DE4400969A1

DE4400969A1 - Einrichtung an Handwerkzeugmaschinen zur Drehmitnahme von Werkzeugen

Info

Publication number: DE4400969A1
Application number: DE4400969A
Authority: DE
Inventors: Horst Wierspecker; Heinz Dipl Ing Dr Neubert
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1994-01-14
Filing date: 1994-01-14
Publication date: 1995-07-20
Also published as: DK0739266T3; AU1218795A; JPH09507437A; ZA95274B; BR9408484A; CN1141607A; SK283414B6; SK89896A3; AU677490B2; TW252067B; CN1069569C; EP0739266A1; WO1995019243A1; FI962842A; ATE185307T1; CA2181181A1; RU2141395C1; CZ200796A3; FI962842A0; US5868209A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung an Handwerkzeugmaschinen zur Drehmitnahme von schlagenden und/oder bohrenden Werkzeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie von einem dabei verwendeten Werkzeug und Werkzeughalter.

Eine solche Einrichtung ist aus der EP- 433 876 A1 bekannt, wobei die trapez- oder rechteckförmigen Drehmitnahmenuten am Werkzeugschaft und die entsprechenden Drehmitnahmeleisten am Werkzeughalter an ihren Drehmitnahmeflanken eine begrenzte Verschleißreserve haben. Insbesondere bei Werkzeugen mit großem Arbeitsdurchmesser und bei leistungsstarken Maschinen brechen danach die Stege zwischen den Nuten bzw. die Leisten in der Aufnahmebohrung des Werkzeughalters weg. Außerdem wird die rückwärtige Flanke der trapez- oder rechteckförmigen Drehmitnahmenuten insbesondere bei verkanteten Meißelarbeiten mit harten Drehmomentstößen belastet, was Kerbwirkungen zur Folge hat, die ein Ausbrechen der Leisten am Werkzeughalter und der Stege zwischen den Nuten am Werkzeugschaft begünstigt.

Aus der DE 42 11 533 A1 ist ferner eine sehnenförmige Ausnehmung am Werkzeugschaft bekannt, die einer im wesentlichen trapezförmigen Nut zur Drehmitnahme gegenüberliegt. Die sehnenförmige Ausnehmung dient zur Verbesserung der Kompatibilität, indem ein derart ausgebildeter Werkzeugschaft in Handwerkzeuggeräten mit verschieden breiten Drehmitnahmeleisten an ihren Werkzeughalter einsetzbar ist. Die Drehmitnahme erfolgt hier jedoch sehr einseitig, nahezu ausschließlich an der in Antriebsrichtung liegenden Drehmitnahmeflanke der gegenüberliegenden Nut, da die Verriegelungskörper des Werkzeughalters in den ihnen zugeordneten Verriegelungsmulden am Werkzeugschaft nur ein geringes Drehmoment aufnehmen.

Vorteile der Erfindung

Zur Erzielung einer gleichmäßigeren Drehmomentbelastung des Werkzeugschafes und des Werkzeughalters wird die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildet, wobei außer den mindestens zwei einander zumindest etwa gegenüberliegenden Drehmitnahmen eine weitere Drehmitnahme mit einem sehnenförmigen Auslauf auf mindestens einer Längsseite des Werkzeugschaftes bzw. des Werkzeughalters in demjenigen Umfangsbereich angeordnet ist, der der Axialverriegelung zumindest in etwa gegenüberliegt. Durch diese Lösung läßt sich in vorteilhafter Weise die Verschleißreserve für den Werkzeughalter erhöhen und die Kerbwirkung am Werkzeugschaft durch die flächige Drehmitnahme in diesem Bereich verringern bzw. ganz vermeiden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß beim Klemmen derartiger Werkzeuge z. B. im Bohrloch, diese auch mit Maximalbelastung im Rückwärtsgang bei schlagförmig ansprechender Überlastkupplung zu betreiben ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den Hauptansprüchen angegebenen Merkmale.

