EP2170562B1 - Werkzeughalter für ein elektrowerkzeug, insbesondere für einen meissel- und/oder bohrhammer - Google Patents

Werkzeughalter für ein elektrowerkzeug, insbesondere für einen meissel- und/oder bohrhammer Download PDF

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EP2170562B1
EP2170562B1 EP08736441A EP08736441A EP2170562B1 EP 2170562 B1 EP2170562 B1 EP 2170562B1 EP 08736441 A EP08736441 A EP 08736441A EP 08736441 A EP08736441 A EP 08736441A EP 2170562 B1 EP2170562 B1 EP 2170562B1
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EP
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tool
locking
tool holder
locking elements
holder according
Prior art date
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Willy Braun
Christian Koepf
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • Y10T279/17811—Reciprocating sleeve

Definitions

  • the invention relates to a tool holder, in particular for a chisel and / or rotary hammer, according to the preamble of the main claim.
  • a tool holder for holding and axial locking of drilling or chiselling tools in hitting power tools different tool holder are known.
  • Tool holders such as those in DE 4405697 A1 or in DE 10 2005 015 100 A1 are described, have a tool holder for receiving a inserted through an insertion cylindrical shaft of an insertion tool.
  • a locking device which comprises a locking element, a locking element and a return element.
  • the locking of the insert tool in the tool holder is done automatically when plugging.
  • the locking element is in this case axially counteracted with a restoring force - usually realized by a prestressed return spring - acted upon return element in the direction of the housing of the power tool until it can escape radially behind the blocking element in a defined by the return element Ausweichraum.
  • the locking element can then dip radially into one of the detent recesses provided in the shank of the insert tool and is pushed by the axially biased return element again in the axial direction below the blocking element.
  • the locking element By axially displacing the locking element of the rest position defined by the restoring force and a contact surface rest position, the locking element can dip radially out of the detent recess so that it can be removed from the tool holder by train on the insert tool.
  • the tool lock must ensure a secure holding of the insert tool in the tool holder in all operating conditions.
  • EP 1 958 734 A2 For this purpose, a tool holder according to the preamble of claim 1 is known. EP 1 958 734 A2 belongs to the state of the art under Article 54 (3) EPG.
  • a tool holder according to the main claim of the invention has a tool holder and a locking device with two locking elements, a locking element and a return element.
  • the two locking elements increase in a structurally simple and cost-effective manner the safety of use and life of the locking device.
  • the restoring element according to the invention exerts different forces on the locking elements when inserting the shank of the insert tool into the tool receptacle. It can thereby be achieved that despite the increased locking effect by the two locking elements when changing tools no increased force is applied by the operator.
  • the vibrations excited by the shock loads of the locking device propagate axially along the tool axis both in the shaft end direction and in the opposite direction.
  • One around the Tool holder in the direction of the insertion opening arranged frontal damping element has an advantageous effect on the vibration and thus wear behavior of the locking device.
  • An axially displaceable return element allows an extended radial movement of the locking elements. As a result, a particularly robust unlocking of the locking device is realized for the insertion of the insert tool.
  • a preferred embodiment of the restoring element has an elastic element and a holding element.
  • the elastic element generates a restoring force. While the retaining element forwards the restoring force to the locking element and the locking elements.
  • the elastic element can be executed in a particularly cost-effective manner as a spring.
  • a particularly advantageous embodiment of the elastic element results from the use of an elastic damping element. This alone or in combination with a spring, on the one hand, provide the restoring force necessary for locking and, on the other hand, act in a damping manner on the oscillations of the locking device induced by the impact-type operating loads.
  • An inventive restoring element with a contact shoulder and an extended shoulder area ensures a high level of operating comfort when changing the insert tool.
  • the contact shoulder is supported on the blocking element. Due to the restoring force of the restoring element, the blocking element is held in its axial position via the abutment shoulder.
  • the extended shoulder region according to the invention creates two unequal alternative spaces for the Locking elements. In this alternative spaces the locking elements dive radially during insertion of the insert tool, wherein the unequal shape of the alternate spaces has a different force effect on the individual locking elements result.
  • the force required during the insertion of the insert tool is limited in a simple and robust manner in the tool holder.
  • a cost-effective production and easy mountability of a restoring element can be achieved by an asymmetrically annular, in particular asymmetrically conical, shaping of the extended shoulder region.
  • the asymmetrical shape defines the unequal alternative spaces for the locking elements.
  • An alternative embodiment of the extended shoulder region with two tongues allows a particularly cost-effective production.
  • the tongues are inclined at different angles W1 and W2 to the tool axis defined by the insertion tool for this. As a result, two unequal alternative spaces for the locking elements are defined.
  • the extended shoulder area performs the entire restoring element when inserting the insert tool, a movement axially and / or tilting relative to the surrounding, the locking device receiving elements of the tool holder.
  • the locking device and the receiving elements are mechanically stressed and exposed to wear.
  • vibration damping acts a combination of a frontal damping element and a damping element as an elastic element of the locking device.
  • FIG. 1 illustrated tool holder (10) of a chisel and / or hammer drill according to the prior art is provided for receiving a cylindrical shank (12) of an insert tool (14).
  • the cylindrical shank (14) has in its peripheral surface two diametrically opposed latching recesses (16, 18).
  • the known tool holder (10) comprises an internally tubular tool holder (20), a protective cap (22) and an actuating element (24).
  • the actuating element (24) is preferably designed as an actuating sleeve (26).
