DE2815026C2

DE2815026C2 - Nachspannendes Bohrfutter

Info

Publication number: DE2815026C2
Application number: DE19782815026
Authority: DE
Inventors: Guenter Horst 7927 Sontheim Roehm
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-04-07
Filing date: 1978-04-07
Publication date: 1980-04-24
Also published as: DE2815026B1

Description

Die ErfinJung betrifft ein nachspannendes Bohrfutter mit einem Futierkörper, einer daran verdrehbar und axial unverschiebbar gelagerten Spannhülse, in der an einem Spannkonus verstellbare Spannbacken geführt sind, die axial gegen ein Mitnehmerstück abgestützt sind, das in einem Spanngewindc des Futterkörpers geführt ist, und mit einem zwischen dem Futterkörper und der Spannhülse angeordneten, die Nachspannkraft des Spanngewindes axial übertragenden Wälzkörperlager, dessen spannhülsenseitige Wälzkörperlaufbahn von einem Druckring gebildet ist, der axial in das den Spannbacken entgegengesetzte Ende der Spannhülse eingesetzt ist.

Nachspannende Bohrfutter dieser Art sind beispielsweise aus dem DE-GM 72 22 008 bekannt. Bei ihnen ist der Druckring mit einem Außengewinde in ein endseitig auslaufendes entsprechendes Innengewinde der Spannhülse eingeschraubt. Diese Bauform hat sch in der Praxis seit vielen Jahren bewährt, ist aber in der Herstellung aufwendig, da die Gewinde des Druckringes und der Spannhülse exakt koaxial zur Futterachse verlaufen müssen, damit die Ebene der vom Druckring gebildeten Wälzkörperlaufbahn entsprechend genau senkrecht zur Futterachse steht. Schon geringfügige Abweichungen können zu einem Verkanten und Verklemmen des Futterkörpers gegenüber der Spannhülse führen, insbesondere dann, wenn hohe Nachspannkräfte auftreten. Gerade letzteres aber ist häufig dann der Fall, wenn das nachspannende Bohrfutter im Schlagbohrbetrieb eingesetzt wird und hohe Nach-Spannkräfte erforderlich sind, damit sich die Einspannung des Bohrwerkzeugs unter den Erschütterungen des Schlagbetriebes nicht lösen kann. Auch werden unter derartigen Betriebsverhältnissen über das Wälzkörperlager nicht nur die axialen Nachspannkräfte, sondern auch in der Spitze sehr hohe Prellkräfte übertragen, die beim Schlagbohren zwischen Futierkörper und Spannhülse auftreten können. Das den Druckring in der Spannhülse haltende Gewinde muß somit nicht nur außerordentlich genau gearbeitet sein, sondern auch diesen erwähnten hohen Kräften standhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein nachspannendes Bohrfutter der eingangs genannten Art konstruktiv so auszubilden, daß der Druckring ohne

J5 Gewinde in der Spannhülse gehalten und dadurch die Herstellung des Spannfutters im ganzen wesentlich vereinfacht werden kann, und zwar unter Erfüllung der Ansprüche an die hohe Genauigkeit ^Für die Lage des Druckringes und an die Fähigkeit zur hohen axialen Kraftübertragung.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Spannhülsenende mit über den Umfang verteilten, radial einwärts gerichteten und axial hinterschnittenen Vorsprüngen versehen ist, welchen am Umfang des Druekringes Freischnitte derart zugeordnet sind, daß die Vorsprünge in die Freischnitte passen und den Druckring axial frei durch das Hülsenende hindurchtreten lassen, daß ferner der so in das Spannhülsenende eingesetzte Druckring in die Hinterschneidungen der Vorsprünge verdrehbar ist, so daß die Vorsprünge den Druckring übergreifen, und daß in die in dieser Stellung des Druckringes von den Freischnitten gegenüber der Spannhülse gebildeten Hohlräume bis zwischen die Vorsprünge ragende Sperrstücke axial eingesetzt sind, die durch Anlage an den Freischnitten einerseits und an den Vorsprüngen andererseits den Druckring gegen Verdrehen sichern.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge und die

wi Freischnitte im Querschnitt senkrecht zur Futterachse das Profil von Kreisabschnitten besitzen, deren Sekanten umrißmäßig einen regelmäßigen Mehrkant mit zwischen den Sekanten liegenden Kreisbogenabschnitlen bilden. Zweckmäßig sind insgesamt drei

h"> Vorsprünge bzw. Freischnittc vorgesehen. Das erleichtert einerseits die Herstellung ergibt andererseits große Überlappungsflächen zwischen den Vorsprüngen und dem Druckring, was die Flächenpressung auch bei

Übertragung sehr hoher axialer Kräfte niedrig hält.

