DE2504219A1

DE2504219A1 - Spannfutter

Info

Publication number: DE2504219A1
Application number: DE19752504219
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Amyot SA
Current assignee: Amyot SA
Priority date: 1974-02-19
Filing date: 1975-02-01
Publication date: 1975-08-21
Also published as: GB1502651A; FR2261091B1; US4060251A; FR2261091A1; JPS50119374A

Description

Dr.R./P/RK 30.I.I975

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Etablissements AMYOT S.A.

1, rue Denis-Papin

Pontarlier (Doubs)/Frankreich

Spannfutter

Die Erfindung bezieht sich auf ein zahnschlüsselbetätigbares Spannfutter, insbesondere für elektromotorisch angetriebene Bohrmaschinen, mit Werkzeug-Greif Organen wie Spannbacken, die in geneigt zur Spannfutterachse ausgerichteten Schächten längsgeführt im Spannfutter-Grundgehäuse eingelagert sind, und mit einem auf dem Grundkörper angeordneten, die Greiforgane unter Drehbewegung verstellenden Zahnkranz.

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Es sind bereits Spannfutter für Schlagbohrmaschinen bekannt, die aber unter Berücksichtigung der Schlag-Belastung bestimmte stabilisierende Umrüstungsmaßnahmen erfordern. Diese wirken sich jedoch kostenmäßig erheblich aus, da im Interesse einer längeren Lebensdauer auf teures Material zurückgegriffen werden muß.

Aufgabe der vorliegenden Erfingung ist es, insbesondere, d.h. zusätzlich zu den sich aus Beschreibung und Ansprüchen ergebenden Aufgabenstellungen, ein Spannfutter der aufgezeigten Gattung dahingehend auszubilden, daß neben herstellungstechnisch einfachem, materialsparenden, belastungsangepaßten Aufbau selbst unter Aufbringung hoher Spannkräfte die angestrebte Gebrauchssicherheit erhalten bleibt.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den Ansprüchen 1 und 3 angegebene Erfindung.

Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen dieser Lösung dar.

Zufolge solcher Ausgestaltung ist ein herstellungstechnisch einfaches, gebrauchsvorteilhaftes Spannfutter der aufgezeigten Gattung verwirklicht: Sein Aufbau ist auf

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eine geringe Anzahl von Einzelbauteilen beschränkt. Diese sind kräftemäßig günstigst ausgelegt. Der periphere Abschnitt der mit dem Gewinde der Greiforgane zusammenwirkenden Mutter ragt formangepaßt in den als Stellhandhabe dienenden Zahnkranz. Seine Innenhöhlung ist dazu entsprechend vergrößert, und zwar unter Ausbildung mindestens einer maschinenseitig weisenden, einen Stützhalt schaffenden, somit auch Schlag- und Druckbelastungen aufnehmenden Schulter. Diese wird vom Verzahnungsabschnitt des Kranzes voll übergriffen. Die durch den Zahnschlüssel infolge erheblichen Flankendrucks aufgebrachte Belastung in Richtung der Zahnkranzwandung wird günstigst aufgenommen durch die satte Auflage des Zahnkranzes an der Spannmutter. Die Greifsicherheit der Spannbacken ist optimiert. Mindestens die beweglichen Teile des Spannfutters werden zweckmäßig aus Sintermetall ge-" fertigt. Neben einem Preisvorteil ist gleichzeitig auch der einer hohen Festigkeit erreichbar. Dies vergrößert die Lebensdauer eines solchen Spannfutters trotz hoher mechanischer Beanspruchung. Die wahlweise Zuordnung eines mindestens einen Teilabschnitt des Spannfutter-Grundkörpers abdeckenden Schutzmantels ist ebenfalls günstig. So kann der Zahnkranz eine Höhe aufweisen,

