CH670966A5 - - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Vorliegende Erfindung betrifft ein Spannfutter gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Das Werkzeug kann beispielsweise ein Gewindebohrer sein.

Spannfutter üblicher Art können normalerweise nur Werkzeuge mit Schäften einer bestimmten Dimension, oder solche mit Schaftdimensionen, die innerhalb eines sehr beschränkten Bereiches liegen, aufnehmen. Wenn es wünschenswert ist, ein Werkstück mit Werkzeugen verschiedener Schaftdimensionen zu bearbeiten, hat es sich als notwendig erwiesen, das ganze Spannfutter auszutauschen. Folglich hat es sich als notwendig erwiesen, jede Werkzeugmaschine mit mehreren Spannfuttern für Werkzeuge mit verschiedenen Schaftdimensionen auszurüsten. Auch die Sätze von Spannfuttern sind wegen des Werkzeugschaftes vermehrt, z.B. solche für Gewindebohrer, welche zwei Halteflächen haben, eine obere mit quadratischem Querschnitt und einen runden Mittelquerschnitt, die verschiedene Dimensionsverhältnisse für verschiedene Werkzeuge haben. Es ist aber sehr wichtig, dass das Spannfutter zu den Halteflä-chen des Werkzeuges wohl angepasst ist, um gute Energievermittlung zum Werkzeug und zuverlässige Bearbeitung des Werkstückes zu erreichen.

Gewisse bekannte Spannfutter weisen einen Überlastungsschutz auf, bei dem ein einstellbares Drehmoment zwischen dem Antriebskörper und einem an diesem angebrachten Werkzeug übertragen werden soll, siehe beispielsweise das schwedische Patent Nr. 324 095. Falls das Werkzeug im Werkstück steckenbleiben oder das vorweg eingestellte Drehmoment aus irgendeinem Grunde überschritten werden sollte, werden kraftübertragende Kugeln aus ihren Normalstellungen gedrückt und die Kraftübertragung zwischen Antriebskörper und Werkzeug wird unterbrochen.

Die bekannte Konstruktion beruht darauf, dass der Schaft des Werkzeuges mit Nuten versehen ist, die mit den kraftübertragenden Kugeln zusammenarbeiten. Dies bedeutet, dass der bekannte Überlastungsschutz lediglich für Werkzeuge mit speziell ausgebildetem Schaft anwendbar ist. Ein anderer Nachteil des bekannten Überlastungsschutzes liegt darin, dass die Federkraft für jede Werkzeugdimension manuell eingestellt werden muss, was umständlich und äusserst unzufriedenstellend ist, weil es schwierig ist, eine bestimmte Einstellung des Überlastungsschutzes zustande zu bringen.

Mit der vorliegenden Erfindung, deren Besonderheiten aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 hervorgehen, wird die Anzahl notwendiger Spannfutter auf Grund darauf reduziert, dass der Spannkörper des Spannfutters eine Form hat, die Werkzeugschäfte mit verschiedenen Dimensionen aufnehmen kann. Verschiedene Dimensionsverhältnisse der Schaftteile erfordern nicht verschiedene Spannfutter, sondern ein und dasselbe Spannfutter ergibt eine gute Halterung ungeachtet der Dimensionen des Werkzeugschaftes.

Mit dem erfindungsgemässen Spannfutter kann ein Werkzeug in das Spannfutter mit einer einfachen Einführung des Schaftes im Spannkörper unabhängig von den Schaftdimensionen eingesetzt werden. Dank den zwei verschiedenen konischen Flächen und dem zwischenliegenden Körper aus flexiblem Material werden die verschiedenen Spannbacken automatisch an die Schaftdimensionen des Werkzeuges angepasst.