  • the tool holder (20) serves to receive the cylindrical shaft (12) inserted through an end-side insertion opening (28) of the tool holder (10).
  • the tool holder (10) has a locking device (30) for the cylindrical shaft (12) of the insert tool (14).
  • the locking device (30) comprises two locking elements (32, 34), a locking element (36) and a return element (38).
  • the locking elements (32, 34) are designed as locking balls (32a, 34a), but other shapes such as e.g. in particular locking rollers or pins possible.
  • the return element (38) is executed, wherein one-, three- or multi-part designs of the reset element are conceivable. It comprises a holding element (40) and an elastic force generating the restoring force Element (42).
  • the elastic element (42) is realized as a spring element (42a).
  • the holding element (30) is characterized by an abutment shoulder (44) and an extended shoulder area (46).
  • the extended shoulder region (46) forms, together with a radial contact surface (48) on the blocking element (36), two unequal escape spaces (50, 52).
  • the two receiving legs (54, 56) of the extended shoulder region (46) are inclined at different angles of inclination W1 and W2 against the tool axis (58) defined by the insert tool (14).
  • the elastic element (42, 42a) is arranged in such a way that a restoring force (FR) separating the holding element (40) and the reference surface (59) is arranged between a reference surface (59) oriented toward the end-side insertion opening (28) and the holding element (40). generated.
  • a restoring force (FR) separating the holding element (40) and the reference surface (59) is arranged between a reference surface (59) oriented toward the end-side insertion opening (28) and the holding element (40).
  • the tool holder (20) has at some distance from the front-side insertion opening (28) has two diametrically opposite locking recesses (60, 62).
  • these locking recesses (60, 62) By means of these locking recesses (60, 62), one locking element (32, 34) can each be brought into engagement with a respective latching recess (16, 18) of the inserted cylindrical shank (12) of the inserting tool (14).
  • the locking recesses (60, 62) are designed so that the locking elements (32, 34) can not pass completely through the tool holder (20).
  • Fig. 1 are further from the front-side insertion opening (28) in the direction of the locking device (30) has two Entriegelungsaus strictlyened (64, 66). These are bounded radially to the tool axis (58) through the tool holder (20) and away from the tool axis (58) by two guide surfaces (68).
  • the guide surfaces (68) have a conical and a cylindrical portion in the form shown here. Of course, other shapes such as a hyperbolic shape of the guide surfaces (68) are possible.
  • the axial limitation is achieved by two frontal boundary surfaces (70) in the direction of the end-side insertion opening (28) and by the locking elements (32, 34).
  • the locking elements (32, 34) are radially bounded by a blocking element (36) by means of two axial abutment surfaces (72).
  • the blocking element (36) is arranged in the circumferential direction around the tool holder (20). With the help of the actuating element (24, 26), the blocking element (36) against the restoring force (FR) in relation to the tool holder (20) along the tool axis (58) axially displaceable away from the front-side insertion opening (28). Thereby, the two Entriegelungsaus strictly situated around the locking elements (32, 34) positioned so that they can dip radially out of the locking recesses (60, 62). By dipping the locking elements (32, 34), the insert tool (14) is unlocked.
  • the locking elements (32, 34) When inserting the cylindrical shaft (12) of the insert tool (14) through the frontal insertion opening (28) in the tool holder (20), the locking elements (32, 34) initially blocked by the axial abutment surfaces (72) in their radial movement. As a result, the locking elements (32, 34) are pressed axially against the receiving legs (54, 56) of the widened shoulder region (46). Due to the steeper angle of inclination W1 of the receiving leg (54), first the first locking element (32) comes into contact with it. By further insertion of the insert tool (14), the holding element (40) is now displaced axially and tilted by the one-sided contact with the tool axis (58).
  • the first escape space (50) for the radial replacement of the first locking element (32) is released.
  • the first locking element (32) no longer acts blocking the insertion of the insertion tool (14). Since the opposite receiving leg (56) is not yet in contact with the associated second locking element (34), the contact shoulder (44) is pressed against the radial contact surface (48) by the restoring force (FR) on this side, and the blocking element (36 ) held in position.
  • FIGS. 2 to 4 were the same elements / features of a tool holder (110) according to the invention with the same designations as in Example 1 occupied. Over the description of the embodiment 1 beyond elements / features obtained consecutive reference numbers. The reference numbers have been added with 100 for clarity each Fig.
  • Fig. 2 shows a preferred embodiment of a tool holder (110) according to the invention according to the type of the main claim.
  • the elastic element (142) is arranged here as a prestressed damping element (142b) between the reference surface (159) and the retaining element (140).
  • the damping element (142b) acts during the tool change as the restoring force (RF) generating elastic element (142) analogous to Embodiment 1.
  • the during operation especially when transitioning from working to idle state - occurring impulsive accelerations of the insert tool (114) in the locking device (130) induces along the tool axis (158), towards the in Fig. 2 not shown main part of the power tool to be propagated vibrations of the locking device (130). These vibrations are damped by the damping element (142b).
  • induced relative movements of individual components of the tool holder (110) in particular of the locking device (130) are greatly reduced.
  • elastic element (142) Possible extensions of in Fig. 2 realized elastic element (142) result, inter alia, combinations of one, two or more spring elements (142a) similar embodiment 1 and / or one, two or more damping element (142b).
