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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf Spannfutter zur
Verwendung mit Bohrern oder mit elektrischen oder pneumatischen
Motor- bzw. Leistungsantrieben. Genauer bezieht sich die vorliegende
Erfindung auf ein Spannfutter der schlüssellosen Art, das eine innere
Mutter aufweist.
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HINTERGRUND
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Händische,
elektrische und pneumatische Werkzeugantriebe bzw. -treiber sind
gut bekannt. Obwohl Spiralbohrer die bekanntesten Werkzeuge auf derartigen
Antrieben sind, können
die Werkzeuge auch Schraubendreher, Mutterndreher, Entgrater bzw.
Senker, festgelegte Schleifsteine oder andere Schneid- oder Abschleifwerkzeuge
umfassen. Da die Werkzeugschafte von variierendem Durchmesser oder
von polygonalem Querschnitt sein können, ist die Vorrichtung üblicherweise
mit einem Spannfutter versehen, das über einen relativ weiten Bereich
einstellbar ist. Das Spannfutter kann an den Antrieb bzw. Treiber
durch eine mit Gewinde versehene oder verjüngte bzw. geneigte Bohrung
festgelegt sein.
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Eine
Vielzahl von Spannfuttern wurde in der Technik entwickelt. In einem
geneigten, mit Klemmbacken bzw. Backen versehenen Spannfutter beinhaltet
ein Spannfutterkörper
drei Durchtritte, die etwa 120 Grad voneinander beabstandet angeordnet
sind. Die Durchtritte sind so konfiguriert, daß sich ihre zentralen bzw.
Mittellinien an einem Punkt entlang der Spannfutterachse vor dem
Spannfutter treffen. Die Durchtritte beschränken drei Backen bzw. Klemmbacken,
welche in den Durchtritten bewegbar sind, um einen zylindrischen
oder polygonalen Werkzeugschaft zu ergreifen, der entlang der Spannfuttermittelachse
verlagert ist. Das Spannfutter umfaßt bzw. enthält eine
Mutter, welche sich relativ zu dem Spannfutter dreht und welche
Gewinde bzw. Gewindegänge
auf den Backen ergreift, so daß eine
Rotation der Mutter die Backen in jeder Richtung in dem Durchtritt
bewegt. Der Körper
ist an der Antriebswelle eines Antriebs festgelegt und ist so konfiguriert,
daß eine
Rotation des Körpers
in einer Richtung in bezug auf die Mutter die Backen in eine greifende
Beziehung mit dem Werkzeugschaft zwingt bzw. beaufschlagt, während eine
Rotation in der entgegengesetzten Richtung die greifende Beziehung
löst. Das Spannfutter
kann schlüssellos
sein, wenn es mit der Hand gedreht wird.
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Verschiedene
Konfigurationen von schlüssellosen
Spannfuttern sind in der Technik bekannt und sind für eine Vielzahl
von Anwendungen wünschenswert.
In dem Fall eines Zwei-Hülsen-Spannfutters
ist die vordere Hülse
drehbar mit der Mutter gekoppelt und die rückwärtige Hülse ist drehbar mit dem Spannfutterkörper gekoppelt.
Somit bewirkt eine Rotation der vorderen Hülse relativ zu der rückwärtigen Hülse, daß sich die
Backen in dem Spannfutterkörper
in entweder der Öffnungs-
oder Schließrichtung
in Abhängigkeit
von der Richtung einer relativen Rotation bewegen. In einem Einzelhülsen-Design
ist bzw. wird jedoch eine Rotation des Spannfutterkörpers relativ
zu der einzigen Hülse
und somit zu der Mutter allgemein durch ein Betätigen der Bohrereinheit erreicht,
während
ein Betätiger
die Hülse
hält. Es ist
auch bekannt, eine Hülse
auf dem Antriebsgehäuse
zur Verfügung
zu stellen, welche drehbar daran festgelegt ist, jedoch axial in
bezug auf das Gehäuse bewegbar
ist. Diese Hülse
ist in Eingriff mit der Spannfutterhülse bewegbar, so daß die gleitende Hülse durch
ein Drehen die Spannfutterhülse
und die Mutter an dem Getriebegehäuse festlegt bzw. fixiert. Nach
bzw. bei einer Aktivierung des Antriebs dreht daher die angetriebene
Spindel den Spannfutterkörper
relativ zu der in Rotationsrichtung festgelegten Hülse und
Mutter, wodurch das Spannfutter in Abhängigkeit von der Rotationsrichtung
der Spindel geöffnet
oder geschlossen wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die
vorliegende Offenbarung erkennt und berücksichtigt Konstruktionen und
Verfahren gemäß dem Stand
der Technik. In einer Ausbildung der vorliegenden Offenbarung hat
ein Spannfutter zur Verwendung mit einem händischen oder motorgetriebenen
Antrieb bzw. Treiber einen allgemein zylindrischen Körper, der
einen Vorder- bzw. Nasenabschnitt und einen Hinter- bzw. Schwanzabschnitt
aufweist, wobei der Schwanzabschnitt einen internen bzw. Innenhohlraum
darin ausgebildet aufweist und der Nasenabschnitt eine axiale Bohrung
darin ausgebildet aufweist. Eine Mutter ist in dem Innenhohlraum
angeordnet, wobei die Mutter eine zentrale Bohrung beinhaltet. Eine
Spindel beinhaltet einen vorderen Abschnitt, der sich in die zentrale
Bohrung der Mutter erstreckt, und einen rückwärtigen Abschnitt, der konfiguriert
ist, um die Antriebswelle aufzunehmen. Eine Mehrzahl von Backen
bzw. Klemmbacken ist bewegbar in bezug auf den Körper angeordnet, wobei jede der
Klemmbacken in Wechselwirkung bzw. Kommunikation bzw. Verbindung
mit der axialen Bohrung ist und betätigbar mit der Mutter gekoppelt
ist, und eine Hülse
ist um den Körper
angeordnet. Die Mutter ist axial in bezug auf die Spindel zwischen
einer ersten Position und einer zweiten Position bewegbar. Die Mutter
ist drehbar an der Spindel in der ersten Position festgelegt und
nicht drehbar an der Spindel in der zweiten Position festgelegt
bzw. fixiert.
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Die
beiliegenden Zeichnungen, welche darin inkorporiert bzw. aufgenommen
sind und ein Teil dieser Beschreibung darstellen bzw. ausbilden,
illustrieren eine oder mehrere Ausbildung(en) des Spannfutters und
dienen gemeinsam mit der Beschreibung dazu, um die Prinzipien des
Spannfutters zu erklären.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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Eine
vollständige
und befähigende
Offenbarung des vorliegenden Spannfutters, beinhaltend die beste
Art davon, die an einen Fachmann in der Technik gerichtet ist, ist
in der Beschreibung ausgeführt, welche
sich auf die beiliegenden Zeichnungen bezieht, in welchen:
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1 eine perspektivische Explosionsdarstellung
eines Spannfutters in Übereinstimmung
mit einer Ausbildung der vorliegenden Offenbarung ist;
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2 eine Querschnittsansicht
des zusammengebauten Spannfutters ist, wie es in 1 gezeigt ist;
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3 eine Querschnittsansicht
des zusammengebauten Spannfutters ist, wie es in 1 gezeigt ist;
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4 eine perspektivische Explosionsdarstellung
eines Spannfutters in Übereinstimmung
mit einer Ausbildung der vorliegenden Erfindung ist;
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5 eine Querschnittsansicht
des zusammengebauten Spannfutters ist, wie es in 4 gezeigt ist;
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6 eine Querschnittsansicht
des zusammengebauten Spannfutters ist, wie es in 4 gezeigt ist;
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7 eine perspektivische Ansicht
einer alternierenden Basisplatte und Druckplatte zur Verwendung
mit einem Spannfutter ist, wie es in 4 gezeigt
ist; und
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8 eine perspektivische Ansicht
einer alternierenden Basisplatte und Druckplatte zur Verwendung
mit einem Spannfutter ist, wie es in 4 gezeigt
ist.
