DE202012013677U1

DE202012013677U1 - Handwerkzeug mit einer Spannvorrichtung

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Publication number: DE202012013677U1
Application number: DE202012013677.1U
Authority: DE
Original assignee: C&E Fein GmbH and Co
Current assignee: C&E Fein GmbH and Co
Priority date: 2012-04-17
Filing date: 2012-04-17
Publication date: 2019-06-19
Anticipated expiration: 2022-04-18
Also published as: DE102012007924B4; DE102012007924A1

Abstract

Kraftgetriebenes Handwerkzeug, mit einem Gehäuse (12) mit einem Spindelkopf (14), mit einer um ihre Längsachse (18) antreibbaren, insbesondere drehoszillatorisch antreibbaren Werkzeugspindel (16), die an ihrem werkzeugseitigen Ende zur Aufnahme eines anzutreibenden Werkzeugs (24) ausgebildet ist, und mit einer Spannvorrichtung (32), die ein integriertes Stellelement (40) aufweist, wobei das Stellelement (40) zwischen einer Spannstellung, in der ein aufzunehmendes Werkzeug (24) verliersicher an der Werkzeugspindel (16) fixierbar ist, und einer Freigabestellung verlagerbar ist, in der das Werkzeug (24) lösbar ist, wobei die Spannvorrichtung (32) zumindest ein integriertes Spannelement (38; 88) aufweist, das mit dem Stellelement (40) koppelbar ist, und wobei das Stellelement (40) beim Übergang zwischen der Spannstellung und der Freigabestellung ein radiales Ausrücken oder Einrücken des zumindest einen Spannelements (38; 88) bewirkt, so dass das Werkzeug (24) in der Freigabestellung über das zumindest eine integrierte Spannelement (38; 88) zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Spannelement (38; 88) eine Silhouette mit einer Spannkontur aufweist, die in der Freigabestellung im eingerückten Zustand kleiner als ein korrespondierendes Aufnahmeprofil (78) eines aufzunehmenden Werkzeugs (24) ist und in der Spannstellung im ausgerückten Zustand das Aufnahmeprofil (78) des aufgenommenen Werkzeugs (24) zumindest abschnittsweise überlappt.

Description

Die Erfindung betrifft ein kraftgetriebenes Handwerkzeug mit einem Gehäuse mit einem Spindelkopf, mit einer um ihre Längsachse antreibbaren, insbesondere drehoszillatorisch antreibbaren Werkzeugspindel, die an ihrem werkzeugseitigen Ende zur Aufnahme eines anzutreibenden Werkzeugs ausgebildet ist, und mit einer Spannvorrichtung, die ein integriertes Stellelement aufweist, wobei das Stellelement zwischen einer Spannstellung, in der ein aufzunehmendes Werkzeug verliersicher an der Werkzeugspindel fixierbar ist, und einer Freigabestellung verlagerbar ist, in der das Werkzeug lösbar ist.
Ein derartiges Handwerkzeug ist etwa aus der WO 2005/102605 A1 bekannt. Das bekannte Handwerkzeug weist eine Arbeitsspindel zum Antrieb eines Werkzeugs auf, wobei das Werkzeug mittels eines Befestigungselements an einem werkzeugseitigen Ende der Arbeitsspindel fixierbar ist. Ferner ist eine Verschiebeeinrichtung vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, das Befestigungselement zwischen einer Lösestellung und einer Spannstellung zu verschieben. In der Lösestellung ist das Befestigungselement von der Arbeitsspindel lösbar. In der Spannstellung kann das Befestigungselement durch ein Federelement gegen die Arbeitsspindel gespannt werden, um das Werkzeug zu fixieren.
Das bekannte Handwerkzeug kann einen schnellen und einfachen Wechsel eines Werkzeugs ermöglichen, ohne dass es zum Lösen und Fixieren des Werkzeugs separater Hilfsmittel bedarf, wie etwa Schraubenschlüssel, Schraubendreher, Inbusschlüssel oder Ähnliches. Insbesondere bedarf es keiner Spezialwerkzeuge, um das Werkzeug an der Arbeitsspindel festlegen zu können.
Beim Gebrauch eines Handwerkzeugs gehen derartige separate Hilfsmittel häufig verloren oder werden schlichtweg etwa in einem Werkzeugkoffer zurückgelassen. Auf diese Weise kann sich der Aufwand für einen Werkzeugwechsel deutlich erhöhen.
Das aus der WO 2005/102605 A1 bekannte Handwerkzeug kann diesen Nachteil grundsätzlich überwinden. Jedoch ist auch bei diesem Handwerkzeug ein lösbares Teil, nämlich das Befestigungselement, vorgesehen. Das Befestigungselement wird beim Werkzeugwechsel von der Arbeitsspindel gelöst. In solchen Fällen kann das Befestigungselement verloren gehen. Dies kann etwa auch dann geschehen, wenn nach einem Einsatz das Werkzeug vom Handwerkzeug gelöst wird, ohne dass das Befestigungselement erneut an der Arbeitsspindel befestigt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kraftgetriebenes Handwerkzeug anzugeben, das eine sichere Aufnahme eines Werkzeugs und einen einfachen Werkzeugwechsel ohne separate Hilfsmittel erlaubt und möglichst gänzlich ohne lösbare Befestigungselemente auskommt.
Diese Aufgabe wird bei einem kraftgetriebenen Handwerkzeug gemäß der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Spannvorrichtung zumindest ein integriertes Spannelement aufweist, das mit dem Stellelement koppelbar ist, und dass das Stellelement beim Übergang zwischen der Spannstellung und der Freigabestellung ein radiales Ausrücken oder Einrücken des zumindest einen Spannelements bewirkt, so dass das Werkzeug in der Freigabestellung über das zumindest eine integrierte Spannelement zuführbar ist.
Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß kann nämlich das Stellelement derart auf das zumindest eine integrierte Spannelement einwirken, dass sich eine radiale Verlagerung ergibt. Auf diese Weise ist das aufzunehmende Werkzeug im Bereich einer Aufnahmeöffnung zumindest radial kontaktierbar. Beispielhaft kann es sich bei der Verlagerung um ein Aufweiten oder Einschnüren handeln. Das radiale Einrücken oder Ausrücken umfasst Bewegungskomponenten, die senkrecht zur Längsachse orientiert sind. Durch die radiale Verlagerung des zumindest einen integrierten Spannelements können Werkzeuge mit geschlossenen Werkzeugaufnahmeöffnungen im Wesentlichen axial unter Überwindung des zumindest einen Spannelements in Richtung auf die Werkzeugspindel zu geführt und an dieser fixiert werden. Das Spannelement kann „überwunden“ werden, wenn dessen Silhouette aus der Sicht eines zuzuführenden Werkzeugs in der Freigabestellung kleiner als die Werkzeugaufnahmeöffnung ausfällt. In der Spannstellung kann die Silhouette größer als die Werkzeugaufnahmeöffnung ausfallen, so dass das Werkzeug sicher fixierbar ist.
Das Stellelement und das zumindest eine Spannelement können derart miteinander gekoppelt sein, dass das zumindest eine Spannelement in der Freigabestellung eingerückt und entlastet ist. In der Spannstellung kann das zumindest eine Spannelement durch das Stellelement belastet und ausgerückt sein. Eine umgekehrte Gestaltung ist grundsätzlich denkbar. Bei einem Wechsel zwischen der Spannstellung und der Freigabestellung kann das Stellelement mit einer Radialkomponente auf das zumindest eine Spannelement einwirken. Die Radialkomponente kann das zumindest eine Spannelement etwa in Richtung auf die Spannstellung beaufschlagen. In einer alternativen Ausgestaltung kann die Radialkomponente das zumindest eine Spannelement in Richtung auf die Freigabestellung beaufschlagen.
Das aufzunehmende Werkzeug kann mittelbar oder unmittelbar an der Werkzeugspindel zur Anlage gelangen und zumindest radial durch das zumindest eine Spannelement vorgespannt sein. In bevorzugter Weiterbildung erlaubt das radiale Ausrücken oder Einrücken des zumindest einen Spannelements ferner eine zumindest partielle axiale Überdeckung einer Werkzeugaufnahmekontur. Mit anderen Worten kann sich für die Werkzeugaufnahmeöffnung durch die Verlagerung des zumindest einen integrierten Spannelements eine axiale Lagesicherung gegen ein Lösen von der Werkzeugspindel ergeben.
Alternativ oder zusätzlich kann sich durch das radiale Ausrücken oder Einrücken des zumindest einen Spannelements eine zumindest teilweise formschlüssige Verdrehsicherung gegen Verdrehungen um die Längsachse ergeben. Bei der bevorzugten Ausgestaltung als Handwerkzeug mit einem drehoszillatorischen Abtrieb wirken hochfrequente stoßartige und ruckartige Belastungen auf das Werkzeug ein. Mit der zumindest teilweise formschlüssigen Verdrehsicherung für das Werkzeug kann dessen Fixierung weiter optimiert werden.
