DE2133142B2

DE2133142B2 - Nachspannendes Bohrfutter

Info

Publication number: DE2133142B2
Application number: DE2133142A
Authority: DE
Inventors: Guenter Horst 7927 Sontheim Roehm
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-07-03
Filing date: 1971-07-03
Publication date: 1979-11-22
Also published as: FR2145154A5; DE2133142A1; IT959146B; US3795406A; DE2133142C3

Description

Die Erfindung betrifft ein nachspannendes Bohrfutter mit einem Futterkörper, einem sich nach hinten vom einzuspannenden Werkzeug fort verjüngenden Spsinnkonus und mit an der Kegelfläche des Spannktnus geführten Spannbacken, die eine Einspannöffnunj; für den Schaft des einzuspannenden Werkzeuges umgeben und durch eine axiale Relativvcrschiebung zwischen dem Spannkonus und den Spannbacken radial zur Achse der Einspannöffnung verstellbar und dabei an ihrem in Richtung der Erweiterung des Spnnnkiinus zeigenden Ende axial an einer den Futterkörper außen übergreifenden Spannhülse abgestützt sind, und mit einem die Einspannöffnung im Futterinneren stirnseitig abschließenden axial verschiebbaren Druckstück.
Derartige Spannfutter, die auch unter rein axialem Werkzeugdruck nachspannen, sind aus der US-PS 2172 070 bekannt Der axiale Werkzeugdruck wirkt vom Ende des Werkzeugschaftes auf das axial verschiebbare Druckstück und auf die fest -nit ihm verbundene, gegen die Kraft einer Feder axial verschiebbar am Futterkörper geführte Spannhülse, die den Werkzeugdruck an die an ihr abgestützten Spannbacken weitergibt, was eine die Nachspannung erzeugende axiale Verschiebung der Spannbacken gegenüber dem axial feststehenden Spannkonus bewirkt Nachteilig bei diesen Spannfuttern ist die Tatsache, daß die Vorspannung des Werkzeuges im Futter nur durch die Feder zwischen der Spannhülse und dem Futterkörper erfolgt, eine starre und von Hand der Höhe nach beeinflußbare Vorspannung also nicht möglich ist, wie sie aber gerade für Bohrfutter sehr wünschenswert wäre, wenn das Bohrfutter zum Schlagbohren mit häufig sehr extremen Beanspruchungsfällen geeignet sein soll. Auch ist bei dem bekannten Bohrfutter eine Verstärkung des zur Nachspannung führenden Werkzeugdruckes nicht möglich.

Nachspannende Bohrfutter, die diese Nachteile jedenfalls teilweise vermeiden, sind aus der DE-PS 3 99 338 bekannt. Jedoch besitzen sie einen Aufbau, bei dem sich entgegen Futtern der eingangs genannten Art der Spannkonus nach vorn zum Werkzeug hin verjüngt und dementsprechend nicht die Spannbacken, sondern der Spannkonus an der Spannhülse auf der dem

J5 Werkzeug zugewandten Seite abgestützt ist, wobei die Spannhülse selbst in einem außen auf dem Futterkörper vorgesehenen Gewinde gegen die Wirkung einer Feder verdrehbar ist. Im Futterkörper ist ein Druckpolster vorgesehen, an dem sowohl das Druckstück als auch mit ihrem in Richtung der Erweiterung des Spannkonus, also nach innen zeigenden Endr die Spannbacken entweder direkt oder über einen das Druckstück im Futterkörper umgebenden und zu ihm gegenläufigen Druckring axial abgestützt sind. Das Druckstück gibt den axialen Werkzeugdruck über das Druckpolster unter Richtungsumkehr an den gegenläufigen Druckring oder direkt an die Spannbacken weiter, wobei ohne weiteres eine Kraftverstärkung möglich ist. So sind bei dem bekannten Bohrfutter das Druckstück und der Druckring an ihrer dem Boden des Futterkörpers zugewandten Seite mit einander entgegengesetzt konischen Ringflächen versehen, und in den zwischen diesen Ringflächen und dem Boden des Futterkörpers gebildeten, im Querschnitt sich nach vorn zum Werkzeug hin verjüngenden Ringraum sind an den Ringflächen und am Boden des Futterkörpers anliegende Kugeln als starre Druckübertragungsstücke eingelegt, ledoch besitzen derartige Futter den bauartmäßig bedingten Nachteil, daß die Spannbacken beim Einspannen dünnere Werkzeugschäfte nach vorn aus dem Futter austreten können.