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Eine
wiederholte Verwendung von Bezugszeichen in der vorliegenden Beschreibung
und den Zeichnungen ist dazu gedacht, um dieselben oder ähnlichen
Merkmale oder Elemente des Spannfutters zu repräsentieren.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
VON BEVORZUGTEN AUSBILDUNGEN
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Es
wird nun im Detail auf gegenwärtig
bevorzugte Ausbildungen der Offenbarung Bezug genommen, von welcher
ein oder mehrere Beispiele) in den beiliegenden Zeichnungen illustriert
ist (sind). Jedes Beispiel ist als Erklärung, jedoch nicht Einschränkung des
Spannfutters zur Verfügung
gestellt. Tatsächlich
wird es Fachleuten offensichtlich sein, daß Modifikationen und Variationen
bzw. Abwandlungen an dem vorliegenden Spannfutter gemacht werden können, ohne
vom Rahmen und dem Geist davon abzugehen. Beispielsweise können Merkmale,
die als Teil einer Ausbildung illustriert oder beschrieben sind, an
einer anderen Ausbil dung verwendet werden, um noch eine weitere
Ausbildung zu ergeben. Es ist somit beabsichtigt, daß die vorliegende
Offenbarung derartige Modifikationen und Variationen, wie sie in den
Rahmen der beiliegenden Ansprüche
fallen, und auch ihre Äquivalente
abdeckt.
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Bezugnehmend
auf 1 und 2 beinhaltet ein Spannfutter 100 eine
innere Mutter 110, einen Körper 120, eine Mehrzahl
von Backen bzw. Klemmbacken 130, eine äußere Hülse 140, eine Spindel 150 und
eine Grundplatte 170. Der Körper 120 ist allgemein
zylindrisch in der Form bzw. Gestalt und umfaßt eine Nase oder einen vorderen
bzw. nach vorne gerichteten Abschnitt 121, und einen Schwanz oder
rückwärtigen Abschnitt 122.
Der Nasenabschnitt 121 hat eine vordere Seite bzw. Fläche querverlaufend
zur Längsmittelachse 127 des
Körpers 120 und
einen Satz von verriegelnden bzw. Verriegelungsschiebekeilen 124,
die in Umfangsrichtung um den Nasenabschnitt 121 ausgebildet
sind. Der Nasenabschnitt 121 definiert eine axiale Bohrung 126, welche
etwas größer in der
Abmessung als der größte Werkzeugschaft
dimensioniert ist, für
welchen das Spannfutter 100 ausgebildet ist, um ihn aufzunehmen.
Ein interner bzw. Innenhohlraum 125 ist in dem Schwanzabschnitt 122 ausgebildet
und ist bemessen bzw. dimensioniert, um die Mutter 110 aufzunehmen. Der
Innenhohlraum 125 und die axiale Bohrung 126 kommunizieren
bzw. stehen in Verbindung an einem zentralen Bereich des Körpers 120.
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Der
Körper 120 definiert
drei Durchtritte 123, um die drei Backen aufzunehmen. Jede
Backe 130 ist von der benachbarten Backe durch einen Bogen von
etwa 120° getrennt.
Die Achsen der Durchtritte 123 und der Backen 130 sind
in bezug auf die Längsmittelachse 127 derart
abgewinkelt, daß jede
Durchtrittsachse durch die axiale Bohrung 126 führt bzw. hindurchtritt
und die Längsmittelachse 127 an
einem gemeinsamen Punkt vor dem Spannfutterkörper kreuzt bzw. schneidet.
Die Backen bilden einen Griff, welcher sich radial zu und weg von
der Spannfutterachse bewegt, um ein Werkzeug zu ergreifen, wobei jede
Backe 130 eine ein Werkzeug ergreifende bzw. Werkzeugergreifungsfläche 131 allgemein
parallel zur zentralen bzw. Mittelachse 127 des Spannfutters 100 aufweist.
Gewinde bzw. Gewindegänge 132,
die an der gegenüberliegenden
oder Außenoberfläche von
jeder Backe ausgebildet sind, können
in jeder geeigneten Art und Ganghöhe bzw. Steigung konstruiert
sein. Es sollte verstanden werden, daß die vorliegende Offenbarung
Ausbildungen mitumfaßt,
die weniger oder mehr als drei Backen 130 aufweisen.
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Die
Mutter 110 beinhaltet einen kegelstumpfförmigen vorderen
Abschnitt und einen im wesentlichen zylindrischen rückwärtigen Abschnitt.
Der vordere Abschnitt der Mutter 110 hat Gewinde bzw. Gewindegänge 111,
die konfiguriert sind, um mit den Backengewinden 132 zusammenzupassen.
Die Mutter 110 ist in dem Innenhohlraum 125 des
Körpers 120 derart
aufgenommen, daß die
Muttergewinde 111 die Backengewinde ergreifen. Eine Rotation
der Mutter 110 in bezug auf den Körper 120 bewirkt,
daß die
Backen 130 in den Durchtritten 123 in Abhängigkeit
von der Rotationsrichtung der Mutter vorgetrieben bzw. vorbewegt
oder zurückgezogen
werden.
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Der
rückwärtige Abschnitt
der Mutter 110 beinhaltet eine Mehrzahl von Ritzel- bzw.
Getriebebohrungen 112, die konfiguriert sind, um drehbar
eine Mehrzahl von Planetengetrieben bzw. -ritzeln 114 aufzunehmen.
Jedes Planetengetriebe 114 beinhaltet eine Ritzel- bzw.
Getriebeachse 115, die drehbar in einer entsprechenden
Getriebebohrung 112 aufgenommen ist. Ein Satz von Antriebsschiebekeilen 116 ist
in Umfangsrichtung um einen Abschnitt von jedem Planetengetriebe 114 ausgebildet,
der nach außen von
dem rückwärtigen Abschnitt
der Mutter 110 abhängt.
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Eine
zentrale Bohrung 113, die sich von dem vorderen Abschnitt
zu dem rückwärtigen Abschnitt der
Mutter 110 erstreckt, beinhaltet einen vorderen Abschnitt 113a,
einen rückwärtigen Abschnitt 113b und
einen Satz von Antriebsschiebekeilen 117, die auf einer
kegelstumpfförmigen
Oberfläche
an dem Schnitt des vorderen und rückwärtigen Abschnitts ausgebildet
sind. Der vordere Abschnitt 113a der zentralen Bohrung 113 hat
einen geringfügig
größeren Durchmesser
als der rückwärtige Abschnitt 113b. Der
Durchmesser des vorderen Abschnitts 113a ist in einer bevorzugten
Ausbildung im wesentlichen ähnlich
zu dem Durchmesser der axialen Bohrung 126, die in dem
Körper 120 derart
ausgebildet ist, daß der vordere
Abschnitt 113a Werkzeugschafte aufnehmen kann, welche gleitbar
in der axialen Bohrung 126 positioniert sind. Der rückwärtige Abschnitt
der zentralen Bohrung 113 ist so dimensioniert, um gleitbar
einen Abschnitt der Spindel 150 aufzunehmen, so daß die Spindel 150 drehbar
relativ zu der Mutter 110 ist, wenn dies gewünscht ist.
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Eine
Grundplatte 170 ist drehbar an dem Schwanzabschnitt 122 des
Körpers 120 durch
Mitnehmer bzw. Klauen festgelegt, die sich axial nach vorne von
der Grundplatte erstrecken und durch entsprechende Schlitze 169 aufgenommen
sind, jedoch kann sie alternativ an den Schwanzabschnitt durch ein
Preßpassen
oder andere geeignete Verbindungsmittel festgelegt sein. Die Grundplatte 170 beinhaltet eine
innere ringförmige
Rille bzw. Nut 171, eine äußere ringförmige Nut 172 und
eine nach innen abhängige
Leiste 173, welche einen ringförmigen Sitz 174 und
eine zentrale Öffnung 177 ausbildet.
Die zentrale Öffnung 177 ist
so dimensioniert, um den Durchtritt der Spindel 150 dadurch
zu ermöglichen,
und der ringförmige
Sitz 174 ist konfiguriert, um drehbar einen Antriebsring 180 darin
aufzunehmen. Der Innenumfang des ringförmigen Sitzes 174 umfaßt weiterhin
eine Planetenzahnstange 176 zum Ergreifen von Rntriebsschiebekeilen 116 von
Planetengetrieben bzw. -ritzeln 114.
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Ein
im wesentlichen zylindrischer Antriebsring 180 ist in einem
ringförmigen
Sitz 174 der Grundplatte 170 so aufgenommen, daß der Antriebsring drehbar
innerhalb der Grundplatte ist. Der Antriebsring 180 beinhaltet
eine Mehrzahl von Ritzel- bzw. Getriebeausnehmungen bzw. -vertiefungen 181,
wobei jede Getriebeausnehmung 181 konfiguriert ist, um
das Ende von jedem Planetengetriebe bzw. -ritzel 114 aufzunehmen,
das Antriebsschiebekeile 116 aufweist, so daß das Planetengetriebe
drehbar in seiner Ritzel- bzw. Getriebeausnehmung bzw. -aussparung ist.