Das zumindest eine Spannelement kann grundsätzlich in die Werkzeugspindel integriert sein. Es ist ebenso denkbar, das zumindest eine Spannelement als separates Teil auszuführen und mit der Werkzeugspindel zu koppeln.
In bevorzugter Weiterbildung weist das Stellelement eine geneigte Wirkfläche, insbesondere eine Konusfläche, auf, mittels der das zumindest eine Spannelement kontaktierbar ist, wobei das Stellelement zum Übergang zwischen der Spannstellung und der Freigabestellung im Wesentlichen axial entlang der Längsachse verlagerbar ist.
Mittels der geneigten Wirkfläche kann eine im Wesentlichen axiale Stellbewegung genutzt werden, um das radiale Ausrücken oder Einrücken des zumindest einen Spannelements zu bewirken. Beispielhaft kann das Stellelement trichterförmig oder konusförmig ausgebildet sein. Andere Gestaltungen sind denkbar. Das Stellelement, insbesondere dessen geneigte Wirkfläche, kann etwa die Form einer Pyramide, eines Pyramidenstumpfes, eines Kugelabschnittes oder eines Ellipsoidabschnitts aufweisen. Es versteht sich, dass auch lediglich eine Teilfläche des Stellelements als geneigte Wirkfläche ausgebildet sein kann. Die geneigte Wirkfläche kann Ausnehmungen und Unterbrechungen aufweisen. Es kann eine Mehrzahl geneigter Wirkflächen beim Stellelement vorgesehen sein. Die geneigte Wirkfläche ist insbesondere gegenüber der Längsachse geneigt.
Die geneigte Wirkfläche kann als Außenfläche am Stellelement ausgebildet sein. Die als Außenfläche ausgebildete Wirkfläche kann grundsätzlich etwa mit einer Kontaktfläche des zumindest einen Spannelements zusammenwirken, die als Innenfläche ausgebildet ist. In umgekehrter Weise kann die geneigte Wirkfläche als Innenfläche am Stellelement ausgebildet sein. Die als Innenfläche ausgebildete geneigte Wirkfläche kann mit einer Kontaktfläche am zumindest einen Spannelement zusammenwirken, die als Außenfläche ausgebildet ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind das zumindest eine Spannelement und das Stellelement verliersicher in das Handwerkzeug integriert.
Die Fähigkeit des zumindest einen Spannelements zur radialen Verlagerung erlaubt grundsätzlich ein axiales Zuführen eines Werkzeugs mit einer geschlossenen Werkzeugaufnahmeöffnung. Dabei kann das (eingerückte) zumindest eine Spannelement überwunden werden, welches sich in einer Freigabestellung befindet. Anschließend kann eine Verlagerung des Stellelements in die Spannstellung eine Überführung, etwa ein Ausrücken, des zumindest einen Spannelements in dessen Spannstellung bewirken. Auf diese Weise ist es nicht erforderlich, das zumindest eine Spannelement bei einem Werkzeugwechsel vollständig von der Werkzeugspindel zu lösen. Die Gefahr eines Bauteilverlusts kann nahezu ausgeschlossen werden. Die Bedienung des Handwerkzeugs, insbesondere der Werkzeugwechsel, kann deutlich vereinfacht und sicherer gestaltet werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Wirkfläche des Stellelements als Konusfläche ausgebildet, die sich in Richtung auf ein antriebsseitiges Ende der Werkzeugspindel verjüngt, wobei das Stellelement zum Übergang von der Freigabestellung in die Spannstellung axial in Richtung auf das antriebsseitige Ende der Werkzeugspindel verfahrbar ist.
Das antriebsseitige Ende der Werkzeugspindel ist das dem werkzeugseitigen Ende abgewandte Ende. Die Konusfläche kann eine (fiktive) Spitze aufweisen, die etwa auf der Längsachse liegt. Die Kontaktfläche des zumindest einen Spannelements kann in geeigneter Weise an die Konusfläche angepasst sein. Eine Betätigungsbewegung kann insbesondere über das antriebsseitige Ende der Werkzeugspindel auf das Stellelement aufgebracht werden.
Eine Stellbewegung, die eine axiale Verlagerung des Stellelements in Richtung auf das antriebsseitige Ende der Werkzeugspindel umfasst, kann etwa ein Aufweiten (Ausrücken) des zumindest einen Stellelements und folglich ein radiales Kontaktieren des Werkzeugs erlauben.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist die Wirkfläche des Stellelements als Konusfläche ausgebildet, die sich in Richtung auf ein antriebsseitiges Ende der Werkzeugspindel erweitert, wobei das Stellelement zum Übergang von der Spannstellung in die Freigabestellung axial in Richtung auf das antriebsseitige Ende der Werkzeugspindel verfahrbar ist.
In Abwandlung gegenüber der vorgenannten Ausgestaltung können die Wirkfläche des Stellelements und die Kontaktfläche des zumindest einen Spannelements bezüglich der Längsachse umgekehrt orientiert sein. Auf diese Weise kann das Stellelement durch eine axiale Verlagerung in Richtung auf das werkzeugseitige Ende der Werkzeugspindel in die Spannstellung gebracht werden, um das zumindest eine Spannelement radial auszurücken oder aufzuweiten.
Gemäß einer weiteren Gestaltung weist die Werkzeugspindel einen Halteabschnitt auf, der eine spindelseitige axiale Anschlagfläche für das Werkzeug 24 bereitstellt.
Die spindelseitige axiale Anschlagfläche kann das Werkzeug an seiner dem Gehäuse des Handwerkzeugs zugewandten Seite in einer definierten Axiallage aufnehmen. Die spindelseitige axiale Anschlagfläche kann ferner Formschlusselemente aufweisen, die an korrespondierende Formschlussgegenelemente des Werkzeugs angepasst sind. Dabei kann es sich etwa um miteinander korrespondierende Vorsprünge und Ausnehmungen handeln, die aneinander angepasste Profile aufweisen. Somit kann zumindest eine Vorzugslage (Drehlage) für das Werkzeug definiert werden. In bevorzugter Weise ist eine Mehrzahl definierter Drehlagen für das Werkzeug gegeben, in denen das Werkzeug formschlüssig gegen eine Relativverdrehung gegenüber der Werkzeugspindel um die Längsachse gesichert ist.
Gemäß einer Weiterbildung dieser Ausgestaltung ist der Halteabschnitt mit der spindelseitigen axialen Anschlagfläche am zumindest einen Spannelement selbst ausgebildet.
Auf diese Weise kann auch der Halteabschnitt die zumindest teilweise radiale Verlagerung des zumindest einen Spannelements vollziehen.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist das zumindest eine Spannelement als Spannzange ausgebildet, die vorzugsweise eine Mehrzahl von umfänglich angeordneten Spannabschnitten aufweist, die durch Einschnitte unterbrochen sind.
Das als Spannzange ausgebildete Spannelement kann an einer Innenfläche mit der Kontaktfläche versehen sein, die mit der Wirkfläche des Stellelements zusammenwirkt. Die Wirkfläche und die Kontaktfläche sind vorzugsweise als Konusflächen ausgebildet, wobei die Wirkfläche als Außenkonus und die Kontaktfläche als Innenkonus ausgestaltet sein kann. Eine axiale Relativbewegung zwischen der Wirkfläche und der Kontaktfläche kann die radiale Verlagerung des zumindest einen Spannelements bewirken.
Gemäß einer Weiterbildung dieser Ausgestaltung ist das zumindest eine Spannelement zumindest abschnittsweise elastisch ausgebildet, wobei die Spannabschnitte zumindest abschnittsweise radial verlagerbar sind.
Das zumindest eine Spannelement besteht vorzugsweise aus einem Werkstoff, der eine hohe Elastizitätsgrenze aufweist. Auf diese Weise kann das zumindest eine Spannelement beim Wechsel zwischen der Spannstellung und der Freigabestellung in beträchtlichem Maße verformt werden, ohne dass sich bleibende Verformungen ergeben. Die Spannabschnitte können beim Übergang zwischen der Freigabestellung und der Spannstellung von der Wirkfläche des Stellelements radial nach außen gebogen (ausgerückt) werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist das zumindest eine Spannelement eine äußere Werkzeugkontaktfläche auf, die gegenüber der Längsachse geneigt ist und sich in Richtung auf das antriebsseitige Ende der Werkzeugspindel verjüngt, und die dazu ausgebildet ist, das aufzunehmende Werkzeug in der Spannstellung radial zu kontaktieren.
Die Werkzeugkontaktfläche kann ein Profil aufweisen, das an eine Aufnahmeöffnung des Werkzeugs angepasst ist. Beispielhaft kann es sich um ein Kreisprofil, ein Mehrkantprofil, ein eckiges Profil, ein Sternprofil, ein Zahnradprofil oder Ähnliches handeln. Die Werkzeugkontaktfläche kann die Silhouette des Spannelements definieren, die in der Freigabestellung vom Werkzeug „überwunden“ werden kann, um der Werkzeugspindel zugeführt bzw. von dieser gelöst zu werden.