Zeichnung

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Werkzeughalter eines Bohrhammers mit eingesetztem Werkzeug im Querschnitt in vergrößerter Darstellung, Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch das vordere Ende des Werkzeughalters nach II-II aus Fig. 1 und Fig. 3 zeigt den Werkzeugschaft. Drei weitere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäß ausgebildeten Werkzeugschaftes im Querschnitt und dem entsprechend ausgebildeten Werkzeughalter zeigen die Fig. 4 und 5, 6 und 7 sowie 8 und 9.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die erfindungsgemäße Einrichtung an Werkzeugmaschinen zur Drehmitnahme von schlagenden und/oder bohrenden Werkzeugen, insbesondere an Schlagbohrmaschinen und Bohrhämmern bzw. Schlaggeräten besteht im wesentlichen aus einem in Pfeilrichtung antreibbaren Werkzeughalter 10 und einen darin eingesetzten Werkzeugschaft 11 eines zum Bohren und/oder Schlagen verwendeten Werkzeuges 12. Einen Querschnitt durch eine solche Einrichtung zeigt Fig. 1 als erstes Ausführungsbespiel in Verbindung mit Fig. 2 und 3. Der in Fig. 2 mit seinem vorderen Ende im Längsschnitt dargestellte Werkzeughalter bildet in nicht dargestellter, gemäß der WO 88/09245 bekannter Weise das Ende einer hohlzylindrischen, angetriebenen Werkzeugspindel eines Bohrhammers, in welche axial beweglich ein Döpper aufgenommen ist, der von einem Schlagwerk des Bohrhammers zyklisch auf die Stirnseite des Werkzeugschaftes 1 geschlagen wird, welcher in die Aufnahmebohrung 13 des Werkzeughalters 10 eingesetzt wird. Der Werkzeughalter 10 weist dabei einen radialen Durchbruch 14 auf, in welchem ein Verriegelungskörper 15 eingesetzt ist. Der verlaufende Verriegelungskörper 15 ist in nicht dargestellter Weise beim Einschieben des Werkzeugschaftes 11 in die Aufnahmebohrung 13 radial nach außen verschiebbar und rastet zur Axialverriegelung des Werkzeuges 10 mittels einer Arretierhülse federelastisch in eine entsprechend im Werkzeugschaft 11 eingearbeitete, axial verlaufende Verriegelungsmulde 16 ein. Der zylindrisch ausgebildete Verriegelungskörper 15 ist an seinen axialen Enden kugelförmig gerundet. Die Verriegelungsmulde 16 ist als Hohlkehle ausgebildet und endet bereits vor dem hinteren Ende des Werkzeugschaftes 11 mit einer entsprechenden sphärischen Wölbung. Zu beiden Seiten dieser aus dem Verriegelungskörper 15 und der Verriegelungsmulde 16 gebildeten Axialverriegelung sind in den gegenüberliegenden Bereichen zwei Drehmitnahmen angeordnet, wobei die eine Drehmitnahme aus einer schmalen trapezförmigen, axial zum Schaftende auslaufenden Drehmitnahmenut 17 im Werkzeugschaft 11 und einer damit zusammenwirkenden, axial verlaufenden Drehmitnahmeleiste 18 in der Aufnahmebohrung 13 des Werkzeughalters besteht. Die zweite Drehmitnahme im gegenüberliegenden Bereich wird aus einer breiteren Drehmitnahmenut 19 im Werkzeugschaft 11 und einer entsprechend breiteren, darin eingreifenden Drehmitnahmeleiste 20 des Werkzeughalters 10 gebildet.

Eine dritte Drehmitnahme befindet sich in dem der Axialverriegelung gegenüberliegenden Bereich. Diese Drehmitnahme ist derart ausgebildet, daß dort der Werkzeugschaft 11 eine axial bis zum Schaftende auslaufende sehnenförmige Ausnehmung 21 (Abflachung oder Abschnitt) aufweist und der Werkzeughalter 10 im entsprechenden Umfangsbereich der Aufnahmebohrung 13 einen axial verlaufenden sehnenförmigen Vorsprung 22 hat. Diese Drehmitnahme hat nicht wie die zwei anderen Drehmitnahmen eine radiale Flanke zur Drehmomentübertragung sondern eine wesentlich größere Fläche durch den sehnenförmigen Auslauf zum Umfang des Werkzeugschaftes 11 bzw. zur Aufnahmebohrung 13 des Werkzeughalters 10. Dadurch wird in diesem Bereich die Flächenpressung und als Folge davon der Verschleiß verringert, was sich insbesondere auch auf die radialen Drehmitnahmeflanken der beiden anderen Drehmitnahmen positiv auswirkt. Dies gilt in gleicher Weise auch für die rückwärtigen Flanken der Drehmitnahmen, welche insbesondere bei Meißelarbeiten stoßförmig beansprucht werden können, wobei dann Kerbwirkungen an den rechteck- bzw. trapezförmigen Drehmitnahmen Beschädigungen am Werkzeugschaft und/oder am Werkzeughalter hervorrufen können. Durch den sehnenförmigen Auslauf der dritten Drehmitnahme wird hier ebenfalls eine flächige Anlage zwischen Werkzeugschaft 11 und Werkzeughalter 10 geschaffen, bei welcher keinerlei Kerbwirkung auftritt. Diese Drehmitnahme entlastet in gleicher Weise auch die zwei anderen Drehmitnahmen bezüglich der Kerbbeanspruchung, insbesondere bei Meißelarbeiten.