Jede Getriebeausnehmung 181 ist derart konfiguriert, daß, wobei
der Antriebsring in dem ringförmigen Sitz 174 positioniert
ist, die Antriebsschiebekeile von jedem Planetengetriebe 114 sowohl
die Planetenzahnstange 176 der Grundplatte 170 als
auch ein Sonnenrad 151 ergreifen, das zentral auf der Spindel 150 angeordnet
ist.
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Die
Spindel 150 ist im wesentlichen zylindrisch und beinhaltet
eine nach außen
abhängende Leiste 152 axial
rückwärts von
dem Sonnenrad 151 und eine ringförmige Rille bzw. Nut 153 axial
rückwärts von
der radialen Leiste. Der rückwärtige Abschnitt
der Spindel 150 nimmt drehbar eine Lagerhülse 158 auf,
welche eine Mehrzahl von Lagerelementen 159 beinhaltet,
die sich durch die Hülsenwand
in eine axiale Bohrung erstrecken, die durch die Hülse definiert
ist, und definiert eine ringförmige
Nut bzw. Rille 160 um ihren vorderen Außenumfang. Die Lagerhülse 158 ist
auf der Spindel 150 benachbart der radialen Leiste 152 positioniert
und ist an der Spindel 150 durch eine C-Klemme 154 gesichert, die
in der ringförmigen
Nut 153 positioniert ist. Eine Gewindebohrung 155 ist
in dem rückwärtigen Abschnitt
der Spindel 150 ausgebildet und ist von einer Standardgröße, um mit
der Antriebswelle eines motorgetriebenen oder handgetriebenen Treibers
bzw. Antriebs (nicht gezeigt) zusammenzupassen. Während eine Gewindebohrung 155 dargestellt
bzw. illustriert ist, könnte
eine derartige Bohrung durch eine geneigte bzw. verjüngte Bohrung
einer Standardgröße ersetzt sein,
um mit einer verjüngten
Antriebswelle zusammenzupassen, oder die Spindel 150 kann
aus einem einstückigen
bzw. integralen Stück
mit der Getriebeantriebswelle ausgebildet sein.
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Der
vordere Abschnitt der Spindel 150 ist in dem rückwärtigen Abschnitt 113b der
zentralen Bohrung 113 positioniert, die in der Mutter 110 ausgebildet
ist, und ist in der zentralen Bohrung 113 mittels einer
Führungsbuchse 166 gesichert,
welche wiederum an dem vorderen Abschnitt der Spindel 150 durch eine
mit einem Gewinde versehene bzw. Gewindefestlegung 168 gesichert
ist, welche in eine Gewindebohrung 156 eingreift, die in
den vorderen Abschnitt der Spindel 150 ausgebildet ist.
Die Führungsbuchse 166 beinhaltet
einen Satz von Antriebsschiebekeilen 167, welche veranlaßt werden
können,
selektiv die Antriebsschiebekeile 117 zu ergreifen oder
loszulassen bzw. freizugeben, die auf der Mutter 110 ausgebildet
sind.
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Eine
Plattenfeder 162 spannt die Grundplatte 170 relativ
zur Spindel 150 nach vorwärts vor. Die Plattenfeder 162 beinhaltet
eine innere ringförmige Kante 163,
die in einer ringförmigen
Nut 160 der Lagerhülse 158 aufgenommen
ist bzw. wird, und eine äußere ringförmige Kante 164,
die in einer ringförmigen
Nut 171 der Grundplatte 170 aufgenommen ist bzw.
wird.
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Eine
Basisplatte 194 nimmt eine Außenhülse 140 in einer preßpassenden
Weise auf. Die Außenhülse 140 kann
auch durch Verwendung eines Schlüssels,
durch Crimpen, Stecken, Gewinde oder ein anderes geeignetes Verfahren
eines Sicherns der Hülse
an der Basisplatte so zurückgehalten
werden, daß die
Hülse und
die Basisplatte drehbar aneinander gekoppelt sind. Die Außenhülse 140 beinhaltet einen
Vorder- bzw. Nasenabschnitt 141, einen Basisabschnitt 143 und
einen axialen Schlitz 142, der in dem Basisabschnitt ausgebildet
ist. Ein Satz von verriegelnden bzw. Verriegelungsschiebekeilen 144 ist um
den Innenumfang des Nasenabschnitts 141 ausgebildet, um
selektiv die Verriegelungsschiebekeile 124 des Körpers 120 zu
ergreifen und freizugeben. Eine Steuer- bzw. Regelhülse 190 ist
um den Basisabschnitt der Außenhülse 140 angeordnet
und daran mit einer mit einem Gewinde versehenen bzw. Gewindeschraube 192 gesichert.
Die Schraube 192 verschraubt sich durch eine Öffnung 191,
die in der Steuer- bzw. Regelhülse
ausgebildet ist, und tritt dann durch den axialen Schlitz 142 der
Außenhülse 140 in
eine äußere ringförmige Rille
bzw. Nut 172 der Grundplatte 170 durch. Da die
Breite des axialen Schlitzes 142 etwa jene der Schraube 192 ist,
ist die Steuer- bzw. Regelhülse 190 auf
eine axiale Bewegung relativ zur Außenhülse 140 beschränkt. Der Eingriff
zwischen der Schraube 192 und der ringförmigen Nut 172 erlaubt
es jedoch der Grundplatte 170, sich relativ zur Außenhülse 140 zu
drehen. Eine Basisplatte 194 ist drehbar an dem Gehäuse des
motorgetriebenen oder händischen
Antriebs (nicht gezeigt) gesichert und beinhaltet eine zentrale Öffnung 195,
so daß die
Antriebswelle des Treibers bzw. Antriebs die Gewindebohrung 155 der
Spindel 150 ergreifen kann.
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Während eines
normalen Betriebs des Spannfutters 100 und nun bezugnehmend
auf 2 und 3 ist die Plattenfeder 162 in
einer Ruheposition, wie dies in 2 gezeigt
ist, so daß die
Grundplatte 170 und somit der Körper 120 nach vorwärts relativ
zur Spindel 150 gezwungen bzw. beaufschlagt sind. Wie dies
in größerem Detail
unten diskutiert wird, drehen sich die Spindel 150 und
der Körper 120 gemeinsam
in diesem Zustand. Somit dreht, wenn die Backen einen Werkzeugschaft
ergreifen, das Spannfutter den Werkzeugschaft mit derselben Rotationsgeschwindigkeit
bzw. Drehzahl wie die Treiberantriebswelle.
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Um
einen Werkzeugschaft (nicht gezeigt) in das Spannfutter 100 vor
einem normalen Betrieb zu laden, zieht ein Benutzer zuerst die Steuer-
bzw. Regelhülse 190 und
die zugehörige
Schraube 192 zu der Basisplatte 194, wie dies
in 3 gezeigt ist. Da bzw. wenn die Steuer- bzw. Regelhülse 190 nach rückwärts bewegt
wird, übt
die Schraube 192 eine Kraft nach rückwärts auf die äußere ringförmige Nut 172 aus.
Die Grundplatte 170 bewegt sich daher zur Basisplatte 194 und
die Schraube 192 bewegt sich gleichzeitig nach rückwärts in dem
axialen Schlitz 142 der Außenhülse 140. Da der Körper 120 und
die Grundplatte 170 axial aneinander gesichert sind, bewegt
sich der Körper 120 auch
nach rückwärts zu der Basisplatte 194.
Die Rückwärtsbewegung
des Körpers 120 setzt
sich fort, bis die Verriegelungsschiebekeile 124 auf dem
Nasenabschnitt des Körpers 120 die
Verriegelungsschiebekeile 144 ergreifen, die auf dem Nasenabschnitt 141 der
Außenhülse 140 ausgebildet
sind. Die Wechselwirkung der Verriegelungsschiebekeile 124 und 144 verhindert
eine Rotation des Körpers 120 und
der Grundplatte 170 relativ zur Außenhülse 140. Wie oben
festgehalten, ist die Außenhülse 140 nicht
drehbar an dem Antriebsgehäuse
durch die Basisplatte 194 gesichert.