Die Verjüngung der Werkzeugkontaktfläche kann in der Spannstellung eine (axiale) Überlappung der Aufnahmeöffnung des Werkzeugs durch das zumindest eine Spannelement bewirken. Die Werkzeugkontaktfläche kann umfänglich am zumindest einen Spannelement ausgebildet sein. Die Werkzeugkontaktfläche kann etwa analog zu den Spannabschnitten durch Einschnitte unterbrochen sein.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung umfasst das zumindest eine Spannelement eine Mehrzahl von Rollkörpern, vorzugsweise Spannkugeln, wobei die Rollkörper zumindest abschnittsweise radial verlagerbar sind.
Bei dieser Ausgestaltung erfolgt die Verlagerung (das Einrücken oder Ausrücken) des zumindest einen Spannelements nicht durch eine elastische Verformung. Vielmehr können die Rollkörper, die mit den Kontaktflächen versehen sind, durch die Verlagerung des Stellelements radial verfahren werden. Die geneigte Wirkfläche des Stellelements kann die Rollkörper nach außen drängen. Die Rollkörper können in geeigneten Ausnehmungen mittelbar oder unmittelbar an der Werkzeugspindel aufgenommen sein. Auch die als Rollkörper ausgebildeten Spannelemente können verliersicher in das Handwerkzeug, insbesondere in die Werkzeugspindel, integriert sein. Die Aufnahmen oder Ausnehmungen für die Rollkörper an der Werkzeugspindel können als radiale Bohrungen ausgeführt sein.
Die als Rollkörper ausgebildeten Spannelemente können das aufzunehmende Werkzeug in der Spannstellung axial und radial beaufschlagen. In bevorzugter Weise weist das Werkzeug Partnerflächen auf, die etwa als mit den Rollkörpern korrespondierende Ausnehmungen ausgeführt sind. Auf diese Weise können die Rollkörper und die Partnerflächen die formschlüssige Verdrehsicherung und die formschlüssige Sicherung der Axiallage des Werkzeugs an der Werkzeugspindel bereitstellen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist das zumindest eine Spannelement eine Silhouette mit einer Spannkontur auf, die in der Freigabestellung im eingerückten Zustand kleiner als ein korrespondierendes Aufnahmeprofil eines aufzunehmenden Werkzeugs ist und in der Spannstellung im ausgerückten Zustand das Aufnahmeprofil des aufgenommenen Werkzeugs zumindest abschnittsweise überlappt.
Das Aufnahmeprofil kann etwa der Aufnahmeöffnung des Werkzeugs entsprechen. Wie vorstehend bereits erwähnt, ist es bevorzugt, Werkzeuge mit einer geschlossenen Aufnahmeöffnung zu verwenden. Die Spannkontur kann einem Umriss oder Umfang der Werkzeugkontaktfläche am Spannelement entsprechen.
Die Silhouette des Spannelements kann sich etwa bei einer Betrachtung in Axialrichtung ergeben, wobei von einer Unterseite her das an der Werkzeugspindel festgelegte Werkzeug betrachtet wird. Bei dieser Blickrichtung liegen der Spindelkopf bzw. das Gehäuse des Handwerkzeugs hinter dem Werkzeug.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung weist das zumindest eine Spannelement eine Formschlusskontur auf, die derart an eine Gegenkontur eines festzulegenden Werkzeugs angepasst ist, dass sich in der Spannstellung eine formschlüssige Verdrehsicherung für das Werkzeug ergibt.
Die Gegenkontur kann bereits durch das Aufnahmeprofil des Werkzeugs verkörpert sein. Die Gegenkontur kann jedoch auch Gestaltelemente umfassen, die zusätzlich zum Aufnahmeprofil am Werkzeug vorgesehen sind. Die formschlüssige Verdrehsicherung kann sich sowohl beim Spannelement, das als Spannzange ausgebildet ist, als auch bei den eine Mehrzahl von Spannelementen verkörpernden Rollkörpern ergeben.
Gemäß einer weiteren Gestaltung weist das Handwerkzeug ein Federelement auf, das insbesondere in der Werkzeugspindel aufgenommen ist und das dazu ausgebildet ist, das Stellelement in Richtung auf die Spannstellung zu beaufschlagen.
Auf diese Weise muss ein Benutzer nur gesondert auf die Spannvorrichtung einwirken, um diese von der Spannstellung in die Freigabestellung zu überführen. Das Federelement kann in der Spannstellung toleranzausgleichend wirken. So können etwa Höhenunterschiede oder Toleranzen des Aufnahmeprofils der aufzunehmenden Werkzeuge ausgeglichen werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt weist das Handwerkzeug eine Betätigungseinrichtung mit einem Betätigungselement auf, das mit dem Stellelement zu dessen Verlagerung koppelbar ist und vorzugsweise dazu ausgebildet ist, das Stellelement gegen die Kraft des Federelements selektiv in Richtung auf die Freigabestellung zu verlagern.
Das Stellelement kann etwa als Stellhebel oder Stellschieber ausgebildet sein und insbesondere am Gehäuse des Handwerkzeugs gelagert sein. Das Stellelement kann zumindest zeitweise mit dem Betätigungselement kontaktiert werden. Die Kopplung zwischen dem Betätigungselement und dem Stellelement kann mittelbar oder unmittelbar erfolgen. Das Betätigungselement kann eine Steuerfläche aufweisen, die etwa derart gestaltet ist, dass eine vergleichsweise geringe Betätigungskraft, die bei einem vergleichsweise großen Betätigungsweg aufgebracht wird, in eine vergleichsweise hohe Stellkraft bei einem vergleichsweise kleinen Stellweg überführt wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines Handwerkzeugs;
2a einen Längsschnitt durch ein Handwerkzeug etwa gemäß 1 im Bereich seines Spindelkopfes, wobei das Handwerkzeug eine Spannvorrichtung aufweist;
2b eine stark vergrößerte Teilansicht der Darstellung gemäß 2a;
3 eine perspektivische Teilansicht einer Werkzeugspindel mit einem Spannelement zur Aufnahme eines Werkzeugs;
4 eine vereinfachte schematische Teilansicht eines Werkzeugs, das mittels eines Spannelements fixiert ist, von unten her;
5 eine stark vereinfachte Teilansicht der Spannvorrichtung gemäß 2a in teilweise geschnittener Darstellung im Bereich des Spannelements;
6a eine mit 5 korrespondierende Darstellung mit einer gegenüber 5 abgewandelten Werkzeugspindel;
6b eine vereinfachte Ansicht auf die Werkzeugspindel mit dem Spannelement und dem Stellelement gemäß 6a von unten her;
7 einen seitlichen Schnitt durch einen Spindelkopf eines weiteren Handwerkzeugs, das eine Spannvorrichtung aufweist, die gegenüber der in 2a gezeigten Ausgestaltung abgewandelt ist;
8a, 8b zwei stark vereinfachte Teilansichten von Werkzeugen mit Aufnahmeprofilen, die mittels korrespondierender Spannelemente fixiert sind, jeweils von unten her;
9a einen weiteren seitlichen Schnitt durch einen Spindelkopf eines weiteren Handwerkzeugs, das eine weitere gegenüber der Darstellung in 2a abgewandelte Spannvorrichtung aufweist, wobei sich die Spannvorrichtung in der Spannstellung befindet;
9b eine vereinfachte Teilansicht der Spannvorrichtung gemäß 9a im Bereich des Stellelements, das mit einer Mehrzahl von Spannelementen zusammenwirkt, wobei sich die Spannvorrichtung in der Freigabestellung befindet; und
10a, 10b eine Ansicht von unten her und eine perspektivische Ansicht eines weiteren Werkzeugs, das ein Aufnahmeprofil aufweist, wobei das Werkzeug jeweils nur teilweise dargestellt ist.

In 1 ist ein Handwerkzeug dargestellt, das insgesamt mit 10 bezeichnet ist. Bei dem Handwerkzeug 10 kann es sich um ein kraftgetriebenes Handwerkzeug handeln, insbesondere um ein elektromotorisch angetriebenes Handwerkzeug. Das Handwerkzeug 10 kann etwa als Oszillationsantrieb ausgestaltet sein. Ein Handwerkzeug mit einem drehoszillatorischen Abtrieb kann für eine Vielzahl von Sägearbeiten, Schneidarbeiten, Spachtelarbeiten, Schleifarbeiten oder Ähnliches eingesetzt werden. Üblicherweise weisen derartige Handwerkzeuge (Oszillationswerkzeuge) Verschwenkfrequenzen im Bereich von etwa 10.000 bis 25.000 Oszillationen pro Minute auf. Die Oszillationen können etwa bei einem geringen Verschwenkwinkel erfolgen, der beispielsweise zwischen 0,5° und 7° beträgt.
Es versteht sich jedoch auch gleichfalls, dass das Werkzeug 10 beispielhaft auch als Handwerkzeug mit einem zeitweise oder vollständig rotatorischen Antrieb ausgebildet sein kann. Ein solches Handwerkzeug kann etwa als Winkelschleifer, Handsäge oder Ähnliches ausgestaltet sein.
