DE19610213A1

DE19610213A1 - Spannfutter mit Bogenstück

Info

Publication number: DE19610213A1
Application number: DE19610213A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Schmidt; Hans Albert Voelkl
Original assignee: SCHMIDT ULRICH USH SCHRAUBWERK
Current assignee: Diager De GmbH
Priority date: 1996-03-15
Filing date: 1996-03-15
Publication date: 1997-09-18
Anticipated expiration: 2016-03-16
Also published as: DE19610213C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Spannfutter für Schaftenden von Werkzeugeinsatzstücken, insbesondere von sechskantigen Schrau bendreherbits mit schaftseitigen Eckaussparungen oder umlau fenden Eingriffsnuten, mit einer das Schaftende aufnehmenden Buchse, deren innerer Querschnitt dem Querschnitt des Schaf tendes entspricht und mindestens einem auf das Schaftende durch die Bewegung einer auf der Buchse sitzenden Hülse ein wirkenden, begrenzt bewegbarem Arretierorgan, das in einem Wandungsdurchbruch der Buchse angeordnet ist, wobei die Hülse in Längs- und/oder Umfangsrichtung der Buchse bewegbar und mit mindestens einer Spannfläche gegen das Arretierorgan zu dessen Einwirkung auf das Schaftende anlegbar ist.

Derartige Spannfutter sind beispielsweise aus der DE 29 34 428, der DE-PS 32 43 389, der DE-PS 33 30 486, der EP 0 462 257, der DE-OS 42 43 650 oder DE-OS 43 36 376 bekannt.

Bei diesen Spannfuttern wird als Arretierorgan eine in einer Wandungsbohrung der Buchse sitzende Kugel verwendet, die durch die Anlage gegen die Spannfläche der Hülse gegen das Schaften de des Schraubendreherbits auf der Fläche oder einer Ecke drückt und dieses auf diese Weise gegen ein unbeabsichtigtes Herausfallen aus dem Spannfutter arretiert.

Die Verwendung von Kugeln als Arretierorgane weist jedoch einige Nachteile auf.

Zum einen muß die Wandungsbohrung in der Buchse sehr präzise ausgeführt werden, da auf der Buchseninnenwandung Tragschul tern stehen bleiben müssen, die ein Herausfallen der Kugel ins Innere der Buchse bei nicht eingesetztem Schaftende verhin dern. Es kann in diesem Zusammenhang bereits zu Problemen kommen, wenn das verwendete Bohrwerkzeug unterschiedliche Betriebstemperaturen oder Verschleißzustände aufweist. In der Praxis ist daher bei der Herstellung derartiger Spannfutter mit einem erhöhten Ausschuß zu rechnen.

Darüber hinaus ist die Verwendung einer Kugel als Druckstück auch dadurch problematisch, daß sie sich aufgrund ihrer ver gleichsweise geringen Einwirkungsflächen abnutzen kann oder sich bei längerem Gebrauch in die Spannfläche der Hülse ein arbeitet, so daß eine einwandfreie Funktion des Spannfutters nicht mehr gegeben ist.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Spannfutter ist darin zu sehen, daß sie sich normalerweise entweder nur für Schaftenden mit Eckaussparungen (vgl. DIN 3126, Ausführung C 6, 3) oder für Schaftenden mit umlaufender Eingriffsnut (vgl. DIN 3126, Aus führung E 6, 3) eignen. Für die C-Ausführung der Schrauben dreherbits werden nämlich Kugeln verwendet, deren Durchmesser kleiner als die Hälfte des Schaftendeneckmaßes ist (vgl. EP 0 462 257), während für die E-Ausführung der Bits größere Kugeln vorzusehen sind, die entsprechend tief in die ausge prägte Nut eingreifen können.

Ein weiterer Nachteil bei der Verwendung von Kugeln ist in der vergleichsweise schlechten Zentrierwirkung der auf das Schaf tende einwirkenden Kugel bzgl. deren Lage im Inneren der Buch se zu sehen, und zwar unabhängig davon, ob die Kugel auf eine Fläche oder eine Eckaussparung des Bits drückt. Bei den übli chen Fertigungstoleranzen der Bitschäfte und der Verwendung von elektromotorisch angetriebenen Schraubern kann es nämlich aufgrund der auftretenden Momente und Fliehkräfte durch ein geringfügiges Verkanten des Bits im Inneren der Buchse zu einer unerwünschten Verlagerung der Drehachse kommen, so daß sich das in einen Schraubenkopf eingesetzte Bit aus diesem heraus drehen kann.

