DE19901662A1 - Spannfutter für Bits oder dergleichen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Spannfutter mit einem zwei Schaftabschnitte (5, 6) ausbildenden Schaft, welcher einendseitig einen Einspannabschnitt (1) zum Einspannen in ein Antriebsorgan ausbildet und anderendseitig eine Werkzeugaufnahme (2) zur Aufnahme eines Werkzeuges, insbesondere eines Schraubendreherbits (18) ausbildet, mit einem elastischen Element zwischen dem einspannseitigen Schaftabschnitt (6) und dem werkzeugaufnahmeseitigen Schaftabschnitt (5) zur Ermöglichung einer anschlagbegrenzten Tordierbarkeit des Einspannabschnittes gegenüber der Werkzeugaufnahme (2). Um ein gattungsgemäßes Spannfutter anzugeben, welches sich in schmaler Bauform fertigen lässt, wird vorgeschlagen, dass das elastische Element als quer zur Achse des Spannfutters biegbare Biegefeder ausgebildet ist, die die beiden Schaftabschnitte miteinander verbindet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Spannfutter mit einem zwei Schaftabschnitte ausbildenden Schaft, welcher einendsei­ tig einen Einspannabschnitt zum Einspannen in ein An­ triebsorgan ausbildet und der anderendseitig eine Werk­ zeugaufnahme zur Aufnahme eines Werkzeugs, insbesondere eines Schraubendreherbits ausbildet, mit einem elasti­ schen Element zwischen dem einspannseitigen Schaftab­ schnitt und dem werkzeugaufnahmeseitigen Schaftab­ schnitt, zur Ermöglichung einer anschlagbegrenzten Tordierbarkeit des Einspannabschnittes gegenüber der Werkzeugaufnahme.

Ein derartiges Spannfutter, welches insbesondere mit seinem Einspannabschnitt in einen Elektroschrauber eingespannt werden kann, ist aus dem US-Patent 3,744,350 vorbekannt. Diese Schrift offenbart eine Vielzahl von unterschiedlich ausgesbildeten elastischen Elementen, die zwischen den beiden Schaftabschnitten wirken.

Die nicht vorveröffentlichten DE-OS 197 22 776.7 bzw. DE-OS 198 04 081.4 beschreiben ebenfalls Spannfutter der ion Rede stehenden Art. Die dort beschriebenen Lösungen zeichnen sich dadurch aus, daß das elastische Element als Torsionsglied ausgebildet ist, mit einem zwischen seinen beiden Enden liegenden zylindrischen Torsionsabschnitt, wobei die Enden im wesentlichen spielfrei jeweils mit einem der beiden Schaftabschnitte verbunden sind. Die dort beschriebene Lösung ermöglicht eine schmale Bauform.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungs­ gemäßes Spannfutter anzugeben, welches sich in schmaler Bauform fertigen läßt.