Das Handwerkzeug 10 weist ein Gehäuse 12 auf, dem sich ein Spindelkopf 14 anschließt. Es versteht sich, dass der Spindelkopf 14 integraler Bestandteil des Gehäuses 12 sein kann. Ebenso ist es vorstellbar, den Spindelkopf 14 modulartig an das Gehäuse 12 anzuflanschen. Im Gehäuse 12 (und dem Spindelkopf 14) kann eine Kraftübertragungseinrichtung, etwa ein Exzenterkoppeltrieb, aufgenommen sein (in 1 nicht dargestellt). Das Gehäuse 12 kann einen Motor beherbergen, beispielsweise einen Elektromotor oder einen Druckluftmotor. Im Gehäuse 12 können ferner Energiespeichereinrichtungen aufgenommen sein. Dies kann etwa dann der Fall sein, wenn es sich bei dem Handwerkzeug 10 um ein netzunabhängig betreibbares Handwerkzeug 10 handelt, insbesondere um ein Handwerkzeug 10 mit einem Akkumulatorpaket.
Im Spindelkopf 14 ist eine Werkzeugspindel 16 gelagert, deren werkzeugseitiges Ende das Gehäuse 12 im Bereich des Spindelkopfes 14 nach außen durchragt. Die Werkzeugspindel 16 kann eine Abtriebsbewegung ausführen, beispielsweise eine Drehoszillation oder eine Rotation um eine Längsachse 18. Die sich bei einer bevorzugten Gestaltung des Handwerkzeugs 10 als Oszillationswerkzeug ergebende oszillatorische Abtriebsbewegung wird durch einen mit 20 bezeichneten Doppelpfeil veranschaulicht.
An der Werkzeugspindel 16 ist ein Werkzeug 24 aufgenommen und mittels eines Befestigungselements 22 gesichert. Bei dem Werkzeug 24 handelt es sich beispielsweise um ein Sägewerkzeug oder ein Schneidwerkzeug mit einer Verzahnung mit einer räumlich begrenzten Erstreckung. Wie vorstehend bereits erwähnt, kann das Werkzeug 24 jedoch auch als Schleifwerkzeug, Polierwerkzeug oder Ähnliches gestaltet sein. Das Werkzeug 24 kann eine Kröpfung aufweisen.
Eine mit 26 bezeichnete Kreislinie veranschaulicht, dass auch im Wesentlichen rotationssymmetrische Werkzeuge verwendbar sind, beispielsweise Schleifteller, Kreissägeblätter oder Ähnliches. Insbesondere dann, wenn das Handwerkzeug 10 dazu ausgebildet ist, die Werkzeugspindel 16 rotatorisch oder intermittierend anzutreiben, können kreisförmige Werkzeuge 26 zur Anwendung gelangen. Das Gehäuse 12 kann etwa stabförmig ausgebildet sein und in einem oberen Bereich, der dem Werkzeug 24 abgewandt ist, einen Betriebsschalter 28 aufweisen. So kann ein Benutzer das Handwerkzeug 10 in einem rückwärtigen Bereich halten und führen und das Handwerkzeug 10 über den Betriebsschalter 28 in Gang setzen oder zum Stillstand bringen. An einem rückwärtigen Ende, das dem Spindelkopf 14 abgewandt ist, weist das Handwerkzeug 10 ferner eine Versorgungsleitung 30 auf, die in 1 lediglich teilweise dargestellt ist. Mittels der Versorgungsleitung 30 kann das Handwerkzeug 10 etwa mit einem Versorgungsnetz gekoppelt werden, beispielsweise einem Stromnetz oder einem Luftdrucknetz. Wie vorstehend bereits erwähnt, kann das Handwerkzeug 10 jedoch auch netzunabhängig betrieben werden, beispielsweise mit Hilfe eines Akkumulatorpakets.
Handwerkzeuge mit drehoszillatorischem Abtrieb sind im Allgemeinen hochflexibel einsetzbar. Diese hohe Flexibilität kann jedoch dazu führen, dass das Werkzeug 24 vergleichsweise häufig gewechselt werden muss. Bei bekannten Handwerkzeugen sind für einen Wechselvorgang beispielsweise Spezialwerkzeuge oder ähnliche Hilfsmittel erforderlich. Ein möglicher Ansatz zur Vereinfachung eines Werkzeugwechselvorgangs kann darin gesehen werden, einen Werkzeugwechsel ausschließlich mit „Bordmitteln“ zu ermöglichen. Bekannte Lösungen schlagen etwa Befestigungselemente vor, die zum Werkzeugwechsel von der Werkzeugspindel 16 lösbar sind. Eine Befestigung oder ein Lösen der lösbaren Befestigungselemente kann ohne Spezialwerkzeuge oder separate Hilfsmittel erfolgen, die nicht der Maschine zugehörig sind. Es besteht jedoch weiterhin die Gefahr, dass die lösbaren Befestigungselemente verloren gehen.
Bei Handwerkzeugen mit drehoszillatorischem Abtrieb wirken auf ein aufgenommenes Werkzeug 24 hohe Kräfte, die insbesondere mit stoßartigen oder ruckartigen Belastungen einhergehen. Die hochfrequente hin- und hergehende Abtriebsbewegung erfordert besondere Maßnahmen, um ein sicheres Fixieren des Werkzeugs 24 an der Werkzeugspindel 16 zu ermöglichen. Handwerkzeuge mit ausschließlich rotatorischem Abtrieb weisen hingegen niedrigere Belastungen an einer Werkzeugaufnahme auf. Bei derartigen Handwerkzeugen kann die Werkzeugbefestigung insbesondere unter Berücksichtigung der Drehrichtung erfolgen. Beispielsweise kann etwa eine Schraubbefestigung für ein Werkzeug derart ausgestaltet sein, dass sich diese beim sich drehenden Werkzeug selbsttätig festzieht. Derartige Lösungen sind für Handwerkzeuge mit drehoszillatorischem Abtrieb nicht geeignet.
Nachfolgend werden verschiedene vorteilhafte Ausgestaltungen des Handwerkzeugs 10 erläutert, bei denen ein Werkzeugwechselvorgang gänzlich ohne lösbare (trennbare) Befestigungselemente sowie ohne separate Spezialwerkzeuge oder ähnliche Hilfsmittel erfolgen kann.
n 2a ist ein Handwerkzeug 10 , das grundsätzlich der in 1 gezeigten Ausgestaltung entsprechen kann, im Bereich des Spindelkopfes 14 geschnitten dargestellt. An der Werkzeugspindel 16 ist ein Werkzeug 24 aufgenommen. Zur Fixierung des Werkzeugs 24 ist eine Spannvorrichtung 32 vorgesehen. Die Werkzeugspindel 16 ist mittels eines antriebsseitigen Lagers 34a und eines abtriebsseitigen Lagers 34b im Spindelkopf 14 bzw. im Gehäuse 12 gelagert. Zwischen den Lagern 34a , 34b ist eine Exzentergabel 36 angeordnet, die drehfest mit der Werkzeugspindel 16 verbunden ist. Die Exzentergabel 36 ist dazu ausgebildet, eine Antriebsbewegung eines Antriebsmotors (in 2a nicht dargestellt) in eine drehoszillatorische Abtriebsbewegung der Werkzeugspindel 16 zu überführen, vgl. den Pfeil 20 in 1. Die Exzentergabel 36 kann etwa dazu ausgestaltet sein, mit einem exzentrisch umlaufenden Abschnitt einer Motorwelle gekoppelt zu werden, der beispielsweise über ein balliges Lager auf die Exzentergabel 36 einwirkt.
Die in 2a gezeigte Spannvorrichtung 32 befindet sich in einer Spannkonfiguration. In der Spannkonfiguration kann das Werkzeug 24 mit mittels eines Spannelements 38 an der Werkzeugspindel 16 fixiert sein. Eine beispielhafte Ausgestaltung eines alternativen Spannelements 38a ist in 3 perspektivisch dargestellt. Anhand der 2a und 2b wird ersichtlich, dass mittels eines Stellelements 40 derart auf das Spannelement 38 eingewirkt werden kann, dass das Spannelement 38 seitlich (radial) auf das Werkzeug 24 zu dessen Fixierung einwirken kann. Das Stellelement 40 ist beispielhaft als Stellkonus ausgebildet. Das Stellelement 40 weist eine Wirkfläche 42 auf, die etwa als Konusfläche ausgestaltet sein kann. Die Wirkfläche 42 ist in Richtung auf ein antriebsseitiges Ende der Werkzeugspindel 16 verjüngt. In Richtung auf ein werkzeugseitiges Ende der Werkzeugspindel 16 ist die Wirkfläche 42 geöffnet bzw. aufgeweitet. Das Spannelement 38 weist eine Kontaktfläche 44 auf, die mit der Wirkfläche 42 korrespondiert. Die Kontaktfläche 44 kann ebenso als Konusfläche ausgestaltet sein. Vorliegend ist die Kontaktfläche 44 als Innenkonus ausgebildet, der sich in Richtung auf das antriebsseitige Ende der Werkzeugspindel 16 verjüngt und in Richtung auf das werkzeugseitige Ende der Werkzeugspindel 16 vergrößert bzw. aufweitet. Das Spannelement 38 kann ein integraler Bestandteil der Werkzeugspindel 16 sein. Ebenso kann das Spannelement 38 als separates Teil ausgebildet sein und in geeigneter Weise mit der Werkzeugspindel 16 verbunden sein.
