CH639578A5 - Futter fuer handwerkzeugmaschinen, insbesondere bohr- und/oder schlaghaemmer. - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Futter für Handwerkzeugmaschinen, insbesondere für Bohr- und/oder Schlaghämmer, nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs. Es sind Bohrmaschinenfutter bekannt, die sich nur zum Spannen zylindrischer Werkzeugschäfte eignen und fester Bestandteil der Maschine sind. Anderseits sind maschinenseiti-ge Werkzeughalter besonderer Art, vor allem für Bohr- und Schlaghämmer, bekannt, die zur Übertragung des Drehmomentes z. B. zwei in Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen voneinander angeordnete, innere Zähne im Werkzeughalter aufweisen. Jeder Zahn greift in eine zuge639 578

ordnete, zum Ende des Werkzeugschaftes hin offene Längsrinne etwa gleicher Form ein, die im Werkzeugschaft eingearbeitet ist. Zur axialen Verschiebbarkeit des Werkzeuges mit gleichzeitiger axialer Verriegelung sind im Werkzeughalter z. B zwei in Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen voneinander angeordnete, in Radialbohrungen geführte und radial beweglich gehaltene Kugeln vorgesehen, die in zugeordnete Längsnuten des Werkzeugschaftes eingreifen. Letztere besitzen an beiden axialen Enden kugelig ausgebildete Anschlagflächen. Je nach Länge dieser Längsnuten und Lage der darin eingreifenden Kugeln kann das Werkzeug einen axialen Verschiebeweg, z. B. zwischen etwa 2-6 mm,

nach vorn hin durchfahren. Der Werkzeugschaft ist somit genau auf die Gestaltung des maschinenseitigen Werkzeughalters abgestimmt. In letzterem sind daher ausnahmslos dazu passende Werkzeuge aufnehmbar, also z.B. keine Werkzeuge mit durchgehend glattem Zylinderschaft. Dies ist von beträchtlichem Nachteil; denn wenn der Benutzer der Maschine eine Maschine bestimmten Fabrikats und Typs zur Verfügung hat, z. B. mit zuvor erläutertem Werkzeughalter, so besteht für den Benutzer ein erhebliches Bedürfnis, nicht nur die speziell daran angepassten Werkzeuge, sondern auch anders gestaltete Werkzeuge zusammen mit dieser Maschine zu benutzen.

Das erfindungsgemässe Futter mit den kennzeichnenden Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber folgende Vorteile. Es ermöglicht einerseits die Aufnahme von Werkzeugen mit vertieften Längsnuten, die speziell an den maschinenseitigen Werkzeughalter angepasst sind. Dazu greifen die Längsnocken der Spannbacken in jeweils eine zugeordnete Längsnut ein, wobei z. B. bei vier werkzeugseitigen Längsnuten vier Spannbacken und somit vier Längsnocken vorgesehen sind, von denen zwei Längsnocken zur Drehmomentübertragung in die dafür vorgesehenen Längsnuten des Werkzeugschaftes eingreifen, während die beiden anderen Längsnocken in diejenigen Längsnuten des Werkzeugschaftes eingreifen, die zur axialen Verschiebbarkeit mit gleichzeitiger axialer Verriegelung des Werkzeuges gegen Herausfallen dienen. Letzteres sind also diejenigen Längsnuten, die bei unmittelbarem Einstecken in den maschinenseitigen Werkzeughalter dort mit den eingangs beschriebenen Kugeln zusammenwirken. Das in dieser Weise im Futter in Form der Vorsatzeinheit aufgenommene Werkzeug bleibt dabei in Axialrichtung beweglich. Maschinenseitig erzeugte Axialschläge können unmittelbar vom Aufnahmeschaft des Futters auf den Werkzeugschaft einwirken, wobei sich der Futterkörper und die übrigen Teile des Futters in Axialrichtung nicht mitbewegen müssen. Es erfolgt somit eine direkte Übertragung der Schlagenergie ohne merkliche Verluste. Das Drehmoment wird vom rotatorisch angetriebenen Aufnahmeschaft über den Futterkörper und dessen Spannbak-ken mit Längsnocken auf den Werkzeugschaft übertragen. Statt beschriebener Werkzeuge mit Längsnuten im Schaft können auch solche anderer Schaftgestaltung im Futter aufgenommen und gespannt werden, insbesondere Werkzeuge mit glattem Zylinderschaft, die dann im Futter kraftschlüssig festgespannt werden. Hierzu greifen die radial zur Aufnahmebohrung hinweisenden Nockenflächen aller Längsnocken der Spannbacken wie herkömmliche Spannbacken radial auf dem Zylinderschaft an und spannen diesen in Axial- und Umfangsrichtung kraftschlüssig fest.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen 2-20 aufgeführten Massnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Futters möglich. Der vollständige Wortlaut dieser Ansprüche ist vorstehend allein zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern statt dessen lediglich durch Nennung der Anspruchsnummer darauf Bezug

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genommen, wodurch jedoch alle diese Anspruchsmerkmale als an dieser Stelle ausdrücklich und erfmdungswesentlich offenbart zu gelten haben.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispieles eines Futters für Handwerkzeugmaschinen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt des Futters, zumindest teilweise entlang der Linie I-I in Fig. 2a,

Fig. 2a einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 2b einen vielfach vergrösserten Ausschnitt des Schnittes gemäss Fig. 2a,

Fig. 3 und 4 jeweils einen Schnitt entlang der Linie III-III bzw. IV-IV in Fig. 1.

