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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Futter, das dafür ausgelegt ist, eine Werkzeugspitze, so beispielsweise eine Bohrerspitze, eines handbetriebenen oder motorbetriebenen Bohrers oder eines derartigen Drehwerkzeuges freigebbar zu halten.
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Hintergrund der Erfindung
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Handbetriebene, elektrische und pneumatische Werkzeugantriebe sind bekannt. Obwohl Spiralbohrer zu den gängigsten Werkzeugen an solchen Antrieben gehören, können die Werkzeuge auch Schraubenschlüssel, Steckschlüssel, Senker, montierte Schleifklötze und andere Schneid- oder Schleifwerkzeuge umfassen. Da Werkzeugschäfte einen veränderlichen Durchmesser aufweisen oder von polygonalem Querschnitt sein können, ist die Vorrichtung gewöhnlich mit einem Futter versehen, das einstellbar ist. Das Futter ist oftmals mittels einer Gewindebohrung oder einer spitz zulaufenden Bohrung an dem Antrieb angebracht.
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Im Stand der Technik wurde eine Vielzahl von Futtern entwickelt. Bei einem Schrägbackenfutter beinhaltet ein Körper des Futters drei Durchgänge, die in einem gegenseitigen Abstand von annähernd 120° angeordnet sind. Die Durchgänge sind derart ausgestaltet, dass sich ihre Mittellinien an einem Punkt entlang der Achse des Futters vorderhalb des Futters treffen. Die Durchgänge spannen drei Backen ein, die in den Durchgängen beweglich sind, um einen zylindrischen oder polygonalen Werkzeugschaft, der annähernd entlang der Mittelachse des Futters versetzt ist, einzuspannen. Das Futter beinhaltet eine Mutter, die sich um die Mitte des Futters dreht und mit einem Gewinde an den Backen derart in Eingriff ist, dass eine Drehung der Mutter die Backen in eine von zwei Richtungen innerhalb der Durchgänge bewegt. Der Körper ist an der Antriebswelle eines Antriebes angebracht und derart ausgestaltet, dass eine Drehung des Körpers in einer Richtung in Bezug auf die Mutter die Backen in eine Griffbeziehung mit dem Werkzeugschaft drängt, wohingegen eine Drehung in der entgegengesetzten Richtung die Griffbeziehung löst. Das Futter kann mutterlos bzw. schlüssellos sein, wenn es von Hand gedreht wird. Verschiedene Ausgestaltungen von mutterlosen bzw. schlüssellosen Futtern sind im Stand der Technik bekannt und bei einer Vielzahl von Anwendungen erwünscht.
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DE 10 2006 050 916 A1 offenbart ein nachspannendes Bohrfutter, bei dem ein Sperrschieber in einer Griffhülse des Futterkörpers angeordnet ist.
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DE 10 2007 008 314 A1 offenbart ein nachspannendes Bohrfutter mit einem Spannkonus und einer Verriegelungseinrichtung, die einen Zahnkranz und eine Sperrklinke aufweist.
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DE 10 2005 018 392 A1 beschreibt ein Bohrfutter mit einem Spannkonus und einer Verriegelungseinrichtung, die einen Zahnkranz und eine Sperrklinke aufweist.
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JP 8 090 316 A beschreibt ein Bohrfutter mit Zähnen, die miteinander in Eingriff treten können.
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Die Aufgabe besteht darin, ein verbessertes Futter bereitzustellen, welches dafür ausgelegt ist, eine Werkzeugspitze freigebbar zu halten. Die Aufgabe wird durch ein Futter gemäß der Patentansprüche 1 oder 6 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Futter zur Verwendung mit einem eine drehbare Welle aufweisenden handbetriebenen oder motorbetriebenen Antrieb bereitgestellt, wobei das Futter einen im Allgemeinen zylindrischen Körper mit einer zentralen Längsachse, einem Vorderendbereich und einem Hinterendbereich aufweist. Der Hinterendbereich ist für eine Drehung mit der Antriebswelle ausgestaltet, während der Vorderendbereich eine darin ausgebildete Axialbohrung aufweist. Das Futter weist des Weiteren eine Mehrzahl von Backen auf, die in Bezug auf den Körper in Wegverbindung mit der Axialbohrung beweglich angeordnet sind. Das Futter verfügt des Weiteren über eine Gewindespindel, die derart mit dem Körper drehbar verbunden und in Antriebseingriff mit den Backen ist, dass eine Drehung der Gewindespindel in Arretierrichtung die Backen hin zu der zentralen Längsachse bewegt und eine Drehung der Gewindespindel in Nichtarretierrichtung die Backen weg von der zentralen Längsachse bewegt. Das Futter verfügt darüber hinaus über einen ersten Ring, der um den Körper herum fest montiert und zwischen dem Vorderend- und dem Hinterendbereich angeordnet ist, wobei der erste Ring eine erste Mehrzahl von Zähnen aufweist. Das Futter verfügt darüber hinaus über eine innere Hülse, die um den Hinterendbereich des Körpers herum drehbar montiert ist, wobei die innere Hülse wenigstens einen offenen Abschnitt nahe an dem Hinterendbereich des Futters aufweist.
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Das Futter weist des Weiteren einen zweiten Ring auf, der wenigstens einen Vorsprung aufweist, wobei der wenigstens eine Vorsprung zu dem entsprechenden wenigstens einen offenen Bereich passt und sich von der inneren Hülse aus nach außen erstreckt. Das Futter verfügt darüber hinaus über eine äußere Hülse, die um den Hinterendbereich herum drehbar montiert und außerhalb der inneren Hülse konzentrisch gelegen ist, wobei die äußere Hülse wenigstens eine Arretiernut mit einem Arretierende und einem Nichtarretierende aufweist, wobei sich das Arretierende im Vergleich zu dem Nichtarretierende der wenigstens einen Arretiernut weiter in Längsrichtung hin zu dem Vorderendbereich erstreckt. Die wenigstens eine Arretiernut ist derart angeordnet, dass der wenigstens eine Vorsprung des zweiten Ringes in Kontakt mit der wenigstens einen Arretiernut ist, sodass dann, wenn der wenigstens eine Vorsprung benachbart zu dem Arretierende der wenigstens einen Arretiernut gelegen ist, die erste Mehrzahl von Zähnen des ersten Ringes mit der zweiten Mehrzahl von Zähnen des zweiten Ringes in Eingriff ist.
