DE202004006238U1

DE202004006238U1 - Einspannvorrichtung für Miniaturwerkzeuge

Info

Publication number: DE202004006238U1
Application number: DE202004006238U
Authority: DE
Original assignee: Chen Tsai-Ching Fu Hsing
Current assignee: Chen Tsai-Ching Fu Hsing
Priority date: 2003-08-04
Filing date: 2004-04-20
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2014-04-21
Also published as: US20040026878A1

Abstract

Einspannvorrichtung für ein Werkzeug (40) mit einer Ringnut (41), wobei die Einspannvorrichtung umfaßt:
eine Hülse (10) mit einer Kammer (11) zur Aufnahme des Werkzeugs (40) und wenigstens einer Öffnung (12), die mit der Kammer (11) in Verbindung steht;
eine Spindel (14), die sich von der Hülse (10) aus erstreckt;
wenigstens eine Kugel (13), die in der wenigstens einen Öffnung (12) aufgenommen ist, um in die Ringnut (41) des Werkzeugs (40) einzutreten;
eine Muffe (20), die eine Kammer (22), in der die Hülse (10) beweglich eingesetzt ist, und eine Ringnut (21) aufweist, die mit der Kammer (22) in Verbindung steht, um die wenigstens eine Kugel (13) aufzunehmen;
ein erstes elastisches Element (24), das zwischen der Hülse (10) und der Muffe (20) druckbeaufschlagt ist; und
ein zweites elastisches Element (30), das in die Kammer (11) der Hülse (10) eingesetzt ist, um das Werkzeug (40) druckzubeaufschlagen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einspannvorrichtung für einen Eingriff mit Miniatur- oder Kleinwerkzeugen.
Gemäß dem US-Patent Nr. 6 637 755 umfaßt eine Einspannvorrichtung eine Hülse 10, wenigstens eine Kugel 14, einen ersten Ring 17, ein elastisches Element 24, eine Muffe oder Büchse 20, einen zweiten Ring 25 und eine Spindel 40. Die Hülse 10 definiert eine Kammer 11. Die Muffe 20 ist auf der Hülse 10 angebracht. Die Muffe 20 wird in bezug auf die Hülse 10 von einer Verriegelungsposition aus zu einer Freigabeposition bewegt, gemäß der die Muffe die Kugel 14 in die Kammer 11 drückt oder die Kugel 14 aus der Kammer 11 freigibt. Ein Schieber oder Druckelement (Drücker) 30 kann sich in die Kammer 11 bewegen, um ein Miniatur- oder Kleinwerkzeug bzw. -werkzeugbit aufzunehmen. Die Spindel 40 wird fest in die Kammer 13 der Hülse 10 gedrückt. Für diese Einspannvorrichtung werden daher sehr viele Bauteile benötigt und die Montage dieser Bauteile ist kompliziert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die beim Stand der Technik auftretenden Probleme zu vermeiden oder wenigstens zu mildern.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einer Einspannvorrich tung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einspannvorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine erfindungsgemäße Einspannvorrichtung für ein Werzeug oder Werkzeugbit, insbesondere einen Bohrer, mit einer am Außenumfang befindlichen Rille oder Nut umfaßt eine eine Kammer definierende Hülse 10 zur Aufnahme des Werkzeugs und wenigstens eine Öffnung, die mit der Kammer in Verbindung steht, eine sich aus der Hülse erstreckende Spindel, wenigstens eine Kugel, die in der wenigstens einen Öffnung aufgenommen ist für das Eintreten in die Ringnut des Werkzeugs, eine eine Kammer umschließende Muffe oder Büchse, in die die Hülse beweglich eingeführt ist und die eine Ringnut aufweist, die mit der Kammer in Verbindung steht und zur Aufnahme der wenigstens einen Kugel dient, ein erstes elastisches Element, das zwischen der Hülse und der Muffe druckbeaufschlagt ist, und ein zweites elastisches Element, das in die Kammer der Hülse eingesetzt ist, um das Werkzeug druckzubeaufschlagen bzw. zu verschieben.
