CH628265A5 - Spannfutter. - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Spannfutter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Es ist schon ein Spannfutter bekannt (DE-OS 1957 289), das bei der Verwendung mit Bohrhämmern unter den dort auftretenden schlagenden und schwingenden Beanspruchungen ein eingespanntes Werkzeug sicher festhält, und sich auch ohne zu grossen Kraftaufwand lösen lässt. Insbesondere die Ausführung nach Fig. 2 hat sich in dieser Hinsicht bewährt.

Ebenso ist das hieraus weiterentwickelte Spannfutter nach der DE-OS 23 47 364 im Schlagbohr- und Bohrhammerbetrieb erfolgreich. Jedoch ist es unter Umständen erwünscht, den elastischen Bauteil, der bei den bekannten Spannfuttern unmittelbar oder nur über eine Scheibe auf die Spannbacken wirkend angeordnet und dadurch der Einwirkung der die Spannbacken treffenden Schläge unmittelbar ausgesetzt ist, aus der Nähe der Spannbacken entfernt zu wissen.

Das erfindungsgemässe Spannfuter mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 lässt den elastischen Bauteil über die Hülse auf die Spannbacken wirken und entzieht ihn dadurch der unmittelbaren Einwirkung der Bohrschläge. Ein besonderer Vorteil wird in der Kombination der dadurch erzielten schützenden Anordnung und Entlastung des elastischen Bauteils mit einer Anordnung der Spannbacken gesehen, die bei werkstückseitiger Verschiebung der Spannbacken das Spannfutter schliesst, was insbe2

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sondere beim Arbeiten mit Bohrern kleineren Durchmessers die Benützung des Spannfutters wesentlich erleichtert. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Massnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des im Hauptanspruch angegebenen Spannfutters möglich. Dabei ist nach den Ansprüchen 6 bis 13 die Möglichkeit gegeben, mit dem bekannten Bohrfutterschlüssel, der sonst zum Betätigen der nicht schlagbohrfesten handelsüblichen Spannfutter dient, auch das schlagbohrfeste Spannfutter nach der Erfindung zu spannen und zu lösen.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführung des Spannfutters nach der Erfindung im Längsschnitt,

Fig. 2 in der gleichen Darstellung eine zweite Ausführung,

Fig. 3 und 4 Spannfutter ähnlich der zweiten Ausführung mit kleinen Abwandlungen,

Fig. 5 und 6 eine vierte Ausführung des Erfindungsgegenstandes.

Im folgenden ist unter «antriebseitig» die Richtung zu der antreibenden Maschine hin, unter «werkstückseitig» die Richtung zu dem zu beabeitenden Werkstück hin zu verstehen.

Das in Fig. 1 als erstes Ausführungsbeispiel dargestellte Spannfutter hat einen Grundkörper 1, der im wesentlichen zylindrisch geformt ist und antriebseitig eine mittige, achsgleiche Sackbohrung 2 mit Innengewinde 3 hat. Mit der Gewindebohrung 2/3 kann der Grundkörper 1 auf die Antriebsspindel einer nicht dargestellten Antriebsmaschine, zum Beispiel einer elektrischen Handbohrmaschine, geschraubt werden. An seinem werkstückseitigen Ende hat der Grundkörper 1 einen schmalen zylindrischen Flansch 4. Auf dem Grundkörper 1 ist, ihn umgebend, ein zylindrischer Spannring 5 drehbar und längsverschiebbar geführt. Zwischen der werkstückseitigen Stirnfläche 6 des Spannringes 5 und der antriebseitigen Stirnfläche 7 des Flansches 4 ist eine Druckfeder in Gestalt einer doppelten Tellerfeder 8 angeordnet. Im Bereich seines werkstückseitigen Endes hat der Spannring 5 ein Aussengewinde 9, mit dem er in ein Innengewinde 10 einer im wesentlichen zylindrischen Hülse 11 geschraubt ist, die sich über das werkstückseitige Ende des Grundkörpers 1 hinaus erstreckt. Während der antriebseitige Teil der Hülse 11 als Hohlzylinder ausgebildet ist, der das Innengewinde 10 aufweist, ist der werkstückseitige Teil der Hülse 11 innen als Hohlkegel 12 ausgebildet. Zwischen dem Hohlkegel 12 und der werkstückseitigen Stirnfläche 13 des Grundkörpers 1 sind 3 Spannbacken 14 angeordnet, die durch 3 als Druckfedern ausgebildete Schraubenfedern 15 auseinandergedrückt werden, so dass sie an der Stirnfläche 13 und an dem Innenkegel 12 anliegen. In dem Spannring 5 und in der Hülse 11 sind je mindestens eine radiale Bohrung 16 angeordnet, die zum Einführen eines Verstellstiftes dienen. Im Bereich seines antriebseitigen Endes ist in den Grundkörper 1 eine Rille 17 eingeformt, in die ein Sprengring 18 federnd eingesetzt ist, der verhindert, dass der Spannring 5 bei auseinandergeschraubten Gewinden 9/10 vom Grundkörper gleitet und verlorengeht.