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Des Weiteren wird bei der Erfindung ein Futter zur Verwendung mit einem eine drehbare Antriebswelle aufweisenden handbetriebenen oder motorbetriebenen Antrieb bereitgestellt, wobei das Futter einen im Allgemeinen zylindrischen Körper mit einer zentralen Längsachse, einem Vorderendbereich und einem Hinterendbereich aufweist. Der Hinterendbereich ist für eine Drehung mit der Antriebswelle ausgestaltet, während der Vorderendbereich eine darin ausgebildete Axialbohrung aufweist. Das Futter verfügt des Weiteren über eine Mehrzahl von Backen, die in Bezug auf den Körper in Wegverbindung mit der Axialbohrung beweglich angeordnet sind. Das Futter verfügt des Weiteren über eine Gewindespindel, die derart mit dem Körper drehbar verbunden und in Antriebseingriff mit den Backen ist, dass eine Drehung der Gewindespindel in Arretierrichtung die Backen hin zu der zentralen Längsachse bewegt und eine Drehung der Gewindespindel in Nichtarretierrichtung die Backen weg von der zentralen Längsachse bewegt. Das Futter verfügt darüber hinaus über eine ringförmige Feldanordnung von Zähnen, die um den Körper herum ausgebildet und zwischen dem Vorderend- und dem Hinterendbereich angeordnet sind, wobei die ringförmige Feldanordnung von Zähnen eine Mehrzahl von sich radial nach außen erstreckenden Zähnen aufweist. Das Futter verfügt darüber hinaus über eine innere Hülse, die um den Hinterendbereich des Körpers herum drehbar montiert ist, wobei die innere Hülse einen sich axial erstreckenden offenen Bereich aufweist. Das Futter verfügt des Weiteren über eine Gleitarretierung, die innerhalb des offenen Bereiches der inneren Hülse gelegen ist, wobei die Gleitarretierung einen Vorsprung, der sich weg von dem Körper nach außen erstreckt, und einen Arretierzahn, der sich hin zu dem Körper nach innen erstreckt, aufweist. Eine Feder ist innerhalb des offenen Bereiches der inneren Hülse gelegen, wobei die Feder und die Gleitarretierung derart ausgestaltet sind, dass die Feder eine Vorspannung auf die Gleitarretierung nach hinten hin zu dem Hinterendbereich ausübt. Das Futter verfügt des Weiteren über eine äußere Hülse, die um den Hinterendbereich herum drehbar montiert und außerhalb der inneren Hülse konzentrisch gelegen ist, wobei die äußere Hülse eine Arretiernut mit einem Arretierende und einem Nichtarretierende aufweist, wobei sich das Arretierende im Vergleich zu dem Nichtarretierende weiter in Längsrichtung nach hinten hin zu dem Hinterendbereich erstreckt und wobei die Arretiernut für eine Aufnahme des Vorsprunges der Gleitarretierung angeordnet ist, sodass dann, wenn der Vorsprung benachbart zu dem Arretierende der Arretiernut gelegen ist, der sich radial nach innen erstreckende Arretierzahn der Gleitarretierung arretierungsartig mit der um den Körper herum ausgebildeten ringförmigen Feldanordnung von Zähnen in Eingriff ist.
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Die begleitende Zeichnung, die zur vorliegenden Druckschrift gehört und einen Teil derselben bildet, stellt einen oder mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und dient zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung der Prinzipien der Erfindung.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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Eine für einen Durchschnittsfachmann auf dem einschlägigen Gebiet vollständige und umsetzungstaugliche Offenbarung der vorliegenden Erfindung einschließlich ihrer optimalen Ausführung ist in der Beschreibung niedergelegt, die sich auf die begleitende Zeichnung bezieht, die sich wie folgt zusammensetzt.
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1 ist eine Querschnittsansicht eines Futters in der Arretierposition entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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2 ist eine Querschnittsansicht des Futters von 1 in der Nichtarretierposition.
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3 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Futters von 1.
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4 ist eine perspektivische Ansicht einer äußeren Hülse des Futters von 1, wobei ein Abschnitt der äußeren Hülse weggelassen ist.
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5A ist eine perspektivische Ansicht der äußeren Hülse und des zweiten Arretierringes des Futters von 1, wobei der zweite Arretierring in der Arretierposition ist.
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5B ist eine perspektivische Ansicht der äußeren Hülse und des zweiten Arretierringes des Futters von 1, wobei der zweite Arretierring in der Arretierposition ist.
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6 ist eine Querschnittsansicht eines Futters in einer Arretierposition entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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7 ist eine Querschnittsansicht des Futters von 6 in der Nichtarretierposition.
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8 ist eine Querschnittsansicht des Futters von 6 entlang einer Linie 8-8 von 7.
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9 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Futters von 6.
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10A ist eine perspektivische Teilansicht des Futters von 6 in einer Arretierposition, wobei die äußere Hülse weggelassen ist.
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10B ist eine perspektivische Teilansicht des Futters von 6 in einer Nichtarretierposition, wobei die äußere Hülse weggelassen ist.
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11A ist eine perspektivische Ansicht des Vorderendbereiches und des Körpers des Futters von 6 in einer Arretierposition.
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11B ist eine perspektivische Ansicht des Vorderendbereiches und des Körpers des Futters von 6 in einer Nichtarretierposition.
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12A ist eine perspektivische Vorderansicht der äußeren Hülse des Futters von 6.
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12B ist eine perspektivische Hinteransicht der äußeren Hülse des Futters von 6.
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Die wiederholte Verwendung von Bezugszeichen in der vorliegenden Beschreibung und Zeichnung soll dieselben oder analoge Merkmale oder Elemente der Erfindung bezeichnen.
