EP0584706A2

EP0584706A2 - Werkzeug für Handwerkzeugmaschinen

Info

Publication number: EP0584706A2
Application number: EP93113202A
Authority: EP
Inventors: Hans BLÖCHLE; Karl Dr. Dipl.-Ing. Wanner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1992-08-22
Filing date: 1993-08-18
Publication date: 1994-03-02
Anticipated expiration: 2013-08-18
Also published as: EP0584706B1; DE59309203D1; EP0584706A3; DE4227949A1; DK0584706T3

Abstract

Es wird ein Werkzeug zum Schlagen und/oder Bohren für Handwerkzeugmaschinen vorgeschlagen, das sich universell in die meisten gängigen Werkzeughalter einsetzen läßt und dabei eine materialschonende Drehmomentübertragung ermöglicht. Im Werkzeugschaft ist links und rechts einer Mittelebene (11) je eine Drehmitnahmenut (12, 13) angeordnet. Die Drehmitnahmenuten sind unterschiedlich breit und unterschiedlich tief und unsymmetrisch zueinander angeordnet. Von der Mittelebene (11) geschnitten wird eine Verriegelungsnut (4), in die ein kugel- oder walzenförmiger Verriegelungskörper einer Werkzeugaufnahme (26) einsetzbar ist. <IMAGE>

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug für Handwerkzeugmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Solche Werkzeuge und entsprechende Werkzeugaufnahmen sind durch die EP 433 876 A1 bereits bekannt. Daneben existieren am Markt noch eine Reihe ähnlicher Werkzeugaufnahmen und Werkzeugschaftausbildungen, die sich vor allem durch die Anordnung und Formgebung der Drehmitnehmer bzw. Drehmitnahmenuten unterscheiden.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Werkzeug mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß solcher Art ausgebildete Werkzeuge universell in fast alle gängigen Werkzeughalter eingesetzt werden können bei gleichzeitig materialschonender Drehmomentübertragung auf das Werkzeug. Alternativ dienen dabei entweder die zylindrischen Abschnitte der Verriegelungsnuten oder die Drehmitnahmenuten selbst der Drehmomentübertragung. Durch die unsymmetrische Anordnung der Drehmitnahmenuten bezüglich der durch die Verriegelungsnuten und durch die Längsachse des Werkzeugschaftes gelegten Mittelebene wird sichergestellt, daß zwischen den drehmomentübertragenden Flanken der Drehmitnahmenuten und der in Drehrichtung davor liegenden Verriegelungsnut ausreichend Material des Schaftes verbleibt, so daß es auch nach erheblichem Verschleiß an den Nutflanken nicht unter Belastung wegbricht.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Werkzeugs möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die sich teilweise gegenüberliegenden Drehmitnabmenuten gleiche Volumina aufweisen. Es hat sich durch Untersuchungen gezeigt, daß bei verschiedenen in Frage kommenden Werkzeughaltervarianten die drehmomentübertragenden Mitnehmer an derselben Stelle am Werkzeugschaft eingreifen. Daher sind vorteilhafterweise die drehmomentübertragenden Flanken im Werkzeugschaft an den Ort (Winkellage) und die Form dieser Mitnehmer angepaßt. Von weiterem Vorteil ist eine Verriegelungsnut mit einem voreilenden zylinderförmigen Abschnitt, über den bei einigen Werkzeughaltervarianten ebenfalls Drehmomente übertragen werden.

