DE1552197B2 - Zentrifugalfutter fuer hochtourig umlaufende werkzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zentrifugalfutter für hochtourig umlaufende Werkzeuge mit einer Mehrzahl von zu einem Futterbackensatz sich ergänzenden Futterbacken und einstückig damit ausgebildeten Fliehgewichten, die als zweiarmiger Hebel um einen Hebeldrehpunkt schwenkbar sind.

Bei einem bekannten Futter dieser Art ist jede Futterbacke mittels einer Schraube an einer dünnen elastischen Wand, die Teil einer Nabe ist, befestigt. Die elastische Wand ist in Achsrichtung mit jeder Futterbacke mit einem Fliehgewicht einstückig verbunden. Wenn die Nabe schnell rotiert, drängen die Fliehgewichte radial nach außen, wodurch sich die elastische Wand biegt, so daß die Fliehgewichte und die ihnen zugeordneten Futterbacken wie ein zweiarmiger Hebel wirken, der sich um den Biegepunkt der elastischen Wand ein wenig dreht.

Ferner ist ein Spannzangenfutter bekannt, das einen Werkzeugschaft entlang eines Teils seiner Länge durch einen Futterbackensatz symmetrisch an axial voneinander entfernten Punkten erfassen kann.

Es ist auch schon ein Zentrifugalfutter bekanntgeworden, bei dem der Futterbackensatz aus vier selbständigen Teilen, die unabhängig voneinander arbeiten, besteht. Jeder Futterbacke ist ein Fliehgewicht zugeordnet. Eine einzige Backenreihe dient zum Erfassen eines Werkzeugschaftes. Das Erfassen erfolgt, indem bei Rotation die im mittleren Teil eine Führung aufweisenden Futterbacken durch die Fliehgewichte mit ihrer Führung entlang einer Führung an der Spannfutterhülse radial nach außen gleiten und im gleichen Maße die freien Enden der Futterbacken sich gegeneinander radial nach innen bewegen.

Bei einer bekannten zahnärztlichen Kugellagerring-Turbine, die eine Geschwindigkeit von bis zu ungefähr 300000 UpM hat, werden Kunststoffutter verwendet, die in Form einer Hülse mit Hilfe eines Gewindes in die axiale Bohrung des Rotors einschraubbar sind. Der Werkzeugeinsatz wird dadurch eingespannt, daß sich das elastische Material verformt, wenn der Schaft des Werkzeugeinsatzes in die etwas kleinere Bohrung des Futters eingedrückt wird. Das Futter muß jedoch oft erneuert werden, weil das Kunststoffmaterial durch das häufige Auswechseln

ίο der Bohrer und die Auswirkungen der Zentrifugalkraft weich wird und so die Spannkraft nachläßt.

Bei Luftlager-Turbinen mit Geschwindigkeiten bis zu 600000UpM wird für die Herstellung von Futtern statt Kunststoff Metall verwendet. Diese Metallfutter werden jedoch nur für einfache Federspannung konstruiert, und die bei den hohen Geschwindigkeiten auftretenden Zentrifugalkräfte wirken der durch die Federspannung erzeugten Kraft entgegen, wodurch ihre Spannkraft beeinträchtigt und die Gefahr besteht, daß der Bohrer, insbesondere wenn er schon leicht abgenutzt ist, mit großer Geschwindigkeit aus der Turbine herausgeschleudert wird.