Um diesen jedem Praktiker bekannten Effekt abzumildern, sind auch Spannfutter auf dem Markt, bei denen zwei Kugeln verwen det werden, die auf gegenüberliegenden Seiten der Buchse an geordnet sind. Dadurch muß jedoch eine zusätzliche zweite Bohrung ausgeführt werden, die die Herstellung der Spannfutter zusätzlich verteuert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Spannfutter zu schaffen, bei dem auf die Verwendung von Kugeln als auf das Schaftende wirkendes Arretierorgan verzichtet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Wandungsdurchbruch zur Aufnahme des Arretierorganes als quer zur Längsrichtung der Buchse ausgebildeter Wandungsschlitz und das Arretierorgan als im Wandungsschlitz der Buchse sitzendes Bogenstück ausgebildet ist.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es zunächst nicht mehr erforderlich, eine Wandungsbohrung mit innenliegenden Tragschultern vorzusehen.

Zur Ausbildung des Wandungssschlitzes reicht es vielmehr aus, die Buchse quer zu ihrer Längsrichtung auf die gewünschte Tiefe einzusägen, wobei hier die Fertigungstoleranzen ohne nachteilige Wirkungen auf die Funktionsweise um ein Mehrfaches größer sein können. Die Breite des Wandungsschlitzes wird durch die Wahl eines entsprechenden Sägeblattes festgelegt, wobei die Schlitzbreite geringfügig größer als die maximale Breite des Bogenstückes ist.

Durch den quer verlaufenden Wandungsschlitz findet keine Min derung der zu übertragenden Drehmomente statt, da der Schlitz bei den üblichen Bitschäften relativ weit vorne in der Buchse ausgebildet sein kann und somit genügend grobe momentenüber tragende Flächen zur Verfügung stehen.

Das verwendete Bogenstück ist bzgl. seiner Krümmung und seiner Abmessungen so ausgebildet, daß es mit seinen endseitigen Stirnflächen ohne in die Buchse eingesetztem Bit auf den Schnittflächen des Wandungsschlitzes auf liegt und sein äußerer Umfang geringfügig unter dem äußeren Umfang der Buchse zu liegen kommt. Beim Einsetzen eines Bits drückt sich das Bogen stück in radialer Richtung nach außen, wo es dann durch die Bewegung der Hülse gegen die Spannfläche angelegt wird, die das Bogenstück wiederum gegen den Schaft bzw. dessen Eckaus sparungen oder Eingriffsnuten drückt und diesen arretiert.

Bei einer vorteilhaften Ausbildung des Spannfutters ist die Hülse in Längsrichtung der Buchse gegen die Kraft einer Spi ralfeder bewegbar. Der innere Durchmesser der Hülse weist eine die Spannfläche bildende konische Verjüngung auf, die sich unter der Wirkung der Federkraft selbsttätig gegen das Bogen stück legt. Dadurch ist ein Endarretieren des eingesetzten Bits nur durch eine willensbetonte Verlagerung der Hülse mög lich.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausbildung des erfindungs gemäßen Spannfutters kann auf die Verwendung einer Feder völ lig verzichtet werden. Dazu ist die Hülse in Umfangsrichtung der Buchse verdrehbar und weist eine exzenterartige Quer schnittsaufweitung ihres inneren Querschnittes auf. Durch ein entsprechendes Verdrehen der Hülse kommt diese Querschnitts aufweitung über dem Bogenstück zu liegen, so daß dieses zu rückweichen kann und ein Einsetzen bzw. Herausnehmen des Bits möglich ist.

Bei der Verwendung von Hülsen mit einer exzenterartigen Auf weitung des ansonsten kreisrunden Querschnittes kann die kreisrunde Hülseninnenfläche als Spannfläche dienen, da sich das Bogenstück elastisch verformt bzw. aufweitet. Ein unge wolltes Verdrehen der Hülse in Richtung der Entarretierstel lung, wie es bei Spannfuttern mit Kugeln vorkommt, ist somit nicht zu befürchten.

Um die bereits erwähnte radiale Verschiebbarkeit des Bogen stückes zu ermöglichen, ist dieses vorzugsweise bzgl. seiner umfänglichen Länge etwas kleiner als die umfängliche Länge des Wandungsschlitzes.

Weiterhin kann das Bogenstück teilkreisförmig ausgebildet sein, so daß es preiswert aus den aus Federstahl bestehenden Spannringen hergestellt werden kann und einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.

Die erfindungsgemäßen Spannfutter sind äußerst langlebig, da sich das verwendete Bogenstück elastisch deformieren kann und eine Abnutzung praktisch nicht erfolgt. Auch die Fertigungs toleranzen bzgl. der auszubildenden Spannfläche sind im Gegen satz zu Spannfuttern mit Kugeln als Druckstück dadurch wesent lich unproblematischer einzuhalten.

