DE60205031T2

DE60205031T2 - Werkzeughalter

Info

Publication number: DE60205031T2
Application number: DE60205031T
Authority: DE
Inventors: Achim Buchholz; Ralf Bernhart
Original assignee: Black and Decker Inc
Current assignee: Black and Decker Inc
Priority date: 2001-10-26
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2022-10-26
Also published as: US7222862B2; WO2003035330A1; ATE299420T1; US20060006614A1; EP1438161B1; ES2242098T3; EP1438156A2; CN1606487A; US20050093251A1; CN100352614C; WO2003035321A2; DE60205031D1; EP1438161A1; WO2003035321A3; EP1438156B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugaufnahme für ein angetriebenes Werkzeug, wie sie in dem Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben ist. Eine solche Werkzeugaufnahme ist aus dem Dokument GB-A-2 102 718 bekannt.
Solche Werkzeugaufnahmen sind am vorderen Ende eines Bohr- und/oder Hammerwerkzeugs befestigt und sind ausgestaltet, um ein Werkzeug oder ein Einsatzelement aufzunehmen. In einem Bohrwerkzeug oder in einem Hammerwerkzeug mit einer drehenden Betriebsart wird die Werkzeugaufnahme allgemein drehend angetrieben, zum Beispiel durch eine Spindel des Hammer- und/oder Bohrwerkzeugs, und die Werkzeugaufnahme treibt das in ihr eingespannte Werkzeug oder Einsatzelement drehend an. Wenn die Werkzeugaufnahme an einem Hammerwerkzeug verwendet wird, ist das Werkzeug oder das Einsatzelement so in der Werkzeugaufnahme befestigt, dass es sich bei einer Hammerbetriebsart begrenzt hin- und herbewegen kann, wobei der Hammermechanismus des Hammers wiederholte Schläge auf das in der Werkzeugaufnahme befestigte Werkzeug oder Einsatzelement ausübt. Mechanismen, die eine von Hand betätigbare, axial verschiebbare Betätigungshülse und/oder eine von Hand betätigbare, drehbare Betätigungshülse enthalten, sind auf dem Fachgebiet der Werkzeugaufnahmen zum Einspannen eines Werkzeugs oder eines Einsatzelements in eine Werkzeugaufnahme oder zum Freigeben eines Werkzeugs oder eines Einsatzelements aus einer Werkzeugaufnahme bekannt.
Es ist häufig notwendig, dass die Werkzeugaufnahme so ausgeführt ist, dass sie zum Auswechseln vom Bohr- und/oder Hammerwerkzeug gelöst werden kann, zum Beispiel wenn eine andere Art von Werkzeugen oder Einsatzelementen in das Hammerwerkzeug eingespannt werden soll. In diesem Fall ist der Körper der Werkzeugaufnahme oder eine Spindel des Bohr- und/oder Hammerwerkzeugs mit einem oder mit mehreren Verriegelungselementen versehen, zum Beispiel mit Verriegelungskugeln, die (in Bezug auf die Achse der Spindel) in radialer Richtung bewegbar sind, um den Körper der Werkzeugaufnahme auf der Spindel zu halten oder um das Lösen des Körpers der Werkzeugaufnahme von der Spindel zu ermöglichen. Die Mechanismen, die eine von Hand betätigbare, axial verschiebbare Betätigungshülse und/oder eine von Hand betätigbare, drehbare Betätigungshülse enthalten, sind auf dem Fachgebiet von Werkzeugaufnahmen zum Einspannen oder zum Freigeben oder zum Ermöglichen einer relativen Drehung der Werkzeugaufnahme bezüglich einer Spindel des Hammers bekannt. Es sollte bemerkt werden, dass solche Betätigungshülsen auf der Spindel eines Bohr- und/oder Hammerwerkzeugs verbleiben können, wenn der übrige Teil der Werkzeugaufnahme von der Spindel entfernt wird.