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die für die Ausbildung der vergrößerten Einlagerungsinnenhöhlung in stabilisatorischer Hinsicht benötigt wird. Die Restlänge wird durch den erwähnten Mantel gebildet, der aus besonders preisgünstigem Material bestehen kann. Hier bietet sich vor allem auch Kunststoff an. In einem Falle, in dem der Zahnkranz unmittelbar auf die Spannmutter aufgezogen ist, kann ein solcher Schutzmantel auch noch den ungezahnten Abschnitt des Zahnkranzes selbst abdecken, indem der Schutzmantel unmittelbar auf den Zahnkranz aufgezogen wird. Im anderen Fall weist der Schutzmantel werkzeugseitig einen ersten Abschnitt kleineren Durchmessers und maschinenseitig einen Abschnitt größeren Durchmessers auf, wobei diese Abschnitte über einen stufenförmigen Mittelabschnitt verbunden sind und wobei der Schutzmantel mindestens auf dem Abschnitt kleineren Durchmessers vom Zahnkranz überfangen ist. Auf diese Weise ist der Schutzmantel zwischen den beiden genannten Teilen eingeschachtelt. Er läßt sich auch hier optimal verankern. Ein günstiges Mittel der außenseitigen Schutzmantel-Festlegung, insbesondere bei aus Kunststoff gefertigtem Schutzmantel besteht darin, daß dieser einen nach innen vorspringenden Ringbund aufweist, der in eine entsprechende Kehle des umfaßten Bauteiles, wie beispielsweise den Zahnkranz oder die Spann-

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mutter einschnappbar ist. Eine solche Verbindung läßt sich bedarfsweise lösen. Dies kann dann der Fall sein, wenn der Schutzmantel zum Zwecke des Schmierens, also zur Zugänglichkeit des Inneneingerichtes auf dem Spannfutter-Grundkörper verschoben werden soll. Eine andere günstige Möglichkeit der Verbindung von Schutzmantel und Zahnkranz besteht darin, daß der Schutzmantel auf einen entsprechend hinterschnitten konisch gehaltenen, abgesetzten Abschnitt des Zahnkranzes aufgezogen wird. Bei entsprechend abgesetzter Ausbildung des Zahnkranzes findet das werkzeugseitige Stirnende des Schutzmantels einen satten, randgeschützen Begrenzungsanschlag. Der Grad der Konizität ist abhängig von der Dehnfähigkeit bzw. Rückstellkraft des verwendeten Materiales. Es ist hierbei zusätzlich günstig, wenn der Schutzmantel maschinenseitig eine Ringschulter ausbildet, die sich auf eine entsprechende Gegenschulter am maschinenseitigen Ende des Spannfutters auflegt. Diese Gegenschulter kann durch einen Ringkragen am Spannfutter-Grundkörper realisiert sein. Eine günstige Variante besteht diesbezüglich darin, daß der Mantel an seinem maschinenseitigen Ende eine aufgerichtete Anschlagfläche besitzt, die gegen eine werkzeugseitige Ringschulter des Spannfutter-Grundkörpers tritt. Zur Bildung der mantelseitigen Anschlagfläche wird dem Mantel eine nach innen vorspringende Ringrippe angeformt. Die hierbei auftretende Materialanhäufung bringt zudem eine günstige Verstär^r^n^^gspg ^r^Len Mantelendes. Die

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noch getroffene Maßnahme, daß das Spannfutter maschinenseitig ein den Ringspalt zwischen Mantel und Grundkörper bis auf ein Minimum reduzierendes Schließstück aufweist, verhindert das Eindringen von Schmutz, Bohrspänen etc. einerseits und den Austritt des Schmiermittels andererseits.

Weitere Vorteile und Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung sind nachstehend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäß ausgebildete Spannfutter gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Spannfutter gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch das Spannfutter gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 in vergrößtertem Maßstab einen Teilabschnitt des Spannfutters und

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Fig. 5 ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäß ausgebildeten Spannfutter, und zwar ebenfalls im Längsschnitt.

Das dargestellte Spannfutter besitzt einen Grundkörper 1. Dieser weist einerends eine zylindrische und anderenends eine konische Bohrungs auf. Die eine dient zur Aufnahme eines Werkzeugs während die andere der Motorspindel vorbehalten ist. Ferner weist der Grundkörper 1 drei Schächte 11 für das Werkzeug, wie beispielsweise einen Bohrer, festhaltende Backen 2 auf.

