DE2344378A1

DE2344378A1 - Eindrehfutter fuer stiftschrauben u. dgl

Info

Publication number: DE2344378A1
Application number: DE19732344378
Authority: DE
Inventors: Siegfried Baeder; Otto Fauth
Original assignee: Otto Bilz Werkzeugfabrik GmbH and Co
Current assignee: Bilz Werkzeugfabrik GmbH and Co KG
Priority date: 1973-09-03
Filing date: 1973-09-03
Publication date: 1975-03-06
Also published as: DE2344378C2

Description

Dipi.-lng. W. Kehl

Patentbüro Eselingen a. Neckar ο ο / / ο ·? O

MarNn.tr·«· 22 - Tel. 358282 L O H H J / Q

Tel. 358282

Otto BiIz, Werkzeugfabrik
7301 Hellingen

Eindrehfutter für Stiftschrauben iu dgl.

Der Gegenstand dei Kr fin lung bezieht -sich auf ein Eindrehfuttci für Stiftschrauben und .dgl., so a.B. auch auf Gewindebohrer, die jeweils auf eine genaue Tiefe das Gewinde schneiden.

Es sind verschiedene Ausvühriitigem von Eindrehfufcfcern für Stiftschrauben bekannt, mittels welchen sie auf eine bestimmte ÜLeritehlänge in ein Werkstück eingedreht werden können. Die Drehiaoiufintraitnahmc eines Futters erfolgt z.B. über eine Klauenkupplung mit veraahnten Mitnehmerklauen, die sich bei Erreichen der Einschraub tiefe trennen und die Drehmoraentmitnahme unterbrechen (Gia. 7030226).

Bei einer solchen bekannten Ausführung sind die vorne mit Innengewinde versehenen Klemmbacken mittels Haltekugeln bereits schon vor dem Aufsetzen auf eine in ein Werkstück einzudrehende Stiftschraube geschlossen, wobei sie sich erst nach dem Einschrauben und nach dem Festziehen der Stiftschraube während des Abzuges des Futters selbsttätig aufspreizen und danach sofort sich wieder selbsttätig schließen. Dabei ist über einen in dem Gehäuse mittig liegenden Anschlagbolsen oder über eine über einen Quer-

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bolzen hinaus verlängerte Zylinderkopfschraube eine Rückholefeder übergeschoben, die mit ihrem anderen Ende sich gegea eine In das .Zangengehäuse eingesetzte Buchse abstützt. Der Querbolzen durchsetzt dabei den Sperrbolzen oder die Zylinderkopfschraube und endet beidneitig in den beiderseits anstehenden Klemmbacken, In das Zangengehäuse sind außerdem llaltekugeln eingesetzt, die innen In Ausnehmungen auf den Klemmbacken liegen und nach außen in der Schließlage durch einen Druckring gehalten sind, neben welchem sie in der freigegebenen Lage in eine Aussparung ausweichen können.

Ferner sind am Ende des Zangengehäuses Mitnahmekugeln eingelegt, die gleichfalls in Längsnuten der Klemmbacken eingreifen und die Drehmitnahme bewirken. Bei dem Aufsprei7-vorgang liegen die Haltekugeln über dem Querbolzen als Kipplage hinweg, so daß dip Klemmbacken sich nach außen spreizen. Nach dem Abziehen bringen die Rückholefedern das Zangenhäuse wieder in die Ausgangslage, zurück, also wieder über die Kipplage über den Querbolzen hinweg, so daß die Klemmbacken sich wieder schließen.

Solange die eingangs erwähnten Klauen voll in Eingriff stehen, sind sie keinem Verschleiß unterworfen, da die Anlageflächen der Klauen voll wirksam sind. Beim Erreichen der Einschraubtiefe der Mutterschraube werden die Klauen jedoch langsam getrennt, so daß die Mitnahmefläche immer mehr verkleinert und die Flächenbelastung ständig größer wird. Beim Eintritt der vollkommenen Trennung der Mitnahme durch die Klemmbacken erfolgt die weitere Drehmitnahme nur noch über die Kanten der Klauen, wodurch ein großer Verschleiß auftritt. Dieser ist wesentlich auch davon abhängig, wie groß das zum Einschrauben einer Stiftschraube erforderliche Drehmoment ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Klauenkanten auch nach der

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Trennung und bei welterlaufender Umdrehung der Maschinenspindel gegenseitig aus- oder anschlagen können, wodurch ein zusätzlicher Verschleiß auftritt.

Bei dem Gegenstand der Erfindung geht dessen Ausführung von der eingangs erwähnten Art aus und ist so getroffen, daß die vorgenannten Nachteile zuverlässig und vollkommen behoben sind. Zu diesem Zweck besitzt das Futter einen Aufnahmeschaft mit Längenausgleich auf Druck und Zug, was im wesentlichen durch die Ausbildung des Gehäuses und des Schaftendes erreicht wird. Ferner besteht die Klauenkupplung aus den Klauen eines Nockenringes und des Zangengehäuses .