Im übrigen ist es bei nachspannenden Bohrfuttern aus der DE-PS 8 07 349 an sich bekannt, das Futter mit einer besonderen Einrichtung zu versehen, um es von Hand auch dann immer leicht lösen zu können, sollte die Nachspannung zu einer Blockierung des Futters geführt haben. Dazu sind der Spannkonus und die Spannhülse drehbar, aber axial im wesentlichen unverstellbar am

Futterkörper gelagert Die Spannbacken sind in einem Mitnehmer gehalten, der an der Driühung der Spannhülse und damit auch der Spannbacken um die Achse des Spannfutters teilnimmt- Er besützt einen axialen Gewindebolzen, der in ein Muttergewinde im Futterkörper eingeschraubt ist Verdreht sich der Mitnehmer gegenüber dem Futterkörper, so schraubt er sich je nach Drehrichtung tiefer in den Futterkörper hinein oder weiter aus ihm heraus und verstellt entsprechend die Spannbacken, was zu einer selbsttätigen Nachspannung des Bohrfutters führt, wenn das während des drehenden Bohrens zwischen dem Futterkörper und dem in den Spannbacken gehaltenen Werkzeugschaft zu übertragende Drehmoment e«ne solche Verdrehung des Mitnehmers ergibt, daß dieser die Spannbacken im Spannkonus in Richtung der Konusverjüngung verschiebt Um das Futter immer leicht lösen zu können, befindet sich das Muttergewinde für den Mitnehmer in einem Mutterstück, das undrehbar, aber axial verschiebbar in den Futterkörper eingesetzt und durch am Futterkörper axial abgestützte, mittels eines am Futterkörper außen liegenden drehbaren Ringes radial bewegbare Sperrstücke gehalten ist. Der Ring ist an der Innenseite mit Vertiefungen versehen, in die die Sperrstücke eintreten können, wodurch des Mutterstück für eine begrenzt axiale Verlagerung freigegeben wird, die den Mitnehmer vom Spanndruck entlastet, so daß er in seinem Muttergewinde wieder leicht drehbar wird.

Die Sperrkörper sind im Futterkörper gelagerte Kugeln, für die an der Außenseite des Mutterstückes Kugelpfannen vorgesehen sind. — Dieser Aufbau des bekannten Futters hat zur Folge, daß es für die beim Schlagbohren auftretenden Beanspruchungen ungeeignet ist. Denn die hohen axialen Werkzeugkräfte müßten über das Gewinde vom Mitnehmer auf das Mutterstück und von diesem über die Kugeln auf den Futterkörper übertragen werden, was schnellen Verschleiß zur Folge hätte. Außerdem ermöglicht dieses bekannte Bohrfutter auch überhaupt keine Nachspannung durch den axialen Werkzeugdruck.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bohrfutter der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es den hohen Beanspruchungen des Schlagbohrens gewachsen ist und bei der Höhe nach von Hand vorgebbar^n Vorspannung des Werkzeuges im Futter eine Nachspannung unter Kraftverstärkung des axialen Werkzeugdruckes ermöglicht.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Spannhülse in einem außen auf dem Futterkörper vorgesehenen Gewinde verdrehbar ist, daß der Spannkonus axial verschiebbar im Futterkörper geführt ist, und daß im Futterkörper ein Druckpoister vorgesehen ist und das Druckstück und der Spannkonus gemeinsam gegen Jas Druckpolster abgestützt sind.

Bei dem Bohrfutter nach der Erfindung wirkt eier axiale Bohrdruck vom Ende des Hohrerschaftes über das axial verschiebbare Druckstück auf das Druckpolster, das den Bohrdruck unter Richtungsumkehr an den an ihm abgestützten Spannkonus weitergibt. Das w> bewirkt eine die Nachspannung erzeugende axiale Relativverschiebung zwischen den Spannbacken und dem Spannkonus. Die Spannbacken bzw. der Spannkonus können dabei unmittelbar oder unter Zwischenschaltung weiterer Kraftübertragungsglieder am Druckpolster abgestutzt sein.