Das gezeigte Futter 10 ist insbesondere für Bohr- und/ oder Schlaghämmer bestimmt, und zwar zur drehmomentübertragenden Aufnahme eines darin einzusteckenden Werkzeuges in Gestalt des angedeuteten Bohrers 11 oder aber des lediglich in Fig. 2b strichpunktiert angedeuteten, andersartigen Bohrers 12.

Bohr- und/oder Schlaghämmer sind in vielfältiger Art bekannt und je nach Fabrikat mit besonders gestaltetem Werkzeughalter ausgerüstet, der zur Aufnahme der Werkzeuge eine speziell zugeordnete Gestaltung des Werkzeugschaftes bedingt. Der maschinenseitige Werkzeughalter eines Typs der Anmelderin weist Mittel sowohl zur Drehmitnahme als auch zur axialen Verschiebbarkeit mit gleichzeitiger axialer Verriegelung des Bohrers 11 auf. Die Mittel zur Drehmitnahme bestehen dabei aus z.B. zwei in Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen voneinander angeordneten, inneren Längszähnen des Werkzeughalters, die jeweils in zugeordnete Längsnuten 13 und 14 im Schaft 15 des Bohrers 11 zur Drehmitnahme eingreifen. Diese Längsnuten 13 und 14 sind im Querschnitt etwa trapezförmig und zum in Fig. 1 rechten Ende des Schaftes 15 hin offen.

Die nicht gezeigten Mittel zur axialen Verschiebbarkeit mit gleichzeitiger axialer Verriegelung des Bohrers 11 bestehen aus z.B. zwei in Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen voneinander in Radialbohrungen des Werkzeughalters radial beweglich gehaltenen Kugeln, die die Aufgabe von Verriegelungskörpern haben. Diese Kugeln greifen in zugeordnete Längsnuten 16 und 17 ein, die ebenfalls im Schaft 15 des Bohrers 11 eingearbeitet sind. Die Längsnuten 16 und 17 sind im Querschnitt kreisbogenabschnittförmig und besitzen an beiden axialen Enden radiale Anschlagflächen. Dadurch ist erreicht, dass der Bohrer 11 je nach Länge dieser Längsnuten 16 und 17 und Lage der maschinenseitigen, darin eingreifenden Kugeln einen vorgegebenen, axialen Verschiebeweg durchfahren kann, der beim Schlagbohren für die axiale Schlagbeaufschlagung des Bohrers 11 mit überlagertem Drehantrieb notwendig ist.

Der gezeigte Bohrer 11 mit Schaft 15 und Längsnuten 13, 14 sowie 16 und 17 darin ist also herkömmlich gestaltet. Er ist an die erläuterte Ausbildung des Werkzeughalters in der bekannten Maschine der Anmelderin angepasst, so dass er darin aufgenommen werden kann.

Aufgrund dieser besonderen Anpassung des Bohrers 11 an den maschinenseitigen Werkzeughalter lassen sich Bohrer anderer Gestaltung, z.B. der Bohrer 12 (Fig. 2b) mit durchgehendem, ungenutetem Zylinderschaft 2, nicht im Werkzeughalter aufnehmen. Dies gilt auch für anders gestaltete Bohrer, z. B. von Fremdfirmen. Beim bestimmungsgemässen Gebrauch von Bohr- und/oder Schlaghämmern besteht für den Benutzer aber ein zwingendes Bedürfnis, in der Maschine eines Typs und Fabrikates Werkzeuge mit verschiedenartigen Schäften aufnehmen zu können, also hinsichtlich der Benutzung der Werkzeuge nicht an besondere Typen des Maschinenherstellers gebunden zu sein.

Zu diesem Zweck ist das Futter 10 als Vorsatzeinheit ge4

staltet, die mittels eines Aufnahmeschaftes 18, der im Werkzeughalter aufnehmbar ist, drehmomentübertragend und unter gleichzeitiger Übertragung der axialen Schlagenergie mit dem maschinenseitigen Werkzeughalter verbindbar ist. s Das Futter 10 weist einen Futterkörper 19 mit zentraler Aufnahmebohrung 20 für den Schaft 15 des Werkzeuges 11 und gleichermassen auch für den Schaft 2 des anderen Werkzeuges 12 (Fig. 2b) auf. Die Aufnahmeschaft 18 greift drehfest, jedoch mit relativer Axialverschiebbarkeit, am Futter-io körper 19 an. Dazu weist der Futterkörper 19 eine zur Aufnahmebohrung 20 koaxiale Steckaufnahme 21 mit inneren, drehmomentübertragenden Elementen in Form von Zähnen 22 auf. Der Aufnahmeschaft 18 trägt auf seinem in die Steckaufnahme 21 eingreifenden Abschnitt zugeordnete 15 Übertragungselemente ebenfalls in Form von Zähnen 23. Die Zähne 22 und 23 greifen somit nach Art einer Vielkeil-wellenverbindung ineinander, wodurch einerseits die Drehmitnahme und anderseits die relative Verschiebbarkeit zwischen dem Futterkörper 19 und dem Aufnahmeschaft 18 si-20 chergestellt ist. Zwischen beiden ist eine Axialverriegelung wirksam, die den Relativverschiebeweg in Fig. 1 nach links und rechts hin begrenzt und später noch erläutert ist.