Die Backen 2 werden unter Relativbewegung zwischen Grundkörper 1 und einer Spannmutter 3» deren Stirnfläche 31 werkzeugseitig liegt, bewegt. Die Mutter 3 besitzt eine konische Gewindebohrung. Ihr Gewinde wirkt mit einer entsprechenden Gewindezahnung an der Außenseite der Spannbacken 2 zusammen. Sie ist in einer formangepaßten Ringnut des Grundkörpers 1 eingelagert. Die Ringnut kreuzt die Schächte 11.

Die Längsachse der Spannbacken 2 verläuft in einem Winkel von 15 Grad geneigt zur Längsachse des Spannfutters.

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Die Spannmutter 3 tritt mit ihrer Rückfläche 33 gegen eine Schulter 12 des Grundkörpers 1. Die Spannmutter ist in beiden Richtungen abgestützt.

Der Spannmutter 3 ist ein Zahnkranz 4 zugeordnet. Letzterer ist gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ringartig auf die Spannmutter 3 aufgezogen bzw. gepreßt.

Der Zahnkranz 4 besitzt an seinem vorderen, d.h. werkzeugseitigen Abschnitt Zähne 41. Letztere wirken mit der Umfangszahnung eines herkömmlichen Spannschlüssels zusammen. Dieser besitzt zwölf Zähne. Sein Ende geht in einen zentral liegenden zylindrischen Zapfen über," der in eine entsprechende Bohrung 13 in Form einer Sackbohrung im vorderen Abschnitt des Grundkörpers 1 eingeführt wird.

Auf den Zahnkranz 4 ist ein hülsenartiger Schutzmantel 5 aufgezogen. Der Zahnkranz 4 weist in seinem vorderen Abschnitt einen geringeren Durchmesser auf als in seinem rückwärtigen Abschnitt, in den er über eine Stufe bzw. Ringschulter übergeht.

Der Mantel 5 besitzt einen Innenkragen, dessen rückwärtige Schulter sich an der Stufe bzw. Ringschulter des Zahnkranzes 4 abstützt (vergl. Fig. 1).

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Diese Ausgestaltung -im vorliegenden Ausführungsbeispiel mag sie unter Verwendung von Blech realisiert sein- kann auch unter Anbringung von Rastmitteln weitergestaltet sein, wenn als Herstellungsmaterial Plastik bevorzugt wird.

In letzterem Fall ist der Mantel mit einem Innenkragen

versehen. Dieser tritt unter Nutzung der Rückstellkraft

dieses Materiales in eine Auskehlung 42 des Zahnkranzes 42 ein (vergl. Fig. 4).

Der Mantel 5 deckt also einen Abschnitt ab_s der sich vom querschnittsreduzierten Abschnitt des Zahnkranzes bis hin über den rückwärtigen Spannfutterabschnitt erstreckt.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist der Mantel 5 unmittelbar auf die Spannmutter 3 aufgezogen. Diese Mutter besitzt einen vorderen Abschnitt geringeren Durchmessers als der des rückwärtigen Abschnittes beträgt. Diese Abschnitte gehen über eine Stufe bzw. Ringschulter ineinander über.

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In diesem Pall weist der Mantel 5 ebenfalls einen vorderen Abschnitt geringeren Durchmessers als der des rückwärtigen Abschnittes auf. Diese beiden Abschnitte gehen auch hier in Form einer Stuge bzw. Ringschulter ineinander über.

Die vordere Zone des vorderen Mantelabschnittes ist mit einem Innenkragen versehen, dessen mutterseitige Schulter sich an der Stufe bzw. Ringschulter der Spann mutter 3 abstützt. Der aufgezogene Zahnkranz 4 deckt den vorderen Abschnitt des Mantels 5 ab. Der Außendurchmesser dieses Zahnkranzes 4 entspricht dem des rückwärtigen Abschnitts des Mantels 5·

Diese Ausgestaltung findet vor allem Anwendung, wenn der Mantel 5 aus Blech gefertigt ist.