Die Sperrstücke können an einem gemeinsamen, dem Stirnrand der Spannhülse aufliegenden Ring sitzen. Die Sperrstücke brauchen dann nicht getrennt voneinander montiert werden; sie sind außerdem durch den sie tragenden Ring in ihrer Montagestellung genau fixiert Eine sehr vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist im übrigen dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrstükke nach ihrem spannbackenseitigen Ende zu radial federnd ausgebildet und am Ende mit je einer den Druckring an seiner die Wälzkörperlaufbahn bildenden Ringfläche untergreifenden und dadurch axial formschlüssig gegen die Vorsprünge drückenden Rastnase versehen sind. Durch diese Rastnasen wird der Druckring in ständiger formschlüssiger Anlage an den Vorsprüngen gehalten, also auch dann, wenn das Futter gelöst ist und keine axialen Nachspannkräfte über das Wälzkörperlager übertragen werden, zwischen den sich axial gegenüberliegenden beiden Wälzkörperlaufflächen also unter Umständen, je nach Fertigurigstoleranzen und dergi. ein geringfügiges freies Spiel entstehen kann. Würde der Druckring in einem solchen Fall dem axialen freien Spiel folgen und sich also von seiner Anlage an den Vorsprüngen lösen können, so könnte unter Umständen zwischen den Druckring und die Vorsprünge Schmutz eindringen, was bei später wieder auftretender Belastung des Druckringes zu einem wenn auch nur geringfügigen, so doch schon die Funktionsfähigkeit des Spannfutters beeinträchtigenden Verkanten des Druckringes gegenüber der Futterachse führen könnte.

Der durch die Erfindung erreichte technische Fortschritt besteht im wesentlichen darin, daß bei dem nachspannenden Bohrfutter nach der Erfindung der Druckring unter Verzicht auf ein Gewinde in der Spannhülse montiert werden kann, und zwar in sehr einfacher Weise durch axiales Einsetzen und geringfügiges Verdrehen des Druckringes, sowie Sichern seiner Drehstellung mit Hilfe der Sperrstücke. Die Hinterschneidungen der Vorsprünge können einfach, dennoch aber sehr genau hergestellt werden, ebenso kann der Druckring mit hoher Genauigkeit bezüglich der Parallelität seiner beiden Ringflächen gefertigt werden, so daß die exakt senkrechte Ausrichtung der Ebene seiner die Wälzkörperlaufbahn bildenden Ringfläche gegenüber der Futterachse gewährleistet ist. Gleichzeitig entstehen verhältnismäßig große Überdeckungsbereiche zwischen den Vorsprüngen einerseits und dem Druckring andererseits, so daß auch sehr hohe Kräfte axial vom Druckring über die Vorsprünge auf die Spannhülse übertragen werden können.

Die Fertigung und Montage gestaltet sich dann besonders einfach, wenn in der bevorzugten Ausführungsform die Sperrstücke gemeinsam an einem Ring sitzen und dieser Ring und die Sperrstücke einstückig als Kunststoffteil ausgebildet sind, wobei die Materialeigenschaften des Kunststoffes ohne weiteres die gewünschte radiale Federung der freien Sperrkörperenden im Bereich ihrer Rastnasen ermöglichen.

Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert; es zeigt

Fig. I ein nachspannendes Bohrfutter nach der Erfindung, teils in Seitenansicht, teils im Axialschnitt,

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

Fig. 3 einen Schnitt in Richtung 1TI-TIT durch das Bohrfutter nach Fig. 1,

Fig.4 einen Schnitt in Richtung IV-IV durch das Bohrfutter nach Fig. 1.

In der Zeichnung ist der Futterkörper mit 1 und die daran koaxial verdrehbar und axial verschiebbar gelagerte Spannhülse mit 2 bezeichnet. Mit 3 ist eine Aufnahme im Futterkörper 1 für die nicht dargestellte Bohrspindel bezeichnet. Die Spannbacken 7 sind in Schlitzen 8 der Spannhülse 2 angeordnet und an der Kegelfläche eines Spannkonus 9 verstellbar, der im

ίο Ausführungsbeispiel einen Teil der Spannhülse 2 bildet und dazu in einem Gewinde 10 mit der Spannhülse 2 verschraubt ist. Durch die Führung der Spannbacken 7 in den Schlitzen 8 der Spannhülse 2 überträgt sich jedes vom nicht dargestellten Bohrwerkzeug her auf die Spannbacken 7 übertragene Drehmoment entsprechend auf die Spannhülse 2. Nach rückwärts sind die Spannbacken 7 gegen ein Mitnehmerstück 4 abgestützt, das in einem Spanngewinde 5 des Futterkörpers I geführt ist, wozu im Ausführungsbeis"!;:l das Mitneh-