In dem zweiten Ausführungsbeispiel eines Werkzeugschaftes 11 eines Werkzeughalters 10 nach Fig. 4 und eines Werkzeughalters 10 nach Fig. 5 werden aus den Fig. 1 bis 3 für gleiche Teile gleiche Bezugszahlen verwendet. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist dort die der Axialverriegelung gegenüberliegende dritte Drehmitnahme, bestehend aus der Ausnehmung 21 am Werkzeugschaft 11 und dem Vorsprung 22 am Werkzeughalter 10 in Antriebsrichtung gemäß Pfeil mit einer radial verlaufenden Flanke 21a, 22a versehen, die ausschließlich zur Drehmomentübertragung in Antriebsrichtung dient. Die rückwärtige Flanke dieser Drehmitnahme verläuft dagegen wie im ersten Ausführungsbeispiel sehnenförmig zum Umfang des Werkzeugschaftes 11 bzw. zur Aufnahmebohrung 13 des Werkzeughalters 10, um gefährliche linksdrehende Drehimpulsschläge, insbesondere bei Meißelarbeiten mit feststehendem Werkzeughalter aufzunehmen.

Im dritten Ausführungsbeispiel eines Werkzeugschaftes 11 nach Fig. 6 und eines Werkzeughalters 10 nach Fig. 7 sind auch die beiden einander gegenüberliegenden Drehmitnahmen, welche aus den Drehmitnahmenuten 17 und 19 und den Drehmitnahmeleisten 18 und 20 bestehen, an ihren den Drehmitnahmeflächen abgewandten Bereichen sehnenförmig zum Umfang des Werkzeugschaftes 11 bzw. zur Aufnahmebohrung 13 auslaufend ausgebildet. Die Drehmitnahmeflanke 21a, 22a der dritten Drehmitnahme 21, 22 liegt hier senkrecht unter der Axialverriegelung 15, 16.

Im vierten Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 und 9 ist alternativ zu den vorherigen Ausführungsbeispielen eine breitere Axialverriegelung mit dem Verriegelungskörper 15a und der damit zusammenwirkenden Verriegelungsmulde 16a im Werkzeugschaft 11 dargestellt, wobei diese Axialverriegelung in Richtung auf die schmalere Drehmitnahme am Umfang versetzt angeordnet ist. Außerdem ist dort die der Axialverriegelung gegenüberliegende dritte Drehmitnahme so ausgebildet, daß ihre drehmomentübertragende Flanke 21a mit dem sehnenförmig zum Umfang des Werkzeugschaftes 11 auslaufenden Abschnitt 21b einen Winkel von mindestens 90° bildet. Diese dritte Drehmitnahme ist ebenfalls in Richtung auf die schmalere Drehmitnahme 17, 18 in Umfangsrichtung versetzt angeordnet, um eine möglichst gleichmäßige Beanspruchung des Werkzeugschaftes 11 zu bekommen. Gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel sind hier die zwei einander gegenüberliegenden, verschieden breiten Drehmitnahmen vertauscht angeordnet.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, da insbesondere die Anzahl und die Form einzelner, der Axialverriegelung nicht gegenüberliegenden Drehmitnahmen frei gewählt werden kann. Außerdem kann die sehnenförmige Drehmitnahme in dem der Axialverriegelung gegenüberliegenden Bereich auch zur Verbesserung der Kompatibilität zwischen Werkzeugschaft und Werkzeughalter mit verwendet werden, indem beispielsweise der Werkzeugschaft 11 im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 in einen Werkzeughalter mit einer in Fig. 1 gestrichelt angedeuteten dritten Drehmitnahmeleiste 22c anstelle des Vorsprungs 22 oder in einen Werkzeughalter 10 nach Fig. 5 eingesetzt wird.