Ais Druckpolster im Sinne der Erfindung ist jede Konstruktion geeignel, die in der Lage ist, die axial nach hinten gerichteten Druckkräfte des Druckstückes als axial nach vorn gerichtete Nachspannkräfte gleichmäßig auf den Spannkonus zu übertragen. Beispielsweise kann das Druckpolster eine Hydraulikfüllung sein, die in einen Zylinderraum des Futterkörpers eingeschlossen ist, wobei das Druckstück als zentraler Kernkolben ausgebildet ist und ein zu diesem gegenläufiger und ihn umgebender Ringkolben dazu dient, den Spannkonus zu belasten. Es besteht aber auch die Möglichkeit, das Druckpolster aus mechanisch starren Druckübertragungsstücken aufzubauen. Eine in dieser Hinsicht bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß im Futterkörper ein das Druckstück umgebender und zu ihm gegenläufiger Druckring vorgesehen ist, daß das Druckstück und der Druckring an ihrer dem Boden des Futterkörpers zugewandten Seite mit einander entgegengesetzt konischen Ringflächen versehen sind, und daß in den zwischen diesen Ringflächen und dem Boden des Futterkörpers gebildeten, im Querschnitt sich nach vorn zum Werkzeug hin verjüngenden Ringraum starre, an c<.-n Ringflächen und an dem Boden des Futterkörpers anlegende Druckübertragungsstücke eingelegt sind. Die einerseits am Boden des Futterkörpers und andererseits einmal ?n der konischen Ringfläche des Druckstückes und zum andere.! an der konischen Ringfläche des Druckringes abgestützten Druckübertragungsstücke bilden gleichsam ein Keilgetriebe. Wird das Druckstück unter dem axialen Bohrdruck des Bohrerschaftes gegen den Boden des Futterkörpers bewegt, so werden dabei die Druckübertragungsstücke an der konischen Ringfläche des Druckstückes radial auswärts gedrückt und bewirken über die konische Ringfläche des Druckringes dessen Verstellung nach vorn im Sinne der gewünschten Nachspannung. Die Druckübertragungssiücke können Kugeln sein. Im Interesse einer geringeren Flächenpressung empfiehlt sich aber eine Anordnung, bei der die Druckübertragungsstücke Ringsegmenic bind, deren Seitenflächen den Neigungen der Ringflächen des Druckstückes und des Druckringes angepaßt sind. Eine derartige Ausführungsform ist besonders für Schlagbonrmaschinen mit ihren im Bohrfutter auf den Bohreroder Meißelschaft zu übertragenden, unter Umstanden sehr hohen Schlagkräften geeignet.

Im übrigen kann die '"rfindung ohne weiteres auch mit der beim drehenden IJohren bekannten, eingangs beschriebenen V/eise des Naehspannens kombiniert werden. In diesem Fall ist vorgesehen, daß die Spannhülse im drehfesten Eingriff mit den Spannbacken steht und für ihr Gewinde am Futterkörper der Gewindesinn so ,gewählt ist, daß beim drehenden Bohren in an sich bekannter Weise eine Nachspanntng durch das zu Übertragelide Drehmoment erfolgt.

Ini folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Atisführungsbeispiel naher erläutert; es zeigt

Fig. 1 ein Bohrfutter nach der Erfindung, teils im Längsschnitt,

Fig. 2 einen Schnitt in Richtung H-Il durch das Bohrfutter nach Fig. 1,

Fig. J einen Schnitt in Richtung lll-lll in Fig. 2.

In der Zeichnung sind der Futierkörper mit I, der Spannkonus mit 2 und die an der Kegelfläche 3 des Spannkonus geführten Spannbacken mit 4 bezeichnet. Die Spannbacken ι umgeben eine Einspannöffnung 5 für den nicht dargestellten Schaft des Bohrwerkzeuges. Durch eine axiale Relativverschiebung zwischen! dem Spannkonus 2 und den Spannbacken 4 werden diese

