Bohrfutter Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bohrfutter, dessen Klemmbacken mittels eines Gewindeverstellmechanismus mit Verstellorgan längs Mantellinien einer ideellen Kegelfläche verschiebbar sind.
Bei bekannten Bohrfuttern dieser Art. haben die Klemmbacken Zahnstangen, die bei ihrer Herstellung längs Mantellinien einer ge meinsamen ideelen Kegelfläche verlaufen, und deren Zähne Ausschnitte aus einem auf dieser Kegelfläche verlaufenden Gewinde bilden. Diese Zahnstangen stehen in Eingriff mit einem axial nicht verschiebbaren Innen gewinde, das auf dem als drehbare Hülse aus gebildeten Verstellorgan sitzt und seinerseits auf einer ideellen Kegelfläche mit gleichem Öffnungswinkel, wie die obgenannte ideelle Kegelfläche der Zahnstangen liegt.
Der Ver stellmechanismus für die Klemmbacken be steht also aus zwei miteinander in Eingriff stehenden, auf Kegelflächen liegenden Gewin den, von denen das eine mittels des Verstell- orga.ns gedreht wird, so dass es den Backen eine Schiebebewegung in deren Achsrichtung mitteilt, um je nach der Drehrichtung des Verstellorgans das Bohrfutter festzuziehen oder zu lösen.
Zwei auf Kegelflächen liegende Schrauben zähne stehen aber nur dann in vollkommen richtigem Eingriff miteinander und sind von richtiger gegenseitiger Grösse, wenn sie in Ebenen von Teilkreisen gleichen Durchmessers ihrer ideellen Kegelflächen liegen. Da aber bei einer Drehung des Verstellorgans mit seinem Innengewinde die Backen in ihrer Längsrich tung verschoben werden, so kommen mit Aus nahme einer einzigen gegenseitigen Lage zwi schen Backen und Verstellorgan Zähne der Backen mit Gewindegängen des Verstellorgans in Eingriff, die nicht genau zueinander pas sen, d. h.
Zähne, die zu verschieden grossen Parallelkreisdurchmessern der beiden ideellen Kegelflächen gehören. Die Folge davon isst ein ungleicher Vorschub der Backen, so dass diese den Bohrer nicht genau koaxial zur Bohrfutterachse einspannen, der Bohrer also uni-und läuft. Dieser unrichtige Eingriff der Zahnstangen im Innengewinde hat aber auch noch starke Abnützung der Zähne und des Gewindes zur Folge, was die Einspannung des Bohrers mit fortschreitender Gebrauchs zeit immer ungenauer werden lässt. Ausserdem können auf Kegelflächen liegende Gewinde bekanntlich nicht geschliffen werden.
Trotz dem ist die Herstellung von Backen mit Ge windezähnen sehr kostspielig.
Man hat. diesen Übelstand durch Bohr futter zu beheben versucht, bei denen die Klemmbacken mit rundem oder eckigem Quer schnitt mit einem axial verschiebbaren Mit nehmerring gekuppelt sind, dessen auf einer Zylinderfläche liegendes Gewinde mit einem auf einer entsprechenden Z.#Tlinderfläche lie genden Gewinde des Verstellbrgans in Ein griff steht. Bei diesen Bohrfuttern hatten die auf einer Zylinderfläche liegenden Gewinde von Mitnehmerring und Verstellorgan drei eckigen Querschnitt, derart, dass die die An zugskraft vom Verstellorgan auf dien Mit nehmerring übertragende Fläche des Quer sehnittes der Gewinde zur Futterlängsachse geneigt war.
Das hatte zur Folge, dass mir Längsachse nicht parallele Kraftkomponenten auftraten, die ein Abgleiten des Ringgewindes vom Verstellorgangewinde, d. h. ein leichtes Kippen des Mitnehmerrings aus der zur Längs achse des Futters senkrechten Ebene zur Folge hatten,
so dass auch bei diesen Bohrfuttern ein ungleicher Vorschub der Backen und da mit ein exzentrisches Einspannen des Bohrers auftrat. Die bekannten Futter waren infolge dessen als Präzisionsfutter nicht geeignet und insbesondere bei Futtern für kleine Bohrer durchmesser ergab selbst ein kleiner Unter schied im Vorschub der Backen einen prozen tual sehr grossen Unterschied in der Lage der Backenspitzen radial zur Futterachse.
