DE19736891A1

DE19736891A1 - Schlüsselloses Bohrfutter

Info

Publication number: DE19736891A1
Application number: DE19736891A
Authority: DE
Inventors: Kengo Horiuchi; Masayuki Sato
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-08-27
Filing date: 1997-08-25
Publication date: 1998-03-05
Also published as: CN1185362A; US5918886A; JP3108654B2; KR19980018937A; TW363470U; KR100254909B1; JPH10118813A

Description

Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein schlüsselloses Bohrfutter.

Beschreibung des Standes der Technik

Ein bekanntes schlüsselloses Bohrfutter hält ein Zerspanungs- bzw. Schneid werkzeug, wie beispielsweise einen Bohrer oder einen Gewindebohrer, durch ein manuelles Befestigen des Bohrfutters. Die Fähigkeit des Bohrfutters, das Schneidwerkzeug zu ergreifen, wird durch eine zwischen den Backen des Bohr futters und dem Schneidwerkzeug ausgeübte Reibungskraft bestimmt. Wenn das Schneidwerkzeug zwischen den Backen rutscht, muß das Bohrfutter noch fester angezogen werden oder es wird der Bearbeitungswiderstand reduziert, wodurch die Quantität des Schneides oder Bohrens reduziert wird.

Die japanische offengelegte Gebrauchsmusteranmeldung Nr. Sho-50-99585 (Stand der Technik 1) offenbart einen Mechanismus, um ein Freilaufen eines Bohrers in dem Bohrfutter zu verhindern. In diesem bekannten Mechanismus ist eine keilförmige Ausnehmung in der vorderen Endfläche der Bohrfutterspindel ausgebildet und das Ende eines Bohrerschafts ist derart ausgebildet, um mit der keilförmigen Ausnehmung übereinzustimmen. Die nicht ausreichende Kraft des Bohrfutters, den Bohrer zu ergreifen bzw. zu halten, wird durch ein Einpassen des Schaftes des Bohrers in die keilförmige Ausnehmung als Stoffverbindung kompensiert, um ein freies Drehen des Bohrers zu verhindern.

Die japanische offengelegte Gebrauchsmusteranmeldung Nr. Hei-3-29056 (Stand der Technik 2) offenbart eine Bohrergreifstruktur. Die Bohrergreifstruktur umfaßt einen Hauptkörper, welcher konzentrisch relativ zu einer rotierenden Spindel entfernbar ist; einen Backenzwischenraum-Kontrollabschnitt, welcher an dem vorderen Bereich des Hauptkörpers angeordnet ist; und eine Mehrzahl von Backen, welche in dem Backenzwischenraum-Kontrollabschnitt angeordnet sind und nebeneinander in der Umfangsrichtung des Backenzwischenraum-Kontrollab schnittes angeordnet sind. Die äußere Umfangsfläche des Bohrerschafts wird mit Hilfe der Backen derart ergriffen, daß die Achse des Bohrers in eine fluchtende Lage mit der Achse des Hauptkörpers gebracht wird. Der Bohrerschaft weist einen kreisförmigen Querschnitt auf und hat an seinem distalen Ende einen Vorsprung ausgebildet. Der Vorsprung umfaßt einen ersten halbzylindrischen Abschnitt und eine erste Rotationsübertragungsebene in fluchtender Lage mit der Achse des Schaftes. Eine Öffnung ist axial in dem Vorderende des Hauptkörpers ausgebildet bzw. ausgenommen und der halbzylindrische Vorsprung ist in diese ausgenommene Öffnung eingepaßt. Diese Öffnung weist eine zweite Rotations übertragungsebene auf, welche fluchtend mit der Drehachse des Hauptkörpers und mit der ersten Drehachse des halbzylindrischen Vorsprunges ausgerichtet ist und kommt in einen Oberflächenkontakt mit der ersten Rotationsübertra gungsebene. Weiters weist die Öffnung einen zweiten halbzylindrischen Ab schnitt auf, welcher derart ausgebildet ist, um dem ersten halbzylindrischen Vor sprung des Schaftes gegenüberzuliegen. Kurz gesagt, ist eine halbzylindrische Ausnehmung in dem Bohrfutter ausgebildet.

Wenn ein Zerspanungs- oder Schneidwerkzeug, wie beispielsweise ein Bohrer oder ein Gewindebohrer, zwischen den Backen des schlüssellosen Bohrfutters zum Festlegen des Werkzeuges rutscht, kann dies Folgendes bewirken: Abnüt zung der Backen, Beschädigung der Backen, Unrundheit bzw. fehlende Maß haltigkeit, Bearbeitungsfehler oder Brechen einer Maschine, eines Auslegerarmes oder eines Schneidwerkzeugs. Ein Schneidwerkzeug, wie beispielsweise ein Bohrer, dessen Schaft beschädigt ist, kann eine Unrundheit bewirken und kann daher nicht für hochpräzise Bearbeitungsvorgänge verwendet werden.

Falls die Backen als ein Resultat eines Rutschens zwischen dem Schneid werkzeug und den Backen abgenützt bzw. abgeschliffen sind, bleibt das schlüs sellose Bohrfutter dennoch verwendbar, wobei es jedoch nicht für eine Präzi sionsbearbeitung aufgrund des Verlustes der ursprünglichen Präzision des Bohrerschafts verwendet werden kann oder eine Reduktion in der Greif- bzw. Haltekraft der Backen wird in einem Fehler in automatisierten bzw. nicht beauf sichtigten Maschinen resultieren.

Aus diesen Gründen wird das Bohrfutter des schlüssellosen Bohrfutters fester angezogen oder das Ausmaß des Schneidens oder Bohrens wird reduziert, um dadurch den Bearbeitungswiderstand eines Schneidwerkzeugs, wie beispiels weise eines Bohrers, zu reduzieren. Es besteht jedoch eine Grenze bei der Erhöhung der Greifkraft des Bohrfutters. Wenn das Bohrfutter übermäßig angezo gen wird, wird das Bohrfutter brechen. Wenn dagegen das Ausmaß des Schnei dens reduziert wird, wird dies länger dauern, wobei dies wiederum zu einer Er höhung der Bearbeitungskosten beiträgt. Darüberhinaus kann dieses Verfahren nicht bei einem in Bearbeitungsvorgängen schwerer Materialien eingesetzten Schneidwerkzeug angewandt werden.