radial zur Achse der Einspannöffnung versiellt. um den Schaft des Bohrwerkzeuges einzuspannen oder freizugeben. In den Fig. 1.2 ist jeweils in der linken Hälfte der vollständig geschlossene Zustand, in der rechten Hälfte der offene Zustand des Futters dargestellt. An ihrem in Richtung der Erweiterung des Spannkonus 2 zeigenden Ende 6 sind die Spannbacken 4 axial abgestützt. Diese axiale Abstützung erfolgt durch einen Bund der Spannhülse 7. Wie insbesondere die Fig. 2 bei Sa erkennen läßt, steht die Spannhülse 7 in drehfester Verbindung mit den Spannbacken 4. Der Spannkonus 1 verjüngt sich nach hinten vom Werkzeug fort, was in der Darstellung in F i g. I und 2 eine Verjüngung nach oben bedeutet. Die Einspannöffnung 5 ist im Futterinneren stirnscitig durch ein axial verschiebbares Druckstück 8 abgeschlossen. Weiter ist im Futterkörper 1 e'n allgemein mit 9 bezeichnetes Drtickpolster vorgesehen. Gegen dieses Druckpolster sind sowohl das Druckstück Il utc uiw-h ili>r :tvi:il vprsrhiphhn rc ^nannli ηηιις 7 herausragenden Stellbolzen 21. Außen am Futterkörpe I ist ein Stellring 22 drehbar gelagert, der eine den Stellbolzcn 21 anliegende Stellkurve 23 aufweist, übe die durch Verdrehen des Stellringes 22 des Stellbolzei 21 und mit ihm der Keilring Ib gegen den Druck de Feder 18 verschoben werden kann.

Die Spannhülse 7 umgreift außen den Futterkörper ι und ist in einem dort vorgesehenen Gewinde 2' verdrehbar.

to Bei in die Einspannöffnung 5 eingesetztem und dm I Verdrehen der Spannhülse 7 zunächst lose vorgesp mn tem Bohrerschaft führt der axiale Bohrdruck zu einci Verschiebung des Bohrerschaftes, bis dessen Ende an Druckstück 8 anliegt. Der axiale Bohrdruck verschieb das Druckstück 8 in das luttcrinnerc hinein, in dci Zeichnung also nach oben. Das führt zu einem radialer Ausweichen der Ringsegmente 11 und dies wiederum zi einem Verschicben des Druckringes 10 im Bohrfuttci

abgestützt.

Die Abstützung des Spannkonus am Druckpolster 9 erfolgt indirekt über einen Druckring 10. Das Druckpolslcr9 ist aus starren Druckübertragungsstücken in Form von Ringsegmenten 11 gebildet. Das Druckstück 8 und der ihn umgebende und zu ihm gegenläufige Druckring 10 sind an ihrer dem Boden 12 des Futtcrkörpers 1 zugewandten Seite mit einander entgegengesetzt konischen Ringflächen Π, 14 versehen, die mit dem Boden 12 des Futtcrkörpers 1 einen Ringraum 15 bilden, der sich im Querschnitt nach vorn zum Werkzeug hin. in der Zeichnung also nach unten verjüngt, und in den die Ringsegmente 11 eingelegt sind, deren Seitenflächen den Neigungen der Ringflächen 13, 14 angepaßt sind. Die Keilsegmente 11 besitzen im Futterkörper I radiales Spiel, so daß sie sich je nach Stellung des Druckstückes 8 in Bezug auf den Druckring 10 radial nach innen oder außen verschieben können.

Der Druckring 10 ist mit einem Keilring 16 zusammengesetzt. Fr b-'sit/l hierzu eine zur Querschnittsebene des Bohrfutters in eine Richtung leicht schräggestellte Stirnfläche 17. deren .Schrägstellung besonders in F i g. 2 deutlich erkennbar ist. Längs der schrägen Stirnfläche 17 ist quer zur Achse des Bohrfutters der Keilring 16 gegen eine Druckfeder 18 verschiebbar, wobei sich die axiale Höhe des Keilringes 16 in Druckrichtung der Feder 18 verjüngt, wie ebenfalls die Fig. 2 deutlich erkennen läßt. Wird daher der Keilring 16 gegen die Druckfeder 18. in F i g. 2 also nach rechts verschoben, verringert sich die für die Abstützung des Spannkonus an den Ringsegmenten 11 wirksame axiale I änge des Druckringes 10.

Der Keilring 16 ist in Verschiebungsrichtung mit einer Führungsleiste 19 in einer Quernut 20 des Druckringes geführt und besitzt an der der Druckfeder 18 gegenüberliegenden Seite einen aus dem Futterkörper 1 !Π tie

EilitO Π^ϊί-'Γΐ ΙίΠίΟΠ.

M sich zunächst der Keilring 16 unter dem Druck dei Feder 18 in der in den F i g. 2 dargestellten linker Endstellung, so führt die genannte Verschiebung de: Druckringes 10 über den Keilring 16 zum Nachspannen da der Spannkonus fester über die axial feststehender Spannbacken geschoben wird.