  • the tool holder (110) according to the invention in FIG Fig. 2 is further characterized by a frontal damping element (174). This is arranged towards the front-side insertion opening (128), between the locking elements (132, 134) and the frontal boundary surfaces (170). During operation, the frontal damping element (174) acts similarly to the damping element (142b) described in the preceding paragraph to those portions of vibration that propagate along the tool axis (158) toward the insertion opening (128).
  • both damping elements (142b, 174) can be used independently in tool holders according to the type of the main claim.
  • the described embodiments represent only particularly clear forms of the claims claimed in the claims.
  • the damping elements are made of elastomers or elastic foams.
  • advantageous developments are conceivable by combinations with spring elements (142a).
  • FIG. 3 shows a first embodiment of a holding element (240) with a contact shoulder (244) and an extended shoulder region (246).
  • the extended shoulder region (246) is in this case designed as an asymmetrically conically shaped abutment formation (276).
  • this gananformung (276) forms the two receiving legs (254, 256), which identify the inclination angle W1 and W2 to the tool axis (258) by the asymmetric conical shape.
  • the receiving limbs (254, 256) and the abutment shoulder (244) act as geometric holding and guiding elements on the locking elements (232, 234) as described in exemplary embodiments 1 and 2. or the blocking element (236).
  • the holding element (240) characterized in this way is obvious to the person skilled in the art by further features such as e.g. an element for confusion-free, oriented assembly or a broken and / or structured surface expandable.
  • FIG. 4 shows an alternative, second embodiment of a holding element (340), wherein the extended shoulder portion (346) by two to the tool axis inclined guide tongues (378, 380) is formed.
  • the guide tongues (378a, 380a) are formed by two different angles of inclination W1 and W2 to the tool axis (358).
  • the guide tongues (378a, 380a) act in this way as receiving legs (354, 356) of the extended shoulder region (346) of the holding element (340).
  • the receiving legs (354, 356) thus realize an identical function of the holding element (340) as embodiment 1.
  • a second embodiment of a retaining element (340) in the manner of the second embodiment is characterized by different elastic properties of the two guide tongues (378b, 380b) inclined to the tool axis (358). Due to the different elastic properties, the guide tongues (378b, 380b) act on the locking elements (332, 334) in their function as receiving legs (354, 358) with different elastic forces. With such an expression, an abutment shoulder (344) which bears permanently on the blocking element (336) can be converted. Thereby, a relative movement and thus wear between the abutment shoulder (344) of the holding element (340), the blocking element (336) and other elements of the tool holder (310) is avoided.
  • Embodiments shown for a holding element represent exemplary possibilities for an embodiment.
  • a holding element according to the invention 40, 140, 240, 340
  • Advantageous embodiments are also conceivable by shapes of the outer and / or inner contours deviating from the radial symmetry about the tool axis (58, 158, 258, 358), such as, for example, shapes having mainly four-, six- or octagonal or other regular or irregular polygonal contour lines.

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Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft einen Werkzeughalter, insbesondere für einen Meißel- und/oder Bohrhammer, nach Gattung des Hauptanspruchs. Zur Aufnahme und axialen Verriegelung von Bohr- oder Meißelwerkzeugen in schlagend betriebenen Elektrowerkzeugen sind unterschiedliche Werkzeughalter bekannt.
  • Werkzeughalter, wie sie unter anderem in DE 4405697 A1 oder in DE 10 2005 015 100 A1 beschrieben werden, weisen eine Werkzeugaufnahme zur Aufnahme eines durch eine Einstecköffnung eingeführten zylindrischen Schaftes eines Einsatzwerkzeugs auf. In der zylindrischen Umfangsfläche des Schaftes sind zwei diametral einander gegenüberliegende angeordnete Rastvertiefungen vorgesehen. Weiterhin weist der Werkzeughalter eine Verriegelungsvorrichtung auf, welche ein Verriegelungselement, ein Sperrelement und ein Rückstellelement umfasst.
  • Die Verriegelung des Einsatzwerkzeugs in der Werkzeugaufnahme geschieht automatisch beim Einstecken. Das Verriegelungselement wird hierbei axial solange entgegen das mit einer Rückstellkraft - meist durch eine vorgespannte Rückstellfeder realisiert - beaufschlagte Rückstellelement in Richtung des Gehäuses des Elektrowerkzeugs verschoben, bis es hinter dem Sperrelement in einen durch das Rückstellelement definierten Ausweichraum radial ausweichen kann. Bei weiterem Einschieben des Einsatzwerkzeugs kann das Verriegelungselement dann in eine der dafür vorgesehenen Rastvertiefungen im Schaft des Einsatzwerkzeugs radial eintauchen und wird durch das axial vorgespannte Rückstellelement wieder in axialer Richtung unter das Sperrelement geschoben.
  • Durch axiales Verschieben des Sperrelementes von der durch die Rückstellkraft und einer Anlagefläche definierten Ruhelage weg kann das Verriegelungselement radial aus der Rastvertiefung austauchen, so dass durch Zug am Einsatzwerkzeug dieses aus der Werkzeugaufnahme entnommen werden kann.
  • Die Werkzeugverriegelung muss in allen Betriebszuständen ein sicheres Halten des Einsatzwerkzeuges in der Werkzeugaufnahme gewährleisten.