Um einheitliche Kraftübertragung und gute Überlastungssicherheit des Werkzeuges durch automatische Einre-gelung eines vorausbestimmten Drehmoments für jede Dimension des Werkzeuges, das vom Spannkörper des Spannfutters festgehalten werden kann, sicherzustellen, kann der Spannkörper des Spannfutters an den Antriebskörper via

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einen Mitnehmer angeschlossen sein. Der Mitnehmer kann im Eingriff mit einem federbelasteten Sperring stehen, wobei, sobald der Widerstand gegen den Schaft während des Betriebes ein vorausbestimmtes Drehmoment übersteigt, der Sperring aus seinem Eingriff mit dem Mitnehmer gebracht wird, so dass die Kraftübertragung unterbrochen wird. Dies kann mit Hilfe mehrerer Kugeln in einer Nut auf der Aussenfläche des Antriebskörpers durchgeführt werden, die aus der Nut herausdrückbar sind.

Mit den konisch ausgebildeten Flächen des Spannkörpers, die einerseits auf die vorderen Spannbacken wirksam sind, welche gegen den in den Spannkörper eingeführten zylindrischen Körper des Werkzeugschaftes anliegen, sowie andererseits auf die hinteren Spannbacken, die gegen den Vierkantteil des Werkzeugschaftes anliegen, wird eine direkte Abtastung der Werkzeugdimension erhalten. Diese wird auf den Mitnehmer des Zapfenhalters übertragen, welcher mit den hinteren Spannbacken in direkter Berührung steht und die in Abhängigkeit von den Werkzeugschaftdimensionen eingenommene Lage über die Kugeln und den Sperring auf die Feder überträgt. Durch die Regelung der Spannbacken wird, dank den konischen Flächen, die selbsttätige Regelung des Drehmoments für das Spannfutter erhalten.

Durch die konische Form des Spannkörpers und seine Wirkung auf die beiden Sätze von Spannbacken können Werkzeuge mit üblicherweise vorkommenden Schaftformen angewendet werden. Irgendwelche Spezialwerkzeuge sind dafür nicht notwendig.

Die Erfindung ist nachstehend anhand einer bevorzugten Ausführungsform und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Spannfutter nach der Erfindung;

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie II—II der Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie III—III der Fig. 1 und

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Mitnehmer des Spannfutters.

Das dargestellte Spannfutter umfasst, wie in Fig. 1 gezeigt, einen Antriebskörper 1, dessen oberer Teil bei der hier gezeigten Ausführungsform zur Anbringung in einem Antriebs-Spannfutter (nicht dargestellt) mit Schnellkupplung vorgesehen ist. Zu diesem Zweck ist der Antriebskörper 1 mit einer über den Umfang verlaufenden Nut 13 und einer Ausnehmung 21 ausgebildet. Da diese Kraftübertragung vom Antriebs-Spannfutter keinen Gegenstand der Erfindung darstellt, ist sie hier nicht näher beschrieben.

Der Antriebskörper 1 ist an einem Spannkörper 8 zur Kraftübertragung auf jenes Werkzeug gekuppelt, dessen Schaft 12 in den Spannkörper 8 eingesetzt ist. Der Spannkörper 8 umfasst einen Teil, der den Schaft 12 umgibt und zur Festklemmung desselben mit einer vorderen konischen Fläche 14 und einer hinteren konischen Fläche 15 ausgebildet ist. Zwischen den konischen Flächen 14, 15 ist eine Stufe 16 angeordnet. Die vordere Fläche 14 arbeitet mit vorderen Backen 6 zusammen, die zum Festspannen des üblicherweise mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildeten Mittelteiles des Werkzeugschaftes 12 vorgesehen sind (siehe auch Fig. 3). Die hintere Fläche 15 arbeitet auf entsprechende Weise mit hinteren Backen 5 zusammen, um den normalerweise mit quadratischem Querschnitt ausgebildeten Endteil des Werkzeugschaftes 12 festzuspannen (vergleiche auch Fig. 2). Zwischen den vorderen und hinteren Backen 6, 5 ist ein Körper 7 aus flexiblem Material angeordnet. Die Bak-ken 5, 6 und der Körper 7 werden durch einen Mitnehmer 2 in ihrer gegenseitigen Lage gehalten.