Bei einem schlüssellosen Bohrfutter hängt die Greifkraft der Backen von dem Bearbeitungswiderstand ab. Wenn daher das Bohrfutter manuell mit einer gerin gen Kraft zu Beginn befestigt wird oder wenn die Backen abgenützt sind, so bewirkt das Schneidwerkzeug ein Rutschen, wobei dies in einer nicht ausrei chenden Kraft zum Greifen bzw. Halten des Schneidwerkzeugs resultiert.

Um die obengenannten Probleme zu vermeiden, wurden verschiedene Metho den erdacht; beispielsweise die im Stand der Technik 1 beschriebene Methode, in welcher eine keilförmige Ausnehmung in der vorderen Endfläche der Bohr futterwelle bzw. -spindel ausgebildet ist; oder die im Stand der Technik 2 be schriebene Methode, in welcher ein halbzylindrischer Abschnitt in dem Bohrfutter ausgebildet ist, um ein Rutschen des Schneidwerkzeugs zu vermeiden.

Wenn im Stand der Technik 1 ein Versuch gemacht wird, den Schaft eines Schneidwerkzeugs mit den Backen des Bohrfutters zu ergreifen, so wird das Schneidwerkzeug als ein Resultat der Vorwärtsbewegung der Backen des Fut ters, welche Bewegung mit dem Befestigungsvorgang des Schneidwerkzeugs verbunden ist, aufgrund der in der vorderen Endfläche der Bohrfutterspindel ausgebildeten, keilförmigen Ausnehmung zu seinem Vorderende beaufschlagt. Wenn sich jedoch die Bohrfutterspindel nicht in Übereinstimmung mit der Vor wärtsbewegung des Futters bewegt, so wird der hintere Bereich des Schneid werkzeugs wahrscheinlich in Abstand von der vorderen Endfläche der Bohrfutter spindel gelangen. Je kleiner der Durchmesser eines zu haltenden bzw. zu er greifenden Schneidwerkzeugs ist, desto weiter werden sich die Backen des Bohrfutters nach vorne bewegen. Daraus resultierend wird es für den hinteren Bereich des Schneidwerkzeugs zunehmend schwieriger, in Kontakt mit der Bohrfutterwelle zu gelangen. Wenn das Schneidwerkzeug einer physikalischen Stoßbeanspruchung ausgesetzt ist, so wirkt der Stoß direkt auf die Ausnehmung.

Da der Außenumfang der Ausnehmung überhaupt nicht abgestützt ist, wird die Ausnehmung brüchig.

Der Stand der Technik 1 soll auf ein gewöhnliches Bohrfutter, jedoch nicht auf ein schlüsselloses Bohrfutter angewandt werden, in welchem ein durch gehendes Kernloch nicht ausgebildet ist. Betreffend die Einfachheit der Be arbeitung resultiert ein direktes Ausbilden einer Ausnehmung, welche eine Härte von HRC 50 oder mehr erfordert, in der Bohrfutterwelle in einer Verschlechte rung der Produktivität.

Da im Stand der Technik 2 der Schwerpunkt des Bohrfutters, welcher ein Ein passen des hinteren Abschnittes eines Schneidwerkzeugs in die halbzylin drische Ausnehmung bewirkt, von dem Zentrum des Bohrfutters versetzt ist, rotiert das Schneidwerkzeug bei einer hohen Geschwindigkeit bzw. Umdrehungs zahl exzentrisch. Der hintere Endabschnitt des Schneidwerkzeugs, welcher in die halbzylindrische Ausnehmung eingepaßt werden soll, wird unter rechten Winkeln ausgebildet. Gewöhnlicherweise weist jedoch ein Schleifwerkzeug ein Ende mit abgerundeter Spitze auf und es ist daher schwierig, die halbzylindrische Ausneh mung bis in ihren tiefsten Bereich unter rechten Winkeln zu schleifen. Um einen ausreichenden Kontakt zwischen der Ausnehmung und dem hinteren Abschnitt des Schneidwerkzeugs sicherzustellen, ist es notwendig, die Ausnehmung ausreichend tiefer als den Radius des abgerundeten Abschnittes des Schleif werkzeuges auszubilden. Daraus resultierend bleibt nur eine schmale Kontakt fläche und es kann daher das im Stand der Technik 2 geoffenbarte Verfahren nicht auf einen Bohrer mit geringem Durchmesser oder einen zerbrechlichen Gewindebohrer angewandt werden. Weiters kann ein Gewindebohrergriff nicht bei einem Gewindebohrerschaft verwendet werden, welcher zur Hälfte bearbeitet wurde.

Wenn der hintere Abschnitt des Schneidwerkzeugs in die halbzylindrische Ausnehmung eingepaßt ist, wird das Schneidwerkzeug durch die flache Ober fläche, welche auf einer Seite des hinteren Abschnittes ausgebildet ist, abge stützt. Die halbzylindrische Rückseite des hinteren Abschnittes wird nicht abge stützt und es wirkt daher eine Kraft ungleichmäßig auf das Schneidwerkzeug, woraus resultierend das Schneidwerkzeug verdreht werden kann. Im Fall von Gewindebohrern werden diese brechen. In dem Fall, in welchem ein hinterer Abschnitt des Schneidwerkzeugs in die halbzylindrische Ausnehmung gesetzt ist, wenn ein Zentralbohrer in die Ausnehmung eingeführt wird, während die Backen des Futters weit geöffnet sind, oder wenn ein Bohrer mit einem geringeren Radius als dem Radius des halbzylindrischen Ausnehmung zwischen die Backen eingeführt wird, so wird der gesamte hintere Bereich des Schneidwerkzeugs tief in die Ausnehmung eingepaßt. Daraus resultierend wird das Schneidwerkzeug gehalten, während das Zentrum des Futters nicht in fluchtender Lage mit dem Zentrum des Schneidwerkzeugs liegt, wobei dies in einer Unrundheit oder einem Verschieben des Schneidwerkzeugs resultiert.