  • Insbesondere beim Übergang vom Schlag- in den Leerlaufzustand des Elektrowerkzeugs treten starke, auf der durch das Einsatzwerkzeug definierten Werkzeugachse in Richtung von dem Elektrowerkzeug weg gerichtete, das Einsatzwerkzeug beschleunigende Kräfte auf. Diese so verursachte stoßartige Bewegung des Einsatzwerkzeuges muss durch das Verriegelungselement aufgenommen und die Bewegung gestoppt werden. Dabei wird das Verriegelungselement sowohl axial als auch radial starken Belastungen ausgesetzt.
  • Aufgrund der stetig steigenden Schlagleistungen von Elektrowerkzeugen kommt es durch die damit steigenden Belastungen des Verriegelungselementes zu beschleunigtem Verschleiß an Komponenten der Verriegelungsvorrichtung - insbesondere des Verriegelungselementes. Durch die stoßartige Belastungsart wird zudem die schwingungsfähige Verriegelungsvorrichtung zusätzlich zu Schwingungen angeregt, welche die Belastungsverteilung ungünstig beeinflussen. Aus EP 1 958 734 A2 ist dazu ein Werkzeughalter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. EP 1 958 734 A2 gehört zum Stand der Technik unter Artikel 54 (3) EPG.
    • Offenbarung der Erfindung Vorteile der Erfindung
  • Ein Werkzeughalter nach Art des Hauptanspruchs der Erfindung weist eine Werkzeugaufnahme sowie eine Verriegelungsvorrichtung mit zwei Verriegelungselementen, einem Sperrelement und einem Rückstellelement auf. Die zwei Verriegelungselemente erhöhen auf konstruktiv einfache und kostengünstige Weise die Benutzungssicherheit und Lebensdauer der Verriegelungsvorrichtung. Das erfindungsgemäße Rückstellelement übt beim Einsetzen des Schaftes des Einsatzwerkzeugs in die Werkzeugaufnahme unterschiedliche Kräfte auf die Verriegelungselemente aus. Dadurch kann erreicht werden, dass trotz der erhöhten Verriegelungswirkung durch die zwei Verriegelungselemente beim Werkzeugwechsel kein erhöhter Kraftaufwand durch den Bediener aufzubringen ist.
  • Die durch die stoßartigen Belastungen der Verriegelungsvorrichtung angeregten Schwingungen breiten sich axial entlang der Werkzeugachse sowohl in Richtung Schaftende als auch in entgegensetzter Richtung aus. Ein um die Werkzeugaufnahme in Richtung auf die Einstecköffnung angeordnetes frontales Dämpfungselement wirkt vorteilhaft auf das Schwingungs- und damit Verschleißverhalten der Verriegelungsvorrichtung.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.
  • Durch eine auf der inneren Mantelfläche des Sperrelementes befindliche axiale Anlagefläche wird die radiale Bewegung der Verriegelungselemente wirkungsvoll und gleichzeitig kostengünstig begrenzt.
  • Ein axial verschiebliches Rückstellelement erlaubt eine erweiterte Radialbewegung der Verriegelungselemente. Dadurch wird eine für das Einsetzen des Einsatzwerkzeuges besonders robuste Entriegelung der Verriegelungsvorrichtung realisiert.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung des Rückstellelementes weist ein elastisches Element und ein Halteelement auf. Das elastische Element erzeugt eine Rückstellkraft. Während das Halteelement die Rückstellkraft an das Sperrelement und die Verriegelungselemente weiterleitet. Durch diesen Aufbau wird eine besonders kostengünstige Herstellung des Rückstellelementes erreicht.
  • Das elastische Element, kann in besonders kostengünstiger Weise als eine Feder ausgeführt werden.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des elastischen Elementes ergibt sich durch die Verwendung eines elastische Dämpfungselements. Dieses kann allein oder in Kombination mit einer Feder einerseits die für Verriegelung notwendige Rückstellkraft bereitstellen und andererseits dämpfend auf die durch die stoßartigen Betriebsbelastungen induzierten Schwingungen der Verriegelungsvorrichtung wirken.
  • Durch die vorgenannten, die Robustheit der Verriegelung des Einsatzwerkzeugs steigernden Merkmale des erfindungsgemäßen Werkzeughalters werden zunächst größere Verriegelungskräfte erreicht. Ein erfindungsgemäßes Rückstellelement mit einer Anlageschulter und einem erweiterten Schulterbereich stellt einen hohen Bedienkomfort beim Wechsel des Einsatzwerkzeugs sicher. Die Anlageschulter stützt sich am Sperrelement ab. Durch die Rückstellkraft des Rückstellelements wird das Sperrelement über die Anlageschulter in seiner axialen Position gehalten. Der erfindungsgemäße erweiterte Schulterbereich schafft zwei ungleiche Ausweichräume für die Verriegelungselemente. In diese Ausweichräume tauchen die Verriegelungselemente während des Einsetzens des Einsatzwerkzeugs radial aus, wobei die ungleiche Gestalt der Ausweichräume eine unterschiedliche Kraftwirkung auf die einzelnen Verriegelungselemente zur Folge hat. So wird auf einfache und robuste Weise der Kraftaufwand während des Einsetzens des Einsatzwerkzeugs in den Werkzeughalter begrenzt.
  • Eine kostengünstige Herstellung und leichte Montierbarkeit eines Rückstellelementes ist durch eine asymmetrisch ringförmige insbesondere asymmetrisch konische Ausformung des erweiterten Schulterbereichs zu erreichen. Die asymmetrische Form definiert dabei die ungleichen Ausweichräume für die Verriegelungselemente.