Zur Fixierung oder Freigabe des Werkzeugs 24 kann das Spannelement 38 durch das Stellelement 40 zumindest abschnittsweise radial ausgerückt oder eingerückt werden. Eine radiale Bewegungskomponente ist im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse 18 orientiert. Das radiale Ausrücken oder Einrücken kann auch als seitliches Ausrücken oder Einrücken aufgefasst werden. Mit anderen Worten kann das etwa als Stellkonus ausgebildete Stellelement 40 bei seiner Verlagerung in Richtung auf das antriebsseitige Ende der Werkzeugspindel 16 derart auf das als Spannzange ausgebildete Spannelement 38 einwirken, dass dieses aufgeweitet wird.
Das Spannelement 38 kann eine Mehrzahl von Spannabschnitten 46 aufweisen, die etwa als Spannsegmente ausgebildet sein können. Die Spannabschnitte 46 können durch Einschnitte oder Ausnehmungen 48 gebildet sein, die in das Spannelement 38 eingebracht sind. Beispielhaft weist das Spannelement 38a gemäß 3 vier Spannabschnitte 46 und vier Einschnitte 48 auf. In Abweichung davon weist das Spannelement 38 gemäß 2a beispielhaft sechs Spannabschnitte 46 sowie sechs Einschnitte 48 auf, vgl. auch die nachfolgenden Erläuterungen in Zusammenhang mit 4.
Die Spannabschnitte 46 und die Einschnitte 48 können dazu beitragen, das elastische Formänderungsvermögen des Spannelements 38 zu erhöhen. Mit anderen Worten kann das Spannelement 38 hinreichend flexibel gestaltet sein, um definiert durch das Stellelement 40 verformt werden zu können und bei einer Entlastung wiederum die Ausgangsform annehmen zu können. Demgemäß kann das Stellelement 40 hinreichend steif und fest ausgeführt sein.
2b zeigt einen stark vergrößerten Ausschnitt der Gestaltung gemäß 2a im Bereich einer Werkzeugaufnahme. Aus Veranschaulichungsgründen wurde von einer maßstabsgerechten bzw. verhältnisgerechten Übernahme der Darstellung in 2a abgesehen. Dies steht jedoch dem Verständnis nicht entgegen. 2b zeigt einen Abschnitt des Werkzeugs 24 , das am Spannelement 38 festgelegt ist. In axialer Richtung gelangt das Werkzeug 24 an einem Halteabschnitt 50 zur Anlage. Der Halteabschnitt 50 stellt eine axiale Anschlagfläche 52 für das Werkzeug 24 bereit, vgl. auch 3. Der Halteabschnitt 50 kann grundsätzlich an der Werkzeugspindel 16 ausgebildet sein. Insbesondere kann der Halteabschnitt 50 am Spannelement 38 ausgebildet bzw. in dieses integriert sein. Gemäß der in 3 gezeigten Ausgestaltung ist der Halteabschnitt 50 an den jeweiligen Spannabschnitten 46 vorgesehen. Mit anderen Worten kann der Halteabschnitt 50 folglich ebenso unterbrochen ausgeführt sein.
Zur radialen Fixierung des Werkzeugs 24 ist am Spannelement 38 ein Sicherungsabschnitt 54 ausgebildet, der eine Werkzeugkontaktfläche 56 bereitstellt. Gemäß der in 2b gezeigten Ausgestaltung kann die Werkzeugkontaktfläche 56 als Schrägfläche bzw. Konusfläche ausgebildet sein. Die Werkzeugkontaktfläche 56 kann in Richtung auf das antriebsseitige Ende der Werkzeugspindel 16 verjüngt sein. Insbesondere kann die Werkzeugkontaktfläche 56 um einen Winkel α gegenüber der Längsachse 18 geneigt sein, der größer als ein Winkel β ist, der die Neigung der Kontaktfläche 44 gegenüber der Längsachse 18 beschreibt.
Das Stellelement 40 gemäß 2a weist ferner einen Schaft 58 auf, der mit einem Druckstück 60 versehen ist. Am Druckstück 60 kann sich ein Federelement 62 abstützen, das dazu ausgebildet ist, das Stellelement 40 in Richtung des antriebsseitigen Endes der Werkzeugspindel 16 zu verlagern. Das Federelement 62 kann etwa als Schraubenfeder, Tellerfeder, Tellerfederpaket oder Ähnliches ausgestaltet sein. Das Federelement 62 kann grundsätzlich als Druckfeder ausgebildet sein und sich an der Werkzeugspindel 16 abstützen. Grundsätzlich sind auch Abwandlungen vorstellbar, bei denen das Federelement 62 als Zugfeder ausgebildet ist. Ferner kann auch ein fluidisches Federelement 62 zur Anwendung gelangen, etwa eine Gasdruckfeder. An der Werkzeugspindel 16 ist ferner ein Spindelanschlag 63 vorgesehen, der eine axiale Verlagerung des Druckstücks 60 und damit des Stellelements 40 relativ zur Werkzeugspindel 16 begrenzt. Gemäß der in 2a gezeigten Darstellung ist es nicht erforderlich, dass das Druckstück 60 in der Spannstellung des Stellelements 40 zur Anlage an den Spindelanschlag 63 gelangt.
Ein Benutzer kann in geeigneter Weise auf das Stellelement 40 zu dessen Verlagerung einwirken, um die Spannvorrichtung 32 in die Spannkonfiguration oder die Freigabekonfiguration zu überführen. Hierfür ist beim Handwerkzeug 10 gemäß 2a beispielhaft eine Betätigungseinrichtung 66 vorgesehen, die in geeigneter Weise auf einen Betätigungsabschnitt 64 einwirken kann. Der Betätigungsabschnitt 64 kann etwa als Verlängerung des Schafts 58 ausgebildet sein und die Werkzeugspindel 16 an ihrem antriebsseitigen Ende durchragen.
Die Betätigungseinrichtung 66 weist ein Betätigungselement 68 auf, das vorliegend als Betätigungshebel ausgebildet ist. Das Betätigungselement 68 weist eine Steuerfläche 70 auf, die etwa als Nockenfläche oder Exzenterfläche ausgestaltet ist. Das Betätigungselement 68 ist um eine Achse 72 verschwenkbar gehalten, vgl. einen mit 74 bezeichneten Pfeil. Die Achse 72 ist am Spindelkopf 14 bzw. am Gehäuse 12 des Handwerkzeugs 10 gelagert. Ein Verschwenken des Betätigungselements 68 um die Achse 72 kann insgesamt eine axiale Verlagerung des Stellelements 40 bewirken, vgl. einen mit 76 bezeichneten Pfeil. Hierzu kann die Steuerfläche 70 in geeigneter Weise auf eine Gegenfläche am Betätigungsabschnitt 64 einwirken.
Zum Überführen der in 2a in der Spannkonfiguration dargestellten Spannvorrichtung 32 in die Freigabekonfiguration ist die Kraft des Federelements 62 zu überwinden. Umgekehrt trägt das Federelement 62 dazu bei, die Spannvorrichtung 32 selbsttätig aus der Freigabekonfiguration in die Spannkonfiguration zu überführen und in dieser zu halten.
Analog zu 2a befindet sich das Stellelement 40 in 2b in seiner Spannstellung. In der Spannstellung hat das Stellelement 40 das Spannelement 38 radial verlagert bzw. ausgerückt. Beispielhaft kann die Werkzeugkontaktfläche 56 das Werkzeug 24 radial kontaktieren. Dabei kann sich etwa eine Linienberührung einstellen. Grundsätzlich ist auch eine Punktberührung denkbar. Die Neigung der Werkzeugkontaktfläche 56 kann dazu beitragen, das Werkzeug 24 bzw. dessen Aufnahmeöffnung in der Spannstellung axial zu überdecken bzw. axial gegen ein Lösen von der Werkzeugspindel 16 zu sichern. In 2b ist mit LI ein Passmaß angedeutet, das einem Aufnahmemaß etwa einer Werkzeugaufnahmeöffnung entspricht. In seiner Freigabestellung (vgl. auch 5) ist der Sicherungsabschnitt 54 des Spannelements 38 mit der Werkzeugkontaktfläche 56 derart eingerückt, dass das durch das Maß LI gekennzeichnete Werkzeug einfach gelöst bzw. zugeführt werden kann. Inder in 2b gezeigten Spannstellung ist ferner mit LA ein Überdeckungsmaß angedeutet, das in Zusammenschau mit dem Passmaß LI den Bereich veranschaulicht, in dem das Spannelement 38 bzw. dessen Sicherungsabschnitt 54 mit der Werkzeugkontaktfläche 56 das Werkzeug 24 axial überdecken bzw. überlappen kann. Auch wenn eine sich ergebende Differenz zwischen dem Passmaß LI und dem Überdeckungsmaß LA relativ gering ausfallen kann, kann das Werkzeug 24 sicher und genau an der Werkzeugspindel 16 festgelegt werden. Dies kann ohne separate Befestigungselemente erfolgen, die etwa im Falle eines Werkzeugwechsels gelöst werden müssten. Die genannten Vorteile kommen insbesondere dann zum Tragen, wenn Werkzeuge 24 mit geschlossenen Aufnahmeöffnungen verwendet werden, also solche Werkzeuge 24 , deren Aufnahmeöffnungen vollständig von Material umgeben sind.