Der Mitnehmer 2 hat, wie aus Fig. 4 hervorgeht, eine obere Fläche mit einer Vertiefung 26, deren Durchmesser dem Durchmesser des Antriebsorganes 1 entspricht und somit das eine Ende des Antriebsorganes 1 aufnehmen kann. Die Vertiefung 26 ist von einer ringförmigen Wandung 17 umgeben, in welcher eine Anzahl von Kammern 18 ausgebildet ist. Die Anzahl von Kammern 18 entspricht einer Anzahl von Kugeln 11, die in einer über den Umfang verlaufenden Nut 19 gelagert sind, welche in unmittelbarer Nähe des in die Vertiefung 26 hineinragenden Endes des Antriebskörpers 1 angeordnet ist. In den die benachbarten Kammern 18 voneinander trennenden Kammerwänden 20 ist eine V-förmige Ausnehmung 21 vorgesehen, die mit einem Sperring 9 zusammenwirkt.

Der Querschnitt des Sperringes 9 ist, wie aus Fig. 1 hervorgeht, im wesentlichen dreieckig mit einem rechten Winkel, so dass dessen eine Seite zur Innenseite jenes Teiles des Spannkörpers 8 parallel verläuft, die den Antriebskörper 1 umgibt. Die dem rechten Winkel gegenüberliegende Dreieckseite (d.h. die Hypotenuse) liegt an den Kugeln 11 an, während übrige Dreiecksseite durch Scheibenfedern 10 belastet ist. Der Sperring 9 ist auf diese Weise durch die Scheibenfedern 10 belastet bis er normalerweise über die Ausnehmung 21 mit dem Mitnehmer 2 in Eingriff steht.

Die gegenüberliegende Abstützung der Scheibenfedern 10 ist durch eine Führungshülse 3 gebildet, mit der die Federkraft einstellbar ist, indem die Führungshülse 3 in jenen Teil des Spannkörpers 8 eingeschraubt wird, der den Antriebskörper 1 umgibt. Auf das selbe Gewinde der Führungshülse 3 ist ein Haltering 4 aufgeschraubt, mit dem die Führungshülse 3 mit dem Spannkörper 8 verriegelt wird.

Das beschriebene Spannfutter hat somit folgende Funktionsweise.

Die vom Antriebs-Spannfutter (nicht gezeigt) kommende Antriebskraft wird über den Antriebskörper 1 auf die von den Scheibenfedern 10 und dem Sperring 9 innen gehaltenen Kugeln 11 und weiter auf den Mitnehmer 2 übertragen, an welchen die Spannbacken 5, 6 gekoppelt sind. Die Verriegelung des Schaftes 12 wird durch die Federkraft der Scheibenfedern 10 erzielt, die den Mitnehmer 2 und die Spannbacken 5, 6 in den konischen Teil des Spannkörpers 8 nach vorne drücken, wodurch sich die Spannkraft um den Schaft 12 ergibt. Die Spannbacken 5, 6 werden durch das flexible Organ 7 zusammengehalten, so dass sich beide Teile an unterschiedliche Verhältnisse zwischen den kreisförmigen und den quadratischen Teilen des Schaftes 12 anpassen können.

Sobald der Widerstand gegen das Werkzeug und damit gegen den Schaft 12 das gewünschte Drehmoment überschreitet, werden die Kugeln 11 nach aussen gedrückt und heben den Sperring 9 ab, so dass der Antriebskörper 1 frei rotiert.

Die Führungshülse 3 ist so in den Spannkörper 8 eingeschraubt und durch den Haltering 4 verriegelt, dass die gewünschte Federkraft gegen den Sperring 9 erhalten wird.

Bei verschiedenen Schaftdimensionen kommen die Sperrbacken 5, 6 im konischen Teil des Spannkörpers 8 auf verschiedenen Höhen zu liegen, wodurch die Federkraft gegen den Sperring 9 verändert wird und demzufolge das damit vorherbestimmte Antriebsmoment.