Der Futterkörper 19 weist vier in Umfangsrichtung in etwa gleichen Winkelabständen von jeweils 90° voneinander 25 angeordnete, zur Aufnahmebohrung 20 im wesentlichen keilförmig verlaufende Führungen 24-27 auf. In jeder Führung 24-27 ist ein zugeordneter Spannbacken 28-31 verschiebbar gehalten und abgestützt. Jeder Spannbacken 28-31 taucht dabei mit seinem zur Aufnahmebohrung 20 ra-30 dial hinweisenden Teil in die Aufnahmebohrung 20 ein. Auf ihrer Aussenfläche sind die Spannbacken 28-31 in üblicher Weise mit Gewinde versehen, wie dies mit 32 beim Spannbacken 28 in Fig. 1 zu sehen ist. Aussen sind alle vier Spannbacken 28-31 von einem Ring, der z.B. aus zwei halbkreis-35 förmigen Ringsegmenten 33 und 34 aus Fertigungsgründen besteht und zusammengesetzt ist, umgriffen. Die Ringsegmente 33,34 tragen ein mit dem Gewinde 32 des Spannbak-kens 28 und dem Gewinde aller übrigen Spannbacken 29-31 in Eingriff stehendes Konusgewinde 35, so dass eine Dre-40 hung der Ringsegmente 33, 34 als Ringeinheit ohne axiale Verschiebung zum Ein- oder Ausschrauben der vier Spannbacken 28-31 führt.

Die Ringsegmente 33, 34 sind fest mit einem sie um-schliessenden Spannring 36 verbunden. Die Verbindung ge-45 schieht z. B. durch Presspassung. Der Spannring 36 ist drehbar, durch die feste Verbindung mit den ihrerseits drehbaren Ringsegmenten 33, 34jedoch axial unverschiebbar, auf der äusseren Umfangsfläche 37 des Futterkörpers 19 gehalten. Auf der in Fig. 1 linken Stirnfläche ist der Spannring 36 in 50 üblicher Weise mit einer Kegelverzahnung 38 versehen. In axialem Abstand davon enthält der Futterkörper 19 eine radiale Führungsbohrung 39. Zum Drehen des Spannringes 36 wird in üblicher Weise ein Bohrfutterschlüssel mit seinem Zentrier- und Führungsabsatz in die Führungsbohrung 39 55 eingesteckt, wobei dann der entsprechende Verzahnungsabschnitt des Bohrfutterschlüssels mit seinen Zähnen in diejenigen der Kegelverzahnung 38 eingreift und durch Drehung des Schlüssels der Spannring 38 gedreht werden kann.

Jeder Spannbacken 28-31 trägt ausgeprägte, radial zur 60 Aufnahmebohrung 20 hin überstehende und sich dazu im wesentlichen parallel erstreckende Längsnocken 40-43. Letztere bilden mit ihrer jeweiligen achsparallelen, inneren Nokkenfläche 44-47 (Fig. 2b) jeweils eine Spannfläche zum kraftschlüssigen Festspannen eines eingesteckten Bohrers 12 55 mit ausschliesslichem Zylinderschaft 2 (Fig. 2b) strichpunktiert) in Axial- und Umfangsrichtung. Dadurch kann also ein Bohrer 12 mit ausschliesslichem Zylinderschaft 2 im Futter 10 gespannt werden, und zwar in herkömmlicher Weise

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mittels Bohrfutterschlüssel, wie vorstehend erläutert ist.

Jeder Längsnocken 40-43 ist, in Axialrichtung gesehen (Fig. 1), etwa schwach trapezförmig und im Querschnitt gesehen (Fig. 2a, 2b) ausgeprägt trapezförmig gestaltet, wobei die jeweilige Nockenfläche 44-47 eben, geradlinig und achsparallel durchläuft. Dabei ist die Trapezform jedes Längsnockens 40-43 im Querschnitt bezüglich Gestalt und Abmessung an diejenige Trapezform derjenigen vertieften Längsnuten 13 und 14 im Schaft 15 des anderen Bohrers 11 angepasst, die zum in Fig. 1 rechten Schaftende hin in Achsrichtung offen sind. Alle Längsnocken 40-43 sind gleich ausgebildet.

Wie Fig. 2a zeigt, weisen die Spannbacken 28-31 auf ihrem in der jeweils zugeordneten Führung 24-27 des Futterkörpers 19 abgestützten Rücken und in entsprechender Weise auch die jeweilige Führung 24-27 im Querschnitt gesehen jeweils eine Rückenkontur auf, die etwa dem Bogenverlauf eines Kreisabschnittes von vorzugsweise etwa 180° Um-fangswinkel folgt.

Von besonderer Bedeutung ist, dass das radiale Über-standsmass und auch die axiale Länge jedes Längsnockens 40-43 in der Weise auf den Schaft 15 des Bohrers 11 mit seinen in Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen wie die Längsnocken 40-43 angeordneten, vertieften Längsnuten 13,14 und 16,17 abgestimmt sind, dass jeder Längsnocken 40-43 bei eingestecktem Werkzeug 11 formschlüssig und drehmomentübertragend, jedoch unter Belassung axialer Relativverschiebbarkeit mit gleichzeitiger axialer Sicherung gegen Herausfallen und Begrenzung des Verschiebeweges, in eine zugeordnete Längsnut eingreift. Die sich diametral gegenüberstehenden Längsnocken 41 und 43 greifen in Umfangsrichtung nahezu gänzlich spielfrei ein in die in Fig. 1 nach rechts hin offenen, im Querschnitt trapezförmigen Längsnuten 14 bzw. 13. Die anderen, sich diametral gegenüberstehenden Längsnocken 40 und 42 greifen in die zugeordneten Längsnuten 16 bzw. 17 ein, ohne damit aber in Umfangsrichtung und in Radialrichtung in Berührung zu stehen (Fig. 2b). Der Bohrer 11, der in dieser Gestaltung ebenso gut in den maschinenseitigen, nicht gezeigten Werkzeughalter passt, ist somit im Futter 10 ebenfalls derart aufgenommen, dass er mit letzterem drehmomentübertragend gekoppelt, relativ dazu jedoch axial verschiebbar ist.

