DE2020449A1

DE2020449A1 - Schluessellos bedienbares Mehrbackenspannfutter

Info

Publication number: DE2020449A1
Application number: DE19702020449
Authority: DE
Inventors: Kratzsch Harold L
Original assignee: DW Zimmerman Manufacturing Inc
Current assignee: DW Zimmerman Manufacturing Inc
Priority date: 1969-04-30
Filing date: 1970-04-27
Publication date: 1970-11-19
Also published as: FR2040429A1

Description

der Zimmer Manufacturing Company, 727 North Detroit Street, Warsaw, Indiana /USA

betreffend:
"Schlüssellos bedienbares Mehrbackenspannfutter"

Die Erfindung bezieht sich auf ein einstellbares Futter und insbesondere auf ein Futter, das an einer Maschinenwelle sitzt und zur Halterung eines Werkzeuges oder Werkstückes ohne Benutzung eines Schlüssels so eingesetzt werden kann, daß ein lose werdendes Werkzeug bzw. Werkstück unmöglich wird, gleichgültig in welcher Drehrichtung die Maschinenwelle umläuft.

Bei der Benutzung von rotierenden, kraftgetriebenen Werkzeugen wäre es nützlich, wenn das Werkzeug wirksam in Vorwärts- und Rückwärtsdrehrichtung betrieben werden könnte, ohne daß unterschiedliche Spannelemente oder Futter nötig wären oder die Verwendung eines Zwischenadapters in Verbindung mit einem gewöhnlichen Klemmfutter. Viele der Futter oder Rotationskupplungsgerate, die auf dem Markt sind, können mit oder ohne einen Schlüssel betätigt werden. Bei dem Typ, der mit Schlüssel betätigt wird, kann das Werkzeug sowohl in Vorwärts- als auch in

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Rückwärtsdrehrichtung umlaufen, ohne daß die Gefahr des Losewerdens besteht. Dieser Typ von Spannfutter ist jedoch für den Benutzer nachteilig, weil der Schlüssel häufig als klobig empfunden wird und gelegentlich verloren geht oder verlegt wird. Die Notwendigkeit eines Schlüssels steht daher der Betriebssicherheit dieses Typs entgegen, insbesondere in solchen Fällen, wenn eine schnelle und einfache Auswechslung des Werkzeugs oder Werkstücks erforderlich ist, oder in Fällen, bei denen ein begrenzter Arbeitsraum zur Verfügung steht, wie beispielsweise in " chirurgischen Operationen.

Eine Anzahl schlüsselloser Spannfutter ist entwickelt worden, um alle Notwendigkeit für einen Schlüssel zum Anziehen der gleitenden Klemmbacken rings um das Werkzeug zu vermeiden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die meisten dieser schlüssellos be-t'ör tigbaren Spannfutter sich lösen, wenn eine Drehbewegung in der umgekehrten Richtung erfolgt. Beispielsweise bei orthopädischen Operationen ist die Benutzung dieser erhältlichen schlüssellos bedienbaren Spannfutter mit dem Nachteil für den Chirurgen beim kraftgetriebenen Operieren von Knochen, Aus- und Eindrehen von Knochenschrauben und der Benutzung schwingender Werkzeuge verbun-) den, daß diese Spannfutter nicht in der Lage sind, während des Betriebes in rückwärtiger Richtung das Werkzeug sicher zu haltern. Ferner ist, wie oben angedeutet, ein mit Schlüssel betätigbares. Spannfutter unerwünscht, insbesondere für einen Chirurgen wegen der potentiellen Gefahr, daß der Schlüssel während kritischer Perioden der Operation verloren gehen könnte oder vedegt wird.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, einen Adapter für ein schlüssellos bedienbares Spannfutter vorzusehen, damit die betreffende Maschine sowohl in der einen und auch der anderen Drehrichtung betrieben werden kann, wobei der Adapter kominiert ist mit einem konventionellen Spannfutter, um zu verhindern, daß