  • Eine alternative Ausgestaltung des erweiterten Schulterbereichs mit zwei Zungen erlaubt eine besonders kostengünstige Herstellung. Die Zungen sind dabei mit unterschiedlichen Winkeln W1 und W2 zu der durch Einsatzwerkzeug definierten Werkzeugachse zu dieser geneigt. Dadurch werden zwei ungleiche Ausweichräume für die Verriegelungselemente definiert.
  • In beiden Ausgestaltungen des erweiterten Schulterbereichs vollführt das gesamte Rückstellelement beim Einsetzen des Einsatzwerkzeugs eine Bewegung axial und/oder kippend relativ zu den umgebenden, die Verriegelungsvorrichtung aufnehmenden Elementen des Werkzeughalters. Dadurch werden die Verriegelungsvorrichtung und die sie aufnehmenden Elemente mechanisch belastet und Verschleiß ausgesetzt. Ein erfindungsgemäßes Rückstellelement bei dem der erweiterte Schulterbereich zwei Zungen aufweist, welche unterschiedliche elastische Kräfte auf die jeweiligen Verriegelungselemente ausüben, begrenzt die Anzahl der einer Relativbewegung ausgesetzten Elemente auf wirkungsvolle und zugleich kostengünstige Weise.
  • Besonders vorteilhaft bzgl. Schwingungsdämpfung wirkt dabei eine Kombination eines frontalen Dämpfungselements und eines Dämpfungselements als elastisches Element der Verriegelungsvorrichtung.
    • Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung wird nachfolgend in zwei Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 einen Längsschnitt eines Werkzeughalters eines elektrischen Handmeißel- oder Handbohrhammers mit teilweise eingesetztem Werkzeug nach dem
    • Oberbegriff des Anspruchs 1 Fig. 2 eine Längsschnittansicht einer erfindungsgemäßen Ausführung eines Werkzeughalters
    • Fig. 3 eine Ausgestaltung des Halteelementes
    • Fig. 4 eine alternative Ausgestaltung des Halteelementes.
    Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Der Fig. 1 dargestellte Werkzeughalter (10) eines Meißel- und/oder Bohrhammers gemäß dem Stand der Technik ist zur Aufnahme eines zylindrischen Schaftes (12) eines Einsatzwerkzeuges (14) vorgesehen. Bei diesem Einsatzwerkzeug (14) weist der zylindrische Schaft (14) in seiner Umfangsfläche zwei diametral entgegengesetzt angeordnete Rastvertiefungen (16, 18) auf.
  • Der bekannte Werkzeughalter (10) umfasst eine im Inneren röhrenförmige Werkzeugaufnahme (20), eine Schutzkappe (22) und ein Betätigungselement (24). Das Betätigungselement (24) ist vorzugsweise als Betätigungshülse (26) ausgeführt. Die Werkzeugaufnahme (20) dient dabei der Aufnahme des durch eine stirnseitige Einstecköffnung (28) des Werkzeughalters (10) eingesetzten zylindrischen Schaftes (12). Darüber hinaus verfügt der Werkzeughalter (10) über eine Verriegelungsvorrichtung (30) für den zylindrischen Schaft (12) des Einsatzwerkzeugs (14).
  • Der Erfindung entsprechend, umfasst die Verriegelungsvorrichtung (30) zwei Verriegelungselemente (32, 34), ein Sperrelement (36) und ein Rückstellelement (38). In einer bevorzugten Ausführung sind die Verriegelungselemente (32, 34) als Verriegelungskugeln (32a, 34a) ausgeführt, es sind aber auch andere Formen wie z.B. insbesondere Verriegelungswalzen oder -zapfen möglich.
  • In der in Fig. 1 gezeigten bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen Werkzeughalters (10) ist das Rückstellelement (38) ausgeführt, wobei auch ein-, drei- oder mehrteilige Bauformen des Rückstellements denkbar sind. Es umfasst ein Halteelement (40) und ein die Rückstellkraft erzeugendes elastisches Element (42). Dabei ist das elastische Element (42) als Federelement (42a) realisiert.
  • Das erfindungsgemäße Halteelement (30) zeichnet sich durch eine Anlageschulter (44) und einen erweiterten Schulterbereich (46) aus. Der erweiterte Schulterbereich (46) bildet zusammen mit einer radialen Anlagefläche (48) am Sperrelement (36) zwei ungleiche Ausweichräume (50, 52). Die beiden Aufnahmeschenkel (54, 56) des erweiterten Schulterbereichs (46) sind dabei in unterschiedlichen Neigungswinkeln W1 und W2 gegen die durch das Einsatzwerkzeug (14) definierte Werkzeugachse (58) geneigt.
  • Das elastische Element (42, 42a) ist so angeordnet, dass es zwischen einer zur stirnseitigen Einstecköffnung (28) orientierten Referenzfläche (59) und dem Halteelement (40) eine das Halteelement (40) und die Referenzfläche (59) separierende Rückstellkraft (FR) erzeugt. Durch diese Rückstellkraft (FR) wird die Anlageschulter (44) des Halteelements (40) gegen die radiale Anlagefläche (48) des Sperrelements (36) gedrückt, wodurch dieses in seiner axialen Position mit dieser Rückstellkraft (FR) vorgespannt wird.