Zum Benützen wird das Spannfutter der Fig. 1 mit der Gewindebohrung 2/3 auf die Arbeitsspindel einer Antriebsmaschine, zum Beispiel einer elektrischen Handbohrmaschine, geschraubt. Der Benützende hält den Spannring 5 fest und dreht die Hülse 11 gegen den Uhrzeiger, wodurch sie sich werkstückseitig verschiebt. Die Druckfedern 15 verschieben die Spannbacken 14 nach aussen, das Spannfutter öffnet sich. Nach Einführen eines Werkzeugs, zum Beispiel eines Wen628265

delbohrers, zwischen die Spannbacken 14 bis zur Anlage an der Stirnfläche 13 wird die Hülse 11 wieder auf den Spannring 5 geschraubt. Sobald sich die Spannbacken 14 gegen das Werkzeug gelegt haben, wird durch kräftiges Verdrehen der Hülse 11 gegenüber dem Spannring 5 mittels zweier in die Radialbohrungen 16 gesteckter Verstellstife die doppelte Tellerfeder 8 gespannt.

Damit ist das Werkzeug, zum Beispiel der Bohrer, festgespannt. Auch bei schlagender Beanspruchung in einer Schlagbohrmaschine oder in einem Bohrhammer können sich die Spannbacken nicht lösen, da sich bei den mit den Erschütterungen verbundenen kleinsten Verschiebungen der Futterteile gegeneinander die Spannkraft infolge der Wirkung der Tellerfedern nicht merkbar ändert.

Das in Fig. 2 als zweites Ausführungsbeispiel dargestellte Spannfutter hat einen Grundkörper 101, der im wesentlichen zylindrisch geformt ist und antriebseitig eine mittige, achsgleiche Sackbohrung 102 mit Innengewinde 103 hat. Mit der Gewindebohrung 102/103 kann der Grundkörper 101 auf die Antriebspindel einer nicht dargestellten Antriebsmaschine, zum Beispiel einer elektrischen Handbohrmaschine, geschraubt werden. An seinem werkstückseitigen Ende hat der Grundkörper 101 einen schmalen zylindrischen Flansch 104. Auf dem Grundkörper 101 ist, ihn umgebend, ein zylindrischer Spannring 105 drehbar und längsverschiebbar geführt. Zwischen der werkstückseitigen Stirnfläche 106 des Spannrings 105 und der antriebseitigen Stirnfläche 107 des Flansches 104 ist eine Druckfeder in Gestalt einer doppelten Tellerfeder 108 angeordnet. Im Bereich seines werkstückseitigen Endes hat der Spannring 105 ein Aussengewinde 109, mit dem er in ein Innengewinde 110 einer im wesentlichen zylindrischen Hülse 111 geschraubt ist, die sich über das werkstückseitige Ende des Grundkörpers 101 hinaus erstreckt.

Der werkstückseitige Teil der Hülse, die Spannbacken und die diese auseinanderdrückenden Federn sind wie bei dem Beispiel nach Fig. 1 ausgebildet mit dem Unterschied, dass keine für das Einstecken von Verstellstiften bestimmte Radialbohrungen vorhanden sind.

In die aussenzylindrische Oberfläche des Grundkörpers 101 ist eine breite Rille 117 und in die innenzylindrische Oberfläche des Spannrings 105 ist eine schmale Rille 105' eingeformt. Ein nach aussen federnder Sprengring 118 ist in die passende schmale Rille 105' eingesetzt und beschränkt die Verschiebemöglichkeit des Spannrings gegenüber dem Grundkörper auf die Breite der Rille 117 abzüglich der Breite des Sprengrings 118. Der Spannring muss auf dem Grundkörper verschiebbar sein, um beim Anziehen des Spannfutters die Tellerfeder 108 spannen zu können.