Soll statt des Bohrers 11 der Bohrer 12 mit ausschliesslichem Zylinderschaft 2 im Futter 10 aufgenommen werden, so ist dies ebenfalls möglich, wie Fig. 2b zeigt. Der Bohrer 12 wird dann auf seinem Zylinderschaft 2 kraftschlüssig in Axi-al- und Umfangsrichtung durch die Nockenflächen 44-47 der Längsnocken 40-43 festgespannt.

Die Axialverriegelung zwischen dem Aufnahmeschaft 18 und dem Futterkörper 19 ist so gehalten und auf die übrigen Teile des Futters 10 abgestimmt, dass das stirnseitige Ende 48 des eingesteckten Werkzeugschaftes 15 vom zugewandten Ende 49 des Aufnahmeschaftes 18 axial schlagbeaufschlag-barist und der Aufnahmeschaft 18 und der Bohrer 11 gemeinsam relativ zum Futterkörper 19 bis zu ihrem jeweiligen Axialanschlag hin und her verschiebbar sind. Die Axialverriegelung ist einerseits aus einer Umlaufnut 50 im Aufnahmeschaft 18 und anderseits einem in letztere eingreifenden Ende 51 eines Walzenkörpers 52 gebildet, der radial im Futterkörper 19 z. B. drehbar gehalten ist und mit dem Ende 51 in die Umlaufnut 50 hinein übersteht und mit seinem anderen Ende 53 radial über die Umfangsfläche 37 des Futterkörpers 19 hinausragt. Im Bereich, der der rückwärtigen Endfläche 54 (Fig. 1 rechts) des Futterkörpers 19 unmittelbar benachbart ist, trägt der Aufnahmeschaft 18 einen gummielastischen Dämpfungs- und Anschlagring 55 und eine letzteren übergreifende Versteifungs- und Staubschutzkappe 56. Letztere bildet auf der Axialseite, die zur rückwärtigen

Endfläche 54 des Futterkörpers 19 hinweist, zusammen mit dieser einen Axialanschlag zur Begrenzung der Eintauchbewegung des Aufnahmeschaftes 18 in die Steckaufnahme 21. Beim Zustand gemäss Fig. I ist dieser Axialanschlag soeben erreicht. Der Aufnahmeschaft 18 kann nicht tiefer in die Steckaufnahme 21 eindringen. Bei zur Eintauchbewegung gegensinniger Rückbewegung relativ zwischen Aufnahmeschaft 18 und Futterkörper 19 erfolgt die Begrenzung der Axialverschiebung dadurch, dass dem in Fig. 1 linken Axi-' alende der Umlaufnut 50 die dortige, schulterartige Anschlagfläche anschlägt am Ende 51 des Walzenkörpers 52.

Ansonsten ist der Aufnahmeschaft 18 als im wesentlichen geradlinig durchgehende, radialsprungfreie und auf ganzer Länge etwa durchmessergleiche Zylinderstange gebildet, was unter dem Aspekt der Stosswellentheorie zu äusserst verlustarmer Übertragung der Schlagenergie über den Aufnahmeschaft 18 unmittelbar auf den Bohrer 11 führt. Der Futterkörper 10 mit allen übrigen Teilen bewegt sich dabei zumindest in der Regel nicht. Er verharrt vielmehr infolge Trägheit in einer Axialstellung. Die zugleich über den Aufnahmeschaft 18 übertragene rotatorische Antriebsbewegung wird auf den Futterkörper 19 und von letzterem über die Führungen 25, 27, die Spannbacken 29, 31, deren Längsnocken 41, 43 und die bohrerseitigen Längsnuten 14 bzw. 13 auf den Bohrer 11 übertragen. Die Begrenzung der axialen Verschiebebewegung des Bohrers 11 in Achsrichtung hin und her geschieht über die Längsnocken 40 und 42, die in dje zugeordneten Längsnuten 16 bzw. 17 eingreifen. Da die Übertragung des Reaktionsmomentes vom Bohrer 11 über die Spannbacken 29 und 31 direkt auf die Führungen 25 bzw. 27 und somit den Futterkörper 19 geschieht, wirkt bei im Futter 10 gehaltenem Bohrer 11 (Fig. 1) keine selbstlösende Kraft auf das Gewinde 32 und Konusgewinde 35 mit Gefahr einer evtl. Lockerung. Eine solche Gefahr besteht nur aufgrund von evtl. Erschütterungen und vor allem dann, wenn statt des Bohrers 11 der Bohrer 12 mit durchgehendem Zylinderschaft 2 (strichpunktiert in Fig. 2b) eingespannt ist. Um die Gefahr einer Lockerung zu verhindern, ist eine besondere Sicherungsvorrichtung vorgesehen, die den Spannring 36 mit Ringsegmenten 33, 34 gegenüber dem Futterkörper 19 kraft- und/oder formschlüssig gegen Lockerung sichert.