Das Zangengehäuse ist an seinem rückwärtigen Ende hinter seinen Klauen auf der Stirnseite mit einer oder zwei einander diametral gegenüberliegenden Querbohrungen versehen, in denen Auslösekugeln eingelegt sind, die sich nach außen gegen eine Nute in dem Gehäuse und nach innen gegen einen Sperrbolzen anlegen. Diese Nute verläuft von der Innenseite des Gehäuses schräg nach außen und ist von einer ebensolchen Schrägfläche einer HaltebUchse begrenzt, so daß eine hohle dreieckförmige Nute entsteht.

Des weiteren wird ein Sperrbolzen in einem Nockenring geführt, der in das Gehäuse eingeschraubt ist und sich darin gegen einen inneren Anschlag legt. Der Nockenring ist ebenfallü mit Klauen versehen. Der Sperrbolzen ist in seiner Längsachse mit einer Stellschraube versehen, die nach rückwärts bis in das Schaftende verläuft und gegen eine Scheibe mit Sprengring abgestützt ist. Die vordere Stirnfläche des Sporrbo1zens ist abgeschrägt, so daß je nach der Stellung des Sperrbolzens die Auslösekugeln durch Auflaufen frei bzw. locker werden und den durch eine Zugfeder gespannten Sperrbolz««n frei geben, _wodurch sich schlagartig die Klauen

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zwischen dem Zangengehäuse und dem Kockenring voneinander lösen»

Durch die Erfindung wird somit die Aufgabe gelöst, ein Eindrehfutter für Stiftschrauben u« dgl. wesentlich und entscheidend zu verbessern, den Verschleiß der Klauenkupplung zu verhindern sowie die letztere schlagartig und sicher nach dem Eindrehen der Stiftschraube zu lösen und nach dem Abziehen des Futters dieses selbsttätig sofort wieder zu einem weiteren Einschraubvorgang vorzubereiten.

Weitere Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung sind in dem auf der Zeichnung schematisch dargestellten Aurführungsbeispiel, teilweise im Schnitt und teilweise in Ansicht, dargestellt. Hierbei zeigen

Fig. 1 den Längsschnitt: durch ein Eindrehfutter in der Stellung während des Einschraubverganges,

Fig. 2 dasselbe Futter in der Stellung nach einer eingeschraubten Stiftschraube,

Fig. 3 dieselbe Stellung wie in Fig. 2, jedoch in ausgeklinkter Stellung der Klauenkupplung,

Fig. 4 das gleiche Futter während des Abziehens von einer eingeschraubten Stiftachraube,

Fig. 5 ein Einzelteil des Futters in vergrößertem Maßstab mit eingeklinkter Stellung der Klauenkupplung,

Fig. 6 dieselbe Ansicht mit ausgeklinkter Stellung der Klauenkupplung.

Fig. I zeigt ein Ausführungsbeispiel des Eindrehfutters mit aufgenommener Stiftschraube 36 während des üblichen Eindrehvorganges. Die Klemmbacken 5 sind dabei geschlossen und umfassen mit ihrem Gewinde die Stiftschraube 36. Als Anschlag in axialer Richtung dient der mittels der Feder 7 axial abgefederte, in der Längsachse angeordnete Anschlagbolzen Die beiden einander gegenüberliegenden Klemmbacken 5 sind in dem umgebenden ZangengehMuse 4 gelagert und werden mittels

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der durch einen Druckring 20 gehaltenen Mitnahmekugel 9 in Drehrichtung mitgenommen. Die weiter rückwärts in dem Zangengehäuse 4 angeordneten Sperrkugeln 10 sperren die Klemmbacken 5 in dem Zangengehäuse 4, so daß diese sich nicht öffnen können.

Die Drehmomentübertragung erfolgt von der Maschinenspindel 1 bzw. über deren Schaftende la über die Umfangskugeln 11 auf das Gehäuse 2, die in ihrer Lage in einer Längsrille 22 in dem Schaftende la durch den übergeschobenen Deckring 21 gehalten werden. In dem Gehäuse 2 ist der Nockenring 3 bis zu dem Anschlag 23 im Inneren des Gehäuses 2 eingeschraubt, wobei über dessen Klauen 3a das Drehmoment auf die Klauen 4a des Zangengehäuses 4 und damit über die Kugeln 9 auf die Klemmbacken 5 übertragen werden.