Zusammenfassung der Erfindung

Zur Behebung der obigen Nachteile in dem ersten und zweiten Beispiel gemäß dem Stand der Technik wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein schlüsselloses Bohrfutter zur Verfügung gestellt, welches einem hinteren Abschnitt eines Zerspanungs- bzw. Schneidwerkzeugs sichert und automatisch das Schneidwerkzeug ohne Verwendung eines Bohrfutterschlüssels mittels dem auf die Backen von dem Schneidwerkzeug übertragenen Bearbei tungswiderstand und der durch ein auf eine Welle übertragenes Torsionsmoment bewirkten Bewegung eines anhebenden und absenkenden Elements ergreift. Das schlüssellose Bohrfutter ist dadurch gekennzeichnet, daß es eine V-förmige Ausnehmung in dem zu den Backen gewandten Ende des anhebenden und absenkenden Elements ausgebildet aufweist, so daß der hintere Abschnitt des Schneidwerkzeugs trotz Anliegen an der V-förmigen Ausnehmung entfernbar sein kann.

In Übereinstimmung mit einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein schlüsselloses Bohrfutter, umfassend ein anhebendes und absenkendes Element, welches sich in bezug auf eine Welle rückwärts und vorwärts bewegt, um einen hinteren Abschnitt eines Zerspanungs- bzw. Schneidwerkzeugs zu sichern, und Backen, welche das Schneidwerkzeug in Verbindung mit der Bewe gung des anhebenden und absenkenden Elements zu den Backen ergreifen, wobei der durch die Backen definierte innere Durchmesser die Form eines Krei ses aufweist, zur Verfügung gestellt. In diesem schlüssellosen Bohrfutter wird das hintere Teilstück des Schneidwerkzeugs automatisch ohne die Verwendung eines Bohrfutterschlüssels mittels dem auf die Backen von dem Schneid werkzeug übertragenen Bearbeitungswiderstand und der durch ein auf eine Welle übertragenes Torsionsmoment bewirkten Bewegung eines anhebenden und absenkenden Elements ergriffen. Das schlüssellose Bohrfutter ist dadurch ge kennzeichnet, daß es ein V-förmig ausgenommenes Element umfaßt, welches in das anhebende und absenkende Element derart eingesetzt ist, daß die V-förmige Ausnehmung in dem zu den Backen gewandten Ende des anhebenden und absenkenden Elements ausgebildet ist, um die entfernbare Aufnahme des hin teren Abschnittes des Schneidwerkzeugs zu erlauben.

Vorzugsweise ist ein Drehstop zwischen dem anhebenden und absenkenden Element und dem V-förmig ausgenommenen Element eingefügt, um die Rotation des anhebenden und absenkenden Elements zu verhindern.

Weiters bevorzugt sind das anhebende und absenkende Element und das V-förmig ausgenommene Element gemeinsam ausgebildet bzw. geformt.

Darüberhinaus ist bevorzugt die Kontaktfläche des anhebenden und absen kenden Elements, welche in Kontakt mit der Welle gelangt, derart ausgebildet, um das anhebende und absenkende Element an einem Einschneiden in die Welle zu hindern.

Wie oben beschrieben, kämmt der hintere Abschnitt des Schneid- bzw. Zerspanungswerkzeugs mit der V-förmigen Ausnehmung des anhebenden und absenkenden Elements, welches sich in Übereinstimmung mit der Bewegung der Backen zum Ergreifen von Schäften von Schneidwerkzeugen unterschiedlicher Größe bewegt. Daraus resultierend kann ein Bearbeitungswiderstand auf das schlüssellose Bohrfutter unabhängig von der Größe der händischen Kraft, welche zum Befestigen des Futters erforderlich ist, übertragen werden. Weiters wird das Auftreten eines Rutschens zwischen den Backen und dem Schneidwerkzeug ver mieden, wodurch ermöglicht wird, daß die Backen das Schneidwerkzeug fest ergreifen.

Daher wird der Schaft des Schneidwerkzeugs vor einer Beschädigung ge schützt und die Genauigkeit des Schneidwerkzeugs wird sichergestellt. Dar überhinaus kann das schlüssellose Bohrfutter ein Gewindebohren bzw. Gewinde schneiden durchführen, welches für bestehende Bohrfutter als schwierig durch führbar angesehen wurde.

Da kein Rutschen zwischen den Backen und dem Schneidwerkzeug auftritt, werden die Backen nicht abgenutzt. Daher kann die ursprüngliche Genauigkeit des Schneidwerkzeugs über eine lange Zeitdauer sichergestellt werden und das Schneidwerkzeug kann für ein Präzisionsbearbeiten über eine lange Zeitdauer verwendet werden. Die Haltbarkeit des schlüssellosen Bohrfutters ist eine bemerkenswerte Verbesserung im Vergleich zu der Haltbarkeit von bestehenden Bohrfuttern.

Selbst wenn der Bearbeitungswiderstand größer als die maximale Dimensio nierung von bestehenden Backen ist, wird das Schneidwerkzeug an einem Rutschen gehindert und kann daher ein Bearbeiten unter hoher Beanspruchung durchführen. Demgemäß können Bearbeitungszeit und Kosten reduziert werden.

Das schlüssellose Bohrfutter ist fähig, Schneidwerkzeuge unterschiedlicher Größen von einem Schneidwerkzeug mit geringem Durchmesser bis zu einem Schneidwerkzeug mit großem Durchmesser zu ergreifen. Das schlüssellose Bohrfutter kann den hinteren Abschnitt des Schneidwerkzeugs in der V-förmigen Ausnehmung jederzeit halten.