Bestandteil der Sicherungsvorrichtung ist eine Drehhülse 57. Diese übergreift den Spannring 36 und die Umfangsfläche 37 des Futterkörpers 19, auf dem sie zusammen mit dem Spannring 36 drehbar gehalten ist. Dies bewirken ein Längsschlitz 58 am in Fig. 1 linken Ende der Drehhülse 57 einerseits und ein in den Längsschlitz 58 eingreifender Radialstift 59 anderseits, der am Spannring 36 sitzt. Über diese Kopplung ist die Drehhülse 57 drehfest mit dem Spannring 36 verbunden, gegenüber letzterem jedoch axial verschiebbar. Eine Drehung der Drehhülse 57 führt somit zu einer Drehung des Spannringes 36 mit Ringsegmenten 33,34 und zum Ein- und Ausschrauben der Spannbacken 28-31, ohne dass man dazu einen Bohrfutterschlüssel benötigt, der nur dann erforderlich ist, wenn ein Bohrer 12 (Fig. 2b) mit ausschliesslichem Zylinderschaft 2 kraftschlüssig festgespannt werden soll.

Mit dem Futterkörper 19 ist die Drehhülse 57 über eine federbelastete Rastvorrichtung kraft- und/oder formschlüssig gekoppelt. Die Rastvorrichtung weist einen radialen Raststift im Futterkörper 19 auf, der durch das radial überstehende 53 des Walzenkörpers 52 gebildet ist. Bestandteil der Rastvorrichtung ist ferner eine axiale Rastfläche 60 an der Drehhülse 57, die eine axial in Fig. 1 und 4 nach links hin vertiefte, in der gezeigten Raststellung das Ende 53 des Walzenkörpers 52 aufnehmende Rasttasche 61 enthält. Ferner gehört zur Rastvorrichtung eine Rastfeder 62, mittels der die Drehhülse 57 in Axialrichtung (Fig. 1,4 nach rechts) mit

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ihrer Rastfläche 60 und in der Raststellung mit ihrer Rasttasche 61 gegen das Ende 53 des Walzenkörpers 52 angedrückt wird. Die Rastfläche 60 mit Rasttasche 61 befindet sich an dem Ende der Drehhülse 57, das dem Längsschlitz 58 abgewandt und dem Aufnahmeschaft 18 zugewandt ist. Die Drehhülse 57 übergreift die Umfangsfläche 37 des Futterkörpers 19 unter Bildung eines Ringraumes 63 dazwischen, in dem die als zylindrische Schraubenfeder gestaltete Rastfeder 62 angeordnet ist. Letztere stützt sich mit einem Ende an einer Schulter des Spannringes 36 ab und mit ihrem gegenüberliegenden Ende an einer Schulter der Drehhülse 57. Die Rastfläche 60 der Drehhülse 57 ist durch die Ringschulter einer Ringausnehmung 64 gebildet, die am zum Aufnahmeschaft 18 hinweisenden Ende in die Drehhülse 57 eingearbeitet ist. Die Rasttasche 61 ist dabei durch eine axial in Richtung zum Spannring 36 hin gerichtete, etwa dreieckartige Vertiefung in dieser Ringschulter der Ringausnehmung 64 gebildet. Die Dreieckform zeigt Fig. 4. Die beiden Wandflächen 65, 66 der Rasttasche 61 verlaufen etwa unter einem Winkel von 90 zueinander mit Abrundung am Grund. Gegenüber der umlaufenden Ringschulter ist jede Wandfläche 65, 66 etwa unter einem Winkel von 45° schräg gestellt.

Wie vor allem aus Fig. 1 und 2b (dort gestrichelt) ersichtlich ist, weist jeder Spannbacken 28-31 am dem Längsnok-ken 40-43 in Einsteckrichtung des Bohrers 11 oder 12 vorgelagerten Teil, also in Fig. 1 links, einen ausgeprägten Längenabschnitt mit innerer, im Querschnitt kreissegmentför-miger, achsparalleler Stützfläche 67-70 auf. Bei eingestecktem Bohrer 11 mit Längsnuten 13, 14 und 16,17 führen diese Stützflächen 67-70 dessen Schaft 15 auf seiner den Längsnuten 13, 14 und 16,17 vorgelagerten Zylinderfläche und stützen den Schaft 15 in Radialrichtung und somit gegen Biegung ab. Dies gilt z. B. für einen Bohrer 11 mit 10 mm Schaftdurchmesser.

Die Wirkungsweise bei in das Futter 10 eingebrachtem Bohrer 11 gemäss Fig. 1 ist bereits erläutert. Soll der Bohrer 11 aus dem Futter 10 entnommen werden, so reicht dazu eine Axialverschiebung der Drehhülse 57 in Fig. 1 nach links hin gegen die Wirkung der Rastfeder 62, wobei die Rasttasche 61 axial ausser Eingriff mit dem Ende 53 des Walzenkörpers 52 gelangt. Wird die Drehhülse 57 in dieser entrasteten Stellung gegen die Wirkung der Feder gehalten und in der Richtung gedreht, die ein Öffnen der Spannbacken 28-31 zur Folge hat, so geben die Längsnocken 40 und 42 nach entsprechender Verschiebung in ihren Führungen 24 bzw. 26 schliesslich den Bohrer 11 in Axialrichtung zum Herausziehen frei. Es versteht sich natürlich, dass bei Drehung der Drehhülse 57 und entsprechender Drehung des Spannringes 36 mit Ringsegmenten 33, 34 alle vier Spannbacken 28-31 gleichzeitig beaufschlagt und in Fig. 1 in ihren Führungen 24-27 nach rechts hin verschoben werden. Für die Freigabe des Bohrers 11 in Axialrichtung massgeblich sind dabei aber nur die Längsnocken 40 und 42, die axial verriegelnd in die Längsnuten 16 bzw. 17 des Bohrers 11 eingreifen.