Ist der Mantel 5 aus plastischem Material, so schnappt sein Innenkragen 51 in eine Kehle 34 der Spannschraube 3 ein (vergl. Fig. 4).

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 übernimmt der Zahnkranz 4 zugleich die Funktion des Mantels. Er ist

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mit der Spannschraube 3 drehfest verbunden. Es kann Sintermetall verwendet sein. In vorliegendem Fall verdeckt bzw. überfängt der Zahnkranz sowohl die Spannmutter als auch den Grundkörperabschnitt zwischen Spannschraube und Grundkörper-Endabschnitt.

Gemäß der in Fig. 5 veranschaulichten Ausführungsform ist der Mantel 5 ringartig aufgezogen. Um ein Ablösen auszuschließen, weist der Mantel maschinenseitig eine Ringschulter auf, die sich an einer entsprechenden Gegenschulter des Grundkörpers 1 abstützt. Der Zahnkranz 4 kann, wie dies gemäß Fig. 5 der Fall ist, zwei Abschnitte unterschiedlichen Außendurchmessers aufweisen. Der Bereich mit dem größeren Durchmesser befindet sich werkzeugseitig. Der Mantel 5 wird auf den leicht abgesetzten, querschnittsreduzierten Abschnitt des Zahnkranzes 4 aufgezogen. Eine nützliche Maßnahme besteht hierbei darin, daß die Zone geringeren Außendurchmesser des Zahnkranzes hinterschnitten konisch ausgebildet ist, damit das den Mantel bildende Material einen festen Halt findet. Der Grad der Konizität hängt ab von der Rückstelleigenschaft insbesondere des für den Mantel 5 verwendeten Materiales (Eisenrohr, plastisches Material, Legierungsgrad etc.). Außen ist der Mantel

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zylindrisch gestaltet; er oesitzt einen Außendurchmesser der dem größten Außendurchmesser des Zahnkranzes 4 entspricht. Er schließt also mit der äußeren Schulterkante des Zankranzes ab.

Nach einer nicht näher dargestellten Ausführungsform kann der Mantel 5 auch in Form einer· völlig rings chult er frei en Rohres gestaltet sein. In diesem Fall weist der Grundkörper an dieser Stelle einen größeren Durchmesser auf, so daß für den Mantel maschinenseitig die entsprechende Stützschulter gebildet ist,

In allen vier dargestellten Aissführungsbeispielen bildet der Zahnkranz im Bereich der Sahnung mindestens eine schulterartige Haltesone aus» und 2ws.r 'lurch geringfügige Verringerung der Zahnkranzwandüngsdicke unter Erzielung eines EinlagerungsräumeS₉ der dem Durchmesser der Spannschraube 3 entspricht; diese Sone befindet sich */or der Spannschraube 3·

Zur Realisierung der Montage ist die konisches Innengewinde aufweisende Spannmutter 3 in mehrere bogenförmige Kinzelabs chnit te unterteiIt.

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Um einen wirkungsvollen Berührung---^ ^tE für die Eingerichtteile des Spannfutters durch den Mantel 5 zu verwirklichen, ist es möglich_s einen Grunä= körper 1 großen Durchmessers zv verwende?! ued diesen in rückwärtigem Abschnitt einzuziehen, oder hilfsweise ein ringstopfenartiges Verschlußstück zuzuordnen. Letzterer Maßnahme ist dann Vorzug au geben, wenn eine besonders vereinfachte Montage ä@s den Mantel bildenden Bauteils 5 sowis- sin gleich= bleibender Außendurchmasser des Qi-ffii-äkd^p-srs 1 angestrebt ist. Um dies au erreichen₅ ist es auch möglich, den Mantel mit einem Ir?!?e^kr'agen zu versehen dergestalt, daß nur ein gsringss?¹ Fingspalt zwischen Grundkörper 1 und dem I_;m®nrand dss Mantels 5 verbleibt.