Das erfindungsgemässe Bohrflitter behebt diese Nachteile. Es ist. dadurch gekennzeichnet, dass die die Anzugskraft vom Verstellorgan auf den Mitnehmerring übertragende Flanke des Querschnittes des Gewindes des Mitneh merrings und. des Gewindes des Verstellorgans senkrecht mir Längsachse des Futters steht. Da nunmehr keine zur Längsachse des Futters nicht parallele Kraftkomponenten mehr auf treten, ist ein Gleiten des einen Gewindes auf dem andern. und somit ein Kippen des Mitnehmerringes ausgeschlossen. Eine genau zentrierte Einspannung des Bohrers ist ,somit selbst bei kleinen Bohrerdurchmessern gewähr leistet.
Die Erfahrung hat. auch gezeigt, dass bei den obgenannten Gewinden. mit Dreieckquer schnitt eine gewisse Tendenz des Verstell organs besteht., den Mitnehmerring infolge Reibung zwischen den Gewinden um weniges mitzudrehen. Die Backen werden, da sie in ihren Führungen immerhin Gleitspiel haben, durch diese Drehung des Mitnehmerrings etwas aus der zu ihrer Führung koaxialen Lage verschwenkt, was wiederum eine exzen trische Einspannung des Bohrers zur Folge hat.
Versuche haben nun gezeigt, dass beim erfindungsgemässen Gewinde diese Tendenz weit geringer und unschädlich ist. Wenn ge wünscht., kann man ausserdem in besonderen Ausführungsformen den Mitnehmerring gegen über dem Bohrfutterkörper zum Beispiel durch ebene Flächen an Ring und Bohrfutterkör per axial so verschiebbar führen, dass eine Drehung des Mitnehmerrings verhindert ist.
Beiliegende Zeichnung zeigt beispielsweise einige als Präzisions-Schlüsselbohrfutter aus gebildete Ausführungsformen des Erfindungs gegenstandes. Darin ist Fig. 1 ein Längsschnitt durch des erste Beispiel.
Fig. 2 ist eine Ansicht von unten in Fig. 1. Fig. 3 zeigt die Kupplung zwischen dem Mitnehmerring und einer Backe. des ersten Beispiels.
Fig. 4 ist. eine Seitenansicht. und Fig. 5 eine Draufsicht der zweiten Aus führungsform ohne ihr Verstellorgan, und Fig. 6 und 7 sind den Fig. 4 und 5 ent sprechende Darstellungen des dritten Bei spiels.
Der Bohrfutterkörper 1 hat ausser dem Morsekonus 2 und der axialen Bohrung 3 zur Aufnahme des Bohrerschaftes drei geneigte um 120 gegeneinander versetzte Bohrungen 4, deren Achsen auf einer ideellen Kegelfläche liegen. In jeder der Bohrungen 4 ist eine Klemmbacke 5 mit dem zylindrischen, geschlif- fenen Schaft 6 und der Klemmkante 7 axial verschiebbar angeordnet. Jede der Backen 5 hat an ihrem innern Ende einen Schwalben schwanz 8, der in eine entsprechende Nut 9 eines Verstellringes 10 eingreift.
Die Teile 8 und 9 bilden eine Kupplung, durch welche die Backen 5 bei axialer Verstellung d'es Ringes 10 im einen oder andern Sinne in ihren Bohrungen 4 axial verschoben werden.
Die Schwalbenschwänze 8 der Backen 5 können sich bei der axialen Verstellung des Mitnehmerringes 10 längs den Nuten 9, also quer zur Längsachse des Bohrfutters verschie ben. Die Stirnfläche 11. der Schwalben schwänze 8 und die beim Anziehen des Bohr futters mit diesen zusammenarbeitenden Flä chen 12 des Ringes 10 sind, wie Fig..l zeigt, von innen oben nach aussen unten, also gegen das äussere Stirnende 13 des Futters hin ge neigt. Das hat zur Folge, dass bei der Ab wärtsbewegung (Fig. 1) des Ringes 10 die sich auf die Flächen 11 abstützenden Flächen. 12 das obere Ende der Backen 5 gegen die Längsachse des Bohrfutters hin drücken, so dass die Backen gut an den Führungsflächen.