Wenn der Werkzeugeinsatz verhältnismäßig leicht in axialer Richtung eingesetzt werden kann, ist die axiale Ausrichtung mit dem Rotor gewöhnlich ungenügend und jede Außermittigkeit hat bei hohen Geschwindigkeiten eine ungeheuer starke Auswirkung. Wenn andererseits die Außenfläche des Werkzeugschaftes und die Innenfläche des Rotors fast den gleichen Durchmesser haben, kann es sehr schwierig oder sogar fast unmöglich sein, den Schaft von Hand einzuführen, was den praktischen Nutzen verringert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

Zentrifugalfutter für ein hochtourig umlaufendes Werkzeug zu schaffen, welches die Nachteile der bekannten Zentrifugalfutter vermeidet und ein Futter ergibt, welches den Werkzeugschaft an zwei axialen, im Abstand voneinander angeordneten Kontaktpunkten mit gleicher Kraft erfaßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fliehgewichte zwischen zwei axial im Abstand voneinander angeordneten Futterbackensätzen angeordnet und jeweils mit einer Futterbacke der beiden Futterbackensätze einstückig ausgebildet sind, wobei die Futterbackensätze zur Bildung der Hebeldrehpunkte zwischen ihren Enden radial nach außen vorspringen.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Futterbackensätze und die Fliehgewichte einstückig als Hülse ausgebildet sind, und die einzelnen Futterbacken und Fliehgewichte durch radial angeordnete Längsschlitze gebildet sind, die sich von den Enden her jeweils über einen Futterbackensatz und ein die Fliehgewichte bildenden Futterteil erstrecken, wobei die Längsschlitze der beiden Futterbackensätze gegeneinander versetzt sind. Mit dem erfindungsgemäßen Futter ist in vorteilhafter Weise erreicht, daß durch die Vielzahl radial bewegbarer Futterbacken und durch die Vielzahl von Fliehgewichten, die mit den Futterbacken verbunden sind, eine radiale Auswärtsbewegung der unter Zentrifugalkraft stehenden Fliehgewichte auf die Futterbacken eine deren Fliehkraft derart entkräftende Wirkung ausüben, daß sie radial nach innen gedrückt werden und der Schaft des Werkzeugeinsatzes fest eingespannt wird.

»Entkräftend« bedeutet in diesem Zusammenhang, daß die Zentrifugalkraft der Fliehgewichte größer als

die der Backen selbst ist. Der Grund hierfür ist die größere relative Masse der Fliehgewichte und/oder die Tatsache, daß sie mit den Backen durch eine kraftverstärkende Anordnung gekoppelt sind.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes 'Futter in einem zahnärztlichen Handstück,

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht der ersten Ausführungsform des Futters gemäß der Erfindung, F i g. 3 eine Endansicht des in F i g. 2 dargestellten Futters,

Fi g. 4 eine Endansicht des in Fi g. 5 dargestellten Futters gemäß der zweiten Ausführungsform und

F i g. 5 eine perspektivische Ansicht der zweiten Ausführungsform.

In F i g. 1 ist ein zahnärztliches Handstück 1, wie z. B. eine auf Luft gelagerte Luftturbine und ihr Rotor! in strichpunktierten Linien dargestellt. Diese beiden Teile sind nach dem Stand der Technik bekannt und bilden daher kein Merkmal der Erfindung. Im Rotor 2 befindet sich eine abgesetzte Bohrung, in deren Teil 3 ein Futter 4 eingesetzt ist. Dieses Futter 4 ist als Buchse ausgebildet, die den zylindrischen Schaft 25 eines zahnärztlichen Bohrers od. dgl. aufnimmt.

Das Futter 4 besteht aus einem zylindrischen Mittelstück 5, an das sich an beiden Enden doppelkonische Teile 6 und 7 anschließen. Der Teil 6 und das Mittelstück 5 weisen vier vom äußeren Ende des Teils 6 nach innenlaufende, radial angeordnete Längsschlitze 8 auf, die mit gleichwinkligem Abstand um die Rotationsachse des Futters angeordnet sind, so daß der Teil 6 vier Futterbacken 9 hat, von denen sich jede auf der Umfangslinie 10 gegen die Innenwandung des Teils 3 der Bohrung des Rotors abstützt. Die Längsschlitze 8 teilen auch das Mittelstück 5 in vier Teile 5 a, 5 b, 5 c und 5 d, wobei jeder dieser Teile mit dem Ende einer der anschließenden Futterbacken 9 verbunden ist.