Die „mittelbare“ Betätigung des Spannelements 38 über das Stellelement 40 erlaubt es, das Spannelement 38 unter Nutzung eines zur Verfügung stehenden Bauraums gezielt an das aufzunehmende Werkzeug 24 bzw. dessen Aufnahmeöffnung anzupassen. Die Betätigung des Spannelements 38 übernimmt das Stellelement 40 , das in einfacher Weise in einen ohnehin vorhandenen Bauraum der Werkzeugspindel 16 integriert werden kann.
Die Wirkfläche 42 des als Stellkonus ausgebildeten Stellelements 40 kann einen spitzen Öffnungswinkel aufweisen. Dies kann zur Kraftverstärkung beitragen. Mittels moderater Axialkräfte, die auf das Stellelement 40 einwirken, können hohe Radialkräfte erzeugt werden, die auf das Spannelement 38 zu dessen Verlagerung bzw. Verformung einwirken. Der Öffnungswinkel ist doppelt so groß wie ein Winkel, der sich zwischen der Wirkfläche 42 und der Längsachse 18 ergibt, vergleiche hierzu den Winkel β zwischen der Kontaktfläche 44 und der Längsachse 18 . Gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung kann der Öffnungswinkel etwa zwischen 20° und 40° betragen, insbesondere ist ein Wert von ungefähr 30° denkbar. Der Öffnungswinkel des Stellelements 40 sowie ein Öffnungswinkel des Spannelements 38 können in geeigneter Weise aneinander angepasst sein.
4 zeigt eine vereinfachte Teildarstellung des Werkzeugs 24 gemäß 2a, das an der Werkzeugspindel 16 festgelegt ist, von unten her. Das heißt, in 4 ist eine Blickrichtung dem Gehäuse 12 des Handwerkzeugs 10 zugewandt. Aus Veranschaulichungsgründen wurde jedoch in 4 auf die Darstellung des Spindelkopfes 14 bzw. des Gehäuses 12 verzichtet, die in dieser Ansicht „hinter“ dem Werkzeug liegen.
Wie vorstehend bereits erwähnt, weist das Spannelement 38 sechs Spannabschnitte 46 sowie sechs Einschnitte 48 auf. Aus 4 ist ferner ersichtlich, dass das Werkzeug 24 ein geschlossenes Aufnahmeprofil (auch: Aufnahmeöffnung) 78 aufweist. Das Aufnahmeprofil 78 kann etwa kreisförmig ausgebildet sein. Bereiche, in denen das Aufnahmeprofil 78 von den Spannabschnitten 46 bzw. deren Sicherungsabschnitten 54 axial überdeckt bzw. überlappt wird, sind in 4 gestrichelt dargestellt. Das Aufnahmeprofil 78 kann etwa einen Durchmesser aufweisen, der dem Passmaß LI entspricht. Insbesondere dann, wenn beim Werkzeug 24 Aufnahmeprofile 78 vorgesehen sind, die von der Kreisform abweichen, können dem Passmaß LI andere Maße als ein Durchmesser zugeordnet sein.
5 zeigt eine weitere Darstellung der Spannvorrichtung 32 etwa gemäß 2a in teilweise geschnittener Darstellung im Bereich des Spannelements 38 . Das Stellelement 40 befindet sich in 5 in seiner Freigabestellung, in der es keine wesentliche oder gar keine radiale Kraft auf das Spannelement 38 ausübt. Demgemäß ist das Spannelement 38 eingerückt. Der Sicherungsabschnitt 54 mit der Werkzeugkontaktfläche 56 kann etwa auf eine radiale Erstreckung (oder: Silhouette) zurückgeführt werden, die kleiner als das Passmaß LI, also etwa kleiner als das Aufnahmeprofil 78 ist. In diesem Zustand kann das Werkzeug 24 einfach von der Werkzeugspindel 16 gelöst bzw. auf diese aufgesteckt werden.
Die 6a und 6b veranschaulichen eine Werkzeugspindel 16a , die gegenüber der Werkzeugspindel 16 gemäß 2a leicht abgewandelt ist. Die Halteabschnitte 50 , die die axialen Anschlagflächen 52 für das Werkzeug 24 bereitstellen, sind nicht am (verformbaren) Spannelement 38 angebracht. Die Halteabschnitte 50 sind dem Teil der Werkzeugspindel 16a zugeordnet, der nicht oder nicht wesentlich mit dem Stellelement 40 zusammenwirkt. Mit anderen Worten erfahren die Halteabschnitte 50 gemäß der in den 6a und 6b gezeigten Ausgestaltung selbst keine wesentliche radiale Verlagerung. Auf diese Weise kann sich für das Werkzeug 24 stets ein definierter Axialanschlag an der Werkzeugspindel 16a ergeben.
6b zeigt eine Ansicht der Werkzeugspindel 16a gemäß 6a von unten her, wobei kein Werkzeug 24 aufgenommen ist. Es wird ersichtlich, dass das Spannelement 38 etwa sechs Spannabschnitte 46 aufweisen kann. Die Spannabschnitte 46 sind durch eine gleichzahlige Anzahl der Einschnitte 48 unterbrochen. In 6a ist lediglich ein Einschnitt 48 gestrichelt (verdeckt) dargestellt. In die durch die Einschnitte 48 definierten Ausnehmungen können die direkt an der Werkzeugspindel 16a ausgebildeten Halteabschnitte 50 eingreifen bzw. sich in diese räumlich erstrecken. In 6b wird durch eine Mehrzahl von Pfeilen, von denen einer mit 80 bezeichnet ist und die sich radial nach außen erstrecken, veranschaulicht, dass die Spannabschnitte 46 des Spannelements 38 in der Spannstellung durch das Stellelement 40 radial nach außen gerückt werden können, um das Werkzeug 24 sicher aufnehmen zu können. In 6a befindet sich das Stellelement 40 in der Spannstellung.
7 zeigt einen weiteren seitlichen Schnitt durch einen Spindelkopf 14 eines Handwerkzeugs 10 , das eine Spannvorrichtung 32a aufweist, die gegenüber der Spannvorrichtung 32 etwa gemäß 2a abgewandelt ist.
Das Stellelement 40a weist eine Wirkfläche 42a auf, die etwa als Konusfläche ausgestaltet sein kann. Die Wirkfläche 42a weitet sich in Richtung auf das antriebsseitige Ende der Werkzeugspindel 16b auf. Das Spannelement 38b weist demgemäß eine Kontaktfläche 44a auf, die sich ebenso in Richtung auf das antriebsseitige Ende der Werkzeugspindel 16b erweitert. Mit anderen Worten sind die Wirkfläche 42a und die Kontaktfläche 44a gegenüber der in 2a veranschaulichten Gestaltung etwa um 180° verdreht bzw. spiegelbildlich gestaltet. Beispielhaft ist das Spannelement 38b als in die Werkzeugspindel 16b integriertes Spannelement dargestellt. An der Werkzeugspindel 16b können Einschnitte 80 vorgesehen sein, die die Verformbarkeit des Spannelements 38b verbessern können. Die Einschnitte 80 können etwa derart ausgestaltet sein, dass Bereiche verminderter Querschnitte entstehen, die etwa als Stoffgelenke fungieren können. Auf diese Weise kann sich bereits bei gemäßigter Krafteinwirkung auf das Stellelement 40a eine hinreichende radiale Verlagerung des Spannelements 38b bzw. des zugehörigen Sicherungsabschnitts 54 ergeben. Auch das Spannelement 38b gemäß 7 kann eine Mehrzahl von Spannabschnitten 46 aufweisen, die durch Einschnitte 48 unterbrochen sind. Am Spannelement 38b ist ferner der Halteabschnitt 50 angeordnet, der die axiale Anschlagfläche 52 bereitstellen kann.