Es ist häufig erforderlich, einen axialen Endanschlag in den Betätigungshülsen der Werkzeugaufnahmen vorzusehen, um die Bauelemente der Werkzeugaufnahme in den Hülsen festzuhalten. Solche axialen Endanschläge werden üblicherweise durch Verwendung von Sprengringen gebildet. Die Sprengringe werden in eine ringförmige Aussparung eingepasst, die in der radial nach innen gerichteten Fläche einer Betätigungshülse gebildet ist, so dass sich ein Bereich des Sprengrings an der radial nach innen gerichteten Fläche der Hülse radial nach innen erstreckt. Sprengringe sind jedoch schwierig einzusetzen, und wenn sie nicht korrekt eingesetzt sind, können sie verhindern, dass die Werkzeugaufnahme korrekt funktioniert, und Schäden an den Bauelementen der Werkzeugaufnahme verursachen.
Es ist häufig auch erforderlich, die Außenfläche einer Betätigungshülse der Werkzeugaufnahme mit Symbolen zu kennzeichnen, die zum Beispiel die Richtung, in welche die Hülse bewegbar ist, oder eine verriegelte Stellung der Hülse anzeigen. Diese Markierungen können durch farbliche Gestaltung vorgesehen werden oder dadurch, dass sie in einer zur Farbe des Kunststoffes der Betätigungshülse kontrastierenden Farbe ausgeführt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Werkzeugaufnahme für ein angetriebenes Werkzeug gemäß Anspruch 1 zur Verfügung gestellt. Weitere Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
In einer bevorzugten Ausführung ist mindestens der radial äußere Teil der oder jeder Aussparung in der Form des Symbols gebildet. Es ist auch bevorzugt, dass der radial äußere Teil des oder jedes Arms in Form des Symbols gebildet ist, um in die entsprechende Aussparung zu passen.
Um von der radial nach außen gerichteten Fläche der von Hand betätigbaren Hülse betrachtet werden zu können, weisen die Aussparungen eine Durchgangsöffnung auf, die sich zur radial nach außen gerichteten Fläche der Hülse erstreckt. Eine durchsichtige Abdeckung könnte den radial äußeren Teil der Aussparungen umgeben. Um den Schnappring effektiv in die von Hand betätigbare Hülse einzupassen, ist es bevorzugt, dass der oder jeder elastische Arm mit einem Verriegelungselement in der Form des Symbols ausgebildet ist und das Verriegelungselement im Schnappsitz in einer entsprechend ausgebildeten Aussparung aufgenommen wird. Der Schnappsitz zwischen jedem elastischen Arm und der entsprechenden Aussparung kann durch Einpassen eines Stopfenelements in einen radial weiter innen als der elastische Arm liegenden Raum verstärkt werden.
Das Symbol kann zum Beispiel ein Pfeil sein, der die Richtung angibt, in der die von Hand betätigbare Hülse bewegt werden kann.
Die von Hand betätigbare Hülse kann betätigbar sein, um ein Werkzeug oder ein Einsatzelement in der Werkzeugaufnahme zu befestigen oder aus ihr zu entfernen, und/oder die von Hand betätigbare Hülse kann betätigbar sein, um die Werkzeugaufnahme in einem angetriebenen Werkzeug zu befestigen, sie daraus zu entfernen oder sie relativ zum angetriebenen Werkzeug zu drehen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiterhin ein Bohr- und/oder Hammerwerkzeug mit einer Spindel zur Verfügung gestellt, an der eine Werkzeugaufnahme der vorher beschriebenen Art befestigt ist. Das Werkzeug kann ein Hammerwerkzeug sein, bei dem die Werkzeugaufnahme drehend von der Spindel angetrieben werden kann und die Spindel einen Hammermechanismus aufweist, der wiederholte Schläge auf ein hinteres Ende eines in die Werkzeugaufnahme eingesetzten Werkzeugs oder Einsatzelements ausüben kann.
Eine Form der Werkzeugaufnahme gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun in Form eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die zeigen in
1 einen Längs-Querschnitt einer Werkzeugaufnahme gemäß der vorliegenden Erfindung, die an dem vorderen Ende einer Spindel eines Bohrhammers befestigt ist,
2 eine Perspektivansicht einer zerlegten, von Hand betätigten Hülse der Werkzeugaufnahme aus 1, und
3 eine Perspektivansicht einer alternativen Ausführung einer zerlegten, von Hand betätigten Hülse der Werkzeugaufnahme aus 1.