Um eine besonders gute Arretier- bzw. Zentrierwirkung zu er möglichen, liegt das Bogenstück vorzugsweise in Zweipunkt anlage der prismenartig zueinanderstehenden Flächen der Eck aussparungen des Schaftendes bei einer C-Ausführung des Bits. Da die Länge des Bogenstückes bzw. des Wandungsschlitzes vor zugsweise so gewählt ist, daß das Bogenstück mindestens zwei Kanten des Schaftendes übergreift, ergibt sich eine hervorra gende Arretier- und Zentrierwirkung in der Buchse.

Im Gegensatz zu einer C-Ausführung liegt das Bogenstück bei einer E-Ausführung in Linien- oder Flächenanlage an der um laufenden Eingriffsnut des Schaftendes.

Das erfindungsgemäße Spannfutter kann daher für alle handels üblichen Bits, selbstverständlich auch für solche ohne Ein griffsnut oder Eckaussparungen, verwendet werden.

Die Buchse weist im übrigen zur Festlegung der Höhenlage des Schaftendes vorzugsweise einen inneren Permanentmagneten auf, dessen Magnetkraft sich über das Bit auf den Schraubenkopf überträgt, der dann in losem Zustand nicht mehr vom Bit ab fällt.

Mittels einer über die Aufnahme hinausgehenden mittigen Boh rung kann das erfindungsgemäße Spannfutter auch für Werkzeug einsätze verwendet werden, wie sie z. B. aus dem deutschen Gebrauchsmuster 295 01 859.3 bekannt sind.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschau licht und wird im nachfolgenden anhand der Zeichnung im ein zelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Spann futter mit konischer Spannfläche,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Spannfutter gem. Fig. 1 in Richtung I-I,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Spannfutter, dessen Spannhülse eine exzenterartige Querschnittsaufweitung aufweist und

Fig. 4 einen Schnitt durch die Spannhülse gem. Fig. 3.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Spannfutter 1 ist auf eine Buchse 2 zur Aufnahme des Schaftendes 3 eines Schrau bendreherbits 4 eine in Umfangsrichtung und begrenzt in Längs richtung bewegbare Hülse 5 aufgesetzt. Die innere Aufnahme 6 der Buchse 2 entspricht mit ihrer Querschnittsfläche dem Quer schnitt des Schaftes 3, der als Sechskant ausgebildet ist.

In der Wandung 7 der Buchse 2 ist ein quer zur Längsrichtung des Spannfutters 1 verlaufender Schlitz 8 ausgebildet, in den ein teilkreisförmiges Bogenstück 9 eingesetzt ist. Das Bogen stück 9 weist einen kreisförmigen Querschnitt auf und ist bzgl. seiner Kreisbogenlänge bzw. Krümmung so gewählt, daß es bei nicht eingesetztem Schraubendreherbit 4 nicht in die Auf nahme 6 der Buchse 2 fallen kann.

Bei eingesetztem Schraubendreherbit 4 wird das Bogenstück 9 in radialer Richtung nach außen gedrückt und kommt mit seinem äußeren Umfang 10 zur Anlage gegen die keilförmig verlaufende Spannfläche 11, die im Inneren der Hülse 5 ausgebildet ist. Wenn die Hülse 5 gegen die Kraft der Feder 12, die als spiral förmige Druckfeder ausgebildet ist, nach oben geschoben wird, kann das Bogenstück 9 aufgrund der konisch sich verjüngenden inneren Querschnittsfläche 11 nach außen zurückweichen, so daß es nicht mehr auf das Schaftende 3 einwirkt und somit den Schraubendreherbit 4 freigibt.

Die Druckfeder 12 ist in einer umlaufenden Federnut 13 an geordnet, die durch eine obere Schulter 14 und eine untere Schulter 15 begrenzt ist.

Oberhalb der konischen Fläche 11 ist im Inneren der Hülse 5 eine weitere umlaufende Schulter 16 ausgebildet, gegen die die Feder 12 anliegt und so die Hülse 5 selbsttätig nach unten in die in der Figur dargestellte Position drückt, in der das Bogenstück 9 auf das Schaftende 3 bzw. dessen Eckaussparungen einwirkt.

Ein weiteres Verschieben der Hülse 5 nach unten ist ausge schlossen, da die Feder 12 in der dargestellten Position mit ihrer unteren Windung gleichzeitig auch gegen die Schulter 15 anliegt und somit ein weiteres Aufspreizen der Feder 12 ver hindert wird.

Durch einen in eine Nut 17 eingelegten Sicherungsring 18, der z. B. als O-Ring oder Sprengring ausgebildet ist, wird die Hülse 5 zusätzlich gesichert.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Schnittdarstellung wird verdeut licht, wie das Bogenstück 9 unter Wirkung der Spannfläche 11 in die Eckaussparungen des Schaftendes 3 des Schraubendreher bits 4 eingreift.

Das Bogenstück 9 hat bzgl. des Schaftendes 3 in der darge stellten Position eine arretierende Wirkung hat, da es in zwei benachbarte Eckaussparungen des Schaftendes 3 eingreift.