Bei der in 7 gezeigten Ausgestaltung bewirkt eine axiale Verlagerung des Stellelements 40a weg vom antriebsseitigen Ende der Werkzeugspindel 16b ein radiales Ausrücken des Spannelements 38b zur Festlegung des Werkzeugs 24. Zu diesem Zweck ist an der Werkzeugspindel 16b das Federelement 62 vorgesehen. Das Federelement 62 beaufschlagt jedoch nunmehr das Druckstück 60 am Schaft 58 des Stellelements 40b weg vom antriebsseitigen Ende der Werkzeugspindel 16b und in Richtung auf das abtriebsseitige Ende der Werkzeugspindel 16b . Es kann ferner ein Spindelanschlag 63 vorgesehen sein, der hier etwa als Sicherungsring ausgebildet sein kann, der an der Werkzeugspindel 16b aufgenommen ist. Zum Lösen des Werkzeugs 24 von der Werkzeugspindel 16b muss das Stellelement 40a somit gegen die Kraft der Feder 62 in Richtung auf das antriebsseitige Ende der Werkzeugspindel 16b durch den Benutzer verlagert werden. Hierzu ist eine Betätigungseinrichtung 66a vorgesehen, die ein Betätigungselement 68a aufweist, das etwa ebenso als Schwenkhebel ausgestaltet sein kann. Im Gegensatz zum Betätigungselement 68 gemäß 2a ist das Betätigungselement 68a gemäß 7 dazu ausgebildet, ziehend auf das Stellelement 40a einzuwirken. Hierzu ist am Betätigungsabschnitt 64 ein Mitnehmer 82 ausgebildet, der etwa von einer Mitnahmefläche 86 am Betätigungselement 68a bei dessen Verschwenkung um die Achse 72 mitgenommen werden kann. Für den Betätigungsabschnitt 64 ist beim Betätigungselement 68a ein Durchbruch 84 vorgesehen.
An ihrem antriebsseitigen Ende weist die Werkzeugspindel 16b beispielhaft einen Endabschnitt 87 auf, der etwa mittels einer Gewindeverbindung oder in anderer geeigneter Weise an einen Grundkörper der Werkzeugspindel 16b angeflanscht sein kann. Es versteht sich, dass die Werkzeugspindel(n) 16 , 16b (und 16c) grundsätzlich als „integrierte“ Werkzeugspindel, ebenso jedoch auch als „gebaute“ Werkzeugspindel gestaltet sein können. Eine „integrierte“ Werkzeugspindel weist eine geringe Teileanzahl auf und kann insbesondere im Wesentlichen einstückig gestaltet sein. Eine „gebaute“ Werkzeugspindel besteht regelmäßig aus einer Mehrzahl von Einzelkomponenten, die miteinander verbunden sind, um die Werkzeugspindel zu bilden.
Es versteht sich, dass auch Betätigungselemente 68 vorgesehen sein können, die nicht als Betätigungshebel bzw. Schwenkhebel ausgebildet sind. Dabei kann es sich insbesondere um Betätigungsschieber handeln. Auch die in 7 gezeigte Spannvorrichtung 32a kann vollständig integriert und verliersicher am Werkzeug 10 ausgebildet sein.
In den 8a und 8b sind beispielhaft zwei Werkzeuge 24a , 24b in Teilansichten im Bereich ihrer Aufnahmeprofile 78a , 78b dargestellt. Die Werkzeuge 24a , 24b weisen geschlossene (oder: vollständig umschlossene) Aufnahmeöffnungen 78a , 78b auf.
Das Aufnahmeprofil 78a beim Werkzeug 24a gemäß 8a ist beispielhaft sternförmig mit acht Zacken ausgebildet. Ein Spannelement 38c , das mit dem Aufnahmeprofil 78a zusammenwirken kann, ist in 8a schraffiert dargestellt. Beispielhaft weist das Spannelement 38c vier Spannabschnitte 46 auf, die etwa zumindest abschnittsweise in jede zweite der insgesamt acht Zacken des Aufnahmeprofils 78a eingreifen können. Zu diesem Zweck können an den Spannabschnitten 46 Werkzeugkontaktflächen 56a ausgebildet sein, die etwa Schenkel der Zacken des Aufnahmeprofils 78a zumindest partiell kontaktieren können. Insgesamt kann sich somit beim Spannelement 38c eine Formschlusskontur ergeben, die in Zusammenwirkung mit der sternförmigen Gestaltung des Aufnahmeprofils 78a , das als Gegenkontur fungiert, eine formschlüssige Verdrehsicherung für das Werkzeug 24a ergeben. Das Werkzeug 24a kann in einer Mehrzahl von Vorzugslagen aufgenommen werden, etwa um jeweils 45° verdreht.
Das Werkzeug 24b gemäß 8b weist ein Aufnahmeprofil 78b auf, das als Sechskant oder Sechseck ausgebildet ist. Das Spannelement 38d ist dazu ausgebildet, mit dem Aufnahmeprofil 78b zusammenzuwirken, um das Werkzeug 24b verdrehsicher aufnehmen zu können. Beispielhaft weist das Spannelement 38d drei Spannabschnitte 46 auf, die durch Einschnitte 48 unterbrochen sind. An den Spannabschnitten 46 sind Werkzeugkontaktflächen 56b ausgebildet, die etwa jeweils mit einer Kante des sechseckigen Aufnahmeprofils 78b zusammenwirken können. Eine Verlagerung des Stellelements 40 kann ein Einrücken oder Ausrücken der Spannabschnitte 46 bewirken und somit das Werkzeug 24b selektiv festlegen oder freigeben.
Zur Ergänzung der in den 8a und 8b gezeigten Darstellungen können etwa die seitlichen Ansichten gemäß der 2a und 5 herangezogen werden, wobei die abgewandelte Ausgestaltung der Spannelemente 38c und 38d zu berücksichtigen ist.
9a zeigt einen weiteren seitlichen Schnitt durch ein Handwerkzeug 10 im Bereich seines Spindelkopfes 14 , das eine Spannvorrichtung 32b aufweist, die gegenüber den Spannvorrichtungen 32 gemäß 2a und 32a gemäß 7 abgewandelt ist. 9a zeigt keine Betätigungseinrichtung 66 . Sinngemäß kann etwa die Betätigungseinrichtung 66a gemäß 7 auch bei der in 9a gezeigten Ausgestaltung zur Anwendung gelangen.
Die Spannvorrichtung 32b weist eine Mehrzahl von Spannelementen 88 auf, die vorliegend etwa als Rollkörper ausgebildet sind. Insbesondere kann es sich bei den Spannelementen 88 um Spannkugeln handeln. Die Spannelemente 88 können in Aufnahmen 90 an der Werkzeugspindel 16c angeordnet sein. Die Aufnahmen 90 können etwa als radiale Bohrungen oder Ausnehmungen in die Werkzeugspindel 16c eingebracht sein. Die Aufnahmen 90 können derart gestaltet sein, dass die Spannelemente 88 vollständig verliersicher an der Werkzeugspindel 16c aufgenommen sind. Insbesondere kann etwa mittels geeigneter Querschnittsverringerungen (in 9a nicht dargestellt) ein seitliches Lösen der Spannelemente 88 vermieden werden. Die Spannvorrichtung 32b gemäß 9a befindet sich in der Spannkonfiguration. 9b zeigt eine Teilansicht der Spannvorrichtung 32b gemäß 9a in der Freigabekonfiguration.
Das Stellelement 40b kann grundsätzlich ähnlich dem Stellelement 40a gemäß 7 ausgestaltet sein. Auch die in 2a gezeigte Ausführungsform kann mit den Spannelementen 88 in Form von Rollkörpern gemäß 9a kombiniert werden. Am Stellelement 40b kann beispielhaft ferner ein frontaler Absatz 92 vorgesehen sein. Aus 9b wird ersichtlich, dass der frontale Absatz 92 in der Freigabestellung des Stellelements 40b ein Lösen der Spannelemente 88 nach innen verhindern kann. Es ist grundsätzlich auch vorstellbar, das Stellelement 40b ohne den Absatz 92 auszuführen. In einem solchen Fall kann etwa die Wirkfläche 42a in geeigneter Weise verlängert werden. Die Werkzeugspindel 16c weist ferner einen Anschlag 94 auf, der eine Verlagerung des Stellelements 40b in Richtung auf das antriebsseitige Ende der Werkzeugspindel 16c begrenzen kann. Auch der Anschlag 94 kann ein seitliches Lösen der Spannelemente 88 in der Freigabestellung verhindern.
Beispielhaft ist auch die Werkzeugspindel 16c gemäß 9a als „gebaute“ Werkzeugspindel ausgeführt. Die Werkzeugspindel 16c weist einen Führungsabschnitt 100 auf, in den die Aufnahmen 90 für die Spannelemente 88 eingebracht sind. Dies kann fertigungstechnische Vorteile mit sich bringen und insbesondere die Montage vereinfachen. Der Führungsabschnitt 100 weist ferner eine Gegenfläche 102 auf, die als Anschlag für das Spannelement 40b dienen kann. Die Gegenfläche 102 kann eine Bewegung des Spannelements 40b über das werkzeugseitige Ende der Werkzeugspindel 16c hinaus begrenzen. In Abwandlung von der Ausgestaltung in 9a ist der Führungsabschnitt 100 in 9b nicht als separates Teil dargestellt.