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Detailbeschreibung der Erfindung
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Einem Durchschnittsfachmann auf dem einschlägigen Gebiet erschließt sich, dass die vorliegenden Erläuterungen lediglich die Beschreibung von exemplarischen Beispielen darstellen und die in dem exemplarischen Aufbau verkörperten allgemeineren Aspekte der vorliegenden Erfindung nicht begrenzen sollen. Die wiederholte Verwendung von Bezugszeichen in der vorliegenden Beschreibung und Zeichnung bezeichnet dieselben oder analoge Merkmale oder Elemente der Erfindung.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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In 1 bis 5 ist allgemein ein Ausführungsbeispiel eines Futters 10 für ein Drehwerkzeug entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Futter 10 beinhaltet eine äußere Hülse 12, eine innere Hülse 14 und eine Mehrzahl von Backen 16. Das Futter 10 ist der Form nach im Allgemeinen zylindrisch und beinhaltet einen Vorderend- oder vorderwärtigen Bereich 18 an seinem Vorderende und einen Hinterend- oder hinterwärtigen Bereich 20 an seinem Hinterende.
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Der vorderwärtige Bereich 18 des Futters 10 umfasst allgemein ein inneres Vorderendstück 22 und ein äußeres Vorderendstück 24, eine Mehrzahl von Backen 16 und eine Gewindespindel 26, die einen Kopf 28 beinhaltet. Sowohl das innere Vorderendstück 22 wie auch das äußere Vorderendstück 24 sind hohl und jeweils der Form nach an ihrem Vorderende konisch und an ihrem Hinterende zylindrisch. Darüber hinaus beinhaltet jedes einen Gewindeabschnitt 23 und 25 an seinem Hinterende. Das innere Vorderendstück 22 ist innerhalb des äußeren Vorderendstückes 24 konzentrisch an den Hinterenden hiervon gelegen, wobei die Vorderenden hiervon in Kontakt miteinander sind.
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Die Backen 16 sind beweglich an dem inneren Vorderendstück 22 aufgenommen und können innerhalb des inneren Vorderendstückes 22 eingezogen oder von dem Vorderende des inneren Vorderendstückes 22 aus mittels der Gewindespindel 26 nach außen ausgefahren werden. Die Backen 16 sind gleitend innerhalb von Führungsschlitzen 30 aufgenommen, die an dem inneren Vorderendstück 22 zwischen dem Vorderende und dem Hinterende hiervon ausgebildet sind. Die Hinterenden der Backen 16 sind nichtdrehbar, jedoch gleitverschieblich an dem Kopf 28 der Gewindespindel 26 befestigt und sämtlich innerhalb sowohl des inneren Vorderendstückes 22 wie auch des äußeren Vorderendstückes 24 angeordnet.
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Der hinterwärtige Bereich 20 des Futters 10 beinhaltet allgemein einen Körper 32, die innere Hülse 14 und die äußere Hülse 12. Die äußere Hülse 12 bildet den äußeren Abschnitt des hinterwärtigen Bereiches 20 des Futters 10. Die innere Hülse 14 ist innerhalb der äußeren Hülse 12 angeordnet, wobei der Körper 32 innerhalb sowohl der inneren Hülse 14 wie auch der äußeren Hülse 12 angeordnet ist. Die äußere Hülse 12, die innere Hülse 14 und der Körper 32 sind konzentrisch. Der Körper 32 beinhaltet an seinem Vorderende eine Gewindebohrung 34, die die Gewindespindel 26 mittels eines Gewindes aufnimmt.
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Eine ringförmige Lagernut 35 ist nahe an dem Vorderende des Körpers 32 befindlich. Eine entsprechende ringförmige Lagernut 36 ist an der inneren Oberfläche der inneren Hülse 14 ausgebildet. Kugellager sind innerhalb der Lagernuten 35 und 36 aufgenommen und unterstützen die Drehung des Körpers 32 relativ zu den anderen Bauteilen des Futters 10. Der Körper 32 beinhaltet zwischen den Vorder- und Hinterenden zusätzlich einen ersten Arretierring 38, der axial und nichtdrehbar an der Außenseite des Körpers 32 befestigt ist. Der erste Arretierring 38 beinhaltet eine ringförmige Feldanordnung von sich axial nach hinten erstreckenden Zähnen 39, die jeweils eine erste Seite 40 und eine zweite Seite 41 aufweisen. Jede erste Seite 40 weist eine Neigung von annähernd 90° auf, wobei jede zweite Seite 41 eine Neigung von annähernd 45° aufweist. Der Körper 32 beinhaltet darüber hinaus eine Bohrung 42, die an seinem Hinterende ausgebildet ist und die eine Standardgröße aufweist, sodass sie zu der Antriebswelle eines (nicht gezeigten) motor- oder handbetriebenen Antriebes passt.
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Die innere Hülse 14 beinhaltet eine erste Gewindeoberfläche 44, die an ihrer inneren Oberfläche benachbart zu dem Vorderende hiervon ausgebildet ist, und eine zweite Gewindeoberfläche 46, die an ihrer äußeren Oberfläche benachbart zu dem Vorderende ausgebildet ist. Die erste Gewindeoberfläche 44 nimmt die Gewindeoberfläche 23, die an einem Hinterende des inneren Vorderendstückes 22 ausgebildet ist, auf, während die zweite Gewindeoberfläche 46 die Gewindeoberflächen 25, die an einem Hinterende des äußeren Vorderendstückes 24 ausgebildet sind, aufnimmt. Die innere Hülse 14 ist daher nichtdrehbar sowohl an dem inneren Vorderendstück 22 wie auch an dem äußeren Vorderendstück 24 derart befestigt, dass sich diese um den Körper 32 als eine Einheit drehen. Wie am besten im 1 bis 3 zu sehen ist, beinhaltet das Hinterende der inneren Hülse 14 Schlitze 48, die einander gegenüberliegend ausgebildet sind. Des Weiteren enthält der äußere Abschnitt der inneren Hülse 14 eine Senke 50 und eine Ausnehmung 52, die eine Rastfeder 54 aufnimmt. Die Senke 50 ist ein Ausnehmungsabschnitt, der ein „Nichtarretierende” 50a und ein „Arretierende” 50b aufnimmt. Die Rastfeder 54 beinhaltet ein linkes und ein rechtes Ende, die zu Schlaufen 56 gebildet sind, um Streben (nicht gezeigt) aufzunehmen, damit ein Halten der Rastfeder 54 innerhalb der Ausnehmung 52 erfolgen kann. Die Rastfeder 54 beinhaltet darüber hinaus einen erhöhten Abschnitt 58, der zwischen den linken und rechten Enden der Rastfeder 54 befindlich ist und sich radial hiervon nach außen erstreckt.