14, 15 des Futterkörpers 1 anliegen, also ein wandfrei geführt sind, Der längs der Fläche 16 des Körpers 1 verschiebbare Mitnehmer ring 10 hat ein äusseres, auf einer Zylinder fläche liegendes Halbtrapezgewinde 17, das mit einem entsprechenden, ebenfalls auf einer Zylinderfläche liegenden, innern Sägezahn- oder Halbtrapezgewinde 18 des als drehbare Hülse 19 ausgebildeten Verstellorgans in Ein griff steht.
Die Gewinde 17 und 18 haben also, wie Fig. 1 veranschaulicht, einen Querschnitt, des sen die Anzugskraft von der Hülse 19 auf den Mitnehmerring übertragende Flanke 17a bzw. 18u zur Längsachse A-A des Futters senk recht steht. Die zur Längsachse A-A par allele Anzugskraft ergibt also keine zu dieser Achse nicht parallele Komponente, so dass ein Abgleiten des Gewindes 17 vom Gewinde 18 und damit ein Kippen des Ringes 10 aus der zur Achse A-A senkrechten Ebene vermieden ist.. Der Vorschub aller Backen 6 ist somit genau gleich.
Die axial nicht verschiebbare Verstellhülse 19 sitzt mittels ihrer Stirnscheibe 20 drehbar auf der Schulter 21 des Körpers 1 und ist ausserdem gegen letzteren durch Kugeln 22 ab gestützt. Die Kugeln 22 könnten weggelassen werden.
Dreht man die Hülse 19 so, dass in Fig. 1 der Mitnehmerring 10 sich nach unten be wegt, so stösst letzterer die Backen 5 vor sich her, bis diese den eingesteckten, nicht darge stellten Bohrer festklemmen. Bei dieser Ab wärtsbewegung bewegen sich die Schwalben- sehwänze 8 in den Nuten 9 nach innen. Dabei hat sich die Schwalbenschwanzform der Füh rungen 8 und 9 für genaueres Arbeiten des Futters als besonders vorteilhaft erwiesen. Dreht man die Hülse 19 im umgekehrten Sinne, so zieht der Ring 10 die Backen 5 in Fig. 1 nach oben, so dass der Bohrer gelöst wird. Bei der Aufwärtsbewegung des Ringes 10 bewegen sich die Schwalbenschwänze 8 in den Nuten 9 nach aussen.
Gewinde 17 und 18 können sehr genau hergestellt und auch ge schliffen werden.
Das Beispiel der Fig. 4 und 5 unterschei det sich von der Ausführungsform der Fig. 7. bis 3 nur dadurch, dass an Stelle der Schwal benschwänze 8 zylindrische Gleitstücke 23 der Backen 5 treten, die in entsprechend geform ten Nuten 24 des Ringes 10 liegen, in welchen sie ebenso verschiebbar sind, wie die Teile 8 in den Nuten 9. Auch hier können ähnlich geneigte Flächen, wie die Flächen 11 und 1\ä der Fig. 1 und zum gleichen Zweck, wie dort, vorgesehen sein. Alle andern Teile sind gleich wie in Fig. 1 und 2.
Das Beispiel der Fig. 6 und 7 unterschei- clet sich von den beiden vorangehenden da durch, dass die Backen 5 T-förmige Gleit- stücke 25 haben:, die in T-förmigen Nuten 26 des Ringes 10 quer zur Längsachse des Bohr futters verschiebbar sind. Auch hier können geneigte Flächen zum bleichen Zweck wie die Flächen 11 und 12 in Fig. 1 vorgesehen sein.
Damit beim Drehen des Verstellorgans 19 der Ring 10 auf keinen Fall durch die Reibung zwischen den Gewinden 17 und 18 um weniges verdreht werden kann, wodurch die Achsen der Backen 5 aus einer Mantellinie des ideellen Kegels herausgeschwenkt würden, sind in Fig. 6 und 7 an der Fläche 16 ebene Partien 27 vorgesehen, an welchen entsprechende ebene Partien der Innenwandung des Ringes 10 an liegen, wodurch jede Drehung des Ringes 10 verhindert ist. Es könnte auch eine einzige ebene Partie 27 genügen. An Stelle der Par tien 27 könnten Gleitkeile oder andere, eine Drehung des Ringes 10 verhindernde Mittel treten.