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Wenn
bzw. da sich der Körper 120 nach rückwärts bewegt,
drückt
er die Mutter 110 nach rückwärts aufgrund des Anschlags
bzw. Anliegens des Körpers
gegen die vordere Oberfläche
der Mutter, so daß die
Antriebsschiebekeile 117 der Mutter 110 von den
Antriebsschiebekeilen 167 der Führungsbuchse 166 außer Eingriff
gebracht bzw. gelöst
werden. Sobald die Antriebsschiebekeile 117 und 167 außer Eingriff
sind, ist die Mutter 110 frei, sich um die Spindel 150 relativ
zu dem Körper 120 zu
drehen, um sich entweder zu oder weg von der zentralen Längsachse 127 in
Abhängigkeit
von der Rotationsrichtung der Mutter 110 zu bewegen.
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Vor
einem Einsetzen eines Werkzeugschafts in die axiale Bohrung 126 werden
die Backen 130 derart zurückgezogen, daß sie nicht
das Einsetzen des Werkzeugschafts in die axiale Bohrung behindern.
In 2 sind beispielsweise die Backen 130 vollständig innerhalb
der Durchtritte 123 zurückgezogen.
Sobald die Backen 130 adäquat zurückgezogen sind, setzt der Benutzer
den Werkzeugschaft in die axiale Bohrung 126 ein, zieht
die Steuer- bzw. Regelhülse 190 zu
der rückwärtigen Position,
die in 3 gezeigt ist, und aktiviert den Antrieb, so daß sich die Spindel 150 dreht.
Typischerweise bewirkt eine Rotation der Spindel 150 in
einer Uhrzeigerrichtung, wenn sie von der Rückseite des Spannfutters gesehen wird,
daß sich
die Backen 130 nach innen zu der Längsmittelache 127 und
in Eingriff mit dem Werkzeugschaft bewegen.
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Spezifischer
bewirkt eine Rotation der Spindel 150, daß das Sonnenrad 151 die
Planetengetriebe bzw. -ritzel 114 um ihre entsprechenden
Längsachsen
durch den Eingriff des Sonnenrads mit den Antriebsschiebekeilen 116 bewegt.
Da die Antriebsschiebekeile 116 auch die Planetenzahnstange 176 auf
der gegenüber
einer Rotation stationären
Außenhülse 140 ergreifen,
bewirkt die Rotation der Planetengetriebe 114 um ihre entsprechenden
Achsen, daß sich
die Ritzel bzw. Zahnräder 114 entlang
der Planetenritzelzahn stange bewegen, wodurch eine Rotationsbewegung
auf die Mutter 110 und den Antriebsring 180 um
die Spannfutterachse 127 verliehen wird. Da die Backen
an einem Rotieren um die Achse 127 durch die Backendurchtritte
in dem Körper gehindert
sind, welcher in Rotationsrichtung an das Antriebsgehäuse durch
die Schiebekeile 124 und 144 festgelegt ist, bewegt
eine Relativbewegung zwischen den Muttergewindegängen und den Backengewindegängen die
Backen in den Durchtritten. Eine Rotation der Spindel 150 im
Uhrzeigersinn bewirkt beispielsweise eine Rotation der Mutter 110 im
Uhrzeigersinn, und die resultierende Relativbewegung zwischen den
sich bewegenden Gewindegängen bzw.
Gewinden 111 auf der Mutter 110 und den stationären Gewinden 132 auf
jeder Backe 130 beaufschlagt bzw. zwingt die Backen 130 radial
nach innen zu der Längsmittelachse 127,
bis die Werkzeugergreifungsflächen 131 an
den Werkzeugschaft anliegen bzw. anschlagen, wodurch der Werkzeugschaft in
der gewünschten
Position gesichert wird. Mit dem gesicherten Werkzeugschaft löst der Benutzer
die Steuer- bzw. Regelhülse 190,
wodurch es der Plattenfeder 162 erlaubt wird, in die Ruheposition
zurückzukehren,
die in 2 gezeigt ist.
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Wenn
die Plattenfeder 162 zu der Ruheposition zurückkehrt, übt die Feder
eine Kraft auf die Grundplatte 170 derart aus, daß sich die
Grundplatte 170 und der Körper 120 nach vorne
relativ zu der Spindel 50 bewegen. Dies löst die Verriegelungsschiebekeile 124 auf
dem Nasenabschnitt 121 von den Verriegelungsschiebekeilen 144 an
dem Nasenabschnitt 141 derart, daß der Körper 120 relativ zur Außenhülse 140 gedreht
werden kann. Eine Vorwärtsbewegung
der Grundplatte 170 bewegt in ähnlicher Weise die Mutter 110 nach
vorwärts
relativ zur Spindel 150, bis die Mutterantriebsschiebekeile 117 vollständig in
die Antriebsschiebekeile 167 der Führungsbuchse 166 eingreifen,
wie dies in 2 gezeigt ist. Die Planetengetriebe-Antriebsschiebekeile 116 bleiben
sowohl mit dem Sonnenrad 151 als auch der Grundplatten-Planetenzahnstange 176 in
Eingriff.
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Eine
Rotation des Werkzeugs, das in dem Spannfutter 100 gesichert
ist, wird durch eine Rotation der Spindel 150 mit dem Antrieb
ausgeführt.
Da die Mutter 110 drehbar an der Spindel 150 durch
den Eingriff der Antriebsschiebekeile 117 und 167 gesichert
ist, treibt eine Rotation der Spindel 150 die Mutter 110 zur
Rotation an. Die Mutter 110 trägt wiederum Planetengetriebe 114 derart,
daß sie
sich um die Spannfutterlängsmittelachse 127 drehen.
Da die Spindel 150 und die Mutter 110 gemeinsam
drehen, werden die Planetengetriebe 114 gemeinsam mit der Spindelrotation
getragen. D.h., das Sonnenrad 151 dreht sich nicht relativ
zu den Planetengetrieben bzw. -ritzeln und die Planetengetriebe 114 drehen
sich daher nicht relativ zu ihren Längsachsen.
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Wie
dies festgehalten ist, ergreifen die Antriebsschiebekeile von jedem
Planetengetriebe 114 sowohl das Sonnenrad 151,
das Spindel 150 als auch die Planetenzahnstange 176 der
Grundplatte 170. Da den Planetengetrieben 114 nicht
erlaubt ist, um ihre entsprechenden Längsachsen zu drehen, wird die
Rotationskraft, die sowohl durch die Mutter 110 als auch
die Spindel 150 mittels des Sonnenrads 151 übertragen
ist bzw. wird, auf die Grundplatte 170 mittels der Planetengetriebe 114 übertragen.
Die Grundplatte 170 dreht sich daher mit derselben Geschwindigkeit
bzw. Rate wie die Spindel 150, wie dies der starr verbundene
Körper 120 tut.
Eine Rotation des Körpers 120 bewirkt
eine Rotation der Mehrzahl von Backen 130 und daher des
darin gesicherten Werkzeugs.
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Um
das Werkzeug aus dem Spannfutter 100 zu entfernen, zieht
der Benützer
neuerlich die Steuer- bzw. Regelhülse 190 nach hinten
zu der Basisplatte 194, bis die Verriegelungsschiebekeile 124 auf
dem Körper 120 die
Verriegelungsschiebekeile 144 auf dem Nasenabschnitt 141 der
Außenhülse 140 ergreifen.
Die Backen 130 werden in die Durchtritte 123 durch
eine Rotation der Spindel 150 in der entgegengesetzten
Richtung zu der vorher diskutierten zurückgezogen, was in dem vorliegenden
Fall gegen den Uhrzeigersinn ist, wenn dies von hinter dem Spannfutter
gesehen wird. Da das Funktionieren des Spannfutters in dasselbe
wie bereits diskutiert ist, mit der Ausnahme der umgekehrten Richtung,
wird eine detaillierte Diskussion des Zurückziehens der Backen 130 weggelassen.
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Indem
nun auf 4 und 5 Bezug
genommen wird, beinhaltet eine alternative Ausbildung eines Spannfutters 100a eine
innere bzw. interne Mutter 110, einen Körper 120, eine Mehrzahl
von Klemmbacken bzw. Backen 130, eine äußere bzw. Außenhülse 140,
eine Spindel 150, eine Druckplatte 200 und eine
Kupplungsplatte 210. Der Körper 120 ist allgemein
zylindrisch in der Form bzw. Gestalt und umfaßt einen Nasen- oder vorderen
Abschnitt 121 und einen Schwanz- oder rückwärtigen Abschnitt 122.