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Die Schlitze 48 der inneren Hülse 14 nehmen Fortsätze 60 eines zweiten Arretierringes 62 auf, der in Bezug auf den Körper 32 axial beweglich ist. Die Fortsätze 60 sind genau wie die Schlitze 48 einander gegenüberliegend angeordnet. Der zweite Arretierring 62 wird von sich axial nach vorne erstreckenden Zähnen 64 gebildet, von denen jeder eine erste Seite 66 und eine zweite Seite 68 aufweist. Jede erste Seite 66 weist eine Neigung von annähernd 90° auf, während jede zweite Seite 68 eine Neigung von annähernd 45° aufweist. Eine Feder 70 ist an dem Hinterabschnitt des zweiten Arretierringes 62 befindlich und an ihrem Hinterende in Wegverbindung mit einem Rückhalter 72, der die Feder 70 derart festhält, dass die Feder 70 den zweiten Arretierring 62 an dem Körper 32 axial nach vorne vorspannt.
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Die äußere Hülse 12 ist, wie vorstehend erläutert, um die innere Hülse 14 herum gelegen und weist einen Umfang auf, der dafür geeignet ist, dass, wie in 5A und 5B gezeigt ist, die Fortsätze 60 des zweiten Arretierringes 62 und der erhöhte Abschnitt 58 in Kontakt mit der inneren Oberfläche der äußeren Hülse 12 sind. Die Fortsätze 60 des zweiten Arretierringes 62 sind innerhalb eines Paares von Arretiernuten 74 gelegen, die an dem inneren Abschnitt der äußeren Hülse 12 befindlich sind. Die Arretiernuten 74 sind Ausnehmungen innerhalb der inneren Oberfläche der äußeren Hülse 12 und enthalten ein Nichtarretierende” 74a und ein „Arretierende” 74b. Das Arretierende 74b der Arretiernut 74 wird von einer Ausnehmung gebildet, die sich im Vergleich zu der Ausnehmung, die das Nichtarretierende 74a jeder Arretiernut 74 bildet, weiter in Längsrichtung entlang der inneren Wand der äußeren Hülse 12 hin zu dem Vorderende hiervon erstreckt. Eine Nockenoberfläche 74c erstreckt sich zwischen dem Nichtarretierende 74a und dem Arretierende 74b. Wie am besten in 4 zu sehen ist, ist dem erhöhten Abschnitt 58 die Möglichkeit gegeben, sich zwischen zwei Rastvertiefungen 76a und 76b an der inneren Oberfläche der äußeren Hülse 12 zu bewegen, wobei die eine die „Nichtarretierrastvertiefung” 76a ist, während die andere die „Arretierrastvertiefung” 76b ist. Ebenso beinhaltet der Innenseitenabschnitt der äußeren Hülse 12 einen Anschlag 78. Der Anschlag 78 ist ein Vorsprung, der sich in die Senke 50 der inneren Hülse 14 hinein erstreckt und mit jedweder von den einander gegenüberliegenden Seiten der Senke 50 in Eingriff steht, wenn die äußere Hülse 12 zwischen der Arretierposition und der Nichtarretierposition gedreht wird, was nachstehend noch beschrieben wird.
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Die Ruhepositionen für die äußere Hülse 12 des Futters 10 sind entweder die Arretierposition oder die Nichtarretierposition. Die Nichtarretierposition liegt dann vor, wenn die Fortsätze 60 des zweiten Arretierringes 62 innerhalb der Nichtarretierenden 74a der Arretiernuten 74 der äußeren Hülse 12 gelegen sind. Wie vorstehend ausgeführt worden ist, erstreckt sich das Nichtarretierende 74a jeder Arretiernut 74 in Längsrichtung entlang der inneren Oberfläche der äußeren Hülse 12 nicht so weit, wie dies bei dem Arretierende 74b der Fall ist. Sind die Fortsätze 60 des zweiten Arretierringes 62 an den Nichtarretierenden 74a der Arretiernuten 74 positioniert, so wird der zweite Arretierring 62 nach hinten gegen die Feder 70 gedrängt, wodurch bewirkt wird, dass die Feder 70 komprimiert wird und die Zähne 64 des zweiten Arretierringes 62 den Eingriff mit den Zähnen 39 des ersten Arretierringes 38 lösen. Des Weiteren ist in der Nichtarretierposition der erhöhte Abschnitt 58 der Rastfeder 54 innerhalb der Nichtarretierrastvertiefung 76a gelegen. Ebenso ist der Anschlag 78 der äußeren Hülse 12 derart positioniert, dass er in Kontakt mit dem Nichtarretierende 50a der Senke 50 ist. In der Nichtarretierposition kann bei Betrachtung des Futters von hinten die äußere Hülse 12 im Uhrzeigersinn relativ zu der inneren Hülse 14 nicht weiter gedreht werden. Eine weitere Bewegung der äußeren Hülse 12 im Uhrzeigersinn relativ zu der inneren Hülse 14 wird durch die Wechselwirkung der Fortsätze 60 mit den Nichtarretierenden 74a der jeweiligen Arretiernuten 74 und des Anschlages 78 mit dem Nichtarretierende 50a der Senke 50 verhindert.