1 zeigt eine Werkzeugaufnahme, die lösbar am vorderen Ende 18 einer Spindel 1 eines Bohrhammers befestigt werden kann. Der Hammer hat eine Spindel 1, die mit einem Luftpolster-Hammermechanismus versehen ist, der einen Kolben aufweist, der durch einen motorgetriebenen Taumelmechanismus veranlasst wird, sich in der Spindel hin- und her zu bewegen. Die hin- und hergehende Bewegung des Kolbens bewirkt, dass sich ein Schlagkörper hin und her bewegt, der auf einen Döpper 8 schlägt. Der Döpper 8 schlägt auf den Schaft eines Bohrers oder eines Meißeleinsatzes (nicht dargestellt), der in bekannter Weise in der Bohrung der Werkzeugaufnahme 10 gehalten wird. In einer kombinierten Dreh-Hammer-Betriebsweise wird die Werkzeugaufnahme 10 durch die Spindel 1 auch drehend angetrieben. Solche Hämmer sind im Fachgebiet bekannt.
Die Werkzeugaufnahme 10 ist, wie dargestellt, zur Aufnahme eines Einsatzelements ausgebildet, das ein Paar längliche Aussparungen mit geschlossenem Ende zum Aufnehmen eines Verriegelungselements 20 zum Halten des Einsatzelements in der Werkzeugaufnahme, wobei ein gewisser Grad an Axialbewegung erlaubt ist, und ein Paar von Nuten mit offenen Enden zum Aufnehmen von Passkeilen 12 für den drehenden Antrieb aufweist, wobei solche Einsatzelemente eine Ausgestaltung haben, die als "SDS Plus" bezeichnet wird. Es können jedoch auch Werkzeugaufnahmen für andere Ausgestaltungen, beispielsweise SDS Max, Sechskantschaft, usw. verwendet werden. Die Werkzeugaufnahme hat einen hohlen, allgemein zylindrischen Werkzeugaufnahmekörper 14, der ein hinteres Ende 16 hat, das in das vordere Ende 18 der Hammerspindel 1 eingesetzt werden kann. Eine Verriegelungskugel 20 zum Halten eines Werkzeugs oder eines Einsatzelements in der Werkzeugaufnahme 10 ist in einer länglichen Öffnung 22 im Werkzeugaufnahmekörper 14 angeordnet und wird durch den Verriegelungsring 24 in einer Stellung gehalten, in der sie sich in die Bohrung des Werkzeugaufnahmekörpers 14 (und in die Aussparung eines jeglichen darin eingespannten Einsatzele ments) erstreckt. Der Verriegelungsring 24 ist in einer axial verschiebbaren Freigabehülse 26 angeordnet, die entgegen der Vorspannung einer Feder 28 nach hinten bewegt werden kann, um eine Bewegung der Verriegelungskugel 20 radial nach außen in die Aussparung 30 zu ermöglichen, um das Herausnehmen des Einsatzelements zu ermöglichen.
Der Werkzeugaufnahmekörper 14 wird durch vier Verriegelungskugeln 32, die in Öffnungen 34 in der Spindelwand angeordnet sind, in der Spindel 1 gehalten. Die Öffnungen 34 sind geringfügig konisch ausgebildet, um zu verhindern, dass die Kugeln in die Bohrung der Spindel 1 fallen, und die Kugeln werden durch einen Schnappring 36 in den Öffnungen gehalten. Die Verriegelungskugeln 32 können sich in begrenztem Maße in radialer Richtung zwischen einer radial äußersten Stellung, die das Befestigen und das Entfernen der Werkzeugaufnahme 10 ermöglicht, und einer radial innersten Stellung bewegen, in der die Werkzeugaufnahme auf der Spindel gehalten wird. Der Werkzeugaufnahmekörper 14 hat in seiner Außenfläche vier Vertiefungen 38 zum Aufnehmen der Verriegelungskugeln 32 bei auf der Spindel gehaltener Werkzeugaufnahme 10.
