine hülsenartige Struktur hat und die Zahnung (134) auf einer nach Innen, im Wesentlichen der Raumachse (118) zugewandten Innenfläche (136) angeordnet ist.
7. Werkzeughaltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (138) mehrteilig ausgeführt ist, vorzugsweise aus zwei oder mehr im Wesentlichen baugleichen Teilen aufgebaut ist.
8. Werkzeughaltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannelemente (124) als Spannbacken (126) ausgebildet sind, und insbesondere an den in den Aufnahmeraum (16) weisenden Enden der Spannelemente (126) eine im Wesentlichen zur Raumachse (118) parallele Spannfläche (128) aufweisen.
9. Werkzeughaltevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannflächen (128) den Aufnahmeraum (16) teilweise umschließen.
10. Handwerkzeugmaschine (1), insbesondere für zumindest drehend angetriebene Werkzeuge (3), mit einem Gehäuse (2), einer am Gehäuse (2) drehbar angeordneten Werkzeughaltevorrichtung (100) für das Werkzeug (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einer im Gehäuse (2) aufgenommenen Drehantriebsvorrichtung (4) zum Drehantrieb der Werkzeughaltevorrichtung (100).
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