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das Futter sich während der Drehbewegung weder in der einen noch in der anderen Richtung löst.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein schlüssellos bedienbares Mehrbackenspannfutter zu schaffen, das zur Halterung eines Werkzeuges oder Werkstückes geschlossen werden kann, ohne daß ein Lösen im Betrieb eintritt, und zwar weder beim Vorlauf noch beim Rücklauf der Antriebswelle, und ohne daß die Notwendigkeit besteht, daß ein zusätzlicher Adapter oder andere Mittel vorgesehen werden, die das Lösen verhindern.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen in dem Putterkörper angeordneten und mit diesem drehfest verbundenen Adapter, auf dem drehbar eine Muffe angeordnet ist, und durch eine mittels Verdrehen der Muffe betätigbare Verschiebeeinrichtung für die Klemmbacken.

Die Verschiebeeinrichtung kann vorzugsweise ein innerhalb der Muffe angeordnetes Planetengetriebesystem umfassen.

Die Verschiebeeinrichtung kann vorzugsweise an den Klemmbacken angeordnete Zahnstangen und ein mit diesen in Eingriff stehendes und über das Planetengetriebesystem antreibbares Betätigungselement umfassen. Das Planetengetriebesystem selbst kann ein auf dem Adapter drehfest angeordnetes Stirnrad, eine innerhalb der Muffe angeordnete Innenverzahnung, sowie mit beiden kämmende Planetenritzel umfassen, die durch Verdrehen der Muffe relativ zu dem Futterkörper zu einer Planetenbewegung um den Adapter antrdbbar sind. Es können beispielsweise drei Planetenritzel vorgesehen sein, deren Wellen sich parallel zur Achse des Futters erstrecken. Das Zahnstangenbetätigungselement kann mit Aufnahmen für die Planetenritzelwellen versehen sein,

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damit die Mitnahme des Betätigungselementes durch die Planetenbewegung der Planetenritzel gewährleistet ist.

Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht - teilweise geschnitten das Mehrbackenspannfutter gemäß der Erfindung in

einer bevorzugten Ausführungsform; ν

Fig. 2 ist ein Querschnitt gemäß Linie H-II in Fig. 1, und

Fig. 3 ist eine Vorderansicht des Futters nach Fig. 1.

Fig. 1 stellt ein Mehrbackenspannfutter gemäß der Erfindung dar, das insgesamt mit 10 bezeichnet ist und als Haupteil einen Futterkörper 11 aufweist in Form eines hohlen, kegelstumpfförmigen Gliedes, das sich in Richtung auf das freie Ende des Futters verjüngt. Als weitere Hauptelemente ist eine Mehrzahl von Klemmbacken 12 vorgesehen, die in dem Futterkörper angeordnet sind zum ^ Umfassen und Festklemmen eines Werkzeuges oder Werkstückes in üblicher Weise. Ein Einsatz 15, der im abgeflachten freien Ende 13 des Futterkörpers 11 befestigt ist, ist vorzugsweise mit einer öffnung 14 (siehe Fig. 3) von kleeblattförmiger Gestaltung versehen, um so jedes der abgerundeten Klemmback^enteile 12 während der Bewegung bezüglich des Futterkörpers 11 zu führen. Der Einsatz 15 kann in den Futterkörper 11 eingepreßt sein, so daß die Klemmbacken 12, der Einsatz 15 und der Futterkörper 11 relativ zueinander gesichert sind.

In dem Futterkörper 11 ist ferner ein Adapter 16 angeordnet, der mit einem sich verjüngenden Loch 17 an einem Ende vorgesehen ist, um so die Antriebswelle in konventioneller Weise

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aufzunehmen. Der Adapter 16 ist in den Kern eines hohlen, kegelstumpfförmigen Gliedes 18 eingepreßt, das mit einer äußeren konischen Oberfläche 19 versehen ist, längs der die Längskante 21 jeder Klemmbacke 12 gleitet, während sie sich innerhalb des Futterkörpers 11 bewegt.