Die Ganghöhe eines auf dem anhebenden und absenkenden Element ausge bildeten Schraubengewindes kann erhöht werden und es wird daher die Anzahl von Umdrehungen, welche für das schlüssellose Bohrfutter beim Öffnen oder Schließen der Backen erforderlich sind, im Vergleich zu der bei bestehenden Bohrfuttern erforderlichen Anzahl verringert. Demgemäß kann das Schneidwerk zeug leicht und schnell getauscht werden.

Im Vergleich zu der Methode einer direkten Befestigung eines Anti-Rutsch elements an der Bohrfutterwelle oder dem Futter erlaubt die Konstruktion, in welcher ein Drehstop an dem anhebenden und absenkenden Element des schlüssellosen Bohrfutters festgelegt ist, daß der Umfangsbereich des anheben den und absenkenden Elements und ein Druck- bzw. Axialkugellager die auf das Schneidwerkzeug ausgeübte, physikalische Stoßbeanspruchung zu absorbieren. Weiters wird ein Brechen oder Beschädigen des anhebenden und absenkenden Elements vermieden, solange die V-förmigen Nuten aus Hartmaterial ausgebildet sind und solange die anderen Bereiche des Umfangsabschnittes außerhalb der V-förmigen Nuten aus Weichmaterial geformt sind.

Das schlüssellose Bohrfutter der vorliegenden Erfindung kann Schneidwerk zeuge in einem weiten Größenbereiche ergreifen. Daher wird das Erfordernis für ein teureres Zangenspannfutter, welches zum Halten lediglich eines Schneid werkzeugs einer Größe geeignet ist, eliminiert, wodurch das schlüssellose Bohrfutter wirtschaftlicher wird.

Die vorliegende Erfindung stellt ein schlüsselloses Bohrfutter hoher Präzision zur Verfügung, welches eine große Greifkraft, um ein Rutschen zu verhindern, und eine Greifkraft hoher Präzision unter Vermeidung einer Unrundheit zur Ver fügung stellt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die beiliegenden Zeichnungen, welche in die Beschreibung integriert sind und einen Teil derselben bilden, illustrieren verschiedene Aspekte der vorliegen den Erfindung und dienen gemeinsam mit der Beschreibung zur Erläuterung des Prinzips der Erfindung. In der Zeichnung ist:

Fig. 1 eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht im Querschnitt, welche ein schlüsselloses Bohrfutter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung zeigt;

Fig. 2 eine Ansicht ähnlich zu Fig. 1, welche jedoch ein anhebendes und absen kendes Element und ein V-förmig ausgenommenes Element zeigt, welche in der Nähe der Backenöffnungsposition angeordnet sind;

Fig. 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung des schlüssellosen Bohrfutters;

Fig. 4 eine teilweise weggeschnittene Ansicht des anhebenden und absenkenden Elements, welches das V-förmig ausgenommene Element zeigt;

Fig. 5 eine Ansicht ähnlich zu Fig. 1, welche jedoch ein Schneidwerkzeug zeigt, welches einen vergleichsweise großen Durchmesser aufweist und in das schlüs sellose Bohrfutter eingepaßt ist;

Fig. 6 eine Ansicht ähnlich zu Fig. 5, welche jedoch ein Schneidwerkzeug zeigt, welches einen relativ kleinen Durchmesser aufweist und in das schlüssellose Bohrfutter eingepaßt ist;

Fig. 7 eine Ansicht ähnlich zu Fig. 4, welche jedoch ein anhebendes und absen kendes Element mit einem Drehstop-Element und einem V-förmig ausge nommenen Element gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 8 eine Endansicht des V-förmig ausgenommenen Elements mit einem ver setzten Aufnahmeabschnitt gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorlie genden Erfindung;

Fig. 9 ein Längsschnitt eines anhebenden und absenkenden Elements, welches durch eine integrierte Ausführung eines anhebenden und absenkenden Elements und eines V-förmig ausgenommenen Elements gemäß einer anderen Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist;

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht des hinteren Abschnittes eines Schneid werkzeugs;

Fig. 11 eine Ansicht ähnlich zu Fig. 10, welche jedoch den hinteren Abschnitt eines Schneidwerkzeugs mit einer anderen Form zeigt;

Fig. 12 eine schematische Darstellung, welche die Ausübung einer Kraft auf den hinteren Endabschnitt des Schneidwerkzeugs zeigt, wenn das Schneidwerkzeug in die V-förmige Ausnehmung eingepaßt ist; und

Fig. 13 eine Vorderansicht einer Winkelschablone, welche ein Zubehörteil ist.

Es wird nachfolgend im Detail auf gegenwärtig bevorzugte Ausführungs formen der Erfindung Bezug benommen, von welchen Beispiele in den beiliegen den Zeichnungen dargestellt sind.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Ein schlüsselloses Bohrfutter gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfin dung wird nun beschrieben.

Das schlüssellose Bohrfutter wird auf die folgende Weise zusammengesetzt. Wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, wird eine Drehhülse 4 auf den hinteren Abschnitt einer Welle 1 mit einem Druckkugellager 6 zusammengepaßt, wobei ein Kugel lagerring 42 zwischen diesen angeordnet ist. Ein anhebendes und absenkendes Element 2 ist in ein Innengewinde 12 eingeschraubt, welches an der inneren Oberfläche des vorderen Abschnittes der Welle bzw. des Schaftes 1 ausgebildet ist. Eine Backenführung 5, welche Backenführungsnuten 51 aufweist, ist zwi schen der Außenseite der Welle 1 und der Drehhülse 4 eingefügt. Danach werden jeweils Backenstücke 3 an einer T-förmigen Ausnehmung 25 des anhe benden und absenkenden Elements 2 festgelegt, so daß diese in Längsrichtung entlang der Backenführungsnuten 51 bewegbar sind. Schließlich wird ein Außen gewinde 41, welches auf der Außenfläche der Drehhülse 4 ausgebildet ist, in ein Innengewinde 72 eingeschraubt, welches an der Innenfläche eines sich verjün genden Ringes 7 ausgebildet ist, wodurch das schlüssellose Bohrfutter zu sammengebaut ist. Eine Hauptwelle oder eine Bohrfutterspindel 8 eines Maschi nenwerkzeuges ist in einen Aufnahmeabschnitt 13, welcher in der Welle 1 des schlüssellosen Bohrfutters ausgebildet ist, eingepaßt. Wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, werden zur Festlegung eines Schneid- bzw. Zerspanungswerkzeuges 9 an dem Bohrfutter ein Greifring 11 und ein sich verjüngender Ring 7 in einander entgegengesetzten Richtungen verdreht, so daß der Zwischenraum zwischen den Backen 3 in der Umfangsrichtung derselben vergrößert wird. Das Schneid- bzw. Zerspanungswerkzeug 9 wird dann in die Backen 3 eingeführt und der sich ver jüngende Ring 7 wird in die Gegenrichtung gedreht, wodurch das Schneidwerk zeug 9 fest ergriffen wird.

Wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, sind drei Backenführungsnuten 51 entlang des Umfanges des Backenführung 5 in gleichen Abständen angeordnet und jedes Backenstück 3 ist derart ausgebildet, daß es in Längsrichtung entlang jeder Backenführungsnut 51 bewegbar ist. Das hintere Ende jedes Backenstückes 3 ist in die T-förmige Ausnehmung 25 eingepaßt, welche in einer Backenhalterung 23 des anhebenden und absenkenden Elements 2 ausgebildet ist. Als ein Resultat der Rotation des sich verjüngenden Ringes 7 dreht sich das anhebende und absenkende Element 2 nach vorne und zurück relativ zur Welle bzw. zum Schaft 1. Die an dem anhebenden und absenkenden Element 2 angeordneten Backen stücke 3 werden auch nach vorne und zurück bewegt. Wie dies in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, sind die Backenstücke 3 gemeinsam mit der Bewegung des anhebenden und absenkenden Elements 2 (in der durch die Pfeile A-A′ bezeich neten Richtung) nach vorne und zurück bewegbar, während der Innendurch messer der Backen geändert wird. Kurz gesagt, wird, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist, wenn die Backenstücke 3 nach vorne bewegt werden (d. h. in der durch den Pfeil B bezeichneten Richtung), der Innendurchmesser eines durch die drei Backenstücke 3 definierten Kreises reduziert, so daß das schlüssellose Bohrfutter ein Schneidwerkzeug 9 mit kleinem Durchmesser ergreifen kann. Im Gegensatz dazu wird, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, wenn die Backenstücke 3 nach hinten (d. h. in der durch den Pfeil C bezeichneten Richtung) bewegt werden, der Innendurchmesser vergrößert, so daß das schlüssellose Bohrfutter ein Schneid werkzeug 9 mit großem Durchmesser ergreifen kann. Die Bewegung der Backen stücke 3, welche mit der Bewegung des anhebenden und absenkenden Elements 2 und des V-förmig ausgenommenen Elements 21 korreliert ist, erlaubt ein Ergreifen von Schneid- bzw. Zerspanungswerkzeugen 9 mit unterschiedlicher Dicke.

Wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, ist das anhebende und absenkende Element 2 aus einem zylindrischen Material ausgebildet und das Außengewinde 24 ist auf der Außenfläche des zylindrischen Materials ausgebildet. Die Backenstückehalte rung 23 ist an dem Ende des zylindrischen Materials ausgebildet, welches am hinteren Abschnitt des Schneidwerkzeugs anliegt bzw. zu diesem gewandt ist. In der in den Fig. 1 bis 6 gezeigten Ausführungsform ist ein Innengewinde 26 auf einem Teil der Innenfläche des zylindrischen Materials nahe der Welle 1 ausgebildet, so daß der verbleibende Teil der Innenfläche einen größeren Durch messer als der Teil der Innenfläche aufweist, welcher das Innengewinde 26 darauf ausgebildet hat. Die drei T-förmigen Ausnehmungen 25 sind am Umfang der Backenstückehalterung 23 des anhebenden und absenkenden Elements 2 in gleichen Abständen angeordnet. Der hintere Abschnitt jedes Backenstücks 3 ist in jeweils eine T-förmige Ausnehmung 25 eingepaßt. Wenn der Durchmesser des Außengewindes 24 des anhebenden und absenkenden Elements 2 vergrößert wird, kann das Außengewinde 24 fest mit dem Innengewinde 12 der Welle 1 kämmen und sie können daher schwer zu lockern sein. Um ein derartiges Pro blem zu vermeiden, wird die Ganghöhe bzw. Steigung des Außengewindes 24 reduziert oder es wird die Oberfläche des Außengewindes geglättet bzw. abge rundet.

Das V-förmig ausgenommene Element 21 ist fest in das Innengewinde 26 des anhebenden und absenkenden Elements 2 eingefügt, so daß die V-förmige Ausnehmung zu der Backe des Futters gerichtet ist. Das V-förmig ausgenom mene Element 21 besteht aus einem Bolzen 21a, welcher in das Innengewinde 26 des anhebenden und absenkenden Elements 2 einschraubbar ist und aus einem V-förmigen Ausnehmungs- bzw. Vertiefungsabschnitt 21 b, welcher einen Außendurchmesser größer als jener des Bolzens 21a aufweist und geneigte Ebenen umfaßt. Dieser V-förmige Ausnehmungsabschnitt 21 b wird von einer V-förmigen Ausnehmung gebildet, welche einen Neigungswinkel von 60° zwischen den Ebenen aufweist. Vorzugsweise sind der Bolzen 21a des V-förmig ausge nommenen Elements 21 und das Innengewinde 26 des anhebenden und absen kenden Elements 2 miteinander verschweißt, nachdem der Bolzen 21 in das Innengewinde 26 verschraubt wurde.

Der Außendurchmesser des V-förmigen Ausnehmungsabschnittes 21b des V-förmig ausgenommenen Elements 21 muß größer angesetzt werden als der maximale Durchmesser des Schneidwerkzeugs 9, welches in das schlüssellose Bohrfutter eingepaßt werden kann. Daraus resultierend ist der Außendurch messer des Außengewindes 24 des anhebenden und absenkenden Elements 2 derart ausgebildet, daß er im wesentlichen gleich oder geringfügig kleiner ist als der Außendurchmesser der Backenstückehalterung 23. Der zwischen den zwei Ebenen des V-förmigen Ausnehmungsabschnittes 21 b definierte Winkel liegt im Bereich von 40° bis 70°, vorzugsweise 60° oder 45°.