Drill chuck The present invention relates to a drill chuck whose clamping jaws can be displaced along surface lines of an ideal conical surface by means of a thread adjusting mechanism with an adjusting element.
In known chucks of this type. The clamping jaws have racks that run along surface lines of a common ideal conical surface during their manufacture, and the teeth of which form sections of a thread running on this conical surface. These racks are in engagement with an axially non-displaceable internal thread that sits on the adjusting member formed as a rotatable sleeve and in turn lies on an ideal conical surface with the same opening angle as the aforementioned ideal conical surface of the racks.
The adjusting mechanism for the clamping jaws consists of two intermeshing threads lying on conical surfaces, one of which is rotated by means of the adjusting orga.ns so that it communicates a sliding movement in the axial direction of the jaws by to tighten or loosen the chuck according to the direction of rotation of the adjusting element.
Two screw teeth lying on conical surfaces are only in completely correct engagement with each other and are of the correct mutual size if they lie in planes of partial circles of the same diameter of their ideal conical surfaces. But since the jaws are displaced in their longitudinal direction when the adjusting element is rotated with its internal thread, with the exception of a single mutual position between the jaws and the adjusting element, teeth of the jaws engage with threads of the adjusting element that do not exactly match each other. d. H.
Teeth that belong to differently sized parallel circle diameters of the two ideal conical surfaces. The consequence of this is an uneven feed of the jaws, so that they do not clamp the drill exactly coaxially to the drill chuck axis, so that the drill is uni-and runs. However, this incorrect engagement of the racks in the internal thread also results in severe wear and tear on the teeth and the thread, which makes the clamping of the drill increasingly inaccurate with increasing use. In addition, as is well known, threads lying on conical surfaces cannot be ground.
In spite of this, the manufacture of jaws with threaded teeth is very expensive.
One has. Attempts to remedy this inconvenience by drilling chucks in which the clamping jaws with a round or angular cross-section are coupled with an axially displaceable driver ring, whose thread lying on a cylinder surface with a thread of the adjusting device lying on a corresponding Z. handle stands. In these drill chucks, the threads of the driving ring and adjusting element lying on a cylinder surface had a triangular cross-section, such that the surface of the cross section of the thread that transferred the pulling force from the adjusting element to the driving ring was inclined to the longitudinal axis of the chuck.
As a result, force components that were not parallel to my longitudinal axis occurred which caused the ring thread to slide off the adjusting thread, i.e. H. caused the driver ring to tilt slightly out of the plane perpendicular to the longitudinal axis of the chuck,
so that also with these chucks an unequal feed of the jaws and an eccentric clamping of the drill occurred. As a result, the known chucks were not suitable as precision chucks and, especially with chucks for small drill diameters, even a small difference in the feed of the jaws resulted in a very large percentage difference in the position of the jaw tips radially to the chuck axis.
The drill bits according to the invention overcomes these disadvantages. It is. characterized in that the flank of the cross-section of the thread of the driver ring which transmits the tightening force from the adjusting member to the driver ring and. of the thread of the adjusting element is perpendicular to the longitudinal axis of the chuck. Since there are no longer any force components that are not parallel to the longitudinal axis of the chuck, one thread slides on the other. and thus a tilting of the driver ring is excluded. A precisely centered clamping of the drill is guaranteed, even with small drill diameters.
The experience has. also shown that with the above threads. with a triangular cross-section there is a certain tendency of the adjustment organ. to rotate the driver ring a little as a result of friction between the threads. The jaws are, since they at least have sliding play in their guides, slightly pivoted by this rotation of the driver ring from the position coaxial to their leadership, which in turn results in an eccentric clamping of the drill.
Tests have now shown that with the thread according to the invention this tendency is far lower and harmless. If ge wished., You can also in special embodiments, the driver ring against the drill chuck body, for example, by flat surfaces on the ring and Bohrfutterkör by axially so displaceable that rotation of the driver ring is prevented.
The accompanying drawing shows, for example, some as a precision key drill chuck from embodiments of the invention formed. 1 is a longitudinal section through the first example.
Figure 2 is a view from below in Figure 1. Figure 3 shows the coupling between the drive ring and a jaw. of the first example.
Fig. 4 is. a side view. and FIG. 5 is a plan view of the second embodiment without its adjusting element, and FIGS. 6 and 7 are representations of the third example, corresponding to FIGS. 4 and 5.