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Zur Bedienung des Futters 10 dreht ein Anwender bei Betrachtung des Futters 10 von hinten die äußere Hülse 12 im Gegenuhrzeigersinn beziehungsweise in Festziehrichtung. Diese Drehung der äußeren Hülse 12 bewirkt, dass sich die innere Hülse 14 und die inneren und äußeren Vorderendstücke 22 und 24 alle zusammen in der gleichen Richtung um den Körper 32 drehen. Die Backen 16 drehen sich per se mit der inneren Hülse aufgrund der Wechselwirkung mit den Führungsschlitzen 30. Da die Backen 16 an dem Kopf 28 der Spindel 26 nichtdrehbar befestigt sind, wird die Spindel 26 innerhalb der Gewindebohrung 34 des Körpers 32 gedreht, wodurch nachfolgend bewirkt wird, dass sich die Backen 16 gemeinsam nach vorne bewegen und an dem Schaft der Werkzeugspitze (nicht gezeigt) festklemmen. Gelangen die Backen 16 in Kontakt mit der Werkzeugspitze, so können sich die innere Hülse 14 und die inneren und äußeren Vorderendstücke 22 und 24 nicht mehr drehen, während sich nur die äußere Hülse 12 noch bewegen kann. Die äußere Hülse 12 bewegt sich relativ zu der inneren Hülse 14 weiter in Festziehrichtung, bis sie in der Arretierposition ist.
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Die Arretierposition ist dadurch festgelegt, dass die Fortsätze 60 des zweiten Arretierringes 62 innerhalb der Arretierenden 74b der Arretiernut 74 gelegen sind. Bewegt sich die äußere Hülse 12 von der Nichtarretierposition in die Arretierposition, so bewegen sich die Fortsätze 60 von dem Nichtarretierende 74a entlang der Nockenoberfläche 74c zu dem Arretierende 74b der Arretiernuten 74. Die Feder 70 per se spannt den zweiten Arretierring 62 hin zu dem Vorderende der äußeren Hülse 12 vor, da das Arretierende 74b der Arretiernut 74 näher als das Nichtarretierende 74a an dem Vorderende der äußeren Hülse 12 ist. Die näher an die Vorderseite des Futters 10 heran erfolgende Bewegung des zweiten Arretierringes 62 aufgrund der Vorspannkraft der Feder 70 bewirkt, dass die ersten und zweiten Seiten 66 und 68 der Zähne 64 des zweiten Arretierringes 62 in Eingriff mit den entsprechenden ersten und zweiten Seiten 40 und 41 der Zähne 39 des an dem Körper 32 befestigten ersten Arretierringes 38 geraten. Zusätzlich bewegt sich dann, wenn die äußere Hülse 12 aus der Nichtarretierposition in die Arretierposition gedreht wird, der erhöhte Abschnitt 58 der Rastfeder 54 in die Arretierrastvertiefung 76b, und der Anschlag 78 der äußeren Hülse 12 bewegt sich von dem Nichtarretierende 50a der Senke 50 zu dem Arretierende 50b. Der Eingriff der Zähne der ersten und zweiten Arretierringe 38 und 62 verhindert eine Drehung der äußeren Hülse 12, der inneren Hülse 14 sowie der ersten und zweiten Vorderendstücke 22 und 24 relativ zu dem Körper 32 im Uhrzeigersinn beziehungsweise in Öffnungsrichtung. Man beachte jedoch, dass eine weitergehende Drehung um den Körper 32 im Gegenuhrzeigersinn beziehungsweise in Festziehrichtung immer noch möglich ist. Insbesondere dann, wenn sich die Zähne 64 des zweiten Arretierringes 62 in Festziehrichtung drehen, gleitet die zweite Seite 68 der Zähne des zweiten Arretierringes 62 wiederholt über die Zähne 39 des ersten Arretierringes 38, was ein Klick- oder Knackgeräusch bewirkt, wenn jede zweite Seite 68 der Zähne 64 des zweiten Arretierringes 62 gegen jede nachfolgende zweite Seite 41 der Zähne 34 des ersten Arretierringes 38 fällt. Die Position des erhöhten Abschnittes 58 der Rastfeder 54 innerhalb der Arretierrastvertiefung 76a verhindert eine unbeabsichtigte Drehung der äußeren Hülse 12 relativ zu der inneren Hülse 14 in Öffnungsrichtung. Per se verbleibt das Futter 10 arretiert, bis ein Anwender die äußere Hülse 12 in Öffnungsrichtung mit einer Kraft dreht, die ausreichend ist, um zu bewirken, dass sich die Rastfeder 54 aus der Arretierrastvertiefung 76b in die Nichtarretierrastvertiefung 76a bewegt, was nachstehend noch beschrieben wird.
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Zur Öffnung des Futters 10 dreht ein Anwender ausgehend von der Arretierposition bei Betrachtung des Futters 10 von hinten die äußere Hülse 12 im Uhrzeigersinn beziehungsweise in Lockerungsrichtung. Beginnt die äußere Hülse 12 mit der Drehung, so wird der Eingriff der Rastfeder 54 mit der Arretierrastvertiefung 76b gelöst, und der Anschlag 78 bewegt sich von dem Arretierende 50b der Senke 50 zu dem Nichtarretierende 50a, wobei an diesem Punkt die Rastfeder 54 mit der Nichtarretierrastvertiefung 76a in Eingriff gelangt. Dreht sich die äußere Hülse 12 relativ zu der inneren Hülse 14, so werden die Fortsätze 60 des zweiten Arretierringes 62 durch die Nockenoberflächen 74c der jeweiligen Arretiernuten 74a nach hinten hin zu den Nichtarretierenden 74a jeder Nut gedreht, wodurch bewirkt wird, dass sich der zweite Arretierring 62 nach hinten gegen die Federkraft der Feder 70 bewegt. Sobald die Zähne 64 des zweiten Arretierringes 62 nicht mehr in Eingriff mit den Zähnen 39 des ersten Arretierringes 38 sind, beginnen die äußere Hülse 12, die innere Hülse 14 sowie die inneren und äußeren Vorderendstücke 22 und 24 mit einer Drehung um den Körper 32 als eine Einheit. Der Eingriff der Backen 16 mit dem Schaft der Werkzeugspitze wird als solches gelöst, und das Futter 10 kann vollständig geöffnet werden.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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In 6 bis 12 ist allgemein ein Ausführungsbeispiel eines Futters 100 für ein Drehwerkzeug entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Das Futter 100 beinhaltet eine äußere Hülse 102, eine innere Hülse 104 und eine Mehrzahl von Backen 106. Das Futter 100 ist der Form nach im Allgemeinen zylindrisch und beinhaltet einen Vorderend- oder vorderwärtigen Bereich 108 an seinem Vorderende und einen Hinterend- oder hinterwärtigen Bereich 110 an seinem Hinterende.