Die Fig. 7 bis 9 zeigen das anhebende und absenkende Element 2 und das V-förmig ausgenommene Element 21 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das in Fig. 7 gezeigte anhebende und absenkende Element weist zwei Innendurchmesser auf. Ein Teil an der Innenseite des anhe benden und absenkenden Elements 2 nahe der Welle 1 ist als ein glatter Zylinder ausgebildet, dessen Innendurchmesser geringer ist als der verbleibende Teil der Innenseite des anhebenden und absenkenden Elements 2. Ein Wellenaufnahmeabschnitt 21e ist entsprechend ausgebildet, um eine glatte Oberfläche und einen Außendurchmesser aufzuweisen, welcher geringer ist als der Außendurchmesser des V-förmigen Ausnehmungsabschnittes 21 b. In dieser Ausführungsform wird, nachdem das V-förmig ausgenommene Element 21 in das anhebende und absenkende Element 2 eingepaßt wurde, ein Loch an einem beliebigen Punkt innerhalb des Bereiches gebohrt, in welchem diese miteinander in Kontakt stehen. Ein Drehstop-Zapfen 21d wird in das Loch eingeführt, um das V-förmig ausgenommene Element 21 an einer Drehbewegung relativ zu dem anhebenden und absenkenden Element 2 zu hindern. Vorzugsweise sollten das anhebende und absenkende Element 2, das V-förmig ausgenommene Element 21 und das Drehstop-Element 21d miteinander verschweißt werden. In dieser Ausführungsform stehen das anhebende und absenkende Element 2 und das V-förmig ausgenommene Element 21 in Oberflächenkontakt miteinander und werden an einer Drehbewegung durch das Einführen des Drehstop-Elements 21d gehindert.

Fig. 8 zeigt das V-förmig ausgenommene Element 21 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das zylindrische Zentrum eines exzentrischen Einsatzes 21c ist außermittig bzw. versetzt relativ zum zylin drischen Zentrum des V-förmigen Ausnehmungsabschnittes 21 b. Das zu diesem V-förmig ausgenommenen Element 21 korrespondierende, anhebende und absenkende Element 2 ist derart ausgebildet, daß die äußere Umfangsoberfläche versetzt ist zur inneren Umfangsoberfläche. Wenn sie daher zu einem Stück zusammengebaut werden, werden sie an einem Rotieren gehindert. Das anhe bende und absenkende Element 2 und das V-förmig ausgenommene Element 21 werden daher zusammengeschweißt.

Alternativ können, obwohl dies nicht in den Zeichnungen gezeigt ist, die Innenfläche des anhebenden und absenkenden Elements 2 und die Außenfläche des V-förmig ausgenommenen Elements 21, welches in das anhebende und absenkende Element 2 einzusetzen ist, mit einer polygonalen, zylindrischen Form ausgebildet werden. Sie können durch ein Einfügen des V-förmig ausgenomme nen Elements 21 in das anhebende und absenkende Element 2 miteinander fixiert werden.

Fig. 9 zeigt eine andere Ausführungsform des anhebenden und absenkenden Elements 2. Das anhebende und absenkende Element 2 und das V-förmig ausge nommene Element sind in einem Stück gegossen bzw. geformt und das Bezugs zeichen 21f bezeichnet eine V-förmige Ausnehmung bzw. Vertiefung.

Die Backenstückehalterung 23 des in Fig. 9 gezeigten, anhebenden und absenkenden Elements 2 ist als kreisförmiger Kegelstumpf ausgebildet, wodurch der Bereich der Kontaktfläche 22, welche in Kontakt mit der Welle 1 gelangt, vergrößert ist, um größer als der Bereich einer zu der Backe gewandten End fläche 14 der Welle 1 zu werden. Daraus resultierend wird das anhebende und absenkende Element 2 an einem Einschneiden in die Welle 1 gehindert. Selbst in der vorangehenden Ausführungsform, in welcher das anhebende und absenken de Element 2 und das V-förmig ausgenommene Element 21 voneinander ge trennt ausgebildet sind, kann die Kontaktfläche 22 des anhebenden und absen kenden Elements 2 derart ausgebildet werden, daß sie größer als die Endfläche der Welle 1 wird.

Wie dies in Fig. 10 gezeigt ist, ist ein hinterer Abschnitt 91a des Schneid werkzeugs 9 mit einer keilförmigen Spitze ausgebildet, welche einen Winkel von 60° oder weniger aufweist. Vorzugsweise wird eine Winkelschablone 100 mit einer keilförmigen Ausnehmung bzw. Vertiefung 101 mit einem Winkel von 60° als ein Zubehörstück vorbereitet, so daß der hintere Abschnitt 91a durch ein in Kontakt bringen mit der Ausnehmung 101 ausgebildet wird.

Wenn das Schneidwerkzeug 9 ein Gewindebohrer ist, so wird, wie dies in Fig. 11 gezeigt ist, sein hinterer Abschnitt 91 b als ein quadratischer Vorsprung bzw. Sockel ausgebildet. Selbst in diesem Fall kommen die Winkelbereiche des quadratischen Vorsprunges 91 b in Kontakt mit den Oberflächen der V-förmigen Ausnehmung. Daher ist dieser quadratische Sockel 91b im Betrieb und betref fend den Effekt gleich dem keilförmigen, hinteren Abschnitt 91a.