Das Zangengehäuse 4 ist auss'ßn hinter den Sperrkugeln 10 mit einer* Längsnute 25 versehen, in die eine in das Gehäuse 2 eingesetzte Stellschraube 26 eingreift, wodurch die Längsbewegungen des Zangengehäuses 4 begrenzt werden. Mach dem rückwärtigen Ende des Zangengehäuses 4 zu sind in dem letzteren eine oder zwei Querbohrungen 27 angebracht, in welchen Auslösekugeln 13 gehalten sind. Um mit kleinen Kugeln 13 auskommen zu können, die an einer Stelle des Umfanges oder an zwei Stellen einander gegenüber liegen, sind jeweils zwei Kugeln 13 nebeneiander angeordnet. Die Auslöse-* kugeln 13 legen sich auf der einen Seite gegen das Gehäuse und auf der anderen Seite gegen einen mittig angeordneten Sperrbolzen 12 an.

Zu diesem Zweck ist in dem Gehäuse 2 von innen nach außen eine kleine Schrägnute vorgesehen, der gegenüber eine ebensolche Schrägnute angeordnet ist, die in einer Haltebuchse 28 sieb befindet, so daß eine kleine etwa dreieckförmige ringförmige hohle Schrägnute 29 entsteht. Die Haltebuch.ee

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— filet so lang, daß sie gleichzeitig auch die Sperrkugeln IO nach außen abdeckt ι. Hinter den Querbohrungen 27 geht das Zangengehäuse 4 in seine Klauen 4a Über, die in die Klauen 3a des Nockenringes 3 eingreifen.

Der Sperrbolzen 12 wird an seinem rückwärtigen Ende durch eine Zugfeder 16 beaufschlagt, die sich an ihrem anderen Ende gegen eine in das Gehäuse 2 eingesetzte Z-förmige Büchse 30 anlegt. Ferner ist der Sperrbolzen 12 durch eine Stellschraube 17 in der Längsachse nach rückwärts verlängert, welche auf einer Scheibe 14 aufliegt, die in dem Schaffende la durch einen Sprengring 15 gehalten ist. Das vordere Ende des Sperrbolzens !2 ist mit einer n.ach innen abgeschrägten Umfangskante 18 versehen.

Die besondere Ausbildung der Klauen 3a auf dem Nockenring und der Klauen 4a auf dem Zangengehäuse 4 sind in ihren beiden Endstellungen aus Fig. 5 und Fig. 6 zu ersehen. Die Mitnahmeflächen 19 in Verdrehrichtung sind unter einem Winkel zur Längsachse geneigt, der größer ist als der Selbsthemmung entspricht. Beim Auftreten eines Drehmoments entsteht dadurch eine axiale Kraft, welche versucht, die Klauen 3a und 4a außer Eingriff zu bringen. Während des norma-' len Einschraubvorganges werden die letzteren Über den Sperrbolzen 12 durch die Auslösekugeln 13 zusammengehalten.

. Nach dem Einschraubvorgang, also nach dem Vorschub der Maschinenspindel, der etwa der Steigung der Stiftschraube 6 entspricht oder etwas größer ist, wird der Vorschub der Maachinenspindel unterbrochen, sie dreht sich aber weiter. Der Aufnahmeschaft 1 ist mit der Maschinenspindel verbünden und bleibt somit in Axialrichtung stehen, ebenso auch der Sperrbolzen 12 mit der Stellschraube 17 und der Scheibe 14. Dabei bewegt sich das Gehäuse 2 mit den Kugeln 13 auf das atirnseitige Ende des Sperrbolzens !2 zu (Fig. 2). Die Zugfeder IiT wird hierbei gespannt.

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Wie aus Figur 5 ersichtlich ist, sind die Nocken 3« und 4a miteinander noch im vollen Eingriff, Werden Jedoch die Kugeln 13 infolge der weiterhin noch vorhandenen Drehung bis zum Ende des Sperrbolzens 12 gebracht, so können diese nach innen bis unter die Umfangskante 18 des Sperrbolzens 12 austreten (Fig.3). Die inneren Umfangskanten der Querbohrungen 24 sind etwas eingebördelt, damit die Kugeln 13 nicht nach innen herausfallen können. Durch die an sich geringe radiale Bewegung der Auslösekugeln 13 wird die axiale Verriegelung zwischen dem Nockenring 3 und dem Zangengehäuse 4 aufgehoben.

Die zuvor gespannte Zugfeder 16 kann daher;das Gehäuse mit dem eingeschraubten Nockenring 3 zurückziehen, so daß sich die Klauen 3a und 4a schlagartig vollkommen voneinander trennen. Der Nockenring 3 kann sich nunmehr frei verdrehen und der Einschraubvorgang wird dadurch zuverlässig unterbrochen. Außerdem können keinerlei Vereckungen oder Verschleißerscheinungen auftreten.