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Der vorderwärtige Bereich 108 des Futters 70 beinhaltet allgemein ein inneres Vorderendstück 112 und ein äußeres Vorderendstück 114, eine Mehrzahl von Backen 106 und eine Gewindespindel 116, die einen Kopf 118 beinhaltet. Sowohl das innere Vorderendstück 112 wie auch das äußere Vorderendstück 114 sind hohl, wobei jedes der Form nach an seinem Vorderende konisch und an seinem Hinterende zylindrisch ist. Des Weiteren beinhaltet jedes einen Gewindeabschnitt 113 und 115 an seinem Hinterende. Das innere Vorderendstück 112 ist innerhalb des äußeren Vorderendstückes 114 konzentrisch an dessen Hinterenden gelegen, während die Vorderenden in Kontakt miteinander sind.
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Die Backen 106 sind beweglich an dem inneren Vorderendstück 112 aufgenommen und können innerhalb des inneren Vorderendstückes 112 eingezogen oder von dem Vorderende des inneren Vorderendstückes 112 mittels der Gewindespindel 116 nach außen ausgefahren werden. Die Backen 106 sind gleitend innerhalb der Führungsspitze 120 aufgenommen, die an dem inneren Vorderendstück zwischen den Vorder- und Hinterenden hiervon ausgebildet sind. Die Hinterenden der Backen 106 sind nichtdrehbar, jedoch radial gleitverschieblich an dem Kopf 118 der Gewindespindel 116 befestigt und sämtlich sowohl innerhalb des inneren Vorderendstückes 112 wie auch des äußeren Vorderendstückes 114 befindlich.
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Der hinterwärtige Bereich 110 des Futters 100 beinhaltet allgemein einen Körper 122, die innere Hülse 104 und die äußere Hülse 102. Die äußere Hülse 102 bildet den äußeren Abschnitt des hinterwärtigen Bereiches des Futters 110. Die innere Hülse 104 ist innerhalb der äußeren Hülse 102 gelegen, während der Körper 122 innerhalb sowohl der äußeren Hülse 102 wie auch der inneren Hülse 104 gelegen ist. Die äußere Hülse 102, die innere Hülse 104 und der Körper 122 sind konzentrisch. Der Körper 122 beinhaltet an seinem Vorderende eine Gewindebohrung 124, die die Gewindespindel 116 mittels eines Gewindes aufnimmt.
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Eine ringförmige Lagernut 126 ist nahe an dem Vorderende des Körpers 122 befindlich. Eine entsprechende ringförmige Lagernut 128 ist an der inneren Oberfläche der inneren Hülse 104 ausgebildet. Kugellager 130 sind innerhalb der Lagernuten 126 und 128 aufgenommen und unterstützen die Drehung des Körpers 122 relativ zu den äußeren Bauteilen des Futters 100. Der Körper 122 beinhaltet an dem äußeren Abschnitt des Körpers 122 und zwischen den Vorder- und Hinterenden des Körpers 122 zusätzlich eine ringförmige Feldanordnung von Arretierzähnen 132, die an der äußeren Oberfläche des Körpers 122 ausgebildet sind. Die Zähne 136 der ringförmigen Feldanordnung erstrecken sich radial nach außen, und zwar jeder mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite. Jede erste Seite weist eine Neigung von annähernd 90° auf, während jede zweite Seite eine Neigung von annähernd 45° aufweist. Der Körper 122 beinhaltet des Weiteren eine Bohrung 142, die eine Standardgröße aufweist, sodass sie zu der Antriebswelle eines motorbetriebenen oder handbetriebenen Antriebes (nicht gezeigt) passt.
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Die innere Hülse 104 beinhaltet eine erste Gewindeoberfläche 144, die an ihrer inneren Oberfläche benachbart zu ihrem Vorderende ausgebildet ist, und eine zweite Gewindeoberfläche 146, die an ihrer äußeren Oberfläche benachbart zu ihrem Vorderende ausgebildet ist. Die erste Gewindeoberfläche 144 nimmt eine Gewindeoberfläche 113, die an dem Hinterende des inneren Vorderendstückes 112 ausgebildet ist, auf, während die zweite Gewindeoberfläche 146 die Gewindeoberfläche 115 aufnimmt, die an dem Hinterende des äußeren Vorderendstückes 114 ausgebildet ist. Die innere Hülse 104 ist daher sowohl an dem inneren Vorderendstück 112 wie auch dem äußeren Vorderendstück 114 nichtdrehbar befestigt, sodass eine Drehung um den Körper 122 als eine Einheit erfolgen kann. Die innere Hülse 104 beinhaltet eine Gleitarretierung 148 mit einem Vorsprung 150, der sich hiervon radial nach außen erstreckt. Die Gleitarretierung 148 kann sich entlang einer Gleitarretierungsbahn 152 bewegen und weist einen Arretierzahn 154 für einen Eingriff mit der ringförmigen Feldanordnung von Arretierzähnen 132 des Körperabschnittes 122 in der Arretierposition auf. Innerhalb der Gleitarretierungsbahn 152 ist eine Feder 156 befindlich, die dafür vorgesehen ist, die Bewegung der Gleitarretierung 148 zu begrenzen, und die dabei hilft, die Gleitarretierung 148 in ihrer Position zu halten. Die Feder 156 ist an der Gleitarretierungsbahn 152 mittels eines Stiftes 157 gehalten, der sich entlang der Gleitarretierungsbahn 152 erstreckt und durch die Gleitarretierung 148 und die Feder 156 passt. Die innere Hülse 104 beinhaltet zusätzlich eine Senke 158. Die Senke 158 ist ein Ausnehmungsabschnitt, der ein ”Nichtarretierende” 158a und ein ”Arretierende” 158b enthält. Die innere Hülse 104 enthält des Weiteren eine Ausnehmung 160, die dafür ausgestaltet ist, eine Rastfeder 155 mit einem erhöhten Abschnitt 155a aufzunehmen. Die Rastfeder 155 ist mittels Streben 162 gehalten, die durch Löcher 164 passen, die innerhalb der Ausnehmung 160 befindlich sind und sich durch die Schlaufenenden der Rastfeder 155 erstrecken.