Das schlüssellose Bohrfutter, welches die in den obigen Ausführungsformen beschriebene Konstruktion aufweist, wird an einem nicht dargestellten Be arbeitungswerkzeug (wie beispielsweise einer Bohrmaschine) über eine Bohr futterwelle bzw. -spindel festgelegt. Der V-förmig ausgenommene Bereich 21b des anhebenden und absenkenden Elements 2 des schlüssellosen Bohrfutters kämmt mit dem keilförmigen, hinteren Abschnitt 91a, welcher der V-förmigen Ausnehmung 21b entspricht. Der Greifring 11 und der sich verjüngende Ring 7 werden in entgegengesetzten Richtungen gedreht, um den Innendurchmesser des durch die Backenstücke 3 definierten Kreises zu reduzieren. Als ein Resultat wird ein Schneidwerkzeugschaft 92 des Schneidwerkzeugs durch die Backen ergriffen. In dem Fall, in welchem das Schneidwerkzeug 9 ein Gewindebohrer ist, befestigt der Arbeiter den Schneidwerkzeugschaft 92 vor dem Bearbeitungs vorgang durch ein Eingreifen eines nicht dargestellten Schraubenschlüssels in im sich verjüngenden Ring 7 ausgebildete Schraubenschlüsselschlitze 71, um ein Lösen des Schneidwerkzeugs 9 zu verhindern, welches andernfalls durch die Rückwärtsdrehbewegung des Futters bewirkt werden würde.

Das Drehmoment des Bearbeitungswerkzeuges wird auf die Welle 1 über die Bohrfutterspindel 8 übertragen und wird weiter auf das Schneidwerkzeug 9 über den V-förmig ausgenommenen Abschnitt 21b und die Backenstücke 3 bei der Rotation des anhebenden und absenkenden Elements 2 übertragen. Zur selben Zeit wirkt der Bearbeitungswiderstand auf einen Schraubengang 93 des Schneid werkzeugs 9, um die Rotation des Schneidwerkzeugs 9 zu verhindern. Im Fall eines schlüssellosen Bohrfutters, in welchem der Bearbeitungswiderstand in die Kraft des Bohrfutters zum Ergreifen des Schneidwerkzeugs 9 umgewandelt wird, kämmt der V-förmig ausgenommene Abschnitt 21 b mit dem hinteren Abschnitt 91 des Schneidwerkzeugs 9, wodurch verhindert werden kann, daß das Schneid werkzeug 9 rutscht und relativ zu dem anhebenden und absenkenden Element 2 rotiert. Weiters kann die gesamte Torsionskraft des Schneidwerkzeugs 9 auf das anhebende und absenkende Element 2 übertragen werden, so daß die Backenstücke 3 weiter festgezogen werden, um derart eine starke Greifkraft zu produzieren. Zu diesem Zeitpunkt halten, wie in dem Fall eines konventionellen Bohrfutters die Backenstücke 3 die Mittelachse des Schneidwerkzeugs 9 und ergreifen das Werkzeug 9, um eine Rotation desselben zu verhindern. Selbst wenn der Bearbeitungswiderstand (welcher größer ist als die Reibungskraft der Backenstücke 3 zum Ergreifen des Schneidwerkzeugs 9) auf den Schraubengang 93 ausgeübt wird, kämmt zusätzlich der V-förmig ausgenommene Abschnitt 21 b mit dem hinteren Abschnitt 91, wodurch eine Rotationsbewegung des Schneid werkzeugs 9 verhindert wird.

Wie dies in Fig. 12 gezeigt ist, wirkt während Bearbeitungsvorganges die Kraft auf zwei schraffierte Bereiche f, welche symmetrisch relativ zum Zentrum des hinteren Abschnittes 91 sind, und es wirkt daher die Kraft gleichmäßig auf das Schneidwerkzeug 9, wodurch das Risiko eines Brechens des Schneidwerk zeugs 9 eleminiert wird.

Die obige Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wurde zum Zwecke der Illustrierung und Erläuterung präsentiert. Es ist nicht beabsichtigt, daß diese erschöpfend sein soll oder die Erfindung auf die ge offenbarten speziellen Formen beschränken soll. Augenscheinliche Modifika tionen oder Variationen sind möglich unter Berücksichtigung der obigen Lehren. Die Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um die beste Illustration der Prinzipien der Erfindung und ihrer praktischen Anwendung zu geben, um derart einem Fachmann die Verwendung der Erfindung in unterschiedlichen Ausführungsformen und mit unterschiedlichen Modifikationen, wie sie für den speziellen, beabsichtigten Gebrauch geeignet sind, zu ermögli chen. Sämtliche dieser Modifikationen und Variationen sind innerhalb des Berei ches der Erfindung, wie er durch die beigeschlossenen Ansprüche definiert wird, wenn sie in Übereinstimmung mit dem Umfang, zu welchem sie gerechter, gesetzlicher und billiger Weise berechtigt sind, interpretiert werden.

Claims

1. Schlüsselloses Bohrfutter, welches einen hinteren Abschnitt (91) eines Zerspanungs- bzw. Schneidwerkzeugs (9) sichert und automatisch das Schneidwerkzeug (9) ohne Verwendung eines Bohrfutterschlüssels mittels dem auf die Backen (3) von dem Schneidwerkzeug (9) über tragenen Bearbeitungswiderstand und der durch ein auf eine Welle (1) übertragenes Torsionsmoment bewirkten Bewegung eines anhebenden und absenkenden Elements (2) ergreift, wobei eine V-förmige Aus nehmung (21 b) in dem zu den Backen (3) gewandten bzw. gegenüber liegenden Ende des anhebenden und absenkenden Elementes (2) ausge bildet ist, so daß der hintere Abschnitt (91) des Schneidwerkzeugs trotz Anliegen an der V-förmigen Ausnehmung (21b) entfernbar sein kann.

