DE10157705B4

DE10157705B4 - Spannbacke für ein Bohrfutter

Info

Publication number: DE10157705B4
Application number: DE10157705.2A
Authority: DE
Inventors: Günter Horst Röhm; Hans-Dieter Mack
Original assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Current assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Priority date: 2001-11-24
Filing date: 2001-11-24
Publication date: 2014-08-07
Anticipated expiration: 2021-11-25
Also published as: FR2832656A1; BR0204852A; CN100335240C; DE10157705A1; FR2832656B1; US20030116925A1; CN1422729A; US6883808B2

Abstract

Spannbacke für ein Bohrfutter, insbesondere für ein zur Ausstattung einer Schlagbohrmaschine geeignetes Bohrfutter, mit einem Backengrundkörper (2), an dem zum Eingriff in ein dem Bohrfutter zugeordnetes Spanngewinde eine Zahnreihe (3) ausgebildet und zur Anlage an einem mit dem Bohrfutter zu spannenden Werkzeugschaft ein Hartmetallsegment (7) auf einer geneigt zur Längsachse des Backengrundkörpers (2) orientierten Spannfläche (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Hartmetallsegment (7) aus zwei Segmentteilen (8) gebildet ist, daß an den Segmentteilen (8) jeweils eine parallel zu der durch die Projektion der Längsachse auf die Spannfläche (4) ausgezeichneten Mittellinie (5) der Spannfläche (4) verlaufende Spannkante (9) ausgebildet ist, und daß die Spannkanten (9) der beiden Segmentteile (8) symmetrisch zur Mittellinie (5) der Spannfläche (4) nach rechts und links versetzt angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannbacke für ein Bohrfutter, insbesondere für ein zur Ausstattung einer Schlagbohrmaschine geeignetes Bohrfutter, mit einem Backengrundkörper, an dem zum Eingriff in ein dem Bohrfutter zugeordnetes Spanngewinde eine Zahnreihe ausgebildet und zur Anlage an einem mit dem Bohrfutter zu spannenden Werkzeugschaft ein Hartmetallsegment auf einer geneigt zur Längsachse des Backengrundkörpers orientierten Spannfläche angeordnet ist.
Derartige Spannbacken stellen einen jährlich millionenfach hergestellten Massenartikel dar, wobei aber bei der Massenfertigung höchste Anforderungen hinsichtlich der Qualität der Spannbacken zu erfüllen sind, da die Spannbacken ein stark belastetes Bauteil von Bohrfutter darstellen, das zum sicheren Spannen des Werkzeugschaftes mit hoher Flächenpressung die gesamte Spannkraft übertragen muß.
Um eine Begrenzung der Lebensdauer des Bohrfutters durch die Spannbacken zu vermeiden, sind die Spannschneiden durch die Hartmetallsegmente verstärkt, die geringerem Verschleiß unterliegen. Der übliche Spannbereich von weit verbreiteten Bohrfuttern beträgt 1,0 mm bis 10,00 mm, wobei im Neuzustand des Bohrfutters der Spannbereich kleiner als 0,8 mm gewährleistet sein muß, damit über die Lebensdauer des Bohrfutters ein 1,0 mm Bohrer funktionssicher gespannt werden kann. Um dies zu erreichen, ist es bekannt, auf der Spannfläche zwei Spannschneiden mit geringem Abstand anzuordnen. Dies ist bei der Verwendung der bekannten Hartmetallsegmente jedoch nicht möglich, da diese im Sinterverfahren hergestellt werden und sich beim Sintern keine tiefen Kerben mit kleinem Innenradius herstellen lassen. Somit ergeben sich auch keine aggressiven Spannschneiden mit geringem gegenseitigen Abstand in einer erforderlichen Größenordnung. Aus der DE 33 44 552 C2 sind Spannbacken der eingangs genannten Art mit zwei Spannschneiden aufweisenden Hartmetalleinsätzen bekannt, bei denen jede Spannbacke zwei in Achsrichtung verlaufende Zähne mit einem dachkantförmigen Querschnitt besitzt zum Zusammenwirken mit einer Längsrändel am Bohrerschaft, deren Zähne einen dachkantförmigen Querschnitt aufweisen zur Realisierung eines Formschlusses mit den Zähnen der Spannbacken.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spannbacke der eingangs genannten Art so auszubilden, daß auch Werkzeugschäfte mit kleinem Durchmesser sicher gespannt werden können.
Diese Aufgabe wird bei einer Spannbacke der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Hartmetallsegment aus zwei Segmentteilen gebildet ist, daß an den Segmentteilen jeweils eine parallel zu der durch die Projektion der Längsachse auf die Spannfläche ausgezeichneten Mittellinie der Spannfläche verlaufende Spannkante ausgebildet ist, und daß die Spannkanten der beiden Segmentteile symmetrisch zur Mittellinie der Spannfläche nach rechts und links versetzt angeordnet sind.