Andere ebenso mit gleichwinkligem Abstand angeordnete, sich vom äußeren Ende des Teils 7 nach innen erstreckende Längsschlitze 11 teilen den Endteil 7 in vier Futterbacken 12 und halbieren die vier Teile 5 a, 5 b, 5 c und 5 d des Mittelstücks 5, wobei die vier Längsschlitze 11 winkelförmig symmetrisch zwischen den Längsschlitzen 8 vorgesehen sind. Jede der Futterbacken 12 stützt sich auf der Linie 13 gegen den Teil 3 der Bohrung des Rotors ab.

Jede Futterbacke 9 bildet jeweils mit den beiden

ίο Mittelstücken 5 a, 5 α oder 5 b, 5 b oder 5 c, 5 c oder 5d, 5d als Fortsetzung einen doppelarmigen Hebel, wobei die Umfangslinie 10 als Hebeldrehpunkt dient. Je nach der Umdrehungsgeschwindigkeit des Futters fliegen die Fliehgewichte 5 a, 5 a usw. radial nach außen und drücken so die Futterbacken 9 radial nach innen, so daß diese den Schaft 5 des Bohrers fest einspannen. Der Spannvorgang verstärkt sich in dem Maße, wie sich die Rotationsgeschwindigkeit erhöht. Auf gleiche ,Weise bildet jede Futterbacke 12 mit jeweils den beiden Mittelstücken 5 a, 5 b oder 5 b, 5 c oder 5 c, 5 d oder 5 d, 5 α als Fortsetzung auch einen doppelarmigen Hebel mit der Umfangslinie 13 als Hebeldrehpunkt. Der Schaft 5 wird dementsprechend an zwei mit axialem Abstand auf seiner Längsachse angeordneten Punkten von den beiden Futterbackensätzen 9 und 12 fest eingespannt.

Die Masse der Teile des Mittelstücks 5 ist größer als die der ihnen zugeordneten Futterbacken und/ oder der axiale Abstand der Schwerkraftzentren der Fliehgewichte vom Hebeldrehpunkt ist größer als der der Futterbacken.

Das in F i g. 4 und 5 dargestellte Futter ist auf gleiche Weise ausgebildet, nur daß die Längsschlitze 14 einen symmetrischen Abstand mit einem Winkel von je 120° haben, so daß nur drei Futterbacken 15 vorhanden sind. Auch die Längsschlitze 16 sind derart symmetrisch mit winkelförmigem Abstand angeordnet, daß nur drei Futterbacken 17 gebildet werden, wobei die Längsschlitze 14 mit symmetrischem winkelförmigem Abstand zwischen den Längsschlitzen 16 angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Zentrifugalfutter für hochtourig umlaufende Werkzeuge mit einer Mehrzahl von zu einem Futterbackensatz sich ergänzenden Futterbacken und einstückig damit ausgebildeten Fliehgewichten, die als zweiarmiger Hebel um einen Hebeldrehpunkt schwenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehgewichte (5 a bis 5 d) zwischen zwei axial im Abstand voneinander angeordneten Futterbackensätzen (9; 12) angeordnet und jeweils mit einer Futterbacke der beiden Futterbackensätze einstückig ausgebildet sind, wobei die Futterbackensätze (9; 12) zur Bildung der Hebeldrehpunkte (10; 13) zwischen ihren Enden radial nach außen vorspringen.

2. Zentrifugalfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Futterbackensätze (9; 12) und die Fliehgewichte einstückig als Hülse (4) ausgebildet sind, und die einzelnen Futterbakken und Fliehgewichte durch radial angeordnete Längsschlitze (8; 11) gebildet sind, die sich von den Enden her jeweils über einen Futterbackensatz und einen die Fliehgewichte bildenden Futterteil erstrecken, wobei die Längsschlitze der beiden Futterbackensätze gegeneinander versetzt sind.