Gemäß einer Alternative der Erfindung umfaßt die Einspannvorrichtung eine eine Kammer definierende Hülse zur Aufnahme des Werkzeugs mit einer Ringnut in einer Außenseite und wenigstens einer Öffnung, durch die die Kammer mit der Ringnut in Verbindung steht, eine sich aus der Hülse erstreckende Spindel, einen in der Ringnut der Hülse aufgenommenen C-Ring zum Eintreten in die Ringnut des Werkzeugs durch die wenigstens eine Öffnung, eine Muffe, die eine Kammer umschließt, in der die Hülse beweglich eingesetzt ist, mit einer Ringnut zum Aufnehmen des C-Rings, die mit der Kammer in Verbindung steht, ein erstes elastisches Element, das zwischen der Hülse und der Muffe druckbeaufschlagt ist, und ein zweites elastisches Element, das in die Kammer der Hülse eingesetzt ist, um das Werkzeug druckzubeaufschlagen bzw. zu verschieben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer detaillierten Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Dabei dient diese Darstellung lediglich zur Veranschaulichung der Erfindung und die Erfindung soll nicht auf die konkrete Darstellung und/oder auf die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale beschränkt angesehen werden. In der Zeichnung zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Einspannvorrichtung für Werkzeuge gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 eine auseinandergezogene Ansicht der Einspannvorrichtung von 1;
3 eine Querschnittansicht der Einspannvorrichtung von 1;
4 eine Ansicht ähnlich 3, bei der jedoch die Einspannvorrichtung in Eingriff mit einem Miniaturwerkzeug gezeigt ist;
5 eine Ansicht ähnlich 3, bei der jedoch das Miniaturwerkzeug nach der Freigabe von der Einspannvorrichtung dargestellt ist; und
6 eine auseinandergezogene Ansicht der Einspannvorrichtung für Werkzeuge gemäß einem zweiten Anusführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Es wird zunächst auf 1 bis 5 Bezug genommen, die ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen. Die dort dargestellte Einspannvorrichtung umfaßt eine Hülse 10, eine Büchse bzw. Muffe 20, ein elastisches Element 24, ein elastisches Element 30, eine Spindel 24 und einen Ring 25.
Die Hülse 10 weist ein erstes Ende und ein zweites Ende auf. Das erste Ende der Hülse 10 definiert axial eine Kammer 11, die eine Anzahl von Facetten umfaßt und in Querrichtung zwei Öffnungen 12 begrenzt, die mit der Kammer 11 in Verbindung stehen. Jede der Öffnungen 12 erstreckt sich durch eine der Facetten der Kammer 11. Eine Kugel 13 ist in jeder der Öffnungen 12 aufgenommen. Die Hülse 10 weist eine Ringnut 15 auf, die in einer Außenfläche vorgesehen ist. In der Ringnut 15 ist ein C-Ring 16 aufgenommen. Die Spindel 14 erstreckt sich vom zweiten Ende der Hülse 10 aus. Die Spindel 14 kann mit einem (nicht gezeigten) Handgriff oder einer anderen Handhabe oder einem Antriebs- bzw. Betätigungselement einer (nicht gezeigten) pneumatischen oder elektrischen Vorrichtung verbunden sein.
Die Muffe 20 weist ein erstes Ende und ein zweites Ende, eine in einer Innenfläche des ersten Endes vorgesehene Ringnut 21 und eine an der Innenfläche des ersten Endes gebildete ringförmige Rippe 23 auf. Die Ringnut 21 und die ringförmige Rippe 23 sind dicht beieinander angeordnet. Eine Kammer 22 ist im zweiten Ende der Muffe 20 vorgesehen, um das erste Ende der Hülse 10 aufzunehmen. Ein elastisches Element 24 und die Muffe 20 sind am ersten Ende der Hülse 10 angebracht. Das elastische Element 24 ist zwischen dem C-Ring 16 und der ringförmigen Rippe 23 der Muffe 20 zusammendrückt. Somit ist die Muffe 20 durch das elastische Element 24 vorgespannt.
Das elastische Element 30 weist ein erstes Ende 31 und ein zweites Ende 32 auf. Die Schraubensteigung bzw. Ganghöhe des ersten Endes 31 ist größer als diejenigene des zweiten Endes 32, d.h. das erste Ende 31 ist dichter als das zweite Ende 32. Das elastische Element 30 ist in der Kammer 11 der Hülse 10 aufgenommen. Das erste Ende 31 des ersten elastischen Elements 30 der vorliegenden Erfindung ist zu dem Schieber bzw. Druckbeaufschlagungselement 30 der Einspannvorrichtung gemäß US-Patentanmeldung Nr. 10/104118 äquivalent. Das zweite Ende 31 des elastischen Elements 30 der Einspannvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist zur Feder 45 der Einspannvorrichtung gemäß US-Patentanmeldung Nr. 10/104118 äquivalent. Der Aufbau des elastischen Elements 30 der Einspannvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist jedoch viel einfacher als der des aus dem Schieber 30 und der Feder 45 bestehenden elastischen Elements.