In das Innengewinde 110 der Hülse 111 ist eine achsparallele Längsnut 111' eingeformt, in die eine mit dem Flansch 104 einstückig ausgebildete Führungsnase 104' eingreift. Dadurch ist die Hülse 111 mit dem Grundkörper 101 drehfest verbunden. Im Bereich seines antriebseitigen Endes weist der Spannring 105 eine kegelförmige Verzahnung 120 auf; der Verzahnung 120 benachbart sind in den Grundkörper 101 mindestens eine Radialbohrung 121 eingeformt, die zum Einstecken des Zapfens eines nicht dargestellten Spannfutterschlüssels dient. Dieser Spannfutterschlüssel greift mit einer Kegelradverzahnung in die Kegelverzahnung 120 des Spannringes. Durch Einstecken des Schlüssels in die Bohrung 121 und Drehen des Schlüssels gegenüber dem Grundkörper wird auch der Spannring 105 gegenüber dem Grundkörper 101 und damit gegenüber der Hülse 111 gedreht - der Abstand zwischen dem Innenkegel 112 der Hülse und der werkstückseitigen Stirnfläche 113 des Grundkörpers verändert sich, und das Futter wird geöffnet oder geschlossen.

In Fig. 3 ist eine dritte als Ausführungsbeispiel der Erfin3

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dung gedachte Form eines Spannfutters dargestellt. Dieses Futter unterscheidet sich von dem nach Fig. 2 nur dadurch, dass die Verdrehsicherung zwischen dem Grundkörper 201 und der Hülse 211 durch einen in den Flansch 204 des Grundkörpers eingesetzten, in die innere Längsnut 211' der Hülse 211 greifenden Stift 222 erreicht ist.

Die in Fig. 4 beispielsweise gezeigte vierte Ausführungsform eines Spannfutters nach der Erfindung unterscheidet sich von den Spannfuttern nach den Fig. 2 und 3 nur dadurch, dass die Drehfestigkeit der Hülse gegenüber dem Grundkörper durch eine Führungsscheibe 323 herbeigeführt ist, die lose zwischen der werkstückseitigen Stirnfläche 306 des Spannrings 305 und der Tellerfeder 308 angeordnet ist und mit einem von der Achse weggerichteten radialen Zacken 323 ' in die achsparallele Innennut 311' der Hülse 311, mit einem zur Achse hin gerichteten radialen Zacken 323 " in eine achsparallele Aussennut 301 ' des Grundkörpers 301 greift.

In Fig. 5 ist beispielsweise eine fünfte Ausführungsform eines Spannfutters nach der Erfindung dargestellt. Auch dieses Spannfutter besitzt einen Grundkörper 401, eine Hülse 411, Spannbacken 414, einen Spannring 405 und Tellerfedern 408, dazu aber noch eine Spannhülse 424. Die Teile sind folgendermassen einander zugeordnet:

Der Grundkörper 401 ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet. An seinem Aussenumfang weist er eine Anzahl achsparalleler Längsnuten 401 ' auf. Der antriebseitige Teil 425 und der werkstückseitige Teil 426 haben etwas kleineren Durchmesser als der mittlere Teil 427 des Grundkörpers; daraus ergibt sich antriebseitig eine erste Schulter 428, werkstückseitig eine zweite Schulter 429. Auf den antriebseitigen Teil 425 ist der Spannring 405 geschoben, der sich über die Tellerfeder 408 an der Stufe 428 abstützt. Der Spannring greift mit nicht dargestellten Fortsätzen in die Längsnut 401 ' und ist dadurch drehfest mit dem Grundkörper 401 verbunden. Ein in eine Aussenrille417 des Grundkörprs 401 eingelegter, nach innen federnder Sprengring 418 begrenzt den Verschiebeweg des Spannrings 405 antriebseitig. Die Hülse 411 ist auf den werkstückseitigen Teil 426 des Grundkörpers 401 geschoben und durch in die Längsnut 401 ' greifende, nicht dargestellte Fortsätze drehfest mit dem Grundkörper verbunden. Mit ihrer antriebseitigen Stirnfläche 430 stützt sie sich gegen die Schulter 429, die den mittleren Teil 427 des Grundkörpers gegen den werkstückseitigen Teil 426 abgrenzt. An ihrer aussenzylindrisch ausgebildeten Oberfläche weist die Hülse 411 eine werkstückseitig gerichtete Stufe 431 auf. Die Spannhülse 424 ist als Hohlzylinder ausgebildet und weist an ihrem werkstückseitigen Ende einen zur Drehachse gerichteten Flansch 432 auf, der innen eine antriebseitig gerichtete Stirnfläche 433 hat. Mit dieser Stirnfläche 433 stützt sich die Spannhülse 424 antriebseitig gegen die Stufe 431 der Hülse. Werkstückseitig ist der Flansch 432 als Schräg Verzahnung 434 ausgebildet. Dieser Schrägverzahnung benachbart sind in die zylindrische Aussenfläche der Hülse 411 einige radial angeordnete zylindrische Löcher 421 eingeformt, die zur Aufnahme des Zapfens eines nicht dargestellten Spannfutterschlüssels bestimmt sind. Der Spann-futterschlüssel greift mit einer Kegelradverzahnung in die Kegelverzahnung 434 der Spannhülse und verdreht diese gegenüber der Hülse.

