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Spannfutter r zugleich schlagend und bohrend arbeitende Kraftwerkzeuge,
wie sie beispielsweise lurch Schlagbohrmaschinen und Bohrhämmer verkörpert werden,
sind Spannfutter it mindestens zwei Spannbacken bekannt, bei denen in die aus dem
Werkzeug und den Teilen des Spannfutters gebildete Verspannungskette (Verstellmechanimus-Spannbacken)
ein elastisches Glied eingefügt ist. Durch dieses elastische Glied, das beispielsweise
durch eine Teller- oder Druckfeder verkörpert sein kann, soll erreicht werden, daß
das Spannfutter die eingespannten Werkzeuge ohne künstlich zusätzlich erzeugte Reibung
sicher festhält und zugleich ein Pressen der spannenden Teile verhindert
Die
Auswirkung der beim Arbeiten mit solchen Kraftwerkzeugen infolge der auf das Spannfutter
übertragenen längsgerichteten Schläge auftretenden Relativbewegungen zwischen den
miteinander verspannten Teilen auf die Spannung des Fzltters wird aufgrund der Rückstellkraft
des elastischen gliedes z:,ar geringer als ohne die Verwendung eines solchen gliedes,
hinsichtlich der auf das drehende Werkzeug und damit auch auf das Spannfutter einwirkenden
Reaktionskräfte bzw. -momente bleibt das elastische Glied praktisch jedoch wirkungslos.
Außerdem bildet die Einheit Spannbacken - elastisches Glied ein schwingungsfähiges
System mit entsprecbenden Eigenkreisfrequenzen. Da die Erregerfrequenzen insbesondere
bei drehzahlsteuer- oder regelbaren Elektrowerkzeugen verschiedene Werte annehmen
können, sind Resonanzerscheinungen kaum zu vermeiden. Es besteht daher die Gefahr,
daß sich den erschütterungsbedingten Relativbewegungen zwischen den miteinander
verspannten Teilen Resonanzschwingungen überlagern, so daß der Werkzeugschaft solche
Dreh-und Verschiebebewegungen relativ zu den Spannbacken ausführt, die schließlich
eine auf einen entsprechenden Materialabrieb zurückgehende Durchmesserverringerung
des Werkzeugschafts und damit eine erhebliche erminderu der Spannkraft unter Umständen
bis zu deren vollständigen Aufhebung zur Folge hat.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Spannfutter
mit wenigstens zwei Spannbacken insbesondere für Schlagbohrmaschinen und Bohrhämmer
zu schaffen, bei dem eine erschütterungsbedingte Verminderung der Spannkraft und
damit auch eine Reduzierung der übertragbaren Drehmomente vermieden und die Gefahr
der Ausbildung von Resonanzen ausgeschaltet ist.
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Des weiteren ist Aufgabe der Erfindung, das Spannfutter so zu gestalten,
daß die Spannkraft bei zunehmendem Drehmoment durch selbsttätiges Nachstellen größer
wird.
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Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß die Spannbacken
in im Spannfutterkörper radial verlaufenden Nuten radial verschiebbar angeordnet
und an ihrer Ober- und Unterseite mit
zapfenförmigen Ansätzen versehen
sind, welche in spiralförmig verlaufenden Nuten des Einstellrings und der Einstellscheibe
geführt sind. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung stehen die Spannbacken unter
dem Einfluß einer federkraft, welche durch ein- oder mehrteilig ausgebildete Federelemente
aufgebracht wird.
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Als besonders vorteilhaft hat sich dabei die Verwendung von Druckfedern
erwiesen, die jeweils in einer im ipannfutter vorgesehenen und angenähert im rechten
Winkel zur#radialen Mittelachse des Jeweiligen Spannbackens verlaufenden Aus-nehmung
untergebracht sind. Den einzelnen SDanr.backen kann gegebenenfails auch eine gemeinsame-Ringfeder
oder dgl. zugeordnet werden.
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Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung, die eine
beispielsweise Ausführungsform eines nach dem Erfindungsgedanken ausgestalteten
Spannfutters schematisch veranschaulicht, noch näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Spannfutter, Fig.
2 einen Querschnitt durch das Spannfutter im Bereich der rannbacken, Fig. 3 eine
Draufsicht auf den eine Spiralnut enthaltenden, geschnittehen Sirstellring.
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~Wie den Fig. 1 und 2 zu entnehmen ist, enthält der an seinem antriebseitigen
runde einen Mitnahmekonus 1 für d ie Werkzeugspindel 2 aufweisende Spannfutterkörper
3 drei radial angeordnete Führurgsnuten 4 für die Spannbacken #, ferner drei angenähert
senkrecht zur radialen Achse b der Spannbacken verlaufende Bohrungen 7 zur Aufnahme
von Druckfedern 8 und Kugeln 9, welche auf die Federn einwirken. Die Druckfedern
stützen sich dabei Jeweils über eine Dichtleiste wo auf den Spannbacken ab und sind
spannbackenseitig durch Zapfen 11 geführt.
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Der Spannfutterkörper ist in seinem Mittenbereich so ausgespart.