In 9a ist das Überdeckungsmaß LA dargestellt, das etwa einem äußeren Abstand zweier ausgerückter Spannelemente 88 in der Spannstellung entsprechen kann. 9b veranschaulicht hingegen das Passmaß LI, das etwa einer Werkzeugaufnahmeöffnung entsprechen kann. In der in 9b gezeigten Freigabekonfiguration sind die Spannelemente 88 derart eingerückt, dass sie seitlich nicht über das Passmaß LI hinausragen.
Beim Übergang von der Freigabestellung in die Spannstellung erfährt die Werkzeugspindel 16c keine wesentliche radiale Verformung. Folglich kann an der Werkzeugspindel 16c der Halteabschnitt 50 mit der axialen Anschlagfläche 52 ausgebildet sein. Daneben kann die Werkzeugspindel 16c ferner eine Zentrierungsfläche 98 aufweisen, die ein aufzunehmendes Werkzeug 24 zentrieren kann. Zur Vervollständigung der Gestaltung der Spannvorrichtung 32b kann sinngemäß die vorstehend beschriebene Ausgestaltung der Spannvorrichtung 32a gemäß 7 herangezogen werden.
In den 10a und 10b wird ein Werkzeug 24c in Teilansichten veranschaulicht, das sich insbesondere zur Kombination mit der Spannvorrichtung 32b gemäß den 9a und 9b eignet. 10a zeigt eine Ansicht des Werkzeugs 24c von unten her. 10b zeigt eine perspektivische Ansicht des Werkzeugs 24c im Bereich seines Aufnahmeprofils 78c . Das Aufnahmeprofil 78c kann in einfacher Weise etwa als Kreisprofil ausgebildet sein. Andere Gestaltungen sind denkbar. Am Werkzeug 24c sind ferner Partnerflächen 96 ausgebildet, die an die Gestaltung der Spannelemente 88 angepasst sind. Beispielsweise können die Partnerflächen 96 als kugelförmige Ausschnitte oder Vertiefungen in das Werkzeug 24c eingebracht werden, die am Umfang des Aufnahmeprofils 78c angeordnet sind. Beispielhaft weist das Werkzeug 24c sechs Partnerflächen 96 auf. Die Partnerflächen 96 können insbesondere mit kugelförmigen Spannelementen 88 zusammenwirken. Auf diese Weise können die Spannelemente 88 einerseits einen axialen Überstand oder eine axiale Überlappung bewirken, vgl. das Überdeckungsmaß LA in 9a. Ferner können die Spannelemente 88 jedoch auch derart in die Partnerflächen 96 einrücken, dass sich für das Werkzeug 24c in der Spannstellung eine verdrehsichere Aufnahme an der Werkzeugspindel 16c ergibt. Die Verdrehsicherung kann formschlüssig erfolgen. An der Werkzeugspindel 16c können grundsätzlich zwei oder mehr Spannelemente 88 vorgesehen sein. Beispielhaft kann die Anzahl der Spannelemente 88 an die Anzahl der Partnerflächen 96 angepasst sein. Es ist jedoch auch vorstellbar, dass die Anzahl der Spannelemente 88 einer Teilmenge der Anzahl der Partnerflächen 96 entspricht.
Auch die in den 9a und 9b veranschaulichte Spannvorrichtung 32b kann einen einfachen und schnellen Werkzeugwechsel erlauben, ohne dass es separater oder gar lösbarer Befestigungselemente bedarf. Insbesondere bei einer Kombination mit dem Werkzeug 24c kann sich in der Spannstellung für das Werkzeug 24c eine hochfeste, hochgenaue Lagesicherung ergeben. Die Lagesicherung kann sowohl axial als auch gegen unerwünschtes Verdrehen erfolgen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2005/102605 A1 [0002, 0005]

Claims

Kraftgetriebenes Handwerkzeug, mit einem Gehäuse (12) mit einem Spindelkopf (14), mit einer um ihre Längsachse (18) antreibbaren, insbesondere drehoszillatorisch antreibbaren Werkzeugspindel (16), die an ihrem werkzeugseitigen Ende zur Aufnahme eines anzutreibenden Werkzeugs (24) ausgebildet ist, und mit einer Spannvorrichtung (32), die ein integriertes Stellelement (40) aufweist, wobei das Stellelement (40) zwischen einer Spannstellung, in der ein aufzunehmendes Werkzeug (24) verliersicher an der Werkzeugspindel (16) fixierbar ist, und einer Freigabestellung verlagerbar ist, in der das Werkzeug (24) lösbar ist, wobei die Spannvorrichtung (32) zumindest ein integriertes Spannelement (38; 88) aufweist, das mit dem Stellelement (40) koppelbar ist, und wobei das Stellelement (40) beim Übergang zwischen der Spannstellung und der Freigabestellung ein radiales Ausrücken oder Einrücken des zumindest einen Spannelements (38; 88) bewirkt, so dass das Werkzeug (24) in der Freigabestellung über das zumindest eine integrierte Spannelement (38; 88) zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Spannelement (38; 88) eine Silhouette mit einer Spannkontur aufweist, die in der Freigabestellung im eingerückten Zustand kleiner als ein korrespondierendes Aufnahmeprofil (78) eines aufzunehmenden Werkzeugs (24) ist und in der Spannstellung im ausgerückten Zustand das Aufnahmeprofil (78) des aufgenommenen Werkzeugs (24) zumindest abschnittsweise überlappt.
Handwerkzeug (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (40) eine geneigte Wirkfläche (42), insbesondere eine Konusfläche aufweist, mittels der das zumindest eine Spannelement (38; 88) kontaktierbar ist, und dass das Stellelement (40) zum Übergang zwischen der Spannstellung und der Freigabestellung im Wesentlichen axial entlang der Längsachse (18) verlagerbar ist.
Handwerkzeug (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Spannelement (38; 88) und das Stellelement (40) verliersicher in das Handwerkzeug (10) integriert sind.
Handwerkzeug (10) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkfläche (42) des Stellelements (40) als Konusfläche ausgebildet ist, die sich in Richtung auf ein antriebsseitiges Ende der Werkzeugspindel (16) verjüngt, und dass das Stellelement (40) zum Übergang von der Freigabestellung in die Spannstellung axial in Richtung auf das antriebsseitige Ende der Werkzeugspindel (16) verfahrbar ist.
Handwerkzeug (10) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkfläche (42) des Stellelements (40) als Konusfläche ausgebildet ist, die sich in Richtung auf ein antriebsseitiges Ende der Werkzeugspindel (16) erweitert, und dass das Stellelement (40) zum Übergang von der Spannstellung in die Freigabestellung axial in Richtung auf das antriebsseitige Ende der Werkzeugspindel (16) verfahrbar ist.
Handwerkzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugspindel (16) einen Halteabschnitt (50) aufweist, der eine spindelseitige axiale Anschlagfläche (52) für das Werkzeug (24) bereitstellt.
Handwerkzeug (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (50) mit der spindelseitigen axialen Anschlagfläche (52) am zumindest einen Spannelement (38; 88) ausgebildet ist.
Handwerkzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Spannelement (38; 88) als Spannzange ausgebildet ist und vorzugsweise eine Mehrzahl von umfänglich angeordneten Spannabschnitten (46) aufweist, die durch Einschnitte (48) unterbrochen sind.
Handwerkzeug (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Spannelement (38; 88) zumindest abschnittsweise elastisch ausgebildet ist, und dass die Spannabschnitte (46) zumindest abschnittsweise radial verlagerbar sind.
Handwerkzeug (10) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Spannelement (38; 88) eine äußere Werkzeugkontaktfläche (56) aufweist, die gegenüber der Längsachse (18) geneigt ist und sich in Richtung auf das antriebsseitige Ende der Werkzeugspindel (16) verjüngt, und die dazu ausgebildet ist, das aufzunehmende Werkzeug (24) in der Spannstellung radial zu kontaktieren.
Handwerkzeug (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Spannelement (88) eine Mehrzahl von Rollkörpern, vorzugsweise Spannkugeln, umfasst, und dass die Rollkörper zumindest abschnittsweise radial verlagerbar sind.
Handwerkzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Spannelement (38; 88) eine Formschlusskontur aufweist, die derart ein eine Gegenkontur eines festzulegenden Werkzeugs (24) angepasst ist, dass sich in der Spannstellung eine formschlüssige Verdrehsicherung für das Werkzeug (24) ergibt.
Handwerkzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Federelement (62), das insbesondere in der Werkzeugspindel (16) aufgenommen ist, und das dazu ausgebildet ist, das Stellelement (40) in Richtung auf die Spannstellung zu beaufschlagen.
Handwerkzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Betätigungseinrichtung (66) mit einem Betätigungselement (68), das mit dem Stellelement (40) zu dessen Verlagerung koppelbar ist und vorzugsweise dazu ausgebildet ist, das Stellelement (40) gegen die Kraft des Federelements (62) selektiv in Richtung auf die Freigabestellung zu verlagern.