Gelöst wird die Aufgabe zunächst und im wesentlichen damit, daß das elastische Element als quer zur Achse des Spannfutters biegbare Biegefeder ausgebildet ist, die die beiden Schaftabschnitte miteinander verbindet. Die Biegefeder kann dabei in einer Höhlung sitzen, die von parallel zueinander verlaufenden Halbschalenab­ schnitten der Schaftabschnitte ausgebildet werden. Die Halbschalenabschnitte sind über einen in Achsrichtung verlaufenden Spalt voneinander getrennt. Dieser Spalt bildet mit seinen Spaltkanten Anschlagkanten aus. Die beiden von dem Spalt ausgebildeten Anschlagkanten tre­ ten in Berührung, wenn die Feder bei Aufbringung eines bestimmten Drehmomentes quer zur Achse des Spannfutters gebogen ist. Es ist eine Biegbarkeit sowohl in Links- als auch in Rechtsrichtung möglich. In vorteilhafter Weise sitzen die beiden in Achsrichtung verlaufenden Einspannkanten der im wesentlichen rechteckförmigen Biegefeder jeweils in einer Nut, die der hohlen Innen­ wandung einer der beiden Halbschalen zugeordnet ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird des weiteren durch eine schraubenganggeführte Axialabfede­ rung der beiden Schaftabschnitte gelöst. Das elastische Element läßt sich ebenfalls in einer Höhlung eines der Schaftabschnitte unterbringen. Vorzugsweise besitzt eines der beiden Schaftabschnitte einen Fesselungsab- schnitt, der in beiden Achsrichtungen gegenüber dem anderen Schaftabschnitt abgefedert ist. Der Fessel­ ungsabschnitt kann dabei das verbreiterte Ende eines Stößels sein, der mit einem der beiden Schaftabschnitte fest verbunden ist. Der Fesselungsabschnitt kann ein Außengewinde tragen. Dieses Außengewinde kann in eine Gewindebohrung des anderen Schaftabschnittes einge­ schraubt werden. Zufolge dieser Gewindegangführung ist mit einfachen Mitteln eine Schraubengangführung er­ reicht. Es ist aber auch möglich, daß eines der beiden Schaftabschnitte einen radial nach außen ragenden Stift ausbildet, der in einem Schraubengangschlitz des ande­ ren Schaftabschnittes eingreift, um so eine Schrauben­ gangführung auszubilden. Die Schraubengangführung liegt im Bereich außerhalb der Selbsthemmung, so daß ein Zu­ rückfedern/-drehen gewährleistet ist. Der Stößel ist vorzugsweise beidseitig abgefedert. Die Federn können von Druckfedern und insbesondere von Tellerfedern ausge­ bildet sein. Die eine Feder kann sich auf dem Boden der Gewindebohrung abstützen. Die andere Feder kann sich gegen eines in die Öffnung der Gewindebohrung einge­ schraubten Druckstücks abstützen. Durch Einschrauben des Druckstückes können die beiden Federpakete kompri­ miert werden. Es läßt sich somit eine Vorspannung aus­ bilden. Das Druckstück kann bspw. durch Splint oder Madenschraube gegen Verdrehen gesichert sein.

Die Anschläge lassen sich grundsätzlich beliebig ausge­ stalten. Beispielsweise ist es denkbar, die Anschläge bei der Version mit Axialabfederung von in Achsrichtung aufeinandertretende Stoßflächen auszubilden. Bevorzugt ist jedoch eine Ausgestaltung derart, daß die beiden Trennfugen kammartig ineinandergreifen. Die Anschläge werden dabei von einem kammartigen Abschnitt der Trenn­ fuge ausgebildet. Dabei bilden die ineinandergreifenden Schaftabschnitte zwischen sich einen in Achsrichtung verlaufenden Spalt. Vorteilhaft ist es ferner, wenn die Trennfuge von einer Muffe überfangen wird.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht eine anschlagbe­ grenzte Torsion des einspannseitigen Schaftabschnittes gegenüber dem die Werkzeugaufnahme ausbildenden Schaft­ abschnitt. Es ist eine elastische Ausweichbarkeit so­ wohl in Links- als auch in Rechtsrichtung möglich. Es liegt ein beiderseitiges Bewegungsspiel vor. Während der Bewegung der beiden Schaftabschnitte gegeneinander wird entweder die Biegefeder gebogen oder eine der beiden Druckfedern komprimiert. Bis zu einem ersten Grenzdrehmoment verhält sich das Spannfutter wie ein quasi starrer Körper. Das erste Grenzdrehmoment wird durch die Dimensionierung der Biegefeder bzw. der Druck­ federn und deren Vorbehandlung definiert. Zusätzlich wird dieses Grenzdrehmoment noch durch die Vorspannung der Druckfedern definiert. Bei Überschreitung des er­ sten Grenzdrehmomentes gibt das elastische Element nach, wobei sich die beiden Schaftabschnitte gegeneinan­ der tordieren, bis die beiden Anschläge gegeneinander­ stoßen. Zwischen den beiden Grenzdrehmomenten können sich die beiden Schaftabschnitte um das Bewegungsspiel gegeneinander verdrehen. Sobald die Anschläge gegenein­ anderstoßen, wirkt das Spannfutter wieder als quasi starrer Körper. Zur Funktionsweise wird im weiteren auf den gesamten Offenbarungsgehalt der DE-Offenlegungs­ schriften 197 22 776.7 und 198 04 081.4 verwiesen.

Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand zweier zeichnerisch veranschaulichter Ausführungsbei­ spiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Spannfutter eines ersten Ausführungsbeispiels in Ansicht;

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 ein erfindungsgemäßes Spannfutter eines zwei­ ten Ausführungsbeispiels in Ansicht;

Fig. 5 einen Schnitt gemäß Linie V-V in Fig. 4;

Fig. 6 einen Schnitt gemäß Linie VI-VI in Fig. 5.

Das Spannfutter gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, dargestellt in den Fig. 1 bis 3, besitzt einen mehr­ kantförmigen, insbesondere sechskantförmigen Einspannab­ schnitt 1, mittels welchem das Spannfutter in ein An­ triebsorgan, bspw. eine Bohrmaschine, einspannbar ist. Das Ende des Einspannabschnittes sitzt formschlüssig, sowohl in radialer, als auch in axialer Richtung gesi­ chert, in dem einen Ende des einspannseitigen Schaftab­ schnittes 6. Das andere Ende des Schaftabschnittes 6 ist als Halbschalenabschnitt 3 ausgebildet. Parallel dazu bildet das eine Ende des sich anschließenden, werkzeugaufnahmeseitigen Schaftabschnittes 5 ebenfalls einen Halbschalenabschnitt 3'. Die Halbschalenabschnit­ te werden jeweils durch einen axial geschnittenen zylin­ derförmigen Rohrabschnitt gebildet.

Die beiden Halbschalenabschnitte 3, 3' bilden zwischen sich einen in Achsrichtung verlaufenden, Anschlagkanten 4, 4' bildenden Spalt 14 aus.

Der durch die beiden Halbschalenabschnitte 3, 3' gebil­ deten Höhlung 10 sitzt parallel zur axialen Ebene eine im wesentlichen rechteckförmig ausgebildete Biegefeder 7.

Das andere Ende des Schaftabschnittes 5 besitzt eine Werkzeugaufnahme 2, welche ein Mehrkantprofil, insbeson­ dere Sechskantprofil, zum Einstecken eines Bits 18 aufweist. Der Bit 18 besitzt an seinem Mehrkantab­ schnitt Eckausnehmungen, in welche eine Kugel 17 drückt um den Bit 18 in einer gefesselten Lage in der Werkzeug­ aufnahme 2 zu halten. Die Kugel 17 kann durch Verschie­ ben einer Betätigungshülse 16 in eine Freigabestellung verlagert werden. Die Betätigung der Betätigungshülse 16 erfolgt durch Axialverlagerung derselben gegen den Druck einer Feder 19. Die Betätigungshülse 16 überfängt eine Muffe 15, welche wiederum den Bereich der Halbscha­ lenabschnitte 3, 3' der Schaftabschnitte 5, 6 über­ fängt. Die Muffe 15 ist über Halteringe 20 mit den beiden Schaftabschnitten verbunden. So sind die beiden Schaftabschnitte 5, 6 axial zueinander gefesselt, kön­ nen sich aber gegeneinander um den durch die Breite des Spaltes 14 vordefinierten Winkelbetrag verdrehen.

Die beiden Einspannkanten 8, 8' der Biegefeder 7 sind je in eine Nut 9, 9' eingepresst, die jeweils von einer der beiden Halbschalenabschnitte 3, 3' ausgebildet wird.