Sodann kann ein neuer Bohrer 11 gleicher Gestaltung eingebracht werden. Nach Einstecken wird die Drehhülse 57 z. B. von Hand gegensinnig gedreht, wodurch der Spannring 36 und über diesen alle vier Spannbacken 28-31 in Spannrichtung betätigt werden. Ist der Bohrer 11 mit seinem Schaft 15 in Umfangsrichtung nicht so eingebracht, dass die Längsnocken 40-43 in die Längsnuten 13, 14 und 16, 17 eingreifen können, so reicht geringfügige Drehung des Bohrers 11 in Umfangsrichtung, bis letzteres geschieht. Ein weiteres Drehen der Drehhülse 57 z. B. von Hand führt schliesslich dazu, dass die Längsnocken 41,43 in die Längsnuten 14

bzw. 13 ordnungsgemäss und auch tief genug, unter Belassung eines axialen Verschiebespieles, eingreifen. Dabei braucht die Drehhülse 57 keineswegs von Hand gegen die Wirkung der Rastfeder 62 ausser Raststellung gehalten zu 5 werden. Es reicht reine Drehbetätigung der Drehhülse 57 aus, mit verstärktem Drehangriff dann, wenn einmal je Umdrehung die Rasttasche 61 der Drehhülse 57 unter Erreichung der Raststellung das Ende 53 des Walzenkörpers 52 aufnimmt. Das Ende 53 rastet bei vorbestimmter Drehstel-io lung der Drehhülse 57 und damit bei vorbestimmter Radialstellung der Längsnocken 40-43 der Spannbacken 28-31 in die Rasttasche 61 ein, und zwar dann, wenn die Längsnok-ken 40-43 ausreichend tief in die Längsnuten 13,14 und 16, 17 des Schaftes 15 eingetaucht sind, jedoch unter Belassung i5 des besagten Spieles, damit der Bohrer 11 axial beweglich bleibt. Das Aufnehmen des Bohrers 11 ist dann beendet. Letzterer wird auf der Zylinderoberfläche seines Schaftes 15 dann zugleich von den Stützflächen 67-70 der Spannbacken 28-31 geführt und gegen Biegung abgestützt. Ein Bohrfut-20 terschlüssel braucht nicht benutzt zu werden.

Da das Reaktionsmoment vom Bohrer 11, wie eingangs schon erläutert, nicht über das Gewinde 32 und Konusgewinde 35, sondern vielmehr über die Spannbacken auf deren Führung und den Futterkörper 19 übertragen wird, hat dies 25 keine selbstlösende oder lockernde Kraft, die auf den Spannring 36 und die Drehhülse 57 übertragen wird, zur Folge. Evtl. wirkende Erschütterungen, die eine Drehung der Drehhülse 57 und damit des Spannringes 36 bewirken könnten, reichen nicht aus, um die Drehhülse 57 aus der in Fig. 4 ge-3o zeigten Raststellung herauszubewegen, bei der das Ende 53 des Walzenkörpers 52 in die Rasttasche 61 eingreift und die Drehhülse 57 über die Wirkung der Rastfeder 62 gegen den Walzenkörper 52 gedrückt wird. Sollten Erschütterungen den Berührungskontakt zwischen Rasttasche 61 und Ende 35 53 aufheben, so wirkt die Rastfeder 62 dem entgegen. Sie stellt sicher, dass die Rastlage gemäss Fig. 4 immer wieder hergestellt wird. Das zum Überrasten dieser Raststellung notwendige Moment ist beachtlich grösser, als dasjenige bei Erschütterungen im Betrieb maximal auftretende.

40 Soll statt des Bohrers 11 ein anderer Bohrer 12 mit ausschliesslichem Zylinderschaft 2 (gestrichelt in Fig. 2b) im Futter 10 gespannt werden, so geschieht dies in herkömmlicher Weise. Der Bohrer 12 wird mit seinem Zylinderschaft 2 eingesteckt. Sodann wird ein Bohrfutterschlüssel üblicher 45 Art benutzt und mit diesem der Spannring 36 gedreht. Gleichzeitig dreht sich mit Drehung des Spannringes 36 auch die Drehhülse 57, und zwar infolge des Radialstiftes 59, der in den Längsschlitz 58 eingreift. Die Drehhülse 57 wird dabei nicht angefasst. Die in Fig. 4 gezeigte Raststellung der Dreh-50 hülse 57 wird dabei überrastet, und zwar mit vorbestimmtem Drehmoment, das durch die Winkellage der Wandflächen 65,66 der Rasttasche 61 vorgegeben ist. Infolge der Hebet-übersetzung über den Bohrfutterschlüssel ist das Überrast-moment im Vergleich zum Anzugsmoment des Bohrers 12 55 mit Zylinderschaft 2 verschwindend gering, so dass beim Spannen des Zylinderschaftes 2 die Arretierstellung gemäss Fig. 4 allein durch Drehung des Bohrfutterschlüssels sehr leicht überrastet werden kann. Letzterer wird so lange gedreht, bis die Nockenflächen 44-47 der Längsnocken 40-43 60 auf dem Zylinderschaft 2 des Bohrers 12 aufliegen und diesen dann durch weiteres Anziehen des Bohrfutterschlüssels kraftschlüssig festspannen. Es versteht sich, dass die Nokkenflächen 44-47 für diesen Zweck z.B. mit zusätzlichen Oberflächenrauhigkeiten, z.B. Querrillen, versehen sein kön-65 nen oder auch hinsichtlich der Oberflächenform noch besser an den Zylinderschaft 2 angepasst sein können.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims (20)

