[0001] Die Erfindung betrifft ein Werkzeug, das zum Einsetzen in eine Werkzeugaufnahme einer
für das Meißeln und/oder Bohren und/oder Schlagbohren vorgesehenen Handwerkzeugmaschine
einen Einspannschaft aufweist, der versehen ist mit mindestens drei Drehmitnahmenuten
unterschiedlichen Querschnittes, die für das axiale Einführen von Drehmitnehmern der
Werkzeugaufnahme in die freie Endfläche des Einspannschaftes münden, und mit einer
Verriegelungsnut, die für die Aufnahme eines Verriegelungskörpers der Werkzeugaufnahme
mindestens an ihren der Endfläche des Einspannschaftes benachbarten Ende zur Begrenzung
der Axialbewegung des Werkzeuges geschlossen ist. Werkzeuge dieser Art sind beispielsweise
durch die DE-PA 3941646 und die DE-PA 4141846 bekannt. Diese Werkzeuge sind durch
die unterschiedlichen Querschnitte der Drehmitnehmer so ausgebildet, daß sie nur in
einer Winkelstellung in die Werkzeugaufnahme eingeführt werden können.
[0002] Als nachteilig hat sich jedoch herausgestellt, daß bei derartigen Werkzeugen die
zwischen der Verriegelungsnut und den Drehmitnahmenuten verbleibende Randfläche des
Einspannschaftes sehr unterschiedlich groß ist. Durch den rauhen Baustellenbetrieb
tritt aber nach längerem Gebrauch des Werkzeuges ein Ausschlagen der Nuten ein, so
daß aufgrund der verbleibenden Restwandstärke zwischen den Nuten von diesen Stellen
aus die beim Schlagen entstehenden Spannungsspitzen zu Dauerbrüchen führen.
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Werkzeuge nach der Gattung des Hauptanspruches
so auszubilden, daß der Einspannschaft durch die notwendigen Drehmitnahmenuten und
die Verriegelungsnut weniger geschwächt wird.
[0004] Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung bei einem eingangs genannten Werkzeug dadurch
gelöst, daß die Drehmitnahmenuten oder -flächen entsprechend der Größe ihrer radial
nach außen angeordneten Öffnungsflächen in der Reihenfolge von der größten zur kleinsten
Öffnungsfläche hin angeordnet sind und die Verriegelungsnut den Drehmitnahmenuten
mit größter und kleinster Öffnungsfläche benachbart ist. Vorteilhaft ist es hierbei,
wenn die Drehmitnahmenuten oder -flächen in Drehrichtung gerechnet entsprechend der
Größe ihrer radial nach außen angeordneten Öffnungsflächen in der Reihenfolge von
der größten zur kleinsten Öffnungsfläche hin angeordnet sind. Dies ist deswegen von
Vorteil, da die in Drehrichtung voreilenden Flanken der Drehmitnahmenuten auch die
durch das Bohrmoment belasteten Flanken sind. In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung
bildet eine auf der Sekante der Verriegelungsnut errichtete Mittelsenkrechte mit der
auf der Sekante der ihr in Drehrichtung des Werkzeuges voreilenden Drehmitnahmenut
größter Öffnungsfläche errichteten Mittelsenkrechten einen Winkel größer 90°. Durch
diese verschiedenen Ausbildungen wird die zwischen den Nuten verbleibende äußere Fläche
des Einspannschaftes gleichmäßiger als bisher unterteilt und die Spannungsspitzen
beim Schlagbohren und Meißeln reduziert.
[0005] Werden Verriegelungsnut und Drehmitnahmenuten so auf dem Einspannschaft angeordnet,
daß die zwischen ihnen jeweils verbleibenden Randflächen gleich groß sind, so wird
eine weitere Reduktion der Spannungsspitzen und damit der Bruchgefahr erreicht. Dem
dient auch die konvexe Ausbildung der Bodenflächen der Drehmitnahmenuten, da dadurch
die Querschnittsfläche des Einspannschaftes vergrößert wird, ohne daß dabei die Kontaktfläche
zwischen Drehmitnehmerflanken und Drehmitnahmenutenflanken, die für die Übertragung
des Drehmoments entscheidend ist, verkleinert wird.
[0006] Für eine kostengünstige Fertigung der Werkzeuge auf vorhandenen Produktionsautomaten
ist es vorteilhaft, wenn die Drehmitnahmenuten größter und kleinster Öffnungsfläche
einander diametral gegenüberliegen und vorzugsweise eine dritte Drehmitnahmenut zu
diesen unter einem Winkel von 90° angeordnet ist.