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Claims

A η s ρ ν ü c h e

j i. ?2ahnschlüsselbetäti;3-ösrss Spannfutter, insbesondere für elektromotorisch angetriebene Bohrmaschinen, mit Werkzeug-GreifOrganen wie Spannbacken, äie in geneigt zur Spannfutterachse ausgerichteten Schächten längsgeführt· im Spannfutfcer-Grundfccrper eingelagert sind, und mit einem auf dem Grundköder angeordnet en _a die Greiforgane unter Drehbewegung verstellender: Zahnkranz, dadurch gekennzeichnet 3 da:?» der mit dem Gewinde der Greiforgane (2) zusan5nienwir!c©nde₃ mit einer Spannmutter (3) ■verbimdene Zahnkranz (H) ir; Bereich der Zahnung durch Vergrößerung der Zahnkrans-Innenhöhlung unter entsprechend angepaßte? Ausbildung und Einlagerung der Spannmutter mindestens einen Stützhalt bildet.

2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines oder mindestens eine Gruppe der in Bezug auf den Spannfutter-Grundkörper (1) beweglichen Bauteile des Spannfutters, d.h. Spannbacken (2) und/oder Spannschraube (3) und/oder Zahnkranz (H) aus Sintermetall gefertigt sind.

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3. Zahnschlüssel betätigbares Spannfutter_a insbesondere für elektromotorisch angetriebene Bohrinaschinen₉ mit Werkzeug-Greiforganen wie Spannbacken., die in geneigt zur Spannfutterachse ausgerichteten Schächten längsgeführt im Spannfutter-Grundkörper eingelagert sind und mit einem auf dem Grundkörper angeordneten, die Greiforgane unter Drehbewegung verstellenden Zahnkranz₅ dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Gewinde der Greiforgane (2) zusammenwirkende, mit einer Spannfutter (3) verbundene Zahnkranz (4) im Bereich der Zähnung durch Vergrößerung der Zahnkranz-Innenhöhlung unter entsprechend angepaßter Ausbildung und Einlagerung der Spannmutter mindestens einen Stüt^iialt bilde>₉ und daß der Zahnkranz (4) einen koaxial dasu angsor-eneten

• Schutzmantel (5) trägt, der i:.;: A-iEShliiS ^r, dsn Zahnkranz

(4) mindestens einen Teilabschnitt des Sparaifutter-Grundkörpers (1) abdeckt.

4. Spannfutter nach Anspruch 1 oder 3, dadui'sh gekennzeichnet, daß der Zahnkranz (4) auf die Spannmutter (3) aufgezogen ist.

5. Spannfutter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzmantel (5) auf den Zahnkranz (4) aufgesogen ist.

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6. Spannfutter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzmantel (5) werkzeugseitig einen ersten Abschnitt kleineren Durchmessers und maschinenseitig einen Abschnitt größeren Durchmessers besitzt, welche Abschnitte im Mittelbereich verbunden sind, wobei der Schutzmantel (5) mindestens auf dem Abschnitt kleineren Durchmessers vom Zahnkranz (4) überfangen ist, welcher kleinere Abschnitt eine Stufe bzw. Ringschulter der Spannmutter (3) überfängt.

7. Spannfutter nach Anspruch 3s dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzmantel (5) einen nach innen vorspringenden Ringbund (51) aufweist, der in eine entsprechende Kehle (42 bzw. 34) des umfaßten Bauteiles wie beispielsweise den Zahnkranz (4) oder die Spannmutter (3) einschnappbar ist.

8. Spannfutter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnkranz auf einem konischen Abschnitt mit dem Schutzmantel (5) in Verbindung steht.

9. Spannfutter nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzmantel (5) maschinenseitig eine Ringschulter ausbildet, die sich auf eine entsprechende Gegenschulter am maschinenseitigen Ende des Spannfutters auflegt.

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Ιο. Spannfutter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (5) an seinem maschinenseitigen Ende eine aufgerichtete Ansehlagfläche besitzt, die gegen eine werkzeugseitige Ringschulter des Spannfutter-Grundkörpers (1) tritt.

11. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieses maschinenseitig ein den Ringspalt zwischen Mantel (5) und Grundkörper (1) bis auf ein Minimum reduzierendes Schließstück aufweist.

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