Es wird nun auf 3 Bezug genommen. Die Muffe 20 ist auf dem ersten Ende der Hülse 10 angebracht. Die Muffe 20 ist mittels des elastischen Elements 24 vorgespannt. Die Kugeln 13 sind mittels des ersten Endes 31 des elastischen Elements 30 in die Ringnut 21 gedrückt bzw. geschoben werden. Die ringförmige Rippe 23 stößt an die Kugeln 13 an, um zu vermeiden, daß die Muffe 20 die Kammer 11 der Hülse 10 verläßt.
Es wird nun auf 4 Bezug genommen. Ein dort dargestelltes Miniatur- oder Kleinwerkzeug (Bit) 40 umfaßt sechs Facetten entsprechend denjenigen der Kammer 11 der Hülse 10, so daß die Hülse 10 das Miniaturwerkzeug 40 antreiben kann. Das Miniaturwerkzeug 40 weist eine dort vorgesehene Ringnut auf. Wenn das Miniaturwerkzeug 40 in die Kammer 11 der Hülse 10 eingesetzt wird, wird die Feder 30 (insbesondere deren zweites Ende 32) durch das Miniaturwerkzeug 40 zusammengedrückt. Die Kugeln 13 werden dann in die Ringnut 41 des Miniaturwerkzeugs 40 mittels der ringförmigen Rippe 23 gedrückt, so daß verhindert wird, daß das Miniaturwerkzeug 40 aus der Kammer 11 der Hülse 10 entweicht. Ein Ring 25 ist dann in die Kammer 22 der Muffe 20 eingebracht. Der Ring 25 kann an den C-Ring 16 anstoßen, um die Muffe 20 auf der Hülse 10 zurückzuhalten.
5 zeigt das Außereingrifftreten des Miniaturwerkzeugs 40 aus der Einspannvorrichtung. Die Muffe 20 wird in bezug auf die Hülse 10 nach links bewegt, so daß die Ringnut 21 mit den Kugeln 13 ausgerichtet wird. Die Kugeln 13 treten in die Ringnut 21 ein, d.h. sie haben die Ringnut 41 verlassen. So wird es ermöglicht, daß das Miniaturwerkzeug 40 die Einspannvorrichtung verläßt. Das elastische Werkzeug 30 druckbeaufschlagt dann bzw. schiebt das Miniaturwerkzeug 40 aus der Kammer 11.
6 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel gemäß der vorlie genden Erfindung. Das zweite Ausführungsbeispiel ist mit dem ersten Ausführungsbeispiel identisch, außer daß es einen C-Ring 19 statt der Kugeln 13 aufweist. Demgemäß ist eine Ringnut 17 im ersten Ende der Hülse 10 vorgesehen, um den C-Ring 19 aufzunehmen. Die Ringnut 17 steht mit der Kammer 11 durch Öffnungen 18 in Verbindung, die jeweils in einer Ecke bzw. Kante der Kammer 11 vorgesehen ist. Der C-Ring 19 kann durch die Öffnungen 18 in die Ringnut 41 eintreten.
Die Erfindung läßt sich wie folgt zusammenfassen: Eine Einspannvorrichtung (Futtereinrichtung) ist für ein Werkzeug bzw. Werkzeugbit mit einer Ringnut vorgesehen. Die Einspannvorrichtung umfaßt eine Hülse, die eine Kammer zur Aufnahme des Werkzeugs aufweist, und wenigstens eine Öffnung auf, die mit der Kammer in Verbindung steht. Eine Spindel erstreckt sich von der Hülse aus. Wenigstens eine Kugel ist in der wenigstens einen Öffnung aufgenommen, um in die Ringnut des Werkzeugs einzutreten. Ein erster Ring ist auf der Hülse angebracht. Ein erstes elastisches Element ist auf der Hülse angebracht. Eine Büchse bzw. Muffe umfaßt eine darin vorgesehene Kammer zur Bildung einer Innenseite. Eine Ringnut ist in der Innenseite vorgesehen und auf der Innenseite ist eine ringförmige Rippe gebildet. Die Muffe ist auf der Hülse angebracht, so daß das elastische Element zwischen dem Ring und der ringförmigen Rippe zusammengedrückt ist, womit die Büchse unter Vorspannung gesetzt ist. Ein zweiter Ring ist in der Büchse angebracht, so daß er gegen den ersten Ring anstößt, um die Muffe auf der Hülse zurückzuhalten. Ein zweites elastisches Element ist in die Kammer der Hülse eingesetzt, um das Werkzeug druckzubeaufschlagen bzw. zu verschieben.