In addition to the Morse taper 2 and the axial bore 3 for receiving the drill shank, the drill chuck body 1 has three inclined bores 4 offset from one another by 120, the axes of which lie on an ideal conical surface. In each of the bores 4, a clamping jaw 5 with the cylindrical, ground shaft 6 and the clamping edge 7 is arranged so as to be axially displaceable. Each of the jaws 5 has a swallow tail 8 at its inner end which engages in a corresponding groove 9 of an adjusting ring 10.
The parts 8 and 9 form a coupling through which the jaws 5 are axially displaced in their bores 4 in one sense or the other when the ring 10 is axially adjusted.
The dovetails 8 of the jaws 5 can move ben in the axial adjustment of the driver ring 10 along the grooves 9, ie transversely to the longitudinal axis of the drill chuck. The end face 11 of the swallows tails 8 and when tightening the drill chuck with these cooperating surfaces 12 of the ring 10 are, as Fig..l shows, from the inside up to the outside down, ie against the outer end 13 of the chuck ge tends. This has the consequence that during the downward movement (FIG. 1) of the ring 10, the surfaces supported on the surfaces 11. 12 press the upper end of the jaws 5 against the longitudinal axis of the drill chuck so that the jaws sit well on the guide surfaces.
14, 15 of the chuck body 1 rest, so a wall are guided, the along the surface 16 of the body 1 displaceable driver ring 10 has an outer, on a cylinder surface lying semi-trapezoidal thread 17, which is inside with a corresponding, also lying on a cylinder surface Buttress or semi-trapezoidal thread 18 of the rotating sleeve 19 designed as adjusting member in a handle is.
The threads 17 and 18 have, as Fig. 1 illustrates, a cross section, the sen the tightening force from the sleeve 19 to the driver ring transmitting flank 17a or 18u is perpendicular to the longitudinal axis A-A of the chuck. The tightening force parallel to the longitudinal axis AA does not result in a component that is not parallel to this axis, so that the thread 17 is prevented from sliding off the thread 18 and thus tilting the ring 10 from the plane perpendicular to the axis AA is therefore exactly the same.
The axially non-displaceable adjusting sleeve 19 sits rotatably by means of its end disk 20 on the shoulder 21 of the body 1 and is also supported against the latter by balls 22 from. The balls 22 could be omitted.
If the sleeve 19 is rotated so that the driver ring 10 moves downwards in FIG. 1, the latter pushes the jaws 5 in front of it until they clamp the inserted, not illustrated drill bit. During this downward movement, the swallow tails 8 move inwardly in the grooves 9. The dovetail shape of the guides 8 and 9 has proven to be particularly advantageous for more precise work of the chuck. If the sleeve 19 is rotated in the opposite direction, the ring 10 pulls the jaws 5 upwards in FIG. 1, so that the drill is released. When the ring 10 moves upwards, the dovetails 8 move outwards in the grooves 9.
Threads 17 and 18 can be made very precisely and also ground ge.
The example of FIGS. 4 and 5 differs from the embodiment of FIGS. 7 to 3 only in that instead of the swallow tails 8 cylindrical sliders 23 of the jaws 5 occur, which are in correspondingly shaped grooves 24 of the ring 10 , in which they are just as displaceable as the parts 8 in the grooves 9. Here, too, similarly inclined surfaces as the surfaces 11 and 1 \ ä of FIG. 1 and for the same purpose as there can be provided. All other parts are the same as in FIGS. 1 and 2.
The example of FIGS. 6 and 7 differs from the two preceding ones in that the jaws 5 have T-shaped sliding pieces 25: which can be displaced in T-shaped grooves 26 of the ring 10 transversely to the longitudinal axis of the drill chuck are. Here, too, inclined surfaces such as surfaces 11 and 12 in FIG. 1 can be provided for bleaching purposes.
6 and 7 are shown in FIGS. 6 and 7 so that when the adjusting element 19 is rotated, the ring 10 cannot be twisted a little by the friction between the threads 17 and 18, whereby the axes of the jaws 5 would be pivoted out of a surface line of the ideal cone the surface 16 planar portions 27 are provided on which corresponding planar portions of the inner wall of the ring 10 are located, whereby any rotation of the ring 10 is prevented. A single flat part 27 could also suffice. Instead of the Par tien 27 sliding wedges or other rotation of the ring 10 could prevent means.