Sollte beim schlagenden Bohren unten den u. U. sch starken Schlagbcanspruchungen die Nachspannung s< groß g'worden sein, daß der Schaft des Bohrers nich mehr durch Verdrehen der Spannhülse 7 gelöst werder

JO kann, so wird der Stellring 22 aus seiner Ausgangsstel lung verdreht, wobei die dann flacher werdende Stellkurve 23 den Stellbolzen 21 'ind damit den Keilrinj 16 gegen die Feder 18 verschiebt. Dadurch wird dii Nachspannung gelöst, so daß die Spannhülse 7 zun endgültigen Öffnen des Bohrfutters von Hand verdreh werden kann. Durch die Ausführung der einen Teil de Einspannöffnung 5 bildenden zentralen Aussparung 2i im Keilring 16 und der den Durchtritt des Stellbolzen: 21 durch die Seitenwand des Futterkörpers 1 ermögli chenden Öffnung 26 jeweils als Langloch wird die bein Nachspannen erfolgende axiale und die zum Lösen de Nachspannung benötigte transversale Verlagerung de:

Keilringes 16 nicht behindert.

Im Ausführungsbeispiel kann im übrigen die Nach spannung mittels des axialen Bohrdruckes ohm weiteres kombiniert werden mit der bekannter Nachspannung unter Ausnutzung der beim drehender Bohren zwischen Futter und Bohrerschaft zu übertra genden Drehmomente. Ist nämlich der Bohrerschaf voreingespannt, so ist er über die Spannbacken < drehfest mit der Spannhülse 7 verbunden. Führe, nur die Drehmomente zu einer Verdrehung der Spannhülse 7 gegenüber dem Futterkörper 1 im Sinne eine: Schließens des Futters, so erfolgt die Nachspannung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Nachspannendes Bohrfutter mit einem Futterkörper, einem sich nach hinten vom einzuspannenden Werkzeug fort verjüngenden Spannkonus und mit an der Kegelfläche des Spannkonus geführten Spannbacken, die eine Einspannöffnung für den Schaft des einzuspannenden Werkzeuges umgeben und durch eine axiale Relativverschiebung zwischen dem Spannkonus und den Spannbacken radial zur Achse der Einspannöffnung verstellbar und dab*i an ihrem in Richtung der Erweiterung des Spannkonus zeigenden Ende an einer den Futterkörper außen übergreifenden Spannhülse abgestützt sind, und mit einem die Einspannöffnung im Futterinneren si.irnseitig abschließenden, axial verschiebbaren Druckstock, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannhülse (7) in einem außen auf dem Futterkörper (1) vorgesehenen Gewinde (24) verdrehbar ist daß der Spannkonus (2) axial verschiebbar im Futterkörper (1) geiuart ist, und daß im Futterkörper (1) ein Druckpolster (9) vorgesehen ist und das Druckstock (8) und der Spannkonus (2) gemeinsam gegen das Druckpolster (9) abgestützt sind.

2. Bohrfutter nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Futterkörper (1) ein das Druckstück (8) umgebender u;>d zu ihm gegenläufiger Druckring (10) vorgesehen ist, daß das Druckstück (8) und der Druckring (10) an ihrer dem Boden (12) des Futterkörpers (1) zugewandten Seite mit einander entgegengesetzt konischen Ringflächen (13, 14) versehen sind, und daß in den zwischen diesen Ringflächen (U, 14) ui J dem Boden (12) des Futterkörpers (1) gebiHeten, im Querschnitt sich nach vorn zum Werkzeug iin verjüngenden Ringraum (15) starre, an den Ringflächen (13,14) und an dem Boden (12) des Futterkörpers anliegende Druckübertragungsstücke eingelegt sind.

3. Bohrfutter nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Druckübertragungsstücke Kugeln sind.

4. Bohrfutter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckübertragungsstücke Ringsegmente (11) sind, deren Seitenflächen den Neigungen der Ringflächen (13, 14) des Druckstükkes (8) und des Druckringes (10) angepaßt sind.

5. Bohrfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannhülse (',') im drehfesten Eingriff mit den Spannbacken (4) steht und für ihr Gewinde (24) ain Futterkörper (1) der Gewindesinn so gewählt ist, daß beim drehenden Bohren in an sich bekannter Weise eine Nachspannung durch das zu übertragende Drehmoment erfolgt.