  • Die Werkzeugaufnahme (20) weist in einigem Abstand von der stirnseitigen Einstecköffnung (28) zwei diametral gegenüberliegende Verriegelungsaussparungen (60, 62) auf. Durch diese Verriegelungsaussparungen (60, 62) kann je ein Verriegelungselement (32, 34) mit je einer Rastvertiefung (16, 18) des eingeführten zylindrischen Schaftes (12) des Einsatzwerkzeugs (14) in Eingriff gebracht werden. Dabei sind die Verriegelungsaussparungen (60, 62) so ausgeführt, dass die Verriegelungselemente (32, 34) nicht vollständig durch die Werkzeugaufnahme (20) hindurch treten können.
  • In Fig. 1 sind weiterhin von der stirnseitigen Einstecköffnung (28) in Richtung auf die Verriegelungsvorrichtung (30) zwei Entriegelungsausnehmungen (64, 66) angeordnet. Diese werden radial zur Werkzeugachse (58) hin durch die Werkzeugaufnahme (20) und von der Werkzeugachse (58) weg durch zwei Führungsflächen (68) begrenzt. Die Führungsflächen (68) weisen in der hier gezeigten Form einen konischen und einen zylindrischen Anteil auf. Selbstverständlich sind andere Ausformungen wie z.B. eine hyperbolische Gestalt der Führungsflächen (68) möglich. Die axiale Begrenzung wird durch zwei frontale Begrenzungsflächen (70) in Richtung der stirnseitigen Einstecköffnung (28) und durch die Verriegelungselemente (32, 34) erreicht.
  • Die Verriegelungselemente (32, 34) werden durch ein Sperrelement (36) mittels zweier axialer Anlageflächen (72) radial begrenzt. Das Sperrelement (36) ist in Umfangsrichtung um die Werkzeugaufnahme (20) angeordnet. Mit Hilfe des Betätigungselementes (24, 26) ist das Sperrelement (36) entgegen der Rückstellkraft (FR) in Bezug zur Werkzeugaufnahme (20) entlang der Werkzeugachse (58) axial von der stirnseitigen Einstecköffnung (28) weg verschiebbar. Dadurch werden die zwei Entriegelungsausnehmungen (64, 66) in ihrer axialen Position so um die Verriegelungselemente (32, 34) positioniert, dass diese radial aus den Verriegelungsaussparungen (60, 62) austauchen können. Durch das Austauchen der Verriegelungselemente (32, 34) wird das Einsatzwerkzeug (14) entriegelt.
  • Beim Einführen des zylindrischen Schaftes (12) des Einsatzwerkzeugs (14) durch die stirnseitige Einstecköffnung (28) in die Werkzeugaufnahme (20) sind die Verriegelungselemente (32, 34) zunächst durch die axialen Anlageflächen (72) in ihrer Radialbewegung blockiert. Dadurch werden die Verriegelungselemente (32, 34) axial gegen die Aufnahmeschenkel (54, 56) des erweiterten Schulterbereichs (46) gedrückt. Auf Grund des steileren Neigungswinkels W1 des Aufnahmeschenkels (54) tritt zunächst das erste Verriegelungselement (32) mit diesem in Kontakt. Durch weiteres Einführen des Einsatzwerkzeugs (14) wird nun das Halteelement (40) axial verschoben und durch den einseitigen Kontakt zur Werkzeugachse (58) verkippt. Dadurch wird der erste Ausweichraum (50) für das radiale Austauchen des ersten Verriegelungselements (32) freigegeben. Das erste Verriegelungselement (32) wirkt so nicht mehr blockierend auf das Einführen des Einsatzwerkzeugs (14). Da der gegenüberliegende Aufnahmeschenkel (56) noch nicht mit dem zugeordneten zweiten Verriegelungselement (34) in Kontakt steht, wird auf dieser Seite die Anlageschulter (44) durch die Rückstellkraft (FR) gegen die radiale Anlagefläche (48) gedrückt, und das Sperrelement (36) in Position gehalten.
  • Wird nun durch fortgesetztes Einschieben des Einsatzwerkzeugs (14) auch das zweite Verriegelungselement (34) gegen den zweiten Aufnahmeschenkel (56) mit flacherem Neigungswinkel W2 des Halteelements (49) geschoben und dieses dadurch axial verschoben, so kann nun dieses Verriegelungselement (34) in den zweiten Ausweichraum (52) austauchen. Das Sperrelement (36) wird nun über den Verband aus Anlageschulter (44) auf der Seite des ersten Verriegelungselements (32) und ebendieses Verriegelungselement (32) mit der axialen Rückstellkraft (FR) des elastischen Elements (14) in Position gehalten.
  • Bei weiterem Einschieben des Einsatzwerkzeuges (14) schließlich können die Verriegelungselemente (32, 34) radial zur Werkzeugachse (58) in die Rastvertiefungen (16, 18) des zylindrischen Schaftes (12) eintauchen. Die Anlageschulter (44) des Halteelements (40) wird durch die Rückstellkraft (FR) des elastischen Elements (42, 42a) des Rückstellelements (38) axial in Richtung der stirnseitigen Einstecköffnung (28) in die Ruheposition zurückgeschoben. Das nun um die Verriegelungselemente (32, 34) sitzende Sperrelement (36) verhindert mittels seiner axialen Anlageflächen (72) ein radiales Ausweichen der Verriegelungselemente (32, 34) und damit ein Entriegelung des Einsatzwerkzeugs (14). Die im Betrieb auftretenden Belastungen werden so auf zwei Verriegelungselemente verteilt, die zu dem symmetrisch um die Werkzeugachse (58) wirken.