Das beschriebene Spannfutter kann auf verschiedene Weise abgeändert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Beispielsweise kann die Anzahl an Backen 5, 6 mehr oder weniger als die jeweils vier in Fig. 2 und 3 gezeigten betragen. Ebenso kann der gezeigte Querschnitt der Backen 5, 6 anders sein. Der aus flexiblem Material gebildete Körper 7 kann ringförmig oder von einer Vielzahl einzelner Körper gebildet sein. Der Sperring 9 des Zapfenhal5

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ters kann selbstverständlich anderen Querschnitt als den gezeigten dreieckigen aufweisen und die Federkraft kann durch andere Mittel als die gezeigten Scheibenfedern 10 bewirkt werden. Die Erfindung darf somit nicht als auf die oben beschriebene und in den Zeichnungen veranschaulichte bevorzugte Ausführungsform beschränkt angesehen werden.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

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1. Spannfutter mit einem an einen Motor zu kuppelnden Antriebskörper (1) und mit einem an diesen gekuppelten Spaxmkörper (8), der zum Festspannen des Schaftes (12) eines durch den Motor über den Antriebskörper (1) anzutreibenden Werkzeuges bestimmt ist, wobei der Schaft (12) einen mittleren Teil mit kreisförmigem Querschnitt und einen Endteil mit quadratischem Querschnitt aufweist, wobei der Spannkörper vordere Backen (6) zum Festspannen des Mittelteils des Schaftes (12), sowie hintere Backen (5) zum Festspannen des Endteils des Schaftes (12) aufweist, sowie hintere (15) und vordere konische Flächen (14) zum Zusammenwirken mit den Backen (5, 6), dadurch gekennzeichnet, dass die hintere (15) und die vordere konische Fläche (14) durch eine Stufe (16) voneinander getrennt sind, und dass zwischen den vorderen (6) und den hinteren Backen (5) ein Körper (7) aus flexiblem Material angeordnet ist, wobei die hinteren Backen (5) gegen einen Mitnehmer (2) abgestützt sind.

2. Spannfutter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (2) ohne Berührung des Spannkörpers (8) den Schaft (12) umgibt.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Spannfutter nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (2) über eine Feder (10) am Spannkörper (8) abgestützt ist.

4. Spannfutter nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der hinteren Bak-ken (5) vier und die Anzahl der vorderen Backen (6) vier ist, und dass die Backen (5, 6) paarweise einander gegenüberliegend angeordnet sind.

5. Spannfutter nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorausbestimmtes Drehmoment beim Festspannen des Schaftes (12) mittels des Spannkörpers (8) im Verhältnis zum Durchmesser und Vierkant des Schaftes (12) automatisch einstellbar ist, indem die Spannbacken (5, 6) in Abhängigkeit von den Durchmesser- und Vierkantabmessungen die Kraft der Feder (10) auf eine diesen entsprechende Kraft spannen, die ihrerseits dem vorausbestimmten Drehmoment entspricht.

6. Spannfutter nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (2) mit einem Sperring (9) in Eingriff steht, gegen welchen die Feder (10) mittels einer am Spannkörper (8) angeordneten Anschlagfläche (3) vorgespannt ist.

7. Spannfutter nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Ende des Mitnehmers (2) den Antriebskörper (1) umgibt und dass in einer in diesem vorgesehenen Nut (19) Kugeln (11) vorgesehen sind, wobei im Mitnehmer (2) offene Kammern (18) für jeweils eine Kugel (11) vorhanden sind und die dazwischen liegenden Wände (20) eine V-förmige Ausnehmung (21) aufweisen, in welche der mit rechtwinkligem Dreiecksquerschnitt ausgebildete Sperrring (9) normalerweise hineinragt, wobei die der Hypotenuse entsprechende Seite des Dreieckquerschnittes des Sperrrings (9) mit den Kugeln (11) in Berührung steht, welche bei erhöhtem Widerstand gegen den Schaft (12) den Sperring

8. Spannfutter nach einem der Patentansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannung der Feder

(9) aus der Ausnehmung (21) herausdrücken.

(10) mit einer in einen den Antriebskörper (1) umgebenden Teil des Spannkörpers (8) eingeschraubten Führungshülse (3) einstellbar ist, wobei die Führungshülse (3) mittels eines Halteringes (4) verriegelbar ist, der auf die Führungshülse (3) bis zur Anlage an den Teil des Spannkörpers (8) aufschraubbar ist.