Die Werkzeugaufnahme 10 ist mit einer von Hand betätigbaren Hülse 40 versehen, die in begrenztem Maße um den Werkzeugaufnahmekörper 14 gedreht werden kann und die einen Verriegelungsring 42 aufnimmt, der um die Verriegelungskugeln 32 positioniert ist und durch einen Schnappring 100 in der Hülse 40 gehalten wird. In einer ersten Drehstellung des Verriegelungsrings 42 bezüglich der Verriegelungskugeln (diese Stellung ist in 1 dargestellt) wird die Werkzeugaufnahme 10 auf der Spindel 1 verriegelt. In einer zweiten Drehstellung des Verriegelungsrings 42 bezüglich der Verriegelungskugeln sind die Taschen im Verriegelungsring 42 radial außerhalb der Verriegelungskugeln 32 ausgerichtet. Dadurch können sich die Verriegelungskugeln 32 radial nach außen bewegen, um das komplette Einsetzen des Werkzeugaufnahmehauptkörpers 14 in das vordere Ende 18 der Spindel oder das Entfernen des Werkzeugaufnahmehauptkörpers 14 aus dem vorderen Ende 18 der Spindel zu ermöglichen. Die Hülse 40 wird durch den Benutzer von Hand gedreht, um den Verriegelungsring 42 zwischen der ersten und der zweiten Drehstellung zu drehen.
Der Verriegelungsring 42 wird durch einen Zurückhalte- oder Schnappring 100, der allgemein einen L-förmigen Umfangsquerschnitt aufweist, im Inneren der Hülse 40 gehalten. Der Schnappring 100 ist mit vier elastischen Zungen- oder Armteilen 102 versehen, die in eine entsprechende, im Inneren der Hülse 40 gebildete Aussparung 39 passen. Jedes Armteil 102 ist mit einem kleinen Vorsprung 104 versehen, wie er in Form eines doppelköpfigen Pfeils dargestellt ist. Die Vorsprünge 104 befinden sich wegen der Elastizität der Armteile 102 im Schnappsitz in einer entsprechend geformten Durchgangsöffnung 105 in der Wand der Hülse, um einen festen Eingriff des Schnapprings 100 in der Hülse 40 zu sichern. Der Schnappring 100 ist aus Kunststoffmaterial einer ersten Farbe und die Hülse 40 aus Kunststoffmaterial einer zweiten kontrastierenden Farbe hergestellt, und somit können die auf dem Schnappring 100 ausgebildeten Doppelkopfpfeile 104 von dem Äußeren der Hülse aus betrachtet werden, um einen Benutzer darüber zu informieren, dass die Hülse 40 durch ihr Drehen betätigt wird.
In der vorstehend angeführten Ausführung wird der Schnappring 100 in Bezug auf eine Betätigungshülse 40 verwendet, die betätigbar ist, um die Werkzeugaufnahme an der Spindel 1 des Hammers zu befestigen oder von ihr zu entfernen. Der Schnappring hat die Doppelfunktion des Festsetzens des Verriegelungsrings 42 in der Hülse 40 und des Bereitstellens einer äußeren Anzeige auf der Hülse 40 für den Benutzer, dass die Hülse durch Drehung betätigbar ist.
Ein solcher Schnappring kann auch in einer Betätigungshülse verwendet werden, die betätigbar ist, um eine relative Drehung zwischen der Werkzeugaufnahme und einer Spindel eines Hammerwerkzeugs zu ermöglichen, um die Werkzeugaufnahme in eine gewünschte Ausrichtung in Bezug auf das Hammerwerkzeug zu bewegen.