[0007] Es kann durch technische Gründe, die ihre Ursache in der Werkzeugaufnahme haben,
notwendig werden, den Fußquerschitt des kleineren Drehmitnehmers, der der Verriegelungsnut
benachbart ist, aus Verschleißgründen zu verstärken. Dies kann dazu führen, daß die
radiale Öffnungsfläche der kleineren an die Verriegelungsnut angrenzenden Drehmitnahmenut
dadurch größer wird als die radiale Öffnungsfläche der dieser Drehmitnahmenut benachbarten
Drehmitnahmenut. Hier liegt dann keine Verletzung der erfindungsgemäßen Lehre vor,
wenn von dem Mittelpunkt des Einspannschaftquerschnitts ausgehende, rechtwinklige
Koordinatenachsen die radialen Öffnungsflächen von drei Drehmitnahmenuten bzw. -flächen
in Öffnungsflächenabschnitte unterteilen und, von der Verriegelungsnut gesehen, die
radialen Öffnungsflächenabschnitte, welche in Drehrichtung vor der jeweiligen teilenden
Koordinatenachse liegen, kleiner werden. Das heißt, es ist bei dem Erfindungsgedanken
vor allem auf die durch das Bohrmoment belasteten Flanken bzw. Flächen der Drehmitnahmenuten
abzustellen und auf deren optimale Anordnung.
[0008] Um zu ermöglichen, daß erfindungsgemäße Werkzeuge auch in dem bisher meistverkauften
schweren Bohrhammer, der eine Werkzeugaufnahme mit zwei diametral gegenüberliegenden
Verriegelungskörpern in Form zylindrischer Walzen aufweist, eingesetzt werden können,
weisen bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform die Verriegelungsnut und die
ihr gegenüberliegende Drehmitnahmenut Querschnittsformen auf, die zur Aufnahme spiegelbildlich
angeordneter, gleich großer Verriegelungskörper ausgebildet sind. Üblicherweise ist
der Querschnitt einer Verriegelungsnut Teil eines Kreises. Unter Verschleiß- und Dauerbruch-Gesichtspunkten
hat sich gezeigt, daß andere Querschnittsformen Vorteile haben.
[0009] Da beim Schlagbohren die Belastungsspitzen sich aus der Überlagerung von Drehmoment
und Schlagbeanspruchung ergeben, werden vorteilhafterweise die Drehmitnahmenuten deutlich
länger als die Verriegelungsnut ausgebildet.
[0010] Da das erfindungsgemäße Werkzeug eine entsprechend angepaßte Werkzeugaufnahme zur
Verwirklichung der Vorteile benötigt, bezieht sich die Erfindung daher auch auf eine
Werkzeugaufnahme für schlagende und/oder bohrende Werkzeuge mit mindestens drei Drehmitnehmern,
die für das axiale Einführen in Drehmitnahmenuten von Werkzeugen vorgesehen sind,
und mit einem Verriegelungskörper, der zum radialen Einführen in eine Verriegelungsnut
des Werkzeuges vorgesehen ist. Der Erfindung liegt auch hier die Aufgabe zugrunde,
die Werkzeugaufnahme so auszubilden, daß die von ihr auf das Werkzeug ausgehende Belastung
minimiert wird, zusätzlich soll der Verschleiß in der Werkzeugaufnahme reduziert und
der unvermeidliche Verschleiß gleichmäßig verteilt werden.
[0011] Diese Aufgabe ist bei der o. g. Werkzeugaufnahme gemäß der Erfindung dadurch gelöst,
daß die Drehmitnehmer vorzugsweise in Drehrichtung gerechnet entsprechend der Größe
ihrer Fußquerschnitte in der Reihenfolge vom größten zum kleinsten Fußquerschnitt
hin angeordnet sind und der Verriegelungskörper den Drehmitnehmern größten und kleinsten
Fußquerschnittes benachbart ist.
[0012] Vorteilhaft ist es, wenn dabei eine auf der Sekante der zum Werkzeug gerichteten
Öffnungsfläche der Aussparung für den Verriegelungskörper errichtete Mittelsenkrechte
mit der auf der Sekante des größten Drehmitnehmers errichteten Mittelsenkrechten einen
Winkel größer 90° bildet. In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung ist der auf gleiche
Weise ermittelte Winkel zwischen dem Verriegelungskörper und dem benachbarten kleineren
Drehmitnehmer kleiner als 90°.