Claims

Einspannvorrichtung für ein Werkzeug (40) mit einer Ringnut (41), wobei die Einspannvorrichtung umfaßt: eine Hülse (10) mit einer Kammer (11) zur Aufnahme des Werkzeugs (40) und wenigstens einer Öffnung (12), die mit der Kammer (11) in Verbindung steht; eine Spindel (14), die sich von der Hülse (10) aus erstreckt; wenigstens eine Kugel (13), die in der wenigstens einen Öffnung (12) aufgenommen ist, um in die Ringnut (41) des Werkzeugs (40) einzutreten; eine Muffe (20), die eine Kammer (22), in der die Hülse (10) beweglich eingesetzt ist, und eine Ringnut (21) aufweist, die mit der Kammer (22) in Verbindung steht, um die wenigstens eine Kugel (13) aufzunehmen; ein erstes elastisches Element (24), das zwischen der Hülse (10) und der Muffe (20) druckbeaufschlagt ist; und ein zweites elastisches Element (30), das in die Kammer (11) der Hülse (10) eingesetzt ist, um das Werkzeug (40) druckzubeaufschlagen.
Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen an der Hülse (10) befestigten Ring (16) umfaßt, wobei das erste elastische Element (24) zwischen dem Ring (16) und der Muffe (20) zusammengedrückt ist.
Einspannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (20) eine ringförmige Rippe (23) umfaßt, die auf einer Innenseite gebildet ist, wobei das elastische Element (24) zwischen dem Ring (16) und der ringförmigen Rippe (23) zusammengedrückt ist.
Einspannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Ring (25) umfaßt, der in die Muffe (20) eingesetzt ist, so daß er gegen den an der Hülse (10) befestigten Ring (16) stößt, um die Muffe (20) auf der Hülse (10) zurückzuhalten.
Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (10) zwei Öffnungen (12) umfaßt, die jeweils in einer der Facetten der Kammer (11) vorgesehen sind, und eine Kugel (13) in jeder der Öffnungen (12) aufgenommen ist.
Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ring (16) ein C-Ring (16) ist, der in einer Ringnut (15) aufgenommen ist, die in einer Außenfläche der Hülse (10) vorgesehen ist.
Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite elastische Element (30) einen ersten Abschnitt (31) und einen zweiten Abschnitt (32) für einen Kontakt mit dem Werkzeug (40) umfaßt.
Einspannvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (31) des zweiten elastischen Elements (30) dichter als der zweite Abschnitt (32) des zweiten elastischen Elements (30) ist.
Einspannvorrichtung für ein Werkzeug (40) mit einer Ringnut (41), wobei die Einspannvorrichtung umfaßt: eine Hülse (10), die eine Kammer (11) zur Aufnahme des Werkzeugs (40), eine Ringnut (17) in einer Außenseite und wenigstens eine Öffnung (18) aufweist, durch die die Kammer (11) mit der Ringnut (17) in Verbindung steht; eine Spindel (14), die sich aus der Hülse (10) aus erstreckt; einen C-Ring (19), der in der Ringnut (17) der Hülse (10) aufgenommen ist, um in die Ringnut (41) des Werkzeugs (40) durch die wenigstens eine Öffnung (18) einzutreten; eine Muffe (20), die eine Kammer (22), in die die Hülse (10) beweglich eingesetzt ist, und eine Ringnut (21) aufweist, die mit der Kammer (22) zur Aufnahme des C-Rings (19) in Verbindung steht; ein erstes elastisches Element (24), das zwischen der Hülse (10) und der Muffe (20) zusammengedrückt ist; und ein zweites elastisches Element (30), das in die Kammer (11) der Hülse (10) zum Druckbeaufschlagen des Werkzeugs (40) gesetzt ist.
Einspannvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen an der Hülse (10) befestigten Ring (16) umfaßt, wobei das erste elastische Element (24) zwischen dem Ring (16) und der Muffe (20) zusammengedrückt ist.
Einspannvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Muffe (20) eine auf einer Innenseite gebildete ringförmige Rippe (23) umfaßt, wobei das elastische Element (24) zwischen dem Ring (16) und der ringförmigen Rippe (23) zusammengedrückt ist.
Einspannvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Ring (25) umfaßt, der in der Muffe (20) angebracht ist, so daß er an den an der Hülse (10) befestigten Ring (16) stößt, um die Muffe (20) an der Hülse (10) zurückzuhalten.
Einspannvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (10) eine Innenseite mit sechs Facetten und sechs Kanten umfaßt.
Einspannvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (10) sechs Öffnungen (18) umfaßt, die jeweils in einer der Kanten der Innenseite der Hülse (10) vorgesehen sind.