Ein solcher Schnappring kann auch auf einer Werkzeugfreigabehülse eines Typs verwendet werden, die der Hülse 26 ähnlich ist und die betätigbar ist, um das Einsetzen eines Werkzeugs oder eines Einsatzelements in die Werkzeugaufnahme und/oder das Entfernen eines Werkzeugs oder eines Einsatzelements aus der Werkzeugaufnahme zu ermöglichen. Der Schnappring könnte wiederum eine Doppelfunktion haben, die im vorliegenden Fall daraus bestehen würde, einen axialen Endanschlag zum Festsetzen von Bauelementen in der Werkzeugfreigabehülse und eine äußere Anzeige der Richtung bereitzustellen, in der die Werkzeugfreigabehülse betätigbar ist. Für eine Werkzeugfreigabehülse, die axial auf dem Werkzeugaufnahmehauptkörper 14 verschiebbar ist, würden dann die Vorsprünge 104 auf den elastischen Armteilen 102 und die entsprechend geformten Durchgangsöffnungen in der Werkzeugfreigabehülse als Doppelkopfpfeile geformt sein, die in eine Richtung parallel zur Längsachse des Werkzeugaufnahmehauptkörpers 14 zeigen.
Es ist weiterhin zu bemerken, dass eine Werkzeugaufnahme bekannt ist, die lösbar auf der Spindel eines Hammerwerkzeugs befestigt ist und die eine von Hand betätigbare Hülse aufweist, die betätigbar ist, um die Werkzeugaufnahme an der Spindel zu befestigen oder um sie von der Spindel abzunehmen, wobei die Betätigungshülse auf der Spindel verbleibt, wenn der übrige Teil der Werkzeugaufnahme von der Spindel abgenommen wird. Eine solche Betätigungshülse kann ebenfalls mit einem Schnappring der vorstehend beschriebenen Art versehen werden, wobei der Schnappring die Doppelfunktion des Haltens der Bauelemente in der Betätigungshül se und des Bereitstellens einer äußeren Anzeige für einen Benutzer, wie die Betätigungshülse betätigt wird, ausübt.
Eine alternative Ausgestaltung zu der aus 2 ist in 3 dargestellt, wobei gleiche Bauteile durch gleiche Bezugszahlen gekennzeichnet sind. Wiederum ist ein Schnappring 100 mit vier elastischen Zungen- oder Armteilen 102 vorgesehen, die in eine im Inneren der Hülse 40 gebildete entsprechende Aussparung 39 passen. Die Vorsprünge 104 befinden sich wegen der Elastizität der Armteile 102 im Schnappsitz in einer entsprechend geformten Durchgangsöffnung 105 in der Wand der Hülse, um einen festen Eingriff des Schnapprings 100 in der Hülse 40 zu sichern. Ein Satz Stopfen 101, für jeden elastischen Armteil 102 ein Stopfen, ist vorgesehen, um den festen Eingriff zwischen dem Schnappring 100 und der Hülse 40 zu verstärken. Nachdem der Schnappring 100 in Schnappsitz an seinem Platz in der Hülse 40 gebracht worden ist, werden die Stopfen axial (in Bezug auf die Achse der Werkzeugaufnahme 10) durch eine in jedem Armteil ausgebildete Öffnung 103 und in einen Raum zwischen jedem Armteil 102 und dem Hauptkörper des Rings 100 eingesetzt. Die Stopfen 101 sind U-förmig und aus einem elastischen Material hergestellt, und sie können durch Bewegen der Schenkel jedes U-förmigen Stopfens aufeinander zu elastisch verformt werden, um die Stopfen durch die Öffnungen 103 einzupassen. Sobald die Stopfen durch die Öffnungen 103 in Position gebracht und die Schenkel der Stopfen freigegeben sind, nehmen die Stopfen wieder ihre übliche Form an, und ein Paar nach hinten gerichteter Schultern 101a, 101b an jedem Stopfen kommt in Eingriff mit den Rändern der Öffnungen 103 in den Armteilen 102, um die Stopfen 101 an ihrem Platz zu halten. Die Stopfen 101 begrenzen die radiale Bewegung der Armteile 102 nach innen zum Hauptkörper des Schnapprings hin und verstärken somit die Verbindung zwischen dem Schnappring 100 und der Hülse 40.