Eine Muffe 22 ist drehbar auf dem Schaft des Adapters 16 angeordnet, und diese Drehung wird erleichtert durch die Anwendung der erforderlichen Anzahl von Nadel- oder Rollenlager 23, von denen in Fig. 1 der Zeichnung nur· eines dargestellt ist. Aus Kostengründen können die Muffenlager auch Gleitlager anstelle von Wälzlagern 23 sein. In jedem Fall kann die Muffe 22 relativ zum Futterkörper 11 und zum Adapter 16 verdreht werden, sowie relativ zu den Klemmbacken 12, um so die letzteren aus dem Futterkörper 11 heraus bzw. in diesen hinein zu bewegen, um so in Eingriff mit dem Schaft eines Werkzeuges oder eines Werkstückes gebracht zu werden in der Art, wie derartige Spannfutter gewöhnlich verwendet werden. Das Verschieben der Klemmbacken wird bewirkt mittels eines Planetengetriebesystems, das innerhalb der Muffe 22 vorgesehen ist und über Verdrehung einer Verschiebeeinrichtung 24, die mit Zahnstangenzähnen 25 längs der Außenwandung jeder Klemmbacke 12 kämmen, der Verschiebung der Klemmbacken bezüglich des Muffenkörpers 11 dient, derart, daß die Klemmbacken das Werkzeug oder Werkstück sicher umfassen, ohne daß ein Lösen selbst bei Drehung in beiden Drehrichtungen der Welle erfolgt.

Das Planetengetriebesystem umfaßt einen Stirnradring 26, der auf dem sich radial erstreckenden Flansch 27 an der Basis des Teiles 18 durch Preß/fsitz aufgenommen ist, wie klar in Fig. 1 erkennbar. Ferner ist ein Innenverzahnungsring 28 in die Innenwandung der Muffe 22 eingepreßt, und eine Mehrzahl von Planeten-

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ritzein 29 ist vorgesehen, die mit den Zähnen der Ringe 26 und 28 kämmen, wie man der Fig. 2 der Zeichnung entnehmen kann. Demgemäß treibt eine Drehbewegung der Muffe 22 relativ zum Muffenkörper 11 alle Planetenritzel an und führt sie in einer Planetenbewegungsbahn um die Achse der Adapterwelle. Um die Verschiebeeinrichtung für die Klemmbacken in Form des Zahnstangenantriebsringes 24 zu verdrehen, ist ein Ring 31 vorgesehen, der auf den Ring 24 aufgepreßt ist und mit einer Ausnehmung 32 (siehe Fig. 2) für die Aufnahme jeder Welle bzw. jedes Zapfens 33 versehen ist, welche Wellen einen Teil jedes * Planetenritzels 29 bilden.

In Fig. 2 der Zeichnung erkennt man, daß der Ring 31 innerhalb des Futterkörpers 11 bewegt wird, da jede der Planetenritzelwellen 33 an der Wandung jeder Ausnehmung 32 anliegt während der Planetenbewegung des betreffendes Ritzels 29 bezüglich der Achse des Adapters 16. Da sich der Zahnstangenantriebsring 24 in kämmende» Eingriff mit den Zähnen der Zahnstangen 25 auf allen Klemmbacken 12 befindet, und da dieser Ring 24 in den Ring 31 eingepreßt ist, bewirkt eine Bewegung des Ringes 31 mittels der Wellen 33 die Verschiebung der Klemmbacken 12 zwischen ihrer voll eingefahrenen und voll ausgefahrenen Stellung; die letztere ist in Fig. 1 dargestellt, während die erstere nicht gezeigt ist, in der sich die Klemmbacken ganz in dem Muffenkörper 11 befinden. Das Verschieben der Klemmbacken 12 dient dabei der. Aufnahme von Werkzeug- oder Werkstückschäften unterschiedlichen Durchmessers und, wie zur Lösung der Erfindungsaufgabe erforderlich, dient dazu,diese Schäfte in beiden Drehrichtungen der Antriebswelle sicher festzuhalten, wobei die Betätigung einfach durch Verdrehen der Muffe 22, wie oben beschrieben, erfolgt.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel des Anmeldungsgegenstandes ist mithin ein schlüssellos bedienbares Mehrbackenspannfutter, das relativ einfach aufgebaut ist, jedoch robust in der