Mit einer derartigen Spannbacke ist der Vorteil verbunden, daß die durch das Herstellungsverfahren der Hartmetallsegmente gegebenen Beschränkungen hinsichtlich des Abstandes der Spannkanten überwunden sind, da der Abstand der Spannkanten und darüber hinaus auch die Tiefe der zwischen den Spannkanten gebildeten Nut frei bestimmt werden kann. Das Herstellungsverfahren für die Hartmetallsegmente mit den beiden Segmentteilen selber erfordert keine zusätzlichen Verfahrensschritte, die die Komplexität des Herstellungsverfahrens steigern könnte; lediglich bei der Befestigung des Hartmetallsegmentes auf der Spannfläche des Backengrundkörpers ist es erforderlich, die beiden Segmentteile zusammenzuführen und in ihrer relativen Ausrichtung zueinander dauerhaft zu sichern. Dies ist leicht aber dadurch möglich, daß in der Spannfläche parallel zur Mittellinie zur Aufnahme der Segmentteile eine Nut ausgebildet ist, so daß durch Einsetzen der beiden Segmentteile in die Nut der Abstand der Spannkanten senkrecht zur Mittellinie sich nicht aufweiten kann.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Segmentteile in Richtung der Mittellinie versetzt angeordnet sind, und daß die beiden Spannkanten der Segmentteile nicht miteinander fluchten. Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, mit Segmentteilen einheitlicher Gestaltung zu arbeiten, bei denen lediglich deren Orientierung bestimmt, ob die Spannkante rechts oder links der Mittellinie positioniert wird. Die Verwendung einheitlich geformter Segmenteile bietet besondere Vorteile bei der Fertigung und Lagerhaltung der Hartmetallsegmente.
Im Sinne einer Erhöhung der Spannkraft ist es günstig, wenn in den Segmentteilen mindestens eine Quernut ausgebildet ist. Durch diese Quernut wird die Spannfläche der Spannkanten verkleinert, so daß bei gleichem eingeleiteten Anspannmoment eine höhere Flächenpressung bzw. eine größere Verformung des Werkzeugschaftes erfolgt.
Um insbesondere beim Schlagbohren mit einem sich axial relativ zu den Spannbacken bewegenden Werkzeugschaft eine sichere Einspannung zu erreichen, ist es günstig, wenn die Spannkanten der Segmentteile randseitig geneigt zur Spannfläche verlaufen, da so scharfe Kanten kleine Späne am Werkzeugschaft abschaben und ein tieferes Eingraben der Spannkanten ermöglichen. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, daß die Spannkanten der Segmentteile randseitig gerundet geformt sind, wobei bei dieser Ausführungsform gleichfalls das Eingraben der Spannkanten in den Werkzeugschaft gefördert ist.
Um die Verschleißfestigkeit und die Lebensdauer der Spannbacke zu erhöhen, ist vorgesehen, daß auf der Spannfläche entlang der Mittellinie mindestens zwei Hartmetallsemente mit gegenseitigem Abstand angeordnet sind. Damit ist der Vorteil verbunden, daß selbst bei Beschädigung eines Hartmetallsegmentes durch Zerstörung oder Deformation von dessen Spannkanten ein weiteres Einspannen des Werkzeugschaftes möglich bleibt infolge der redundanten Verwendung der Hartmetallsegmente.
Zur funktionssicheren Einspannung von Bohrern mit kleinem Durchmesser von 1,0 mm ist vorgesehen, daß der Abstand der Spannkanten senkrecht zur Mittellinie kleiner oder gleich 0,75 mm ist.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Hartmetallsegment an seinen Rändern rechts und links neben den Spannkanten ausgebildete Kontaktflächen aufweist, die von der Mitte zum Rand hin abfallen und in Ebenen liegen, die eine parallel zu den Spannkanten liegende Schnittgerade aufweisen, und daß die Spannkanten unterhalb der Ebenen enden, ohne diese zu schneiden. Damit verbunden ist der Vorteil, daß die vorzugsweise sehr dünn gebildeten, harten Spannkanten der Spannbacke nicht mit den Spannkanten benachbarter Spannbacken des Bohrfutters zusammenstoßen können, wenn die Spannbacken zu ihrem kleinsten Spanndurchmesser verstellt werden, da die Kontaktflächen eine weitere Verstellung der Spannbacken begrenzen, bevor die Spannkanten gegenseitig zur Anlage kommen und sich beschädigen könnten.
Im folgenden wird die Erfindung an in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigen:
1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Spannbacke mit zwei das Hartmetallsegment bildenden, auf der Spannfläche angeordneten Segmentteilen,