Claims

Werkzeugaufnahme für ein angetriebenes Werkzeug mit einer von Hand betätigbaren Hülse (40), wobei die Bauelemente der Werkzeugaufnahme durch einen Schnappring (100) in der Hülse gehalten werden, der in die Hülse eingepasst ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnappring mindestens einen elastischen Arm (102) und die Hülse eine entsprechende Anzahl von in einer radial nach innen gerichteten Fläche ausgebildeten Aussparungen (105) hat, die eine sich zur radial nach außen gerichteten Fläche der Hülse erstreckende Durchgangsöffnung (105) haben und von einer radial nach außen gerichteten Fläche der Hülse betrachtet werden können, wobei sie so angeordnet sind, dass der oder jeder Arm im Schnappsitz in Eingriff mit einer entsprechenden Aussparung bringbar ist und jeder Arm und jede Aussparung so zusammenwirken, dass der Bereich (104) des oder jedes Arms, der von der radial nach außen gerichteten Fläche der Hülse betrachtet werden kann, in der Form eines Symbols erscheint.
Werkzeugaufnahme nach Anspruch 1, bei der die Form des Symbols in einer Kontrastfarbe zur Farbe der Außenfläche der Hülse ausgebildet ist.
Werkzeugaufnahme nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Schnappring aus einem Material in einer Farbe hergestellt ist, die unterschiedlich von der Farbe des Materials ist, aus der die Hülse hergestellt ist.
Werkzeugaufnahme nach Anspruch 3, bei der der Schnappring und die Hülse aus Kunststoff hergestellt sind.
Werkzeugaufnahme nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der zumindest der radial äußere Teil der oder jeder Aussparung (105) in der Form des Symbols ausgebildet ist.
Werkzeugaufnahme nach Anspruch 5, bei der der radial äußere Teil des oder jedes Arms (104) in der Form des Symbols ausgebildet ist, um in die entsprechende Aussparung zu passen.
Werkzeugaufnahme nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der der radial äußere Teil (104) des oder jedes Arms, der sich durch die entsprechende Durchgangsöffnung erstreckt, die Form des Symbols hat.
Werkzeugaufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der oder jeder elastische Arm (102) mit einem Verriegelungselement (104) in Form des Symbols ausgebildet ist und das Verriegelungselement im Schnappsitz von einer entsprechend geformten Aussparung (105) aufgenommen wird.
Werkzeugaufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Symbol ein Pfeil ist, der die Richtung anzeigt, in die die von Hand betätigbare Hülse gedreht werden kann.
Werkzeugaufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die von Hand betätigbare Hülse zum Einpassen und/oder Entfernen eines Werkzeugelements oder Einsatzwerkzeugs aus der Werkzeugaufnahme betätigbar ist.
Werkzeugaufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die von Hand betätigbare Hülse betätigbar ist, um die Werkzeugaufnahme auf das angetriebene Werkzeug aufzupassen, die Werkzeugaufnahme vom angetriebenen Werkzeug abzunehmen oder die Werkzeugaufnahme in eine gewünschte Ausrichtung bezüglich dem angetriebenen Werkzeug zu drehen.
Werkzeugaufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Schnappsitz zwischen jedem elastischen Arm (102) und der entsprechenden Aussparung (105) durch Einpassen eines Stopfenelements (101) in einen radial weiter innen als der elastische Arm liegenden Raum verstärkt ist.
Bohr- und/oder Hammerwerkzeug mit einer Spindel (1), auf die eine Werkzeugaufnahme gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche aufgesetzt ist.
Bohr- und/oder Hammerwerkzeug nach Anspruch 13, wenn abhängig von Anspruch 12, bei dem die Werkzeugaufnahme lösbar an der Spindel (1) befestigt ist und die von Hand betätigbare Hülse an der Spindel verbleibt, wenn der übrige Teil der Werkzeugaufnahme von der Spindel abgenommen wird.
Hammerwerkzeug nach Anspruch 13 oder 14, bei dem die Werkzeugaufnahme (10) drehend von der Spindel (1) angetrieben werden kann und die Spindel einen Hammermechanismus (18) aufweist, der wiederholte Schläge auf ein hinteres Ende eines in die Werkzeugaufnahme (10) eingesetzten Werkzeugelements oder Einsatzwerkzeugs ausüben kann.