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Konstruktion ist, zu einem relativ niedrigen Herstellungspreis gefertigt werden kann und eine lange Lebensdauer besitzt, und das zugleich vollständig zuverlässig im Betrieb ist, um ein Lösen des Werkzeuges oder Werkstückes auszuschließen. Dv i£ drehbare Muffe kann im Gegenuhrzeigersinn verdreht werden, um die Klemmbacken 12 bezüglich des Werkzeug- oder Werkstückschaftes festzuziehen. Auf diese WEise ist ein unbeabsichtigtes Lösen des Werkzeuges oder Werkstükkes während des Betriebes sowhl in der einen als auch der anderen Drehrichtung ausgeschlossen, insbesondere in der rückwärtigen Drehrichtung, da die Muffe 22 sich in ihrer festgezogenen Stellung als eine Einheit mit dem Futter bewegt, wenn der Umlauf in dem Gegenuhrzeiger- oder rückwärtigen Sinne erfolgt. Ebenso ist ein Lösen der Klemmbacken 12 während der Drehrichtung im Uhrzeigersinne des Futters im wesentlichen ausgeschlossen, da jedes der Elemente 11, 12 und 16 sich als eine Einheit ohne Relativbewegung durch die Muffe 22 bewegt infolge des Reibungseingriffs zwischen den Zähnen der Getriebeteile 28, 31 und 33.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1.) Schlüssellos bedienbares Mehrbackenspannfutter für

beiden Drehrichtungen rotierende Maschinenwellen mit einem Futterkörper, in dem drehfest zwischen geöffneten und geschlossenen Stellungen verschieblich Klemmbacken angeordnet sind, gekennzeichnet durch einen in dem Futterkörper (11) angeordneten und mit diesem drehfest verbundenen Adapter (16), auf dem drehbar eine Muffe (22) angeordnet ist, und durch eine mittels Verdrehen der Muffe betätigbare Verschiebeeinrichtung (24) für die Klemmbacken (12).

2. Schlüssellos bedienbares Mehrbackenspannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebeeinrichtung (24) ein innerhalb der Muffe (22) angeordnetes Planetengetriebesystem umfaßt.

3. Schlüssellos bedienbares Mehrbackenspannfutter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebeeinrichtung (24) ferner an den Klemmbacken (12) angeordnete Zahnstangen (25) und ein mit diesen in Eingriff stehendes und über das Planetengetriebesystem antreibbares Betätigungselement umfaßt.

4. Schlüssellos bedienbares Mehrbackenspannfutter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetengetriebesystem ein auf dem Adapter (16) drehfest angeordnetes Stirnrad (26), eine innerhalb der Muffe angeordnete Innenverzahnung sowie mit beiden kämmende Planetenritzel (29) umfaßt, die durch Verdrehen der Muffe (22) relativ zu dem Futterkörper (11) zu einer Planetenbewegung um den Adapter (16) antreibbar sind.

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5. Schlüssellos bedienbares Mehrbackenspannfutter nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch drei Planetenritzel (29), deren Wellen sich parallel zur Achse des Futters erstrecken.

$. Schlüssellos bedienbares Mehrbaekenspannfutter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnstangen-Betätigungselement mit Aufnahmen für die Planetenritzelwellen versehen ist zur Mitnahme des Betätigungselementes durch die Ritzelplanetenbewegung.

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