2 eine Vorderansicht der Spannbacke aus 1,
3 eine der 1 entsprechende Darstellungsweise einer Spannbacke mit zwei Hartemtallsegmenten,
4 eine der 2 entsprechende Darstellungsweise einer Spannbacke mit zwei in Richtung der Mittellinie versetzt angeordneten Segmentteilen,
5 eine der 1 entsprechende Darstellungsweise der Spannbacke aus 4,
6 eine der 5 entsprechende Darstellung einer weiteren alternativen Ausführungsform,
7 eine Seitenansicht eines Hartmetallsegments mit gerundeten Kanten und Quernuten,
8 eine der 7 entsprechende Darstellungsweise eines Hartmetallsegmentes mit randseitig geneigt zur Spannfläche verlaufenden Spannkanten, und
9 eine Darstellung von drei zu ihrem kleinsten Spanndurchmesser verstellten Spannbacken.
In der Zeichnung sind Spannbacken 1 dargestellt, die zur Ausstattung von Bohrmaschinen, insbesondere von Schlagbohrmaschinen dienen, wobei in der Regel drei derartige Spannbacken 1 gleichmäßig über den Umfang eines Futterkörpers des Bohrfutters in geneigt zur Futterachse verlaufenden Führungsaufnahmen verschiebbar angeordnet sind. Die Verschiebbarkeit der Spannbacken 1 wird erreicht durch eine an den Backengrundkörpern 2 der Spannbacken 1 ausgebildete Zahnreihe 3, die in ein dem Bohrfutter zugeordnetes Spanngewinde eingreift, in der Regel in das Spanngewinde eines drehbar und axial unverschieblich am Bohrfutter gelagerten Gewinderinges. An dem Backengrundkörper 2 ist weiterhin ausgebildet eine Spannfläche 4, die geneigt zur Längsachse des Backengrundkörpers 2 orientiert ist. Diese Spannfläche 4 weist eine Mittellinie 5 auf, die definiert ist durch die Projektion der Längsachse des Backengrundkörpers 2 auf die Spannfläche 4. Bei den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen ist in der Spannfläche 4 parallel zur Mittellinie 5 eine Nut 6 ausgebildet, in der bei der in 1 gezeigten Spannbacke ein Hartmetallsegment 7, bei der in 3 gezeigten Ausführungsform zwei Hartmetallsegmente 7 angeordnet sind.
Das Hartmetallsegment 7 ist aus zwei Segmentteilen 8 gebildet, die jeweils eine Spannkante 9 aufweisen, wobei die Spannkanten 9 parallel zur Mittellinie 5 verlaufen und die Spannkanten 9 der beiden Segmentteile 8 symmetrisch zur Mittellinie 5 der Spannfläche 4 nach rechts und links versetzt angedordnet sind. Durch die Bildung der Hartmetallsegmente 7 durch zwei Segmentteile 8 ist es möglich, den Abstand der Spannkanten 9 frei, insbesondere sehr klein zu wählen, so daß es möglich ist, daß der Abstand der Spannkanten 9 senkrecht zur Mittellinie kleiner oder gleich 0,75 mm ist.
Die 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der auf der Spannfläche 4 entlang der Mittellinie 5 zwei Hartmetallsegmente 7 mit gegenseitigem Abstand angeordnet sind.
In den 4 bis 6 sind Ausführungsformen gezeigt, bei denen die zwei Segmentteile 8 in Richtung der Mittellinie 5 versetzt angeordnet sind, was mit dem Vorteil verbunden ist, daß die beiden Segmentteile 8 eine einheitliche Gestalt aufweisen können und die Anordnung der Spannkanten 9 symmetrisch zur Mittellinie 5 erreicht wird, indem eines der Segmentteile 8 gegenüber dem anderen Segmentteil 8 um 180° um die senkrecht zur Spannfläche 4 stehende Achse verdreht wird.
Die 7 und 8 zeigen Ausführungsbeispiele, bei denen die Segmentteile 8 zur Erhöhung der Spannkraft der Spannkanten 9 Quernuten 10 aufweisen, wobei in der 7 die Spannkante 9 der Segmentteile 8 randseitig gerundet geformt ist, während 8 ein Ausführungsbeispiel zeigt, bei dem die Spannkanten 9 der Segmentteile 8 randseitig geneigt zur Spannfläche 4 verlaufen.
9 schließlich zeigt in einer Draufsicht das Zusammenwirken dreier Spannbacken 1, bei denen das Hartmetallsegment 7 an seinen Rändern rechts und links neben den Spannkanten 9 ausgebildete Kontaktflächen 11, 12 aufweist, die von der Mitte zum Rand hin abfallen und in Ebenen liegen, die eine parallel zu den Spannkanten 9 liegende Schnittgerade 13 aufweisen, und daß die Spannkanten 9 unterhalb der Ebenen enden, ohne diese zu schneiden. Es ist unmittelbar ersichtlich, daß in der gezeigten Stellung der Spannbacken 1 für den kleinsten Spanndurchmesser die Kontaktflächen 11, 12 einander anliegen und eine weitere Annäherung der Spannkanten 9 verhindern, diese also voreinander schützen.