Claims

1. Einrichtung an Handwerkzeugmaschinen zur Drehmitnahme von schlagenden und/oder bohrenden Werkzeugen, mit mindestens drei Drehmitnahmen und mindestens einer Axialverriegelung, welche über den Umfang des Werkzeugschaftes (11) und der Aufnahmebohrung (13) des Werkzeughalters (10) mindestens etwa gleichmäßig verteilt angeordnet sind, wobei die Drehmitnahmen am Werkzeugschaft (11) als axial zum Schaftende auslaufende Ausnehmungen (17, 19, 21) sowie damit zusammenwirkende, axial verlaufende Vorsprünge (18, 20, 22) am Umfang der Aufnahmebohrung (13) ausgebildet sind und wobei die Axialverriegelung als axial verlaufende mindestens zum Schaftende hin geschlossene Mulde (16) im Werkzeugschaft (11) ausgebildet ist, die mit einem radial verschiebbaren, aus der Aufnahmebohrung (13) nach innen vorstehenden Verriegelungskörper (15) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die in dem der Axialverriegelung gegenüberliegenden Umfangsbereich angeordnete Drehmitnahme derart ausgebildet ist, daß deren Vorsprung (22) und/oder Ausnehmung (21) auf mindestens einer Längsseite (21b, 22b) sehnenförmig zum Umfang des Werkzeugschaftes (11) und/oder der Aufnahmebohrung (13) des Werkzeughalters (10) ausläuft.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Drehmitnahme (21, 22) zumindest auf ihrer in Drehrichtung nacheilenden Längsseite (21b, 22b) sehnenförmig zum Umfang ausläuft.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Drehmitnahme (21, 22) auf ihrer in Drehrichtung vorderen Längsseite (21a, 22a) als etwa radial verlaufende Drehmitnahmeflanke ausgebildet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der sehnenförmige Flächenabschnitt (21b, 22b) der mindestens einen Drehmitnahme (21, 22) zur Drehmitnahmeflanke (21a, 22a) einen Winkel von mindestens 90° bildet.

5. Werkzeug für eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit mindestens drei Mitnahmeausnehmungen (17, 19, 21) und einer Verriegelungsmulde (16), dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die in dem der Verriegelungsmulde (16) gegenüberliegenden Umfangsbereich angeordnete Ausnehmung (21) auf mindestens einer Längsseite (21b) sehnenförmig zum Umfang des Werkzeugschaftes (11) ausläuft.

6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese Ausnehmung (21) mindestens auf ihrer in Drehrichtung nacheilenden Längsseite (21b) sehnenförmig zum Schaftumfang ausläuft.

7. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß diese Ausnehmung (21) auf ihrer in Drehrichtung vorderen Längsseite (21a) als etwa radial verlaufende Drehmitnahmeflanke ausgebildet ist, die mit dem sehnenförmigen Flächenabschnitt (21b) einen Winkel von mindestens 90° bildet.

8. Werkzeughalter für eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit mindestens drei Mitnahmevorsprüngen (18, 20, 22) und einem Verriegelungskörper (15) am Umfang seiner Aufnahmebohrung (13), dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der in dem den Verriegelungskörper (15) gegenüberliegenden Umfangsbereich der Aufnahmebohrung (13) angeordnete axial verlaufende Vorsprung (22) auf mindestens einer Längsseite (22b) sehnenförmig zum Umfang der Aufnahmebohrung (13) ausläuft.

9. Werkzeughalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Vorsprung (22) mindestens auf seiner in Drehrichtung nacheilenden Längsseite (22b) sehnenförmig zum Umfang ausläuft.

10. Werkzeughalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Vorsprung (22) auf seiner in Drehrichtung vorderen Längsseite (22a) als etwa radial verlaufende Drehmitnahmeflanke ausgebildet ist, die mit dem sehnenförmigen Flächenabschnitt (22b) einen Winkel von mindestens 90° bildet.