Der Nasenabschnitt 121 hat eine vordere Fläche quer
der Längsmittelachse 127 des
Körpers 120 und eine
Nasenbuchse 220, die zwischen dem Nasenabschnitt 121 und
der Außenhülse 140 angeordnet
ist. Der Nasenabschnitt 121 definiert eine axiale Bohrung 126,
welche etwas größer als
der größte Werkzeugschaft
bemessen ist, welchen das Spannfutter 100a aufzunehmen
ausgebildet ist. Ein interner bzw. Innenhohlraum 125 ist
in dem Schwanzabschnitt 122 ausgebildet und ist bemessen
bzw. dimensioniert, um die Mutter 110 aufzunehmen. Der
Innenhohlraum 125 und die axiale Bohrung 126 kommunizieren
bzw. stehen in Verbindung an einem zentralen Bereich des Körpers 120.
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Der
Körper 120 definiert
drei Durchtritte 123, um die drei Backen aufzunehmen. Jede
Backe 130 ist von der benachbarten Backe um einen Bogen
von etwa 120° getrennt.
Die Achsen der Durchtritte 123 und Backen 130 sind
in bezug auf die Längsmittelachse 127 derart
abgewinkelt, daß sich
jede Durchtrittsachse entlang der axialen Bohrung 126 bewegt und
die Längsmittelachse 127 an
einem gemeinsamen Punkt vor dem Spannfutterkörper schneidet. Die Backen
bilden einen Griff, welcher sich radial zu und weg von der Spannfutterachse
bewegt, um ein Werkzeug zu ergreifen, wobei jede Backe 130 eine
ein Werkzeug ergreifende Fläche 131 aufweist,
die allgemein parallel zur Längsmittelachse 127 des
Spannfutters 100a ist. Gewindegänge bzw. Gewinde 132, die
an der gegenüberliegenden
oder äußeren bzw. Außenoberfläche jeder
Backe ausgebildet sind, können
in jeder geeigneten Art und Steigung bzw. Ganghöhe konstruiert sein. Es sollte
verstanden werden, daß die
vorliegende Offenbarung Ausbildungen mitumfaßt, die weniger oder mehr als
drei Backen 130 aufweisen.
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Die
Mutter 110 ist im wesentlichen kegelstumpfförmig in
der Form. Die kegelstumpfförmige Außenoberfläche der
Mutter 110 definiert Gewinde 111, die konfiguriert
sind, um mit Gewindegängen bzw.
Gewinden 132 der Backen zusammenzupassen. Die Mutter 110 ist
in dem inneren Hohlraum 125 des Körpers 120 derart aufgenommen,
daß die
Muttergewinde 111 die Backengewinde ergreifen. Eine Rotation
von Mutter 110 in bezug auf den Körper 120 bewirkt,
daß die
Backen 130 in den Durchtritten 123 in Abhängigkeit
von der Rotationsrichtung der Mutter vorgetrieben bzw. vorbewegt
oder zurückgezogen werden.
Der rückwärtige Abschnitt
der Mutter 110 beinhaltet eine Mehrzahl von Ritzel- bzw.
Getriebebohrungen 112, die konfiguriert sind, um eine Mehrzahl von
Planetengetrieben bzw. -ritzeln 114 derart aufzu nehmen,
daß die
Planetengetriebe drehbar in ihren entsprechenden Getriebebohrungen
sind. Jedes Planetenritzel 114 beinhaltet eine Ritzel-
bzw. Getriebeachse 115, die drehbar in einer entsprechenden
Ritzelbohrung 112 aufgenommen ist. Ein Satz von Antriebsschiebekeilen 116 ist
in Umfangsrichtung um einen Abschnitt jedes Planetenritzels 114 ausgebildet, wobei
der Abschnitt nach außen
von dem rückwärtigen Abschnitt
der Mutter 110 abhängt.
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Eine
zentrale Bohrung 113, die sich von dem vorderen Abschnitt
zu dem rückwärtigen Abschnitt der
Mutter 110 erstreckt, definiert einen vorderen Abschnitt 113a,
einen rückwärtigen Abschnitt 113b und eine
Leiste 113c, die dazwischen ausgebildet ist, wobei die
Leiste 113c quer zur Längsmittelachse 127 ist.
Der vordere Abschnitt 113a der zentralen Bohrung 113 hat
einen geringfügig
größeren Durchmesser
als der rückwärtige Abschnitt 113b.
Der Durchmesser des vorderen Abschnitt 113a ist in einer
bevorzugten Ausbildung im wesentlichen gleich dem Durchmesser der
axialen Bohrung 126, die in dem Körper 120 derart ausgebildet
ist, daß der
vordere Abschnitt 113a Werkzeugschafte aufnehmen kann, welche
gleitbar in der axialen Bohrung positioniert sind. Dies ist jedoch
von der Länge
eines Abschnitts der Spindel 150 abhängig, welche sich in die Mutter 110 erstreckt,
wie dies in 5 gezeigt ist. Der rückwärtige Abschnitt
der zentralen Bohrung 113 ist dimensioniert, um gleitbar
einen Abschnitt der Spindel 150 aufzunehmen, so daß die Spindel 150 relativ
zur Mutter 110 drehbar ist, wenn dies gewünscht ist.
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Eine
Kupplungsplatte 210 ist drehbar an dem Schwanzabschnitt 122 des
Körpers 120 durch
Klauen bzw. Mitnehmer festgelegt, die sich axial nach vorwärts von
der Grundplatte erstrecken und durch entsprechende Schlitze 169 in
dem Körperschwanzabschnitt
aufgenommen sind, jedoch kann sie alternativ an dem Schwanzabschnitt
durch ein Preßpassen oder
andere geeignete Verbindungsmittel festgelegt bzw. fixiert sein.
Die Kupplungsplatte 210 definiert eine Kupplungsfläche 211,
eine Schub- bzw. Druckfläche 212,
Antriebsschiebekeile 213 und eine Planetenzahnstange 214.
Die Antriebsschiebekeile 213 sind in Umfangsrichtung um
eine zentrale Öffnung ausgebildet,
welche dimensioniert ist, um den Durchtritt der Spindel 150 dadurch
zu ermöglichen.
Die Planetenzahnstange 214 ist in Umfangsrichtung um eine Innenoberfläche der
Kupplungsplatte 210 ausgebildet und ist konfiguriert, um
die Antriebsschiebekeile von jedem Planetengetriebe 114 zu
ergreifen. Eine Lageranordnung 224 ist zwischen der Schubfläche 212 der
Kupplungsplatte 210 und einer Lageroberfläche 119 angeordnet,
die auf dem rückwärtigen Abschnitt
der Mutter 110 ausgebildet ist. Die Lageranordnung 224 kann
jede geeignete Konstruktion umfassen, wie, jedoch nicht beschränkt auf
ein Paar von Bahnen und dazwischen angeordneten Kugellagern, einen
Lagerkäfig,
der eine Mehrzahl von Kugellagern enthält, usw.
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Die
Spindel 150 ist im wesentlichen zylindrisch und beinhaltet
ein zentral angeordnetes, vorderes Sonnenrad 151a und ein
rückwärtiges Sonnenrad 151b,
das zwischen dem rückwärtigen Ende
der Spindel 150 und dem vorderen Sonnenrad 151a angeordnet
ist. Eine Gewindebohrung 155 ist in dem rückwärtigen Abschnitt
der Spindel 150 ausgebildet und ist von einer Standardgröße, um mit
der Antriebswelle eines motor- bzw. leistungsgetriebenen oder handangetriebenen
Treibers bzw. Antriebs (nicht gezeigt) zusammenzupassen. Während eine Gewindebohrung 155 dargestellt
bzw. illustriert ist, könnte
eine derartige Bohrung durch eine verjüngte Bohrung einer Standardgröße ersetzt
sein, um mit einer verjüngten
Antriebswelle zusammenzupassen, oder die Spindel 150 kann
als ein integrales bzw. einstückiges
Stück mit
der Treiberantriebswelle ausgebildet sein.