Claims

Spannbacke für ein Bohrfutter, insbesondere für ein zur Ausstattung einer Schlagbohrmaschine geeignetes Bohrfutter, mit einem Backengrundkörper (2), an dem zum Eingriff in ein dem Bohrfutter zugeordnetes Spanngewinde eine Zahnreihe (3) ausgebildet und zur Anlage an einem mit dem Bohrfutter zu spannenden Werkzeugschaft ein Hartmetallsegment (7) auf einer geneigt zur Längsachse des Backengrundkörpers (2) orientierten Spannfläche (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Hartmetallsegment (7) aus zwei Segmentteilen (8) gebildet ist, daß an den Segmentteilen (8) jeweils eine parallel zu der durch die Projektion der Längsachse auf die Spannfläche (4) ausgezeichneten Mittellinie (5) der Spannfläche (4) verlaufende Spannkante (9) ausgebildet ist, und daß die Spannkanten (9) der beiden Segmentteile (8) symmetrisch zur Mittellinie (5) der Spannfläche (4) nach rechts und links versetzt angeordnet sind.
Spannbacke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Spannfläche (4) parallel zur Mittellinie (5) zur Aufnahme der Segmentteile (8) eine Nut (6) ausgebildet ist.
Spannbacke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Segmenteile (8) in Richtung der Mittellinie (5) versetzt angeordnet sind, und daß die beiden Spannkanten (9) der Segmentteile (8) nicht miteinander fluchten.
Spannbacke nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Segmentteilen (8) mindestens eine Quernut (10) ausgebildet ist.
Spannbacke nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannkanten (9) der Segmentteile (8) randseitig geneigt zur Spannfläche (4) verlaufen.
Spannbacke nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannkanten (9) der Segmentteile (8) randseitig gerundet geformt sind.
Spannbacke nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Spannfläche (4) entlang der Mittellinie (5) mindestens zwei Hartmetallsegmente (7) mit gegenseitigem Abstand angeordnet sind.
Spannbacke nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Spannkanten (9) senkrecht zur Mittellinie (5) kleiner oder gleich 0,75 mm ist.
Spannbacke nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Hartmetallsegment (7) an seinen Rändern rechts und links neben den Spannkanten (9) ausgebildete Kontaktflächen (11, 12) aufweist, die von der Mitte zum Rand hin abfallen und in Ebenen liegen, die eine parallel zu den Spannkanten (9) liegende Schnittgerade (13) aufweisen, und daß die Spannkanten (9) unterhalb der Ebenen enden, ohne diese zu schneiden.