Zeichnung

Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Figur 1 zeigt eine Längsansicht eines Werkzeugschaftes, Figur 2 zeigt vergrößert einen Querschnitt durch einen Werkzeugschaft und eine Werkzeugaufnahme mit Blickrichtung vom Schaftende zum Werkzeugkopf. Figur 3 zeigt ebenfalls im Querschnitt den Schaft für ein zweites Ausführungsbeispiel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Ein Werkzeugschaft 2 nach den Figuren 1 und 2 weist zentral eine sich in Schaftlängsrichtung ertreckende Mittelachse 3 auf. Parallel zur Mittelachse 3 erstreckt sich am Umfang des Schaftes 2 eine an beiden axialen Enden geschlossene Verriegelungsnut 4. Diese kann bei Bedarf durch eine diametral gegenüberliegende zweite Verriegelungsnut 5 ergänzt oder ersetzt sein, die in Fig. 2 gestrichelt eingezeichnet ist. Die Verriegelungsnut 4 hat in Drehrichtung 6 des Schaftes 2 voreilend einen Abschnitt 7, dessen Nutgrund 8 von einem Abschnitt eines Zylindermantels gebildet wird. Der Abschnitt 7 endet dort, wo er von dem Radius 9 durch die Mittelachse 3 des Schaftes 2 rechtwinklig geschnitten wird. An den Abschnitt 7 kann sich spiegelbildlich zu dem Radius 9 ein rückwärtiger Abschnitt 10 anschließen, so daß der Radius 9 durch die Mitte der Verriegelungsnut 4 verläuft. Der Abschnitt 10 kann aber auch eine andere zweckmäßige Form aufweisen, insbesondere weiter ausgeschnitten sein. Der Radius 9 spannt zusammen mit der Mittelachse 3 eine Mittelebene 11 durch den Schaft 2 auf, die den Nutgrund 8 der Verriegelungsnut 4 und/oder 5 an der tiefsten Stelle schneidet.
Beidseitig der Mittelebene 11 ist je eine zum Schaftende hin offene Drehmitnahmenut 12, 13 angeordnet, welche unterschiedlich tief sind und beide etwa radial verlaufende, drehmomentübertragende Flanken 14, 15 aufweisen. Diese Flanken 14, 15 bilden in Drehrichtung 6 des Schaftes 2 gesehen jeweils die vordere Begrenzung der Drehmitnahmenuten 12, 13. Diese Flanke 14 der etwas flacheren Drehmitnahmenut 12 liegt in Drehrichtung von der Mittelebene 11 gemessen auf einem Winkel α von 126°. Die Flanke 15 der etwas tieferen Drehmitnahmenut 13 liegt in gleicher Weise - also in Figur 2 von der Mittelebene 11 nach unten - gemessen auf einem Winkel β von 105°. Daraus ergeben sich von der Mittelebene 11 aus betrachtet entgegen der Drehrichtung 6 für die Flanke 14 der flacheren Nut 12 ein Winkeln γ' von 54° und für die Flanke 15 der tieferen Nut 13 ein Winkel δ' von 75°.
Rückwärtig werden die Drehmitnahmenuten 12, 13 durch nicht drehmomentübertragende Flanken 16, 17 begrenzt. Diese verlaufen vorzugsweise ebenfalls in radialer Richtung und sind beim ersten Ausführungsbeispiel so gelegt, daß die Volumen und damit bei gleicher Nutlänge auch die Querschnittsflächen der Drehmitnahmenuten 12, 13 gleich sind. Mit Volumen ist der Rauminhalt des zur Erzeugung der Nut aus dem vollen Schaft zu entfernenden Materials gemeint. In Figur 2 führt das zu Winkeln γ, δ von jeweils etwa 53° für die Flanken 16 und 17. Das heißt, die Flanken 15 und 17 der tieferen Drehmitnabmenut 13, der die Verriegelungsnut 4 in Drehrichtung vorgelagert ist, sind gegenüber der Mittelebene 11 um unterschiedliche Winkelbeträge δ, δ' versetzt. Dabei sind die rückwärtigen unbelasteten Flanken 16, 17 gegenüber der Mittelebene 11 in Drehrichtung gesehen um einen geringeren Winkel γ, δ versetzt als die jeweils zugehörige drehmomentübertragende Flanke 14, 15 mit ihrem Winkel γ', δ' von der Mittelebene 11 in entgegengesetzt zur Drehrichtung gesehen. Die Drehmitnahmenuten 12, 13 weisen jeweils einen konvexen, zylinderabschnittförmigen Nutgrund 18, 19 auf, der jedoch auch eine davon abweichende Form aufweisen kann.
Zwischen den Nuten 4, 5 12 und 13 verbleiben jeweils ungeschwächte Schaftabschnitte 20 bis 23, die bis zum vollen Umfang des Schaftes 2 herausreichen und das von der Handwerkzeugmaschine abgegebene Drehmoment aufnehmen. Durch die unsymmetrische Anordnung der Nut 13 ist in dem kritischen Bereich zwischen der drehmomentübertragenden Flanke 15 und der in Drehrichtung vorgelagerten Verriegelungsnut 4 bei einem Winkel δ' ≈ 75° zur Mittelebene 11 ausreichend Schaftmaterial vorhanden, um selbst bei erheblichem Verschleiß ein Wegbrechen des Schaftes zu verhindern. Durch das Weglassen der Nut 5 bilden die Abschnitte 20 und 21 einen ununterbrochenen, und daher unkritischen zusammenhängenen Schaftabschnitt.