Um die beiden Schaftabschnitte 5, 6 gegeneinander ver­ drehen zu können, muß ein gewisses Grenzdrehmoment, welches durch den Härteverlauf bzw. die Vorbehandlung der Biegefeder 7 bestimmt ist, überschritten werden. Bis zum Erreichen des Grenzdrehmoments verhält sich das Spannfutter im wesentlichen wie ein quasi starrer Kör­ per. Bei Überschreiten des Grenzdrehmoments beginnt die Torsion des Spannfutters, wobei die beiden Schaftab­ schnitte 5, 6 gegeneinander verdreht werden und sich die Biegefeder 7 quer zur Achse des Spannfutters durch­ biegt. Werden die beiden Schaftabschnitte 5, 6 nun weiter gegeneinander verdreht, so stoßen die beiden Halbschalenabschnitte 3, 3' mit ihren Anschlagkanten 4, 4' gegeneinander, so daß eine unmittelbare Drehmoment­ mitnahme der beiden Schaftabschnitte 5, 6 gegeben ist. Damit endet die Torsion des Spannfutters, welches sich nun wieder wie ein quasi starrer Körper verhält.

Das zweite Ausführungsbeispiel des Spannfutters, darge­ stellt in den Fig. 4 bis 6, gleicht in Form und Funktion dem ersten Ausführungsbeispiel.

Die beiden Schaftabschnitte 5, 6 sind hier durch eine schraubenganggeführte Axialabfederung miteinander ver­ bunden, sind aber horizontal beabstandet zueinander angeordnet. Der werkzeugaufnahmeseitige Schaftabschnitt 5 besitzt an seinem einspannseitigen Ende eine Gewinde­ bohrung 24, welche in axialer Richtung verläuft. In die Gewindebohrung 24 eingeschraubt befindet sich ein Fes­ selungsabschnitt, welcher das verbreiterte Ende 12' eines Stößels 12 ist, das ein Außengewinde 26 besitzt. Der Stößel 12 wird beidseitig durch je ein paar vorge­ spannter geeigneter Druckfedern 25 abgefedert, wobei sich die Federn 25 einerseits am Boden 28 der Gewinde­ bohrung 24, andererseits an einem in die Öffnung der Gewindebohrung 24 eingeschraubten Druckstück 23 abstüt­ zen. Das Druckstück 23 wird durch eine Madenschraube 22 oder einen Gewindestift in der Gewindebohrung 24 dreh­ fest arretiert.

Das andere Ende des Stößels 12 ist ein zylindrischer Stab, der von einer Bohrung am werkzeugaufnahmeseitigen Ende des Schaftabschnittes 6 aufgenommen und dort mit­ tels eines Zylinderstiftes 21 sowohl in axialer als auch in radialer Richtung gesichert wird.

Der werkzeugaufnahmeseitige Schaftabschnitt 5 bildet an seinem einspannseitigen Ende vier ringsegmentförmig ausgebildete Finger 29, die kammartig in ringsegement­ förmig ausgebildete Ausnehmungen 30 am werkzeugaufnahme­ seitigen Ende des einspannseitigen Schaftabschnittes 6 eingreifen. Die Ausnehmungen 30 sind breiter ausgebil­ det als die Finger 29 und belassen so beidseitig der Finger je eine Trennfuge 14. Die Kanten der Trennfugen 14 bilden Anschlagkanten 4, 4' der ineinandergreifenden Schaftabschnitte 5, 6. Der Bereich der Trennfugen 14 wird von einer Muffe 15 überfangen, welche durch Halte­ ringe 20 mit den beiden Schaftabschnitten 5, 6 verbun­ den ist.

Der Schaftabschnitt 6 weist im Bereich der Halteringe 20 eine breite Ringnut auf, damit der Schaftabschnitt 6 in axialer Richtung beweglich bleibt.

Das zweite Ausführungsbeispiel des Spannfutters verhält sich wie das erste Ausführungsbeispiel bis zum Errei­ chen des ersten Grenzdrehmomentes als quasi starrer Körper. Wird das erste Grenzdrehmoment überschritten, beginnen die beiden Schaftabschnitte 5, 6 sich gegenein­ ander zu verdrehen. Dabei wird der formschlüssig im Schaftabschnitt 6 gehaltene Stößel 12 mit seinem brei­ ten Ende 12' gegen den Druck der Federn 25 weiter in die Gewindebohrung 24 hinein - oder, abhängig von der Drehrichtung, weiter herausgeschraubt, bis die Anschlag­ kanten 4, 4' der beiden Schaftabschnitte 5, 6 gegenein­ anderstoßen.