Bei dem Spannfutter 19 gem. Fig. 3 kann auf die Verwendung einer Feder verzichtet werden. Bei diesem Spannfutter 19 weist nämlich die Spannhülse 20, die ansonsten einen kreisrunden Querschnitt aufweist, eine exzenterförmige Querschnittsaufwei tung 21 auf. Wird die in Umfangsrichtung des Spannfutters 19 verdrehbare Spannhülse 20 mit ihrer Querschnittsaufweitung 21 über die äußere Umfangsfläche des Bogenstücks 22 gedreht, kann dieses radial nach außen zurückweichen, so daß das Schaftende 3 entarretiert ist und aus der Aufnahme der Buchse 23 her ausgenommen werden kann. Im übrigen entspricht die Arretier wirkung des Bogenstücks 22 bzw. dessen Abmessungen dem Bogen stück 9 gem. Fig. 1 und 2.

Die Ausbildung des inneren Querschnittes der Spannhülse 20 ist in Fig. 4 dargestellt.

Bezugszeichenliste

1 Spannfutter
2 Buchse
3 Schaftende
4 Schraubendreherbit
5 Hülse, Spannhülse
6 Aufnahme
7 Wandung
8 Schlitz
9 Bogenstück
10 Außenumfang
11 Spannfläche
12 Feder
13 Federnut
14 obere Schulter
15 untere Schulter
16 Schulter
17 Nut
18 Sicherungsring
19 Spannfutter
20 Spannhülse
21 Querschnittsaufweitung
22 Bogenstück
23 Buchse

Claims

1. Spannfutter für Schaftenden von Werkzeugeinsatzstücken, insbesondere von sechskantigen Schraubendreherbits mit schaftseitigen Eckaussparungen oder umlaufenden Eingriffs nuten, mit einer das Schaftende aufnehmenden Buchse, deren innerer Querschnitt dem Querschnitt des Schaftendes ent spricht und mindestens einem auf das Schaftende durch die Bewegung einer auf der Buchse sitzenden Hülse einwirken den, begrenzt bewegbarem Arretierorgan, das in einem Wan dungsdurchbruch der Buchse angeordnet ist, wobei die Hülse in Längs- und/oder Umfangsrichtung der Buchse bewegbar und mit mindestens einer Spannfläche gegen das Arretierorgan zu dessen Einwirkung auf das Schaftende anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wan dungsdurchbruch zur Aufnahme des Arretierorgans als quer zur Längsrichtung der Buchse (2, 23) ausgebildeter Schlitz (8) und das Arretierorgan als im Schlitz (8) der Buchse (2, 23) sitzendes Bogenstück (9, 22) ausgebildet ist.

2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Hülse (5) in Längsrichtung der Buchse (2) gegen die Kraft einer Spiralfeder (12) begrenzt bewegbar ist und sich der innere Durchmesser der Hülse (5) über mindestens einen Teilbereich ihrer Längserstreckung zur Bildung der Spannfläche (11) konisch verjüngt, wobei sich die Spannfläche (11) unter der Wirkung der Federkraft der Spiralfeder (12) selbsttätig gegen das Bogenstück (9) anlegt.

3. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die in Umfangsrichtung der Buchse (23) bewegbare Spannhülse (20) mindestens eine exzenter artige Querschnittsaufweitung (21) ihres inneren Quer schnittes aufweist, die ein Zurückweichen des Bogenstückes (22) ermöglicht.

4. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß die umfäng liche Länge des Schlitzes (8) größer als die Bogenlänge des Bogenstückes (9, 22) ist.

5. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß die Bogenlän ge des Bogenstückes (9, 22) derart gewählt ist, daß es mindestens zwei Eckkanten des Schaftendes (3) übergreift.

6. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß das Bogen stück (9, 22) teilkreisförmig ausgebildet ist.

7. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß das Bogen stück (9, 22) aus Federstahl besteht.

8. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, daß das Bogen stück (9, 22) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.

9. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da durch gekennzeichnet, daß das Bogen stück (9, 22) in Zweipunktanlage zu den prismenartig zu einander stehenden Flächen der Eckaussparungen des Schaf tendes (3) liegt.

10. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da durch gekennzeichnet, daß das Bogen stück (9, 22) in Linien- oder Flächenanlage liegt an der umlaufenden Eingriffsnut des Schaftendes.

11. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da durch gekennzeichnet, daß im Inneren der Buchse ein die Höhenlage des Werkzeugeinsatzstückes bzw. des Schaftendes festlegender Permanentmagnet vor gesehen ist.

12. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da durch gekennzeichnet, daß die Buchse eine über die Aufnahme (6) hinausgehende, gegenüber der Aufnahme (6) querschnittsverengte mittige Bohrung auf weist.