Mit 25 ist eine schematisch dargestellte Werkzeugaufnahme bezeichnet, die einen radial beweglichen, in die Nut 4 eingreifenden, kugel- oder walzenförmiger Verriegelungskörper 26 aufweist. Ein breiterer, flacherer Drehmitnehmer 28 füllt die Drehmitnahmenut 12 aus und ein schmälerer, längerer Drehmitnehmer 29 sitzt in der Nut 13. Beide Drehmitnehmer 28, 29 liegen jeweils an der zugeordneten drehmomentübertragenden Flanke 14 bzw. 15 flächig an. Auch der Verriegelungskörper 26 liegt formschlüssig an dem Abschnitt 7 der Verriegelungsnut 4 an, sodaß hier ebenfalls materialschonend Drehmomente übertragen werden können.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel nach Figur 3 weist der Werkzeugschaft 102 ebenfalls eine Mittelachse 103 und eine Verriegelungsnut 104 auf. Deren Abschnitt 107, der Radius 109 sowie die Mittelebene 111 sind wie beim ersten Ausführungsbeispiel definiert. Eine zweite Verriegelungsnut 105 ist wiederum wahlweise vorgesehen. Eine flachere Drehmitnahmenut 112 weist eine drehmomentübertragende Flanke 114 auf, die gegenüber der Mittelebene 111 in Drehrichtung 106 gemessen um einen Winkel α von 126° versetzt ist; die drehmomentübertragende Flanke 115 einer tieferen Drehmitnahmenut 113 ist um einen Winkel β von 105° versetzt angeordnet. Die rückwärtige Flanke 116 der Nut 112 ist sehr weit in Richtung zu der Verriegelungsnut 104 z.B. um einen Winkel γ von ca. 35° versetzt, sodaß möglichst alle denkbaren Drehmitnehmervarianten Platz finden. Auch die rückwärtige Flanke 117 der Nut 113 ist aus dem gleichen Grund weit z.B. um einen Winkel δ von ca. 40° in Richtung zu der Verriegelungsnut 105, versetzt, wobei die Flanken 116 und 117 nicht spiegelbildlich gegenüberliegen müssen. Das heißt, die Flanken 114 bis 117 sind jeweils um unterschiedliche Winkel α, β, γ, δ und auch um unterschiedliche Winkelbeträge gegenüber der Mittelebene 111 versetzt.
Im übrigen gilt für das zweite Ausführungsbeispiel bezüglich des Werkzeughalters und der Drehmitnahme dasselbe wie für das erste. Der Nutgrund 119 ist in Figur 3 eben dargestellt, er kann aber ebenso auch konvex sein.
Allen Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, daß die das Drehmoment aufnehmenden Schaftabschnitte 20, 22, die den drehmomentübertragenden Flanken in Drehrichtung vorgelagert sind, breit ausgeführt sind. Damit ist ein uneingeengter, materialschonender Kraftfluß in das Werkzeug sichergestellt. Die Schaftabschnitte 20, 22 erstrecken sich etwa über einen Winkel von mindestens 30° bzw. etwa 45°. Bei unterschiedlich tiefen Drebmitnahmenuten 12, 13 ist darauf zu achten, daß zur gleichmäßigen Belastung der Schaftabschnitt 22, welcher der tieferen Nut 13 mit der größeren drehmomentübertragenden Fläche in Drehrichtung vorgelagert ist, breiter sein sollte als der Abschnitt 20 vor der flacheren Nut 12, das heißt auf die Winkel bezogen: δ' > γ'. Die Winkelbemessung der drehmomentübertragenden Flanken (14, 15; 114, 115) schließt geringe Abweichungen von zwei bis drei Grad mit ein. Bei entsprechend ausgebildeten Werkzeughaltern kann bei geringeren Drehmomentübertragungen die Drehmitnahme auch nur über ein oder zwei Verriegelungsnuten oder dazu zusätzlich noch über eine der Drehmitnabmenuten erfolgen.
Ergänzend wird noch angemerkt, daß bei rein schlagenden Werkzeugen auch die jeweiligen rückwärtigen Abschnitte oder Flanken der Drehmomentübertragung dienen. Hierbei handelt es sich jedoch nur um zeitweise auftretende kleinere Momente, die beim Meißeln mit einem feststehenden Werkzeug auf die Werkzeugaufnahme ausgeübt werden. Es ist schon ausreichend, wenn lediglich eine der rückwärtigen Flanken an einem der Drebmitnehmer der Werkzeugaufnabme anliegt, damit sich das Werkzeug nicht in der Aufnahme verdreht.