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Ein
Abschnitt der Spindel 150 vorwärts vor dem vorderen Sonnenrad 151a ist
in der zentralen Bohrung 113 der Mutter 110 aufgenommen
und ist in der zentralen Bohrung durch eine Pilot- bzw. Steuerbuchse 166 gesichert,
welche wiederum an dem vorderen Abschnitt der Spindel 150 gesichert
ist. Vorzugsweise ist die Steuerbuchse 166 an der Spindel 150 durch
eine Gewindeschraube 168 oder andere Befestigungsmittel
festgelegt, welche eine Gewindebohrung 156 ergreifen, die
in dem vorderen Abschnitt der Spindel ausgebildet sind. Die Pilotbuchse 166 hat einen
Durchmesser, welcher geringfügig
größer als jener
des vorderen Abschnitts der Spindel 150 ist, so daß sich die
Pilotbuchse 166 radial nach außen über die Spindel 150 erstreckt.
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Eine
Schraubenfeder 222 ist um den vorderen Abschnitt einer
Spindel 150 in dem vorderen Abschnitt 113a der
zentralen Bohrung angeordnet. An ihren gegenüberliegenden Enden liegt die
Schraubenfeder 222 an der Pilotbuchse 166 und
einer Beilagscheibe an, welche gegen die querverlaufende Leistung 113c liegt.
Die Schraubenfeder 222 übt
eine Kraft nach rückwärts auf
die Mutter 110 aus und widersteht dadurch einer Vorwärtsbewegung
der Mutter 110 relativ zur Spindel 150. Wie dies
am besten in 5 gesehen wird, ergreifen, wenn
sich die Schraubenfeder 222 in der vollständig erstreckten
Ruheposition befindet, die Angriffschiebekeile 213 der
Kupplungsplatte 210 das rückwärtige Sonnenrad 151b der Spindel 150,
so daß die
Kupplungsplatte 210 in Drehrichtung an der Spindel 150 festgelegt
ist. Die Antriebsschiebekeile 116 jedes Planetengetriebes 114 ergreifen
sowohl das vordere Sonnenrad 151a als auch die Planetenzahnstange 214 der
Kupplungsplatte 210 zu allen Zeiten.
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Die
Druckplatte 200 ist drehbar an dem rückwärtigen Abschnitt der Außenhülse 140 durch
eine Gewindeschraube 192 oder ein anderes geeignetes Glied
gesichert, welche(s) sich durch Öffnungen 145 und 203 erstreckt,
die entsprechend in der Außenhülse 140 und
der Druckplatte 200 ausgebildet sind, wodurch die Druckplatte 200 an
der Außenhülse 140 gesichert
wird. Die Druckplatte 200 kann auch an der Außenhülse 140 durch
ein Preßpassen
oder durch eine Verwendung eines Schlüssels, oder durch ein Crimpen,
Stecken, Nieten, Schrauben oder anderes geeignetes Verfahren gesichert
sein bzw. werden. Die Druckplatte 200 beinhaltet einen
rückwärtigen Sitz 201,
welcher an der Basisplatte 194 anschlägt bzw. anliegt und eine Kupplungsfläche 202,
welche selektiv die Kupplungsfläche 211 auf
der Kupplungsplatte 210 ergreift und löst.
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Die
Basisplatte 194 nimmt die Außenhülse 140 und die Druckplatte 200 derart
auf, daß die
Außenhülse der
Druckplatte gedreht und axial in bezug auf die Basisplatte bewegt
werden kann. Spezifischer beinhaltet die Basisplatte 194 um
ihren Außenumfang
einen halb-helixförmigen
Nockenschlitz 196, der ein erstes Ende 197 und
ein zweites Ende 198 aufweist. Die Außenhülse 140 und daher
die Druckplatte 200 sind an der Basisplatte 194 durch
die Erstreckung der Schraube 192 in den Nockenschlitz 196 gesichert.
Der Schlitz 196 ist jedoch ausreichend weit, um es der
Schraube 192 zu ermöglichen,
sich entlang des Schlitzes zu bewegen und die halb-helixförmige Form
bzw. Gestalt des Schlitzes definiert daher die Rotations- und Axialbewegung
der Außenhülse 140 und
der Druckplatte 200, welche relativ zur Basisplatte 194 erlaubt
ist. Die Basisplatte 194 ist drehbar an dem Gehäuse des
motorgetriebenen oder handgetriebenen Antriebs (nicht gezeigt) gesichert
und beinhaltet eine zentrale Öffnung 195,
so daß die
Antriebswelle des An triebs die Gewindebohrung 155 der Spindel 150 ergreifen
kann.
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Während eines
normalen Betriebs des Spannfutters 100a und bezugnehmend
nun auf 5 und 6 ist die
Feder 222 in ihrer Ruheposition, wie dies in 5 gezeigt
ist, so daß die
Mutter 110 und die Kupplungsplatte 210 nach rückwärts relativ
zur Spindel 150 beaufschlagt werden. Wie dies in größerem Detail
unten diskutiert werden wird, drehen die Spindel 150 und
der Körper 120 gemeinsam in
diesem Zustand. Somit dreht, wenn die Backen einen Werkzeugschaft
ergreifen, das Spannfutter den Werkzeugschaft mit derselben Rotationsgeschwindigkeit
bzw. Drehzahl wie die Antriebswelle.
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Um
einen Werkzeugschaft (nicht gezeigt) in ein Spannfutter 100a vor
einem Normalbetrieb zu laden, dreht ein Benutzer zuerst die Außenhülse 140 von
ihrer normalen Betriebs- bzw. Betätigungsposition (5)
zu der Werkzeugladeposition, wie dies in 6 gezeigt
ist. Die Außenhülse 140 wird
in einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn relativ zur Basisplatte 194 gedreht,
wenn sie von rückwärts gesehen wird.
Wenn die Außenhülse 140 gedreht
wird, wird die Schraube 192 entlang des Nockenschlitzes 196 von
einem ersten Ende 197 (5) zu einem
zweiten Ende 198 beaufschlagt (6). Die
Druckplatte 200 bewegt sich daher vorwärts relativ zur Spindel 150 um
einen axialen Abstand gleich jenem, um welchen sich die Schraube 192 axial
entlang des Nockenschlitzes 196 bewegt. Wenn bzw. da die
Druckplatte 200 axial in bezug auf die Längsmittelachse 127 bewegt
ist, liegt die Kupplungsfläche 202 der Druckplatte 200 schließlich an
der Kupplungsfläche 211 der
Kupplungsplatte 210 an. Eine weitere Axialbewegung der
Druckplatte 200 beaufschlagt die Kupplungsplatte 210 nach
vorwärts
relativ zur Spindel 150 (gegen die rückwärts gerichtete Kraft, die auf die
Druckplatte 200 durch die Schraubenfeder 222 mittels
der Mutter 110 ausgeübt
wird), bis die Antriebsschiebekeile 213 der Kupplungsplatte 210 vollständig aus
dem rückwärtigen Sonnenrad 151b der Spindel 150 außer Eingriff
gelangen bzw. sind (6). So konfiguriert, ist die
Spindel 150 nun frei zu drehen, ohne die Kupplungsplatte 210 zum
Drehen zu induzieren bzw. zu veranlassen.
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In
diesem Zustand ist die Kupplungsplatte 210 nicht drehbar
in Position relativ zur Basisplatte 194 durch die Kraft
gehalten, die zwischen der Kupplungsplatte 210 und der
Druckplatte 200 ausgeübt
ist. Die Druckplatte 200 ist nicht drehbar relativ zur
Basisplatte 194 durch den Benutzergriff gesichert und diese
Nichtdrehkraft wird auf die Kupplungsplatte 210 durch die
Wechselwirkung der Kupplungsseiten bzw. -flächen 202 und 211 übertragen.
Die Kupplungsseiten bzw. -flächen 202 und 211 können gegenüberliegende
gezahnte Oberflächen,
Reibungsmaterialien oder jegliche Kombination von Oberflächen beinhalten,
welche eine adäquate
Reibung erzeugen, so daß eine
Kraft auf die Kupplungsplatte 210 durch die Druckplatte 200 ausgeübt werden kann,
wodurch eine Rotation der Kupplungsplatte 210 verhindert
wird.