  • In nachfolgenden Figuren 2 bis 4 wurden gleiche Elemente/Merkmale eines erfindungsgemäßen Werkzeughalters (110) mit gleichen Bezeichnungen wie in Ausführungsbeispiel 1 belegt. Über die Beschreibung des Ausführungsbeispiels 1 hinausgehende Elemente/Merkmale erhalten fortlaufende Bezugsnummern. Die Bezugsnummern wurden der Übersichtlichkeit halber je Fig. mit 100 addiert.
  • Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführung eines erfindungsgemäßen Werkzeughalters (110) nach Art des Hauptanspruchs. Das elastische Element (142) ist hierbei als ein vorgespanntes Dämpfungselement (142b) zwischen der Referenzfläche (159) und dem Halteelement (140) angeordnet. Das Dämpfungselement (142b) wirkt dabei während des Werkzeugwechsels als das die Rückstellkraft (RF) erzeugende elastische Element (142) analog zu Ausführungsbeispiel 1. Die während des Arbeitsbetriebs - insbesondere beim Übergang vom Arbeitsbetrieb in den Leerlaufzustand - auftretende stoßartige Beschleunigungen des Einsatzwerkzeugs (114) in der Verriegelungsvorrichtung (130) induziert sich entlang der Werkzeugachse (158), in Richtung auf das in Fig. 2 nicht gezeigte Hauptteil der Elektrowerkzeugs zu ausbreitende Schwingungen der Verriegelungsvorrichtung (130). Diese Schwingungen werden durch das Dämpfungselement (142b) gedämpft. Dadurch werden induzierte Relativbewegungen einzelner Komponenten des Werkzeughalters (110) insbesondere der Verriegelungsvorrichtung (130) stark gemindert.
  • Mögliche Erweiterungen des in Fig. 2 realisierten elastischen Elementes (142) ergeben sich unter anderem aus Kombinationen aus einem, zwei oder mehreren Federelementen (142a) ähnliche Ausführungsbeispiel 1 und/oder einem, zwei oder mehreren Dämpfungselement (142b).
  • Der erfindungsgemäße Werkzeughalter (110) in Fig. 2 zeichnet sich weiters durch ein frontales Dämpfungselement (174) aus. Dieses ist zur stirnseitigen Einstecköffnung (128) hin, zwischen den Verriegelungselementen (132, 134) und den frontalen Begrenzungsflächen (170) angeordnet. Während des Arbeitsbetriebs wirkt das frontale Dämpfungselement (174) in ähnlicher Weise wie das im vorhergehenden Abschnitt beschriebene Dämpfungselement (142b) auf diejenigen Schwingungsanteile, die sich entlang der Werkzeugachse (158) in Richtung auf die Einstecköffnung (128) hin ausbreiten.
  • Wie sofort einsichtig ist, sind beide Dämpfungselemente (142b, 174) unabhängig voneinander in Werkzeughaltern nach Art des Hauptanspruchs einsetzbar. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen dabei nur besonders übersichtliche Ausprägungen der in den Ansprüchen beanspruchten Merkmale dar. So können sich unter anderem durch eine Zwei-, Drei- oder Mehrteiligkeit des/der Dämpfungselemente (142b, 174) vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben. Bevorzugterweise sind die Dämpfungselemente aus Elastomeren oder elastischen Schäumen gefertigt. Auch sind durch Kombinationen mit Federelementen (142a) vorteilhafte Weiterbildungen denkbar.
  • Figur 3 zeigt eine erste Ausführungsform eines Halteelements (240) mit einer Anlageschulter (244) und einem erweiterten Schulterbereich (246). Der erweiterte Schulterbereich (246) ist hierbei als asymmetrisch konisch geformte Anlageanformung (276) ausgebildet. Durch geeignete Montage bildet diese Anlageanformung (276) die zwei Aufnahmeschenkel (254, 256), welche durch die asymmetrisch konische Form die Neigungswinkel W1 und W2 zur Werkzeugachse (258) ausweisen. Beim Einsetzen des zylindrischen Schaftes (212) des Einsatzwerkzeugs (214) wirken die Aufnahmeschenkel (254, 256) und die Anlageschulter (244) im Sinne der Beschreibung in Ausführungsbeispiele 1 und 2 als geometrische Halte- und Führungselemente auf die Verriegelungselemente (232, 234) bzw. das Sperrelement (236).
  • Das so gekennzeichnete Halteelement (240) ist für den Fachmann nahe liegend durch weitere Merkmale wie z.B. ein Element zur verwechselungsfreien, orientierten Montage oder eine unterbrochene und/oder strukturierte Oberfläche erweiterbar.
  • Figur 4 zeigt eine alternative, zweite Ausführungsform eines Halteelements (340), bei dem der erweiterte Schulterbereich (346) durch zwei zur Werkzeugsachse geneigte Führungszungen (378, 380) gebildet wird. Mit dieser grundsätzlichen Bauform ergeben sich zwei, in Ihrer Wirkungsweise prinzipiell verschiedene, einzeln oder aber kombiniert einsetzbare Varianten eines Halteelements (340).
  • In einer ersten Ausprägung sind die Führungszungen (378a, 380a) durch zwei unterschiedliche Neigungswinkel W1 und W2 zur Werkzeugachse (358) gebildet.
  • Die Führungszungen (378a, 380a) wirken auf diese Weise als Aufnahmeschenkel (354, 356) des erweiterten Schulterbereichs (346) des Halteelements (340). Die Aufnahmeschenkel (354, 356) realisieren so eine identische Funktion des Halteelements (340) wie Ausführungsform 1.