An ihrer inneren Oberfläche ist in die Spannhülse 424 ein Innengewinde 435 geschnitten, mit dem die Spannhülse in ein entsprechendes Aussengewinde 436 des Spannringes 405 greift. Wird mittels des Spannfutterschlüssels die Spannhülse gegenüber der Hülse verdreht, so verschiebt sich durch den Gewindeeingriff 435/436 und wegen der drehfesten Verbindung zwischen der Hülse, dem Grundkörper und dem Spannring die Hülse gegenüber dem Grundkörper vor oder zurück, wodurch sich die Spannbacken 414 voneinander entfernen oder einander nähern. Ein in eine Innennut 437 der Spannhülse eingesetzter, nach aussen federnder Sprengring 438 begrenzt den Verschiebeweg der Spannhülse gegenüber dem Spannring in werkstückseitiger Richtung und verhindert dadurch das völlige Auseinanderschrauben dieser beiden Teile. Der beim Spannen der Spannbacken wirksam werdende Federweg der Tellerfedern 408 wirkt sich lediglich in einer kleinen Verschiebung zwischen dem Spannring und dem Grundkörper, nicht aber auf die Eingriffsverhältnisse des Spannfutterschlüssels aus.

Die in Fig. 6 beispielsweise dargestellte sechste Ausführungsform eines Spannfutters nach der Erfindung stellt gegenüber dem Beispiel nach Fig. 5 lediglich eine kinematische Umkehrung hinsichtlich der. Spannhülse dar. Die Spannhülse 524 ist mit dem Spannring 505 durch einen Anschlag 533 (statt einer Gewindeverbindung) und mit der Hülse 511 statt durch einen Anschlag durch ihr Innengewinde 535 verbunden, das in ein Aussengewinde 541 der Hülse greift. Da die in diesem Falle zwischen Hülse und Spannhülse werkstückseitig angeordnete Gewindeverbindung 535, 541 staubempfindlich ist, ist in die Hülse 511 im Bereich des werkstückseitigen Endes des zylindrischen Hülsenteils eine Ringrille 539 eingeformt, in der ein zur Abdichtung dienender gummielastischer Rundschnurring, ein sogenannter O-Ring 540 liegt. Dieser dichtet nach aussen gegen eine an das Innengewinde 535 der Spannhülse werkstückseitig anschliessende glatte innenzylindrische Fläche 542 der Spannhülse. Zur Betätigung mit einem Spannfutterschlüssel weist die Spannhülse an ihrem antriebseitigen Ende eine Kegelverzahnung 534 auf, während in dem Spannring einige radiale Bohrungen 521 der Kegelverzahnung 534 benachbart angeordnet sind; in die Radialbohrungen ist der Zapfen eines nicht dargestellten Spannfutterschlüssels einsteckbar, der mit einer Kegelverzahnung in die Kegel Verzahnung 534 der Spannhülse greift und diese gegenüber dem Spannring und damit gegenüber der Hülse verdreht.

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628265 PATENTANSPRÜCHE

1. Spannfutter mit mindestens zwei Spannbacken, insbesondere für Kraftwerkzeuge, die das Spannfutter durch Stösse oder Schläge zusätzlich belasten, wobei in die aus dem eingespannten Werkzeug und aus den Teilen des Spannfutters gebildete Verspannungskette ein elastischer Bauteil eingefügt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Grundkörper (1,101,201,301,401,501) und einer als antriebseitig den grösseren Durchmesser aufweisender Hohlkegelstumpf ausgebildeten Hülse (11,111,211,311,411,511) einerseits der elastische Bauteil (8,108,208,308,408,508), andererseits die Spannbacken (14,114,214,314,414,514) eingespannt sind.

2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Bauteil (8,108,208,308,408,508) als mindestens eine Tellerfeder ausgebildet ist.

3. Spannfutter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Grundkörper (1,101,201,301) ihn umgebend, drehbar und längsverschiebbar, ein Spannring (5,105,205, 305) geführt ist, der eine werkzeugseitige Stirnfläche (6,106, 206,306) hat, dass der elastische Bauteil (8,108,208,308) zwischen der werkzeugseitigen Stirnfläche (6,106,206,306) des Spannrings (5, 105,205,305) und einer antriebseitigen Stirnfläche (7,107,207,307) des Grundkörpers eingespannt ist, und dass der Spannring (5, 105,205,305) ein Gewinde (9, 109,209,309) aufweist, das mit einem entsprechenden Gewinde ( 10,110,210,310) der Hülse ( 11,111,211,311) verstellbar verschraubt ist.