639 578 PATENTANSPRÜCHE

1. Futter für Handwerkzeugmaschinen, insbesondere Bohr- und/oder Schlaghämmer, zur drehmomentübertragenden Aufnahme einzusteckender Werkzeuge mit im wesentlichen zylindrischem Werkzeugschaft, mit einem Futterkörper mit zentraler Aufnahmebohrung für den Werkzeugschaft und mehreren, in Umfangsrichtung in etwa gleichen Winkelabständen voneinander jeweils in keilförmig zur Aufnahmebohrung verlaufenden Führungen verschiebbaren und abgestützten, in die Aufnahmebohrung eintauchenden Spannbacken, die auf ihrer Aussenfläche mit Gewinde versehen und von Ringteilen umgriffen sind, welche ein mit dem Gewinde aller Spannbacken in Eingriff stehendes Konusgewinde tragen und fest mit einem sie umschliessenden, auf der äusseren Umfangsfläche des Futterkörpers unverschiebbar, jedoch drehbar, gehaltenen Spannring verbunden sind,

durch dessen Drehbetätigung die Spannbacken gemeinsam in ihren Führungen verschiebbar und in die Aufnahmeboh-rung einschraubbar bzw. aus dieser ausschraubbar sind unter drehmomentübertragendem Erfassen bzw. Freigeben des Werkzeugschaftes eines eingesteckten Werkzeuges, gekennzeichnet durch die Ausbildung als Vorsatzeinheit (10), die über einen am Futterkörper (19) drehfest, jedoch mit relativer Axialverschiebbarkeit angreifenden Aufnahmeschaft (18) drehmomentübertragend mit dem Werkzeughalter der Handwerkzeugmaschine verbindbar ist, und dadurch, dass die jeweiligen Spannbacken (28-31) ausgeprägte, radial zur Aufnahmebohrung (20) hin überstehende und sich dazu im wesentlichen parallel erstreckende Längsnocken (40-43) tragen, die mit ihrer achsparallelen, inneren Nockenfläche (44-47) jeweils eine Spannfläche zum kraftschlüssigen Festspannen in Axial- und Umfangsrichtung eines eingesteckten Werkzeuges (12) mit ausschliesslichem Zylinderschaft (2) bilden und deren jeweiliges radiales Überstandsmass und jeweilige axiale Länge derart auf einen Werkzeugschaft (15) mit in Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen wie die Spannbacken (28-31) mit Längsnocken (40-43) angeordneten, vertieften Längsnuten (13, 14 und 16, 17) abgestimmt sind, dass zumindest einer der Längsnocken (40-43) bei eingestecktem Werkzeug (11) dieser Art formschlüssig und drehmomentübertragend, jedoch unter Belassung axialer Relativverschiebbarkeit mit gleichzeitiger axialer Sicherung gegen Herausfallen und Begrenzung des Verschiebeweges in eine Längsnut (13, 14 und 16,17) eingreift.

2. Futter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Futterkörper ( 19) eine zur Aufnahmebohrung (20) koaxiale Steckaufnahme (21) mit inneren, drehmomentübertragenden Elementen (22), insbesondere Längsausnehmun-gen und/oder Längsstegen, aufweist, dass der Aufnahmeschaft (18) zugeordnete Übertragungselemente (23), insbesondere Längsstege bzw. Längsausnehmungen, aufweist und unter gegenseitigem Eingriff der Elemente (22) und Übertragungselemente (23) in die Steckaufnahme (21) relativ dazu verschiebbar eingreift, und dass eine zwischen dem Futterkörper (19) und dem Aufnahmeschaft (18) wirksame Axialverriegelung (54, 56 und 51, 50) vorgesehen ist, die den Realtivverschiebeweg unter Abstimmung auf denjenigen eines eingesteckten Werkzeuges (11) mit vertieften Längsnuten (13,14 und 16, 17) derart begrenzt, dass das stirnseitige Ende (48) des Werkzeugschaftes (15) vom zugewandten Ende (49) des Aufnahmeschaftes (18) axial schlagbeauf-schlagbar ist und der Aufnahmeschaft (18) und das Werkzeug (11) gemeinsam relativ zum Futterkörper (19) um einen etwa gleich grossen Verschiebeweg bis zu ihrem jeweiligen Axialanschlag hin und her verschiebbar sind.

3. Futter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialverriegelung einerseits aus einer eine Axialerstrek-kung aufweisende Ausnehmung (50), z. B. Umlaufnut, im

Aufnahmeschaft (18) und anderseits einem in die Ausnehmung (50) eingreifenden Axialstift (51, 52), insbesondere einem einerseits in die Steckaufnahme (21) hinein und anderseits über die äussere Umfangsfläche (37) hinaus radial über-

4. Futter nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeschaft (18) im der rückwärtigen Endfläche (54) des Futterkörpers (19) unmittelbar be-

io nachbarten Bereich einen gummielastischen Dämpfungsund Anschlagring (55) und eine letzteren übergreifende Ver-steifungs- und Staubschutzkappe (56) trägt, die auf ihrer zur rückwärtigen Endfläche (54) des Futterkörpers (19) hinweisenden Seite zusammen mit letzterer (54) einen Axialan-

5. Futter nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeschaft (18) als im wesentlichen geradlinig durchgehende, radialsprungfreie und auf

20 ganzer Länge etwa durchmessergleiche Zylinderstange gestaltet ist.

5 stehenden Walzenkörper (52), am Futterkörper (19) gebildet ist.

6. Futter nach einem der Ansprüche 1-5, gekennzeichnet durch eine den Spannring (36) mit Ringteilen (33, 34) gegenüber dem Futterkörper (19) kraft- und/oder formschlüssig

25 gegen Lockerung sichernde Sicherungsvorrichtung (57-66).