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Vor
einem Versuchen eines Einsetzens eines Werkzeugschafts in die axiale
Bohrung 126 werden die Backen 130 derart zurückgezogen,
daß sie nicht
mit dem Einsetzen des Werkzeugschafts in die axiale Bohrung wechselwirken
bzw. dieses behindern. In 5 sind beispielsweise
die Backen 130 vollständig
in den Durchtritten 123 zurückgezogen. Unter der Annahme,
daß die
Backen 130 adäquat
zurückgezogen
sind, fügt
der Benutzer den Werkzeugschaft in die axiale Bohrung 126 ein,
und in indem die Außenhülse 140 zu
der Werkzeugladeposition gedreht wird, die in 6 gezeigt
ist, und aktiviert den Treiber bzw. Antrieb, so daß sich die
Spindel 150 dreht. Typischerweise bewirkt eine Drehung
bzw. Rotation der Spindel 150 in einem Uhrzeigersinn (wenn von
der Rückseite
des Spannfutters gesehen), daß sich
die Backen 130 nach innen zu der Längsmittelachse 127 und
in Eingriff mit dem Werkzeugschaft bewegen.
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Spezifischer
bewirkt eine Rotation der Spindel 150, daß das Sonnenrad 151a die
Planetenritzel 114 um ihre entsprechenden Längsachsen
durch den Eingriff des Sonnenrads mit den Antriebsschiebekeilen 116 dreht.
Da die Antriebsschiebekeile 116 auch die Planetenzahnstange 214 auf
der gegenüber
einer Rotation stationären
Kupplungsplatte 210 ergreifen, bewirkt die Rotation der
Planetenritzel 114 um ihre entsprechenden Achsen, daß die Ritzel
bzw. Zahnräder 114 entlang
der Planetenritzelzahnstange gehen bzw. sich bewegen, wodurch eine
Rotationsbewegung auf die Mutter 110 um die Spannfutterachse 127 verliehen
wird.
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Da
die Backen an einem Rotieren um die Achse 127 durch die
Backendurchtritte in dem Körper gehindert
sind, welche in Rotationsrichtung durch den Benutzergriff durch
den Eingriff der Klauen in die vordere Seite der Kupplungsplatte 210 mit
den Schlitzen 169 festgelegt sind, bewegt eine Relativbewegung
zwischen den Muttergewinden und den Backengewinden die Backen in
den Backendurchtritten. Eine Rotation im Uhrzeigersinn der Spindel 150 bewirkt
beispielsweise eine Rotation im Uhrzeigersinn der Mutter 110,
und die resultierende Bewegung zwischen den sich bewegenden Gewinden
bzw. Gewindegängen 111 auf
der Mutter 110 und den stationären Gewinden 132 auf
jeder Backe 130 zwingt bzw. beaufschlagt die Backe radial
nach innen zu der Längsmittelachse 127,
bis die Werkzeugsergreifungsflächen 131 an
dem Werkzeugschaft in Anlage sind bzw. an diesem anschlagen, wodurch
der Werkzeugschaft in der gewünschten
Position gesichert wird. Mit dem gesicherten Werkzeugschaft dreht der
Benutzer die Außenhülse 140 im
Uhrzeigersinn, wie dies von rückwärts bzw.
der Rückseite
gesehen wird, so daß die
Schraube 192 zu dem ersten Ende 197 des eingreifenden
bzw. Nockenschlitzes 196 zurückgeführt wird. Die Außenhülse 140 und
die Druckplatte 200 tragen den Körper 120 axial nach
rückwärts, wenn
die Schraube 192 die Hülse 140 nach
rückwärts durch
ihre Bewegung in dem Schlitz 196 führt. Die Mutter 110 und
die Kupplungsplatte 210, die zwischen dem Körper und
der Kupplungsplatte positioniert sind, bewegen sich ebenfalls nach
rückwärts, wodurch
es der Schraubenfeder 222 ermöglicht bzw. erlaubt wird, zu
der Ruheposition zurückzukehren, die
in 5 gezeigt ist.
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Eine
Rückwärtsbewegung
der Kupplungsplatte 210 relativ zur Spindel 150 bewirkt,
daß die
Antriebsschiebekeile 213 der Kupplungsplatte 210 das rückwärtige Sonnenrad 151b der
Spindel 150 ergreifen. Die Kupplungsplatte 210 ist
daher in Rotationsrichtung an der Spindel 150 gesichert
bzw. festgelegt (5) und jedes Planetengetriebe
bzw. -ritzel 114 ist daher nicht drehend um seine eigene
Längsachse zwischen
dem vorderen Sonnenrad 151a und der Planetenzahnstange 214 der
Kupplungsplatte 210 gesichert.
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Eine
Rotation des Werkzeugs, das in dem Spannfutter 100a gesichert
ist, wird durch eine Rotation der Spindel 150 mit dem Antrieb
durchgeführt. Da
der Eingriff der Treiberschiebekeile 213 und des rückwärtigen Sonnenrads 151b die
Kupplungsplatte 210 in Rotationsrichtung an der Spindel 150 sichert, bewirkt
eine Rotation der Spindel 150, daß das Sonnenrad 151a und
die Kupplungsplatte die Planetenritzel 114 um die Längsmittelachse 127 des
Spannfutters 110 mit einer Rotation der Planetenritzel
um ihre entsprechenden Längsachsen
tragen. Diese Rotationsbewegung der Planetenritzel 114 um
ihre Längsmittelachsen 127 dreht
die Mutter 110 um die Mittelachse des Spannfutters mit
der selben Geschwindigkeit bzw. Rate wie die Kupplungsplatte 210.
Da der Körper 120 in
Drehrichtung an der Kupplungsplatte 210 festgelegt ist,
dreht der Körper
um die Längsmittelachse 127 mit
derselben Geschwindigkeit, wie es die Spindel 150 und die
Mutter 110 tun. Daher gibt es keine Relativbewegung zwischen
der Mutter und dem Körper
und die Mehrzahl von Backen 130 behält einen sicheren Griff auf
dem Werkzeugschaft bei, wenn die Klemmbacken um die Längsmittelachse gedreht
werden.
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Um
das Werkzeug von dem Spannfutter 100a zu entfernen, dreht
der Benutzer neuerlich die Außenhülse 140 gegen
den Uhrzeigersinn, wenn sie von der Rückseite des Spannfutters gesehen
wird, bis die Druckplatte 200 ausreichend Vorwärtsbewegung
auf die Kupplungsplatte 210 induziert, um die Antriebsschiebekeile 213 von
dem rückwärtigen Sonnenrad 151b außer Eingriff
zu bringen. Die Backen 130 werden hier in die Durchtritte 123 durch
eine Rotation der Spindel 150 in der entgegengesetzten Richtung
zu jener zurückgezogen,
die zuvor diskutiert wurde, was in dem vorliegenden Fall gegen den Uhrzeigersinn
ist, wenn es von hinten von dem Spannfutter gesehen wird. Da das
Funktionieren eines Spannfutters von diesem Punkt an gleich wie
das zuvor diskutierte ist, mit der Ausnahme der umgekehrten Reihenfolge,
wird eine detaillierte Diskussion der Zurückziehung der Backen 130 weggelassen.
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7 illustriert
alternative Ausbildungen einer Basisplatte 194a und einer
Druckplatte 200a zur Verwendung mit dem Spannfutter, das
in 4–6 gezeigt
ist. Die Basisplatte 194a beinhaltet eine zentrale Öffnung 195,
einen Nockenschlitz 196 und eine oder mehrere Längsnut(en)
bzw. -rille(n) 199. Ebenso wie bei der Ausbildung, die
in 4–6 gezeigt
ist, nimmt der Nockenschlitz 196 die Schraube 192 auf,
deren Wechselwirkung die Rotations- und axiale Bewegung der Außenhülse 140 relativ
zur Basisplatte 194a begrenzt.
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Die
Druckplatte 200a beinhaltet einen oder mehrere längsverlaufende(n)
Schiebekeil(e) 204 und einen Querschlitz 205,
welcher in einer Ebene liegt, die quer zur Längsmittelachse 127 verläuft. Die Längsschiebekeile 204 sind
gleitbar durch Längsnuten
bzw. -rillen 199 der Basisplatte 194a aufgenommen,
wodurch die Druckplatte 200a nicht drehbar relativ zur
Basisplatte 194a positioniert ist bzw. wird, während eine
relative axiale Bewegung zwischen den zwei Teilen erlaubt wird.
Die Schraube 192 erstreckt sich durch die Öffnung 145 der
Außenhülse 140 und
quer zum Schlitz 205 und in den Nockenschlitz 196,
so daß sich
die Außenhülse 140 drehbar
relativ zur Basisplatte 194a und zur Druckplatte 200a bewegen
kann, wobei sie jedoch axial gegenüber der Druckplatte 200a festgelegt
ist.