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Die äußere Hülse 102 ist, wie vorstehend ausgeführt, um die innere Hülse 104 herum gelegen und weist einen Umfang auf, der dafür geeignet ist, dass der Vorsprung 150 der Gleitarretierung 148 und der erhöhte Abschnitt der Rastfeder 155 in Kontakt mit der inneren Oberfläche der äußeren Hülse 102 sind. Der Vorsprung 150 der Gleitarretierung 148 ist innerhalb einer Arretiernut 166 gelegen, die an der inneren Oberfläche der äußeren Hülse 102 gelegen ist. Die Arretiernut 166 ist eine Ausnehmung innerhalb der inneren Oberfläche der äußeren Hülse 102 und enthält ein ”Nichtarretierende” 166a und ein ”Arretierende” 166b. Das ”Nichtarretierende” 166a der Arretiernut 166 wird von einer Ausnehmung gebildet, die sich weiter in Längsrichtung entlang der inneren Wand der äußeren Hülse 102 hin zu dem Vorderende hiervon erstreckt, als dies bei der Ausnehmung der Fall ist, die das Arretierende 166b der Arretiernut 166 bildet. Eine Nockenoberfläche 166c erstreckt sich zwischen dem Nichtarretierende 166a und dem Arretierende 166b. Der erhöhte Abschnitt 155a der Rastfeder 155 kann sich zwischen zwei Rastvertiefungen 168a und 168b an der Innenseitenoberfläche der äußeren Hülse 102 bewegen, wobei die eine die ”Nichtarretierrastvertiefung” 168a ist, während die andere die ”Arretierrastvertiefung” 168b ist. Schließlich beinhaltet der Innenseitenabschnitt der äußeren Hülse 102 einen Anschlag 170. Der Anschlag 170 ist ein Vorsprung, der sich in die Senke 158 der inneren Hülse hinein erstreckt und jedwede von den gegenüberliegenden Seiten der Senke 158 in Eingriff nimmt, wenn die äußere Hülse 102 zwischen der Arretierposition und der Nichtarretierposition gedreht wird, was nachstehend noch beschrieben wird.
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Die Ruhepositionen für die äußere Hülse 102 des Futters 100 sind entweder die Arretierposition oder die Nichtarretierposition. Die Nichtarretierposition ist dann gegeben, wenn der Vorsprung 150 der Gleitarretierung 148 innerhalb des Nichtarretierendes 166a der Arretiernut 166 der äußeren Hülse 102 gelegen ist. Wie vorstehend ausgeführt, erstreckt sich das Nichtarretierende 166a der Arretiernut 166 in Längsrichtung entlang der inneren Oberfläche der äußeren Hülse 120 hin zu dem Vorderende weiter, als dies bei dem Arretierende 166b der Fall ist. Ist der Vorsprung 150 der Gleitarretierung 148 an dem Nichtarretierende 166a der Arretiernut 166 positioniert, so wird die Gleitarretierung 104 nach vorne gegen die Feder 156 gedrängt, wodurch bewirkt wird, dass die Feder 156 komprimiert wird und der Eingriff des Arretierzahnes 154 mit dem Arretierzahn 132 des Körpers 122 gelöst wird. Des Weiteren ist in der Nichtarretierposition der erhöhte Abschnitt 155a der Rastfeder 155 innerhalb der Nichtarretierrastvertiefung 168a gelegen. Zudem ist der Anschlag 170 der äußeren Hülse 102 derart positioniert, dass er in Kontakt mit dem Nichtarretierende 158a der Senke 158 ist. In der Nichtarretierposition kann bei Betrachtung des Futters von hinten die äußere Hülse 120 im Uhrzeigersinn relativ zu der inneren Hülse 104 nicht weiter gedreht werden. Eine weitere Bewegung der äußeren Hülse 102 im Uhrzeigersinn relativ zu der inneren Hülse 104 wird durch die Wechselwirkung des Vorsprunges 150 mit dem Nichtarretierende 166a der Arretiernut 166 und des Anschlages 170 mit dem Nichtarretierende 158a der Senke 158 verhindert.
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Zur Bedienung des Futters 100 dreht ein Anwender bei Betrachtung des Futters 100 von hinten die äußere Hülse 102 im Gegenuhrzeigersinn beziehungsweise in Festziehrichtung. Diese Drehung der äußeren Hülse 102 bewirkt, dass sich die innere Hülse 104 sowie das innere Vorderendstück 112 und das äußere Vorderendstück 114 gemeinsam in der gleichen Richtung um den Körper 122 drehen. Per se drehen sich die Backen 106 mit der inneren Hülse 104 aufgrund der Wechselwirkung mit den Führungsschlitzen 120. Da die Backen 106 an dem Kopf 118 der Spindel 116 nichtdrehbar befestigt sind, wird die Spindel 116 mit der Gewindebohrung 124 des Körpers 122 gedreht, wodurch nachfolgend bewirkt wird, dass sich die Backen 106 gemeinsam nach vorne bewegen und an dem Schaft der Werkzeugspitze (nicht gezeigt) festklemmen. Gelangen die Backen 106 in Kontakt mit der Werkzeugspitze, so können sich die innere Hülse 104 sowie die inneren und äußeren Vorderendstücke 112 und 114 nicht mehr drehen, sodass eine Bewegung nur mehr für die äußere Hülse 102 möglich ist. Die äußere Hülse 102 setzt die Drehung in Festziehrichtung relativ zu der inneren Hülse 104 fort, bis sie in der Arretierposition ist.