  • Eine zweite Ausprägung eines Halteelements (340) nach Art der zweiten Ausführungsform ist durch unterschiedliche elastische Eigenschaften der beiden zur Werkzeugachse (358) geneigten Führungszungen (378b, 380b) gekennzeichnet. Durch die unterschiedlichen elastischen Eigenschaften wirken die Führungszungen (378b, 380b) in ihrer Funktion als Aufnahmeschenkel (354, 358) mit unterschiedlichen elastischen Kräften auf die Verriegelungselemente (332, 334) ein. Mit einer derartigen Ausprägung ist eine permanent am Sperrelement (336) anliegende Anlageschulter (344) umsetzbar. Dadurch wird eine Relativbewegung und damit Verschleiß zwischen der Anlageschulter (344) des Halteelements (340), dem Sperrelement (336) und anderen Elementen des Werkzeughalters (310) vermieden wird.
  • Weitere Ausprägungen eines Halteelements (340) mit mindestens zwei Führungszungen (378, 380) sind insbesondere durch Kombination der Merkmale aus beiden in den vorhergehenden Abschnitten beschrieben Ausprägungen möglich.
  • Die in den Figuren 3 und 4 gezeigten Ausführungsformen für ein Halteelement (40, 140, 240, 340) stellen beispielhaft Möglichkeiten für eine Ausführung dar. So können insbesondere Ausführungsformen mit nicht geschlossenen z.B. durch Schlitzungen und/oder Aussparungen für die günstige Weiterbildungen eines erfindungsgemäßen Halteelementes (40, 140, 240, 340) sein. Auch sind durch von der Radialsymmetrie um die Werkzeugachse (58, 158, 258, 358) abweichenden Formen der Außen- und/oder Innenkonturen wie z.B. Formen mit hauptsächlich vier-, sechs- oder achteckigen oder anderen regelmäßigen oder unregelmäßigen polygonen Konturlinien vorteilhafte Ausführungsformen denkbar.

Claims (8)

  1. Werkzeughalter (110) für ein Elektrowerkzeug, insbesondere für einen Meißel und/oder Bohrhammer, mit einer Werkzeugaufnahme (20) zur Aufnahme eines durch eine Einstecköffnung (28) eingeführten zylindrischen Schafts (112) eines Einsatzwerkzeuges (114), der in seiner Umfangsfläche mindestens zwei diametral gegenüberliegende Rastvertiefungen (16, 18) aufweist, und mit einer mindestens zwei Verriegelungselemente (132), mindestens ein Sperrelement (36) und mindestens ein Rückstellelement (38) aufweisenden Verriegelungsvorrichtung (30), wobei die Verriegelungselemente (132, 134) mit je einer Rastvertiefung (16, 18) des eingeführten zylindrischen Schaftes (112) des Einsatzwerkzeugs (114) in Eingriff gebracht werden können und wobei das Sperrelement (36) eine radial von der durch das Einsatzwerkzeug (114) definierte Werkzeugachse (158) nach aussen gerichtete Bewegung der Verriegelungselemente (132, 134) durch eine auf der inneren Mantelfläche des Sperrelementes (36) befindliche axiale Anlagefläche (72) begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellelement (38) beim Einschieben des zylindrischen Schaftes (312) des Einsatzwerkzeugs (114) in die Werkzeugaufnahme (20) auf die verschiedenen Verriegelungselemente (32, 34) der Verriegelungsvorrichtung (30) jeweils unterschiedliche Kräfte ausübt und ferner die axiale Bewegung der Verriegelungselemente (32, 34) durch mindestens ein um die Werkzeugaufnahme (20) in Richtung auf die Einstecköffnung (28) angeordnetes frontales Dämpfungselement (74) gedämpft wird.
  2. Werkzeughalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellelement (38) axial verschieblich ist und bei axialer Verschiebung eine erweiterte Radialbewegung der Verriegelungselemente (32, 34) ermöglicht.
  3. Werkzeughalter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstellelement (38) aus einem die Rückstellkraft erzeugenden elastischen Element (142) und aus einem Halteelement (40) aufgebaut ist.
  4. Werkzeughalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (142) zumindest ein elastisches Dämpfungselement (142b) ist und zwischen dem Halteelement (40) und einer Referenzfläche (59) der Werkzeugaufnahme (20) wirkt.
  5. Werkzeughalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückstelleelement (38) eine Anlageschulter (44) zur Anlage am Sperrelement (36) und einen erweiterten Schulterbereich (46) zur Schaffung zweier ungleicher Ausweichräume (50, 52) für die Verriegelungselemente (32, 34) aufweist.
  6. Werkzeughalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erweiterte Schulterbereich (46) asymmetrisch ringförmig insbesondere asymmetrisch konisch geformt ist.
  7. Werkzeughalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erweiterte Schulterbereich (46) durch mindestens zwei Führungszungen (78, 80) gebildet ist, die sich unter unterschiedlichen Winkeln W1 und W2 zu einer durch das Einsatzwerkzeug (14) definierten Werkzeugachse (58) von der Anlageschulter (44) in Richtung der Werkzeugachse (58) erstrecken.
  8. Werkzeughalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erweiterte Schulterbereich (46) durch mindestens zwei Führungszungen (78, 80) gebildet ist, die mit unterschiedlichen elastische Kräften auf das ihnen zugeordnete Verriegelungselement (32, 34) wirken.
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