7. Futter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherüngsvorrichtung eine den Spannring (36) und die äussere Umfangsfläche (37) des Futterkörpers (19) übergreifende und darauf gemeinsam mit dem Spannring (36)

30 drehbar gehaltene Drehhülse (57) aufweist, die ihrerseits kraft- und/oder formschlüssig in bezug auf den Futterkörper (19) abgestützt ist.

8. Futter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehhülse (57) mit dem Spannring (36) in Umfangsrich-

35 tung über einen Längsschlitz (58) am einen Teil (57), insbesondere der Drehhülse, und einen in den Längsschlitz (58) eingreifenden Radialstift (59) am anderen Teil (36), insbesondere dem Spannring, gekoppelt und relativ zum Spannring (36) längsbeweglich ist.

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9. Futter nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehhülse (57) mittels einer vorzugsweise federbelasteten Rastvorrichtung (60-66, 52) mit dem Futterkörper (19) gekoppelt ist.

10. Futter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

45 dass die Rastvorrichtung einen radialen Raststift (52, 53) am Futterkörper (19) und eine axiale Rastfläche (60) mit einer axial vertieften, in der Raststellung (Fig. 4) den Raststift (52, 53) aufnehmenden Rasttasche (61) an der Drehhülse (57) sowie eine Rastfeder (62) aufweist, mittels der die Drehhülse so (57) in Axialrichtung mit ihrer Rastfläche (60) und in der Raststellung (Fig. 4) mit ihrer Rasttasche (61) gegen den Raststift (52, 53) andrückbar ist.

11. Futter nach den Ansprüchen 3 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Raststift von dem radial überstehen-

55 den Endabschnitt (53) des Walzenkörpers (52) gebildet ist und der Walzenkörper (52) um seine Längsmittelachse vorzugsweise drehbar im Futterkörper (19) gelagert ist.

12. Futter nach einem der Ansprüche 8-11, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsschlitz (58) am dem Aufnahme-

60 schaft (18) abgewandten und die axiale Rastfläche (60) mit Rasttasche (61) am dem Aufnahmeschaft (18) zugewandten Ende der Drehhülse (57) angeordnet sind.

13. Futter nach einem der Ansprüche 7-12, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehhülse (57) die äussere Umfangs-

65 fläche (37) des Futterkörpers (19) unter Bildung eines Ringraumes (63) dazwischen übergreift, innerhalb dem als Rastfeder (62) eine zylindrische Schraubenfeder angeordnet ist, die mit einem axialen Ende an einer Schulter des Spannrin-

ges (36) und mit ihrem gegenüberliegenden Ende an einer Schulter der Drehhülse (57) abgestützt ist.

14. Futter nach einem der Ansprüche 10-13, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Rastfläche (60) der Drehhülse (57) aus der Ringschulter einer Ringausnehmung (64) am zum Aufnahmeschaft (18) weisenden Ende der Drehhülse (57) und die vertiefte Rasttasche (61) aus einer axial in Richtung zum Spannring (36) hin gerichteten, etwa dreieckartigen Vertiefung (Fig. 4) in der Ringschulter (60) gebildet ist.

15. Futter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandflächen (65, 66) der vertieften Rasttasche (61) miteinander einen Winkel von etwa 90° bilden und gegenüber der umlaufenden Ringschulter (60) jeweils unter einem Winkel von etwa 45° schräg gestellt sind.

15 schlag zur Begrenzung der Eintauchbewegung des Aufnahmeschaftes (18) in die Steckaufnahme (21) bildet.

16. Futter nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Spannbacken (28-31) am dem Längsnocken (40-43) in Einsteckrichtung des Werkzeuges (11) vorgelagerten Teil einen ausgeprägten Längenabschnitt mit innerer, im Querschnitt kreissegmentförmiger, achsparalleler Stützfläche (67-70) aufweist, die bei eingestecktem Werkzeug (11) mit Längsnuten (13,14 und 16, 17) in dessen Schaft (15) letzteren auf seiner den Längsnuten axial vorgelagerten Zylinderfläche führt und in Radialrichtung abstützt, vorzugsweise bei einem eingesteckten Werkzeug (11) mit 10 mm Schaftdurchmesser.

17. Futter nach einem der Ansprüche 1-16, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsnocken (40-43) jedes Spannbackens (28-31) in Axialrichtung etwa schwach trapezförmig und im Querschnitt ausgeprägt trapezförmig gestaltet ist mit vorzugsweise ebener, geradlinig achsparallel durchlaufender innerer Nockenfläche (44-47).

18. Futter nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Trapezform jedes Längsnockens (40-43) im Querschnitt hinsichtlich ihrer Gestalt und Abmessungen an diejenige solcher vertieften Längsnuten (14,13) des Werkzeugschaftes (15) eines eingesteckten Werkzeuges (11) angepasst ist, die zum Schaftende hin in Achsrichtung offen sind.

19. Futter nach einem der Ansprüche 1-18, dadurch gekennzeichnet, dass vier in Umfangsrichtung im Winkelabstand von etwa 90° voneinander gruppierte Spannbacken (28-31) mit jeweils gleichartigen Längsnocken (40-43) vorgesehen sind.

20. Futter nach einem der Ansprüche 1-19, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannbacken (28-31) auf ihrem in der jeweils zugeordneten Führung (24-27) des Futterkörpers (19) abgestützten Rücken und in entsprechender Weise die Führung (24-27), im Querschnitt gesehen, jeweils eine etwa dem Bogenverlauf eines Kreisabschnittes, vorzugsweise von etwa 180° Umfangswinkel, folgende Rückenkontur aufweisen.