[0013] Für ein günstigeres Verschleißverhalten in der Bohrung der Werkzeugaufnahme ist es
vorteilhaft, wenn die Drehmitnehmer annähernd rechtwinklig zueinander angeordnet sind,
da dann unter Belastung ein gleichmäßiges Tragbild erzielt wird.
[0014] Weitere Merkmale der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung von in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert.
[0015] Es zeigen:
FIG. 1, 3, 5:
Seitenansichten von verschiedenen Ausführungsbeispielen des abgebrochen dargestellten
Einspannschaftes von drei verschiedenen Werkzeugen und
FIG. 2, 4, 6:
Querschnitte der Einspannschäfte nach den FIG. 1 bzw. 3, 5.
FIG. 7:
Einen Querschnitt durch eine an einem Bohrhammer befindliche Werkzeugaufnahme für
den in dieser Werkzeugaufnahme befindlichen Einspannschaft des Werkzeuges.
[0016] Der in den FIG. 1 und 2 dargestellte Einspannschaft 11 weist eine Verriegelungsnut
12 und drei Drehmitnahmenuten 13, 14, 15 auf. Die Drehrichtung beim Bohren ist in
FIG. 2 durch einen Pfeil angedeutet. Die Drehmitnahmenuten 13, 14, 15 sind in Drehrichtung
entsprechend der Größe ihrer radialen Öffnungsfläche von der Verriegelungsnut 12 aus
gesehen so angeordnet, daß diese Öffnungsfläche kleiner wird. Die Verriegelungsnut
12 befindet sich zwischen der größten Drehmitnahmenut 13 und der kleinsten Drehmitnahmenut
15. Die Randflächen 17, 18, 19, 20 des Einspannschaftes 11 zwischen den Nuten 12,
13, 14, 15 sind annähernd gleich groß. Wie aus FIG. 1 ersichtlich ist, münden die
Drehmitnahmenuten 13, 14, 15 in die freie Endfläche 16 des Einspannschaftes, so daß
der Werkzeugschaft axial in eine Werkzeugaufnahme einführbar ist, die den Nuten 13,
14, 15 angepaßte leistenförmige Drehmitnehmer aufweist. Es ist offensichtlich, daß
trotz der sehr unterschiedlich großen Drehmitnahmenuten, die dadurch bedingt sind,
daß das Werkzeug nur in einer Position in die Werkzeugaufnahme eingesetzt werden soll,
durch die geschilderte Anordnung der Drehmitnahmenuten und der Verriegelungsnut eine
günstige Verteilung der auftretenden Belastungen durch die gleichmäßige Aufteilung
der Querschnittsfläche erzielt wird.
[0017] Der in den FIG. 3 und 4 dargestellte Einspannschaft weist die drei rechtwinklig zueinander
angeordneten Drehmitnahmenuten 23, 24, 25 auf. Die Verriegelungsnut 22 ist zu der
größten Drehmitnahmenut 23 unter einem Winkel α großer 90° angeordnet. Mit der kleinsten
Drehmitnahmenut 25 bildet die Verriegelungsnut 22 einen Winkel β kleiner 90°. Hierdurch
wird eine bessere Aufteilung der Querschnittsfläche erzielt.
[0018] In FIG. 4 sind die beiden Verriegelungskörper 27 und 28 des meistverkauften schweren
Bohrhammers gestrichelt angedeutet und gezeigt, daß das erfindungsgemäße Werkzeug
auch in dieser Bohrhammermaschine dadurch eingesetzt werden kann, daß die Querschnittsform
30 der Verriegelungsnut 22 und die Querschnittsform 31 der Drehmitnahmenut 24 entsprechend
ausgebildet sind. Aufgrund der rechtwinkligen Anordnung der Drehmitnahmenuten eignet
sich der in FIG. 4 dargestellte Einspannschaft besonders gut für die mechanische Fertigung.
Die Bodenfläche 29 der Verriegelungsnut 23 ist konvex gewölbt und vergrößert dadurch
die Querschnittsfläche.
[0019] Das in FIG. 5 und 6 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel
in FIG. 3 und 4 dadurch, daß die Drehmitnahmenut 35 eine größere radiale Öffnungsfläche
aufweist und unsymmetrisch ausgebildet ist. Die rechtwinkligen Koordinatenachsen in
FIG. 6 unterteilen die Öffnungsflächen der Drehmitnahmenuten in Abschnitte, wobei
die gegenüber den Koordinatenachsen in Drehrichtung voreilenden Abschnitte 37, 38,
39 von der Verriegelungsnut aus gesehen kleiner werden.