Claims

Werkzeug zur Verwendung in der Werkzeugaufnahme von Handwerkzeugmaschinen zum Schlagen und/oder Bohren mit einem Schaft (2), der mindestens eine sich in Achsrichtung des Schaftes erstreckende, beidseitig geschlossene Verriegelungsnut (4, 5) mit zylindrischem Nutgrund (8) sowie zwei ungleich breite, zum Schaftende hin offene Drehmitnahmenuten (12 ,13) aufweist, von denen je eine links und eine rechts einer Mittelebene (11) angeordnet ist, welche die Mittelachse (3) des Schaftes (2) und den Nutgrund (8) der Verriegelungsnut (4, 5) rechtwinklig schneidet, wobei die drehmomentübertragenden Flanken (14, 15) der Drehmitnahmenuten (12, 13) in unterschiedlichen Winkeln (γ', δ') zu der Mittelebene (11) stehen, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Drehmitnahmenut (12, 13), der eine Verriegelungsnut (4, 5) in Drehrichtung vorgelagert ist, mit ihrer jeweils rückwärtigen, nicht drehmomentübertragenden Flanke (16 bzw. 17) gegenüber der Mittelebene (11) um einen geringeren Winkelbetrag (γ, δ) in Drehrichtung (6) versetzt ist als die zugehörige drehmomentübertragende Flanke (14 bzw. 15) entgegen der Drehrichtung (6).
Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die beiden Drehmitnahmenuten (12 ,13) unterschiedlich tief ausgebildet sind.
Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die drehmomentübertragende Flanke (14; 114) der flacheren Nut (12, 112) in Drehrichtung von der Mittelebene (11, 111) gemessen auf einem Winkel (α) von ca. 126° liegt.
Werkzeug nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die drehmomentübertragende Flanke (15; 115) der tieferen Nut (19, 119) in Drehrichtung von der Mittelebene (11, 111) gemessen auf einem Winkel (β) von ca. 105° liegt.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Drehmitnahmenuten (12, 13) gleiches Volumen aufweisen.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die rückwärtigen Flanken (116, 117) der Drehmitnahmenuten (112, 113) um unterschiedliche Winkelbeträge (γ, δ) in Drehrichtung (6) gegenüber der Mittelebene (111) versetzt sind.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmitnahmenuten (12 ,13) jeweils einen konvexen, insbesondere zylinderabschnittförmigen Nutgrund (18, 19) aufweisen.
Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der ungeschwächte Schaftdurchmesser etwa 18 mm beträgt.
Werkzeug zur Verwendung in der Werkzeugaufnahme von Handwerkzeugmaschinen zum Schlagen und/oder Bohren mit einem Schaft (2), der mindestens eine sich in Achsrichtung des Schaftes erstreckende, beidseitig geschlossene Verriegelungsnut (4) sowie zwei ungleich breite, zum Schaftende hin offene Drehmitnahmenuten (12 ,13) aufweist, von denen je eine links und eine rechts einer Mittelebene (11) angeordnet ist, die von der Mittelachse (3) des Schaftes (2) und dem Radius (9), der einen in Drehrichtung voreilend angeordneten Abschnitt (7) der Verriegelungsnut (4) mit zylindrischem Nutgrund (8) rechtwinklig schneidet, aufgespannt wird, wobei die drehmomentübertragenden Flanken (14, 15) der Drehmitnahmenuten (12, 13) in unterschiedlichen Winkeln zu der Mittelebene (11) stehen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der jeweils rückwärtigen, nicht drehmomentübertragenden Flanken (16 bzw. 17) um einen geringeren Winkelbetrag gegenüber der Mittelebene (11) versetzt ist, als die zugehörige drehmomentübertragende Flanke (14 bzw. 15)