Um die durch den Gewindegang entstehende Bewegung in axiale Richtung zu ermöglichen, sind die beiden Schaft­ abschnitte 5, 6 horizontal beabstandet zueinander ange­ ordnet.

Alle offenbarten Merkmale sind erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Priori­ tätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhalt­ lich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.

Claims (11)

1. Spannfutter mit einem zwei Schaftabschnitte (5, 6) ausbildenden Schaft, welcher einendseitig einen Ein­ spannabschnitt (1) zum Einspannen in ein Antriebsorgan ausbildet und der anderendseitig eine Werkzeugaufnahme (2) zur Aufnahme eines Werkzeuges, insbesondere eines Schraubendreherbits (18) ausbildet, mit einem elasti­ schen Element zwischen dem einspannseitigem Schaftab­ schnitt (6) und dem werkzeugaufnahmeseitigen Schaftab­ schnitt (5) zur Ermöglichung einer anschlagbegrenzten Tordierbarkeit des Einspannabschnittes gegenüber der Werkzeugaufnahme (2), dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element als quer zur Achse des Spannfutters biegbare Biegefeder ausgebildet ist, die die beiden Schaftabschnitte miteinander verbindet.

2. Spannfutter nach Anspruch 1 oder insbesondere da­ nach, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegefeder in einer Höhlung sitzt, die von parallel zueinander verlau­ fenden Halbschalenabschnitte der Schaftabschnitte gebil­ det sind.

3. Spannfutter nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Halbschalenabschnitten einen in Achs­ richtung verlaufenden, Anschlagkanten ausbildenden Spalt zwischen sich ausbilden.

4. Spannfutter nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Einspannkanten der Biegefeder jeweils in einer Nut sitzen, die jeweils von einer der beiden Halbschalenabschnitten ausgebildet wird.

5. Spannfutter mit einem zwei Schaftabschnitte (5, 6) ausbildenden Schaft, welcher einendseitig einen Ein­ spannabschnitt (1) zum Einspannen in ein Antriebsorgan ausbildet und der anderendseitig eine Werkzeugaufnahme (2) zur Aufnahme eines Werkzeuges, insbesondere eines Schraubendreherbits (18) ausbildet, mit einem elasti­ schen Element zwischen dem einspannseitigem Schaftab­ schnitt (6) und dem werkzeugaufnahmeseitigen Schaftab­ schnitt (5) zur Ermöglichung einer anschlagbegrenzten Tordierbarkeit des Einspannabschnittes gegenüber der Werkzeugaufnahme (2), gekennzeichnet durch eine schrau­ benganggeführte Axialabfederung der beiden Schaftab­ schnitte (5, 6).

6. Spannfutter nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der eine Schaftabschnitt einen Fessel­ ungsabschnitt ausbildet, der in beiden Achsrichtungen gegenüber dem anderen Schaftabschnitt abgefedert ist.

7. Spannfutter nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Fesselungsabschnitt das verbreiterte Ende eines Stößels ist.

8. Spannfutter nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Fesselungsabschnitt ein Außengewinde trägt, mit welchem er in eine Gewindebohrung des ande­ ren Schaftabschnittes eingeschraubt ist.

9. Spannfutter nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die den Stößel beidseitig abfedernden Federn sich einerseits auf dem Boden der Gewindebohrung und andererseits an einem in die Öffnung eingeschraub­ ten Distanzstück, insbesondere vorgespannt abstützt.

10. Spannfutter nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge von einem kammartigen Abschnitt der Trennfuge zwischen den beiden Schaftab­ schnitten (5, 6) ausgebildet sind, wobei die ineinander­ greifenden Schaftabschnitte zwischen sich einen in Achsrichtung verlaufenden Spalt belassen.

11. Spannfutter nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennfuge von einer Muffe über­ fangen ist.