[0020] In FIG. 7 ist die Werkzeugaufnahme 40 eines Bohrhammers im Querschnitt dargestellt.
Sie weist die den Drehmitnahmenuten 23, 24, 25 des Werkzeuges angepaßten Drehmitnehmer
43, 44, 45 auf. Der Verriegelungskörper 49 ist in der Aussparung 41 der Werkzeugaufnahme
40 geführt und greift in die Verriegelungsnut 22 des Werkzeuges ein. In dem Ausführungsbeispiel
ist der Verriegelungskörper um einen Winkel α , der größer als 90° ist, gegenüber
dem größeren Drehmitnehmer 43 und einem Winkel β , der kleiner 90° ist, gegenüber
dem kleinsten Drehmitnehmer 45 versetzt. Die Fußquerschnitte 46, 47, 48 der Drehmitnehmer
43, 44, 45 werden von dem Verriegelungskörper 49 aus gesehen kleiner.
[0021] Die erfindungsgemäßen Werkzeuge und Werkzeugaufnahmen reduzieren in überraschend
einfacher Weise Verschleiß- und Dauerbruchprobleme. Mehrkosten entstehen gegenüber
den Werkzeugen des Gattungsbegriffes nicht. Es kann auf vorhandenen Fertigungseinrichtungen
produziert werden.
[0022] Die vorstehende Beschreibung und die Zeichnung beschränken sich nur auf die Angabe
von Merkmalen, die für die beispielhafte Verkörperung der Erfindung wesentlich sind.
Soweit die Merkmale der Erfindung in der Beschreibung und in der Zeichnung offenbart
und in den Ansprüchen nicht genannt sind, dienen sie erforderlichenfalls auch zur
Bestimmung des Gegenstandes der Erfindung. Basierend auf der Erfindungsidee sind weitere,
hier nicht beschriebene und gezeichnete Ausführungsformen möglich. Dies betrifft insbesondere
auch die Querschnittsform der Drehmitnahmenuten, bei denen diese beispielsweise als
Flächen oder als Teile von Kreisen ausgeführt werden können. Entsprechendes gilt auch
für die Querschnittsform der Verriegelungsnut.
1. Werkzeug, das zum Einsetzen in eine Werkzeugaufnahme einer für das Meißeln und/oder
Bohren und/oder Schlagbohren vorgesehenen Handwerkzeugmaschine einen Einspannschaft
aufweist, der versehen ist mit mindestens drei Drehmitnahmenuten oder -flächen (13,
14, 15, 23, 24, 25, 35) unterschiedlicher Querschnitte, die für das axiale Einführen
von Drehmitnehmern der Werkzeugaufnahme in die freie Endfläche (16) des Einspannschaftes
(11) münden, und mit einer Verriegelungsnut bzw. -fläche (12, 22), die für die Aufnahme
eines Verriegelungskörpers (49) der Werkzeugaufnahme (40) mindestens an ihrem der
Endfläche (16) des Einspannschaftes (11) benachbarten Ende zur Begrenzung der Axialbewegung
des Werkzeuges geschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmitnahmenuten
oder -flächen (13, 14, 15, 23, 24, 25, 35) entsprechend der Größe ihrer radial nach
außen angeordneten Öffnungsflächen in der Reihenfolge von der größten zur kleinsten
Öffnungsfläche hin angeordnet sind und die Verriegelungsnut bzw. -fläche (12, 22)
den Drehmitnahmenuten (13, 15, 23, 25) mit größter und kleinster Öffnungsfläche benachbart
ist.
2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmitnahmenuten oder -flächen
(13, 14, 15, 23, 24, 25, 35) in Drehrichtung gerechnet entsprechend der Größe ihre
radial nach außen angeordneten Öffnungsflächen in der Reihenfolge von der größten
zur kleinsten Öffnungsfläche hin angeordnet sind.
3. Werkzeuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf der Sekante
der Verriegelungsnut bzw. -fläche (22) errichtete Mittelsenkrechte mit der auf der
Sekante der Drehmitnahmenut bzw. -fläche größter Öffnungsfläche (23) errichteten Mittelsenkrechten
einen Winkel α größer 90° bildet.
4. Werkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelsenkrechten
auf den Sekanten der Verriegelungsnut bzw. -fläche (22) und der Drehmitnahmenut bzw.
-fläche kleinster radialer Öffnungsfläche (25) einen Winkel β kleiner 90° bilden.
5. Werkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Randflächen
(17-20) des Einspannschaftes zwischen den Nuten bzw. Flächen (12-15, 22-25) annähernd,
vorzugsweise jedoch genau gleich groß sind.
6. Werkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
die Drehmitnahmenut größter Öffnungsfläche (13, 23), vorzugsweise alle Drehmitnahmenuten
(13, 14, 15, 23, 24, 25, 35), eine konvex gewölbte Bodenfläche (29) aufweisen.
7. Werkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmitnahmenut
bzw. -fläche größter Öffnungsfläche (23) und die Drehmitnahmenut bzw. - fläche kleinster
Öffnungsfläche (25) einander annähernd, vorzugsweise genau, diametral gegenüberliegen
und eine dritte Drehmitnahmenut bzw. -fläche (24) zwischen beiden unter einem Winkel
von annähernd 90° angeordnet ist.
8. Werkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß von dem
Mittelpunkt des Einspannschaftquerschnittes ausgehende rechtwinklige Koordinatenachsen
die radialen Öffnungsflächen von drei Drehmitnahmenuten bzw. -flächen in Öffnungsflächenabschnitte
so unterteilen, daß von der Verriegelungsnut bzw. -fläche gesehen die radialen Öffnungsflächenabschnitte
(37, 38, 39), welche in Drehrichtung vor der jeweiligen teilenden Koordinatenachse
liegen, kleiner werden.
9. Werkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsnut
bzw. -fläche (22) und die ihr gegenüberliegende Drehmitnahmenut bzw. -fläche (24)
Querschnittsformen (30, 31) aufweisen, die zur Aufnahme spiegelbildlich angeordneter,
gleich großer Verriegelungskörper (27, 28) ausgebildet sind.
10. Werkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsnut
bzw. -fläche (22) eine Querschnittsform (30) aufweist, die nicht Teil eines Kreises
ist.
11. Werkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Werkzeuglängenachse
die axiale Erstreckung aller Drehmitnahmenuten bzw. -flächesn (13, 14, 15, 23, 24,
25, 35) größer ist als die der Verriegelungsnut bzw. - fläche (12, 22).
12. Werkzeugaufnahme für schlagende und/oder bohrende Werkzeuge mit mindestens drei Drehmitnehmern
(43, 44, 45), die für das axiale Einführen in Drehmitnahmenuten (23, 24, 25) von Werkzeugen
vorgesehen sind, und mit einem Verriegelungskörper (49), der zum radialen Einführen
in eine Verriegelungsnut (22) des Werkzeuges vorgesehen und in einer Aussparung (41)
der Werkzeugaufnahme (40) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmitnehmer
(43, 44, 45) vorzugsweise in Drehrichtung gerechnet entsprechend der Größe ihrer Fußquerschnitte
(46, 47, 48) in der Reihenfolge vom größten zum kleinsten Fußquerschnitt (46, 47,
48) hin angeordnet sind und der Verriegelungskörper (49) den Drehmitnehmern (43, 45)
größten und kleinsten Fußquerschnittes (46, 48) benachbart ist.
13. Werkzeugaufnahme nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf der Sekante
der zum Werkzeug gerichteten Öffnungsfläches der Aussparung (41) für den Verriegelungskörper
(49) errichtete Mittelsenkrechte mit der auf der Sekante des größten Drehmitnehmers
(43) errichteten Mittelsenkrechten einen Winkel größer 90° bildet.
14. Werkzeugaufnahme nach einem der Ansprüche 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß der
Verriegelungskörper (49) dem kleinsten Drehmitnehmer (45) benachbart ist und daß eine
auf der Sekante der zum Werkzeug gerichteten Öffnungsfläche der Aussparung (41) für
den Verriegelungskörper (49) errichtete Mittelsenkrechte mit der auf der Sekante des
kleinsten Drehmitnehmers (45) errichteten Mittelsenkrechten einen Winkel β kleiner
90° bildet.
15. Werkzeugaufnahme nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die
Drehmitnehmer größten Querschnittes (43) und die Drehmitnehmer kleinsten Querschnittes
(45) einander wenigstens annähernd diametral gegenüberliegen und ein dritter Drehmitnehmer
(44) zwischen beiden unter einem Winkel von annähernd 90° angeordnet ist.
16. Werkzeugaufnahme nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der
dem Werkzeug zugewandte Teil des Verriegelungskörpers (49) eine Querschnittsform hat,
die nicht Teil eines Kreises ist.