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daß ein zylin#rischer Ansatz 12 verbleibt, der als Führung für eine
Einstellscheibe 13 dient. In dieser gegebenenfalls geschlitzten
Einstellscheibe
ist im Bereich ihrer Planfläche 14 eine Spiralnut 15 ausgespart, in welcher zapfenförmige
Ansätze 16 der Spannbacken geführt sind. Der den Spannfutterkörper im Bereich der
Spannbacken um- und werkzeugseitig bis auf die Einschiebeöffnung 17 fix das Werkzeug
18 abschließende Einstellring 19 enthält im Bereich seiner Planfläche 20 ebenfalls
eine Spiralnut 21, die spiegelbildlich zu der Spiralnut 15 in der Einstellt scheibe
13 angeordnet ist. In der Spiralnut 21 des- Einstellringes 19 sind die unteren zapfenförmigen
Ansätze 22 der Spannbacken geführt. Einstellring 19 und Einstellscheibe 13 sind
zusammengefaßt und bilden den Einstellkörper. Die Zapfen 16 und 22 der zweckmäßigerweise
zum Zentrum des Spannfutters hin sich keilförmig verjüngend ausgebildeten Spannbacken
dienen nicht nur zu deren Radial-Führung, sondern bilden gleichzeitig Drehpunkte
für die Spannbacken 5. Daher legen sich jeweils die der Druckfeder 8 abgewandten
Seiten 23 der Spannbacken aufgrund des auf sie ausgeübten Federdrucks an die Seiten
24 der f?ührungsnuten 4 an (vergleiche hierzu Fig. 1).
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung sind die Spannflächen 25
der Spannbacken 5 bezogen auf die durch die Führungszapfen 16 und 22 gebildeten
Drehachsen exzentrisch gestaltet, wobei der wirksame Keilwinkel vorzuseis so gewählt
ist, daß er innerhalb des selbsthemmenden Bereichs liegt.
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Die Arbeitsweise des beschriebenen Spannfutters ist wie folgt: Nach
dem Aufschieben des Spannfutters auf die erkzeugmaschinenspindel 2 wird der aus
der Einstellscheibe ;f und dem Einstellring 19 gebildete Einstellkörper von der
Werkzeugseite aus gesehen entweder im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn
so weit gedreht, bis das Werkzeug 18, beispielsweise ein Bohrer, in den Aufnahmeraum
17 des Spannfutters eingeschoben werden kann. Dabei bewegen sich im Falle einer
Drehung im Uhrzeigersinn die Spannbacken 5 in ihren Führungen 4 gleichmäßig nach
innen, bei entgegengesetzter Drehung gleichmäßig nach außen.
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Der in das Spannfutter eingeschobene Bohrer wird daraufhin durch manuelles
Drehen des Einstellkörpers in L'hrzeigersinn zunächst
leicht vorgespannt.
Das eigentliche Festspannen des Bohrers 18 erfolgt dann in bekannter Weise mittels
eines Spannschlüssels 26, der einen in eine Bohrung 27 des Spannfutterkörpers 3
eingreifenden Zapfen 28 aufweist und einen kegelförmigen Zahnkranz 29 enthält, welcher
in eine korrespondierende Verzahnung 30 der Einstellscheibe 13 eingreift. Die exzentrisch
ausgebildeten Spannflächen 25 der Spannbacken 5 verkeilen damit den Bohrer und halten
diesen im Spannfutter unter einer Mindestspannkraft.
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Wird das am Bohrer wirksame und dem Werkzeug damit abverlangte Drehmoment
größer, dann werden die Spannbacken um ihre Führungszapfen 16, 22 entsprechend und
in dem Sinne verdreht, daß die Klemmwirkung verstärkt und das vom Bohrer bzw. vom
Spannfutter übertragbare Drehmoment erhöht wird.
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Infolge der radialen Führung der Spannbacken bleibt deren Spannwirkung
praktisch unabhängig bzw. unbeeinflußt von den etwa unter einem Winkel von 900 da~u
auftretenden Stoßbeanspruchungen.
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Um eine definierte Auflagefläche für die auf die Druckfedern einwirkenden
Kugeln 9 und zugleich eine wenigstens unterstützend wirkende Arretierung des Einstellrings
19 zu erhalten, können an dessen Innenseite eine oder mehrere geeignete Ausnehmungen
31 vorgesehen sein. Ein Arretierungs- bzw. Reibungseffekt kann auch dadurch erzielt
werden, daß der Einstellring 19 an seiner Innenseite im Bereich der Auflageflächen
der Kugeln 9 eine Riffelung aufweist, die quer, parallel oder im Winkel zur Längsachse
des Spannfutters verlaufen kann.
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Um eine noch weitergehende Abdichtung der zwischen den Führungsnuten
4 und den Spannbacken 5 vorhandenen Spalte zu erzielen, können neben den Dichtleisten
10 weitere Dichtleisten 32 vorgesehen sein, die auf der anderen Seite der Spannbacken
angeordnet sind. Diese Dichtleisten machen entweder aufgrund ihrer Eigenelastizität
oder infolge Federkraft der Bewegungen der Spannbacken mit und bieten daher die
Gewähr für eine sichere Ab.
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dichtung der betreffenden Spalte-.