2. Schlüsselloses Bohrfutter, umfassend ein anhebendes und absenkendes Element (2), welches sich in bezug auf eine Welle (1) rückwärts und vorwärts bewegt, um einen hinteren Abschnitt (91) eines Zerspanungs bzw. Schneidwerkzeugs (9) zu sichern, und Backen, welche das Schneidwerkzeug (9) in Verbindung mit der Bewegung des anhebenden und absenkenden Elements (2) zu den Backen (3) ergreifen, wobei der durch die Backen (3) definierte innere Durchmesser die Form eines Kreises aufweist, worin der hintere Abschnitt (91) des Schneidwerk zeugs (9) automatisch ohne die Verwendung eines Bohrfutterschlüssels mittels dem auf die Backen (3) von dem Schneidwerkzeug (9) über tragenen Bearbeitungswiderstand und der durch ein auf eine Welle (1) übertragenes Torsionsmoment bewirkten Bewegung des anhebenden und absenkenden Elements (2) ergriffen ist, wobei das schlüssellose Bohrfutter umfaßt:
ein V-förmig ausgenommenes Element (21), welches in das anhebende und absenkende Element (2) derart eingesetzt ist, daß eine V-förmige Ausnehmung in dem zu den Backen (3) gewandten bzw. gegenüberlie genden Ende des anhebenden und absenkenden Elements (2) ausge bildet ist, um die entfernbare Aufnahme des hinteren Abschnittes (91) des Schneidwerkzeugs (9) zu erlauben.

3. Schlüsselloses Bohrfutter insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, umfas send ein anhebendes und absenkendes Element (2), welches sich in bezug auf eine Welle (1) rückwärts und vorwärts bewegt, um einen hinteren Abschnitt (91) eines Zerspanungs- bzw. Schneidwerkzeugs (9) zu sichern, und Backen, welche das Schneidwerkzeug (9) in Verbindung mit der Bewegung des anhebenden und absenkenden Elements (2) zu den Backen (3) ergreifen, wobei der durch die Backen (3) definierte innere Durchmesser die Form eines Kreises aufweist, worin der hintere Abschnitt (91) des Schneidwerkzeugs (9) automatisch ohne die Ver wendung eines Bohrfutterschlüssels mittels dem auf die Backen (3) von dem Schneidwerkzeug (9) übertragenen Bearbeitungswiderstand und der durch ein auf eine Welle (1) übertragenes Torsionsmoment be wirkten Bewegung eines anhebenden und absenkenden Elements (2) ergriffen ist, wobei das schlüssellose Bohrfutter umfaßt:
einen Drehstop (21d), welcher zwischen das anhebende und absen kende Element (2) und das V-förmig ausgenommene Element (21) ein gefügt ist, um die Rotation des anhebenden und absenkenden Elements (2) zu verhindern; und
eine V-förmige Ausnehmung (21b), welche in dem zu den Backen (3) gewandten bzw. gegenüberliegenden Ende des anhebenden und absen kenden Elements (2) ausgebildet ist, so daß das hintere Teilstück (91) des Schneidwerkzeugs (9) trotz Anliegen an der V-förmigen Ausneh mung (21b) entfernbar sein kann.

4. Schlüsselloses Bohrfutter insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend ein anhebendes und absenkendes Element (2), welches sich in bezug auf eine Welle (1) rückwärts und vorwärts be wegt, um einen hinteren Abschnitt (91) eines Zerspanungs- bzw. Schneidwerkzeugs (9) zu sichern, und Backen, welche das Schneid werkzeug (9) in Verbindung mit der Bewegung des anhebenden und absenkenden Elements (2) zu den Backen (3) ergreifen, wobei der durch die Backen (3) definierte innere Durchmesser die Form eines Kreises aufweist, worin der hintere Abschnitt (91) des Schneidwerkzeugs (9) automatisch ohne die Verwendung eines Bohrfutterschlüssels mittels dem auf die Backen (3) von dem Schneidwerkzeug (9) übertragenen Bearbeitungswiderstand und der durch ein auf eine Welle (1) über tragenes Torsionsmoment bewirkten Bewegung eines anhebenden und absenkenden Elements (2) ergriffen ist, wobei das schlüssellose Bohr futter umfaßt:
das anhebende und absenkende Element (2) und ein V-förmig aus genommenes Element (21), welche einstückig bzw. integral ausgebildet sind, so daß eine V-förmige Ausnehmung (21 b) in dem zu den Backen (3) gewandten bzw. gegenüberliegenden Ende des anhebenden und absenkenden Elements (2) ausgebildet ist, um dadurch zu ermöglichen, daß das hintere Teilstück (91) des Schneidwerkzeugs (9) entfernbar und an die V-förmige Ausnehmung (21b) anliegend bzw. daran befestigt ausgebildet ist.

5. Schlüsselloses Bohrfutter insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend ein anhebendes und absenkendes Element (2), welches sich in bezug auf eine Welle (1) rückwärts und vorwärts be wegt, um einem hinteren Abschnitt (91) eines Zerspanungs- bzw. Schneidwerkzeugs (9) zu sichern, und Backen, welche das Schneid werkzeug (9) in Verbindung mit der Bewegung des anhebenden und absenkenden Elements (2) zu den Backen (3) ergreifen, wobei der durch die Backen (3) definierte innere Durchmesser die Form eines Kreises aufweist, worin das hintere Teilstück (91) des Schneidwerkzeugs (9) automatisch ohne die Verwendung eines Bohrfutterschlüssels mittels dem auf die Backen (3) von dem Schneidwerkzeug (9) übertragenen Bearbeitungswiderstand und der durch ein auf eine Welle (1) über tragenes Torsionsmoment bewirkten Bewegung eines anhebenden und absenkenden Elements (2) ergriffen ist, wobei das schlüssellose Bohr futter umfaßt:
eine derart ausgebildete Kontaktoberfläche (22) des anhebenden und absenkenden Elements (2), welche bzw. welches in Kontakt mit der Welle (1) gelangt, um größer als der innere Durchmesser der Endfläche (14) der Welle (1) zu werden, um das anhebende und absenkende Element (2) an einem Einschneiden in die Welle (1) zu hindern; und eine V-förmige Ausnehmung (21b), welche in dem zu den Backen (3) gewandten bzw. gegenüberliegenden Ende des anhebenden und absen kenden Elementes (2) ausgebildet ist, so daß das hintere Teilstück (91) des Schneidwerkzeugs (9) trotz Anliegen bzw. Befestigung an der V-förmigen Ausnehmung (21b) entfernbar sein kann.