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Die Arretierposition ist dadurch festgelegt, dass der Vorsprung 150 der Gleitarretierung 148 innerhalb des Arretierendes 166b der Arretiernut 166 ist. Bewegt sich die äußere Hülse 102 von der Nichtarretierposition in die Arretierposition, so bewegen sich der Vorsprung 150 und die Gleitarretierung 148 von dem Nichtarretierende 166a entlang der Nockenoberfläche 166c zu dem Arretierende 166b der Arretiernut 166. Die weiter zur Hinterseite des Futters 100 hin erfolgende Bewegung der Gleitarretierung 148 aufgrund der Vorspannkraft der Feder 156 bewirkt, dass der Arretierzahn 154 der Gleitarretierung 148 mit dem Raum zwischen den ersten und zweiten Seiten der benachbarten Zähne der ringförmigen Feldanordnung von Arretierzähnen 132 des Körpers 122 in Eingriff ist. Darüber hinaus bewegt sich dann, wenn die äußere Hülse 102 von der Nichtarretier- in die Arretierposition gedreht wird, der erhöhte Abschnitt 155a der Rastfeder 155 zu der Arretierrastvertiefung 168b, und der Anschlag 170 der äußeren Hülse 102 bewegt sich von dem Nichtarretierende 158a der Senke 158 zu dem Arretierende 158b. Der Eingriff des Arretierzahnes 154 der Gleitarretierung 148 und der ringförmigen Feldanordnung der Arretierzähne 132 verhindert eine Drehung der äußeren Hülse 102, der inneren Hülse 104 sowie der ersten und zweiten Vorderendstücke 112 und 114 relativ zu dem Körper im Uhrzeigersinn beziehungsweise in Öffnungsrichtung. Man beachte jedoch, dass eine weitergehende Drehung um den Körper 122 im Gegenuhrzeigersinn beziehungsweise in Festziehrichtung immer noch möglich ist. Insbesondere gleitet dann, wenn sich der Arretierzahn 154 in Festziehrichtung dreht, der Arretierzahn 154 wiederholt über die zweite Seite des Zahnes 136 der ringförmigen Feldanordnung von Arretierzähnen 132, was ein Klick- oder Knackgeräusch bewirkt, wenn der Arretierzahn 154 gegen jeden nachfolgenden Raum zwischen benachbarten Zähnen der Feldanordnung der Arretierzähne 132 fällt. Die Position des erhöhten Abschnittes 155a der Rastfeder 155 innerhalb des Arretierendes 166b der Arretiernut 166 verhindert eine unbeabsichtigte Drehung der äußeren Hülse 102 relativ zu der inneren Hülse 104 in Öffnungsrichtung.
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Per se bleibt das Futter 110 arretiert, bis ein Anwender die äußere Hülse 102 in Öffnungsrichtung mit einer Kraft dreht, die ausreichend ist, um zu bewirken, dass sich der erhöhte Abschnitt 155a der Rastfeder 155 von der Arretierrastvertiefung 168b zu der Nichtarretierrastvertiefung 168a bewegt, was nachstehend noch beschrieben wird.
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Zum Öffnen des Futters 100 dreht ein Anwender ausgehend von der Arretierposition bei Betrachtung des Futters 100 von hinten die äußere Hülse 102 im Uhrzeigersinn beziehungsweise in Lockerungsrichtung. Beginnt die äußere Hülse 102 mit der Drehung, so wird der Eingriff des erhöhten Abschnittes 155a der Rastfeder 155 mit der Arretierrastvertiefung 168b gelöst, und der Anschlag 170 bewegt sich von dem Arretierende 158b der Senke 158 zu dem Nichtarretierende 158a, wobei an diesem Punkt der erhöhte Abschnitt 155a der Rastfeder 155 mit der Nichtarretierrastvertiefung 168a in Eingriff kommt. Dreht sich die äußere Hülse 102 relativ zu der inneren Hülse 104, so wird der Vorsprung 150 der Gleitarretierung 148 von dem Arretierende 166b der Arretiernut 166 hin zu dem Nichtarretierende 166a durch die Nockenoberfläche 166c nach vorne gedrängt, wodurch bewirkt wird, dass sich die Gleitarretierung 148 nach vorne gegen die Federkraft der Feder 156 bewegt. Sobald sich der Arretierzahn 154 nicht mehr mit der ringförmigen Feldanordnung von Arretierzähnen 134 bewegt, beginnen die äußere Hülse 102, die innere Hülse 104 sowie die inneren und äußeren Vorderendstücke 112 und 114 mit der Drehung um den Körper 122 als eine Einheit. Der Eingriff der Backen 106 mit dem Schaft der Werkzeugspitze wird per se gelöst, und das Futter 106 kann vollständig geöffnet werden.
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Diese und weitere Modifikationen und Abwandlungen an der vorliegenden Erfindung können von einem Durchschnittsfachmann auf dem einschlägigen Gebiet in die Praxis umgesetzt werden, ohne vom Wesen und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, die insbesondere in den beiliegenden Ansprüchen festgelegt ist. Darüber hinaus sollte einsichtig sein, dass bei den verschiedenen Ausführungsbeispielen Aspekte teilweise oder in Gänze ausgetauscht werden können. Zudem erschließt sich einem Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet, dass die vorstehende Beschreibung lediglich beispielhalber angegeben ist und die in den beigefügten Ansprüchen weiter beschriebene Erfindung nicht beschränken soll. Daher sind Wesen und Umfang der beigefügten Ansprüche nicht auf die Beschreibung der hier angegebenen bevorzugten Ausgestaltungen beschränkt.