Wenn die Maschinenspindel 1 axial zurückgefahren wird, öffnen sich die Klemmbacken 5 selbsttätig und geben die eingeschraubte Stiftschraube 3 (Fig. 4) frei. Der Sperrbolzen 12 kann mittels Gewinde auf der Stellschraube 17 axial verstellt werden, wodurch die Sperrung früher oder später freigegeben wird und die Einschraub tiefe dadurch verändert bzw. einregelbar ist.

Vor dem nächsten Einschraubvorgang schließen sich die Klemmbacken 5 selbst wieder. Das Zangengehäuse 4 mit den Auslösekugeln 13 wird dabei in Richtung des Nockenringes axial verschoben. Der Sperrbolzen 12 macht diese Bewegung zwangsläufig mit, bis die Kugeln 13 in die Schrägnute 29 ausweichen können. Dabei wird der Sperrbolzen 12.durch die Feder 16 nach vorne bis zum Anschlag an dem Sprengring 15 gebracht, so daß die Klauen 3a und 4a wieder voll in einander greifen. Das Eindrehfutter ist somit für den nächsten Eindrehvorgang wieder bereit.

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~* c —

Da das Eindrücken der nächsten Stiftschraube 36 in die Klemmbacken 5 bei sich, drehender Spindel erfolgt, bereitet das Einkuppeln der Klauen 3a und 4a keine Schwierigkeit. Bar Längenausgleich, und zwar die axiale Verschiebemögliehkeit von dem Schaftende la zu dem Gehäuse 2 erfolgt zweckmäßigerweise auf Druck durch die in das hohle Schaftend« la eingelegte Druckfeder 27, die sich nach außen gegen die Scheibe 14 abstützt, sowie auch auf Zug mittels der Zugfsdcr 16. Dadurch können VorschubSchwankungen zwischen der Maschinenspindel und der Gewindesteigung der einzudrehenden Etiftschraube alisgeglichen werden. Das Prinzip der vorbeschriebenen., auslösenden Klauenkupplung ist im übrigen auch verwendbar- für andere ähnliche Zwecke, so 2.B. um ein Gewinde auf genaue Tiefe mittels Gewindebohrer ru schneiden.

SAD ORIGINAL

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Claims

Patentansprüche

Eindrehfutter für Stiftschrauben u. dgl. mit Zangengehäuse, Klemmbacken, Mitnahme-; und Sperrkugeln sowie Sperrbolzen und Rückholefeder sowie mit Klauenverbindung, dadurch gekennzeichnet , daß das Zangengehäuse (4) an seinem rückwärtigen Ende mit ein oder zwei Querbohrungen (24) versehen ist, in denen Auslösekugeln (13) untergebracht sind, die sich einersaits gegen das Gehäuse (2) und andererseits gegen einen längsachsig angeordneten Sperrbolzen (12) abstützen,
2. Eindrehfutter Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösekugeln (13) sich in eine kleine Schrägnute des Gehäuses (2) einlegen, der gegenüber eine ebensolche Schrägnute angeordnet ist, welche sich in einer Haltebuchse (28) befindet, so daß eine etwa dreieckförmige, hohle Schrägnute (29) entsteht»
3. Eindrehfutter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zangengehäuse (4) in Klauen (4a) endet, denen die Klauen (3a) eines Nokkenringes (3) entgegenstehen, der in das Gehäuse (2) bis zu einem inneren Anschlag (23) fest eingeschraubt ist.
4. Eindrehfutter nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende des Sperrbolzens (12) mit einer nach innen abgeschrägten,Umfangskänte (18) versehen ist.

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5. Eindrehfutter nach Anspruch i bis 4 , dadurch ■gekennzeichnet , daß der Sperrbolzen (12) an" seinem rückwärtigen Ende durch eine Zugfeder (16) beaufschlagt ist» die sich mit ihrem anderen Ende gegen eine in das Gehäuse (2) eingesetzte,Z-förmige Büchse (30) anlegt.
6. Eindrehfutter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Sperrbolzen (12) in seiner Längsachse durch eine Stellschraube (17) verlängert ist, welche auf einer Scheibe (14) aufliegt, die in dem Schaftende (la) durch einen Sprengring (15) gehalten ist·
7. Eindrehfutter nach einem oder raehreren der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach, dem Einschrauben der Stiftschraube (36) sich die Auslösekugeln (13) durch den Vorschub des Zangecgehäusas (4) an der schrägen Umfangskante (18) auflaufen und damit die Sperre zwischen dem Sperrbolzen (12) und dem Zangengehäuse (4) aufheben, so daß der Sperrbolzen (12) durch* die Zugfeder Of») und der Nockenring (3) durch das Gehäuse (2) zurückgehen und die Klauen 3a und 4a sich

.schlagartig voneinander trennen.

8» Eindrehfutter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichne t , daß die Klauen (3a und 4a) mit schräg zur Längsachse verlaufenden aufeinander liegenden Mitnahmeflächen Cl 9) versehen sind.

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