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In
der normalen Betätigungsposition
ist die Schraube 192 benachbart einem ersten Ende 205a des
querverlaufenden Schlitzes 205 und einem ersten Ende 197 des
Nockenschlitzes 196 positioniert, so daß die Druckplatte 200a von
der Kupplungsplatte 210 außer Eingriff gelangt (5).
Um einen Werkzeugschaft (nicht gezeigt) vor einem Betrieb bzw. einer
Betätigung
zu laden, dreht ein Benutzer die Außenhülse 140 gegen den
Uhrzeigersinn (wenn von der Rückseite
der Kupplung gesehen) relativ zur Basisplatte 194a, so
daß der
Nockenschlitz 196 die Schraube 192 vorwärts relativ
zur Spindel 150 beaufschlagt. Wenn bzw. da sich die Schraube 192 nach vorwärts bewegt,
beaufschlagt die Schraube auch die Druckplatte 200a nach
vorwärts
relativ zur Spindel 150 durch die vordere Kante bzw. den
vorderen Rand des querverlaufenden Schlitzes 205. Die Druckplatte 200a ergreift
schließlich
die Kupplungsplatte 210 und eine nachfolgende bzw. weitere
Vorwärtsbewegung
der Druckplatte 200a bewirkt, daß die Antriebsschiebekeile 213 der
Kupplungsplatte 210 das rückwärtige Sonnenrad 151b freigeben
bzw. von diesem außer
Eingriff gelangen. Eine Betätigung des
Spannfutters ist von diesem Punkt an dieselbe wie oben in bezug
auf 6 beschrieben und wird daher nicht weiter zur
Verfügung
gestellt.
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Nachdem
das gewünschte
Werkzeug in dem Spannfutter gesichert wurde, führt der Benutzer das Spannfutter
zu der normalen Betriebsposition durch ein Drehen der Außenhülse 140 im
Uhrzeigersinn (wenn von der Rückseite
des Spannfutters gesehen) relativ zur Basisplatte 194a zurück. Da sich
die Schraube 192 entlang des Nockenschlitzes 196 von dem
zweiten Ende 198 zu dem ersten Ende 197 bewegt, übt sie gleichzeitig
eine rückwärts gerichtete Kraft
auf die rückwärtige Kante
des querverlaufenden Schlitzes 205 aus, da sie sich von
einem zweiten Ende 205b zu einem ersten Ende 205a des
querverlaufenden bzw. Querschlitzes 205 bewegt. Eine Rückwärtsbewegung
der Druckplatte 200a erlaubt schließlich den Antriebsschiebekeilen 213 der
Kupplungsplatte 210, daß sie das rückwärtige Sonnenrad 151b der
Spindel 150 ergreifen. Das Spannfutter ist nun für den Normalbetrieb
bzw. normale Vorgänge konfiguriert,
wie zuvor in bezug auf die Ausbildung diskutiert, wie sie in 5 gezeigt
ist.
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8 illustriert
alternative Ausbildungen einer Basisplatte (194b) und einer
Druckplatte (200b) zur Verwendung mit dem Spannfutter,
das in 4–6 gezeigt
ist. Die Basisplatte 194b beinhaltet eine zentrale Öffnung 195,
einen querverlaufenden Schlitz 193 und eine oder mehrere
längsverlaufende
Nut(en) bzw. Rille(n) 199. Der querverlaufende Schlitz 193 nimmt
die Schraube 192 auf, deren Wechselwirkung die Rotations-
und Axialbewegung der Außenhülse 140 relativ
zur Basisplatte 194b beschränkt bzw. begrenzt. Der querverlaufende
Schlitz 193 liegt in einer Ebene, welche quer zur Längsmittelachse 127 ist.
-
Die
Druckplatte 200b beinhaltet einen oder mehrere längsverlaufende(n)
Schiebekeil(e) 204 und einen Nockenschlitz 206.
Die längsverlaufenden Schiebekeile 204 sind
gleitbar durch die Längsnuten 199 der
Basisplatte 194b aufgenommen, wodurch die Druckplatte 200b nicht
drehbar relativ zur Basisplatte 194b positioniert wird,
während
eine relative axiale Bewegung zwischen den zwei Teilen erlaubt wird.
Die Schraube 192 erstreckt sich durch die Öffnung 145 der
Außenhülse 140 und
den Nockenschlitz 206 und in den querverlaufenden Schlitz 193,
so daß sich
die Außenhülse 140 in
Drehrichtung relativ zur Basisplatte 194b und der Druckplatte 200b bewegen
kann. Zusätzlich
kann die Druckplatte 200b axial relativ sowohl zu der Basisplatte 194b als
auch der Außenhülse 140 bewegt
werden.
-
In
der normalen Betriebsposition ist die Schraube 192 benachbart
einem ersten Ende 193a des querverlaufenden Schlitzes 193 und
einem ersten Ende 207 des Nockenschlitzes 206 derart
positioniert, daß die
Druckplatte 200b von der Kupplungsplatte 210 außer Eingriff
ist bzw. gelangt. Um einen Werkzeugschaft (nicht gezeigt) vor einem
Betrieb zu laden, dreht ein Benutzer die Außenhülse 140 gegen den
Uhrzeigersinn (wenn von der Rückseite
des Spannfutters gesehen) relativ zur Basisplatte 194b. Die
Schraube 192 bewegt sich entlang des querverlaufenden Schlitzes 193,
so daß sich
die Außenhülse 140 um
die Basisplatte 194b dreht, sich jedoch nicht axial relativ
zu dieser bewegt. Da sich die Schraube 192 entlang des
querverlaufenden Schlitzes 193 bewegt, beaufschlagt sie
jedoch die Druckplatte 200b nach vorwärts relativ zur Spindel 150 durch
die vordere Kante des Nockenschlitzes 206. Die Druckplatte 200b ergreift
schließlich
die Kupplungsplatte 210 und eine nach folgende Vorwärtsbewegung
der Druckplatte 200b veranlaßt die Antriebsschiebekeile 213 der Kupplungsplatte 210,
das rückwärtige Sonnenrad 151b freizugeben.
Eine Betätigung
des Spannfutters von diesem Punkt an ist dieselbe wie oben in bezug auf 6 beschrieben
und wird daher nicht weiter hier zur Verfügung gestellt.
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Nachdem
das gewünschte
Werkzeug in dem Spannfutter gesichert wurde, führt der Benutzer das Spannfutter
zu der normalen Betriebsposition durch ein Drehen der Außenhülse 140 im
Uhrzeigersinn (wenn von der Rückseite
des Spannfutters gesehen) relativ zur Basisplatte 194b zurück. Da sich
die Schraube 192 entlang des Nockenschlitzes 206 von dem
zweiten Ende 208 zu dem ersten Ende 207 bewegt, übt sie gleichzeitig
eine rückwärts gerichtete Kraft
auf die rückwärtige Kante
des Nockenschlitzes 206 aus, da sie sich von dem zweiten
Ende 193b zu dem ersten Ende 193a des querverlaufenden
Schlitzes 193 bewegt. Eine Rückwärtsbewegung der Druckplatte 200b erlaubt
schließlich
den Antriebsschiebekeilen 213 der Kupplungsplatte 210,
daß sie das
rückwärtige Sonnenrad 151b der
Spindel 150 ergreifen. Das Spannfutter ist nun für normale
Betätigungen
konfiguriert, wie dies zuvor in Hinblick auf die Ausbildung diskutiert
wurde, die in 5 gezeigt ist.
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Obwohl
eine oder mehrere bevorzugte Ausbildung(en) des Spannfutters oben
beschrieben wurde(n), sollte verstanden werden, daß jegliche
und alle äquivalenten
Realisierungen des Spannfutters in dem Rahmen und Geist davon mitumfaßt sind.
Somit sind die gezeigten Ausbildungen lediglich in beispielhafter
Weise präsentiert
und nicht als Beschränkungen
des Spannfutters gedacht. Es sollte verstanden werden, daß Aspekte
der verschiedenen einen oder mehreren Ausbildung(en) untereinander
insgesamt oder teilweise ausgetauscht werden können. Es ist daher ins Auge
ge faßt,
daß alle
derartigen Ausbildungen in der vorliegenden Offenbarung mitumfaßt sind, soweit
sie in den wörtlichen
oder äquivalenten
Rahmen der beiliegenden Ansprüche
fallen können
bzw. mögen.