4. Spannfutter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Spannring (5) und an der Hülse (11) Einrichtungen (16) zum Aufbringen eines Drehmoments vorgesehen sind.

5. Spannfutter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen als radial angeordnete Stiftlöcher (16) ausgebildet sind.

6. Spannfutter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Grundkörper (101,102,103) und der Hülse (111,211,311) eine Verdrehsicherung (104', 111'. 222, 211'.323;323',311';323",301') angeordnet ist, dass der Spannring (105,205,305) an seinem antriebseitigen Ende eine kegelige Verzahnung (120,220,320) und dass der Grundkörper (101,201,301) im Bereich des antriebseitigen Endes des Spannrings mindestens eine radiale zylindrische Öffnung (121,221,321) aufweist, in die ein in Verzahnung des Spannringes eingreifender Spannfutterschlüssel einsteckbar ist.

7. Spannfutter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherung als mindestens eine in die innere Oberfläche der Hülse (111,211,311) eingeformte achsparallele Nut (111 ', 211 ', 311 ') ausgebildet ist, in die je ein mit dem Grundkörper (101,201,301) verbundener Fortsatz (104', 222,323') verschiebbar greift.

8. Spannfutter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Flansch (104) des Grundkörpers (101) mindestens eine angeformte radial vorspringende Führungsnase (104') aufweist, die in die entsprechende innere Nut (111') der Hülse (111) eingreift.

9. Spannfutter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in ein Flansch (204) des Grundkörpers (201) mindestens ein radialer Stift (222) eingesetzt ist, der in die entsprechende Innennut (211') der Hülse (211) eingreift.

10. Spannfutter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in den Aussenumfang des Grundkörpers (301) mindestens eine achsparallele Nut (301 ') eingeformt ist und zur Verdrehsicherung zwischen die arbeitseitige Stirnfläche (306) des Spannrings (305), den elastischen Bauteil (308) und die antriebseitige Stirnfläche (307) des Grundkörpers (301) eine Ringscheibe (323) eingespannt ist, die mit Fortsätzen

(323", 323') in die Aussennuten (301 ') des Grundkörpers (301) und in die Innennuten (311') der Hülse (311) eingreift.

11. Spannfutter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, das ein Spannring (405, 505) und die Hülse (411,

511) auf dem Grundkörper (401,501) drehfest und längsverschiebbar geführt sind, und dass eine Spannhülse (424,524) vorgesehen ist, die den Spannring und die Hülse umgebend beide durch ein Innengewinde (435,535) und eine achssenkrechte Fläche (433,533) verstellbar verbindet.

12. Spannfutter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Innengewinde (435) der Spannhülse (424) in ein Aussengewinde (436) des Spannringes (405) greift, dass die achssenkrechte Fläche (433) der Spannhülse (424) an deren werkstückseitigem Ende und antriebseitig gerichtet angeordnet ist, dass sich die achssenkrechte Fläche der Spannhülse gegen eine werkstückseitig gerichtete achssenkrechte Fläche (431) der Hülse (411) abstützt, dass am werk-stückseitigen Ende der Spannhülse eine kegelige Verzahnung (434) angeordnet ist, und dass im Bereich des werkstücksei-tigen Endes der Spannhülse in der Hülse mindestens eine radiale zylindrische Bohrung (421) angeordnet ist, in die der Zapfen eines in die Verzahnung der Spannhülse greifenden Spannfutterschlüssels einsteckbar ist.

13. Spannfutter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Innengewinde (535) der Spannhülse (524) in ein Aussengewinde (541) der Hülse (511) greift, dass die achssenkrechte Fläche (533) der Spannhülse (524) an deren antriebseitigem Ende und werkstückseitig gerichtet angeordnet ist, dass sich die achssenkrechte Fläche der Spannhülse gegen eine antriebseitig gerichtete achssenkrechte Fläche (505') des Spannrings (505) abstützt, das am antriebseitigen Ende der Spannhülse eine kegelige Verzahnung (534) angeordnet ist, dass die Hülse (511) ein Aussengewinde (541) hat, das in das Innengewinde (535) der Spannhülse (524) greift, und dass im Bereich des antriebseitigen Endes der Spannhülse (524) im Spannring mindestens eine radiale zylindrische Bohrung (521) angeordnet ist, in die der Zapfen eines in die Verzahnung der Spannhülse greifenden Spannfutterschlüssels einsteckbar ist.