2u mersiück 4 einen Gewindebolzen 6 besitzt, der in einer zentralen Gewindebohrung 5a des Futterkörpers t verdrehbar ist. Das Mitnehmerstück 4 und damit der Gewindebolzen 6 drehen sich somit relativ gegenüber dem Futt^rkörper 1 in gleicher Weise wie die Spannhülse 2 und die Spannbacken 7. Wird die Spannhülse 2 gegenüber dem Futterkörper 1 verdreht, so erfährt der sich dann entsprechend mitdrehende Gewindebolzen 6 des Mitnehmerstückes 4 je nach Drehrichtung im Spanngewinde 5 eine axiale Vor- oder Rückverstellung, was im ersten Fall ein Spannen, im zweiten Fall ein Lösen der Spannbacken 7 zur Folge hat. Die sich dabei zwischen dem Futterkörper t einerseits und der Spannhülse 2 andererseits aufbauenden Spannbzw. Nachspannkräfte werden axial über ein zwischen der Spannhülse 2 und dem Futterkörper 1 angeordnetes Wälzkörperlager übertragen, dessen als Kugeln ausgebildete Wälzkörper mit 11 bezeichnet sind. Im einze'nen ist im Ausführungsbeispiel zur Bildung dieses Wälzkörperlagers innenseitig in der Spannhülse 2 zunächst ein Ringfiilz 12 vorgesehen, in den der Futterkörper 1 mit einem Außenring 13 greift, dessen den Spannbacken 7 abgekehrte Ringfläche 13.1 die eine Laufbahn für die Kugeln 11 bildet. Die andere, also spannhülsenseitige Wälzkörperlaufbahn wird von der Ringfläche 14.1 eines Druckringes 14 gebildet, der axial in das den Spannbacken 7 entgegengesetzte Ende der Spannhülse 2 eingesetzt ist. Zu seiner axialen Fixierung ist das Spannhülsenende mit über den Umfang verteilten, radial einwärts gerichteten und axial jeweils hinterschnittenen Vorsprüngen 15 versehen. Diesen Vorsprüngen 15 sind am Umfang des Druckringes 14 Freischritte 16 derart zugeordnet, daß die Vorsprünge 15 in die Freischnitte 16 passen und den Druckring 14 axial frei durch das Hülsenende hindurchtreien lassen, wenn — abweichend von der Darstellung in der Zeichnung — der Druckring 14 gegenüber der Spannhülse 2 entsprechend, im Ausführungsbeispiel urn 60°, verdreht wird. Hat aber der Druckring 14 die in der Zeichnung dargestellte axiale Lage im Spannhülsenende

M) eingenommen, so kann er, wie es in der Zeichnung dargestellt iM, in die Hinterschneidungcn 17 der Vorsprünge 15 verdreht werden, so daß die Vorsprünge 15 den Druckring 14 übergreifen, wie die Fig. I in der rechten Zeichnungshäifte erkennen läßt. In dieser

6Ϊ Stellung des Druckringes 14 entstehen von den Freischnitten 16 gegenüber der Spannhülse 2 gebildete Hohlräume 18, in die bis zwischen die Vorsprünge 15 ragende Sperrstückc 19 axial eingesetzt sind. Diese

Sperrsliicke 19 sichern den Druckring 14 gegen Verdrehen, und /war durch flächige Anlage an den Freischnitten 16 einerseits, sowie in Umfangsrichtung durch Anlage an den Vorsprüngen 15 andererseits, wobei im einfachsten Tall entsprechend F- ι g. 2 und 3 die Sperrstückc 19 in dem zur Futterachse senkrechten Querschnitt dasselbe Profil wie die genannten Hohlräume 18 besitzen.

Im Ausführungsbeispiel besitzen die Vorsprünge 15 und die Frcischnilie 16 im Querschnitt senkrecht zur Ritterachse das Profil von Kreisabschnitten, wie F i g. 2, J und 4 ohne weiteres erkennen lassen. Die Sekanten 15.1, 16.1 dieser Kreisabschnitte bilden umrißmäßig einen regelmäßigen Dreikant mit zwischen den Sekanten liegenden Kreisbogenabschnitten 15.2 bzw. 16.2.

Die Sperrstücke 19 sitzen an einem gemeinsamen, dem Stirnrand der Spannhülse 2 aufliegenden Ring 20.

Nach ihrem spannbackenseitigen. also freien Ende zu sind die Sperrstücke 19 durch geringere Wanddickc (Fig. 4) radial federnd ausgebildet und am F.nde mit je einer Rastnase 21 versehen. Mit diesen Rastnasen 21 > hintcrgrcifci. die Sperrstückc 19 den Druckring 14 an seiner die Wälzkörperlaufbahn bildenden Ringflache 14.1 und drücken ihn dadurch axial formschlüssig gegen die Vorsprünge 15, so daß zwischen den Vorsprüngen 15 einerseits und dem Druckrini: 14 andererseits auch bei entlastetem Wälzkörperlagt r kein freies Spiel entstehen kann. Der die Sperrstücke 19 mit ihren Rastnasen 21 tragende Ring 20 ist mit den Sperrstücken einstückig aus Kunststoff gefertigt. Er ist in seiner Lage auf dem Stirnrand der Spannhülse 2 durch einen Klemmring 22 fixiert, der auf dem Futterkörper 1 aufgespannt ist. wozu er bei 23 geschlitzt und mit einer Spannschraube 24 ausgestattet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Nachspannendes Bohrfutter mit einem Futterkörper, einer daran verdrehbar und axial unverschiebbar gelagerten Spannhülse, in der an einem Spannkonus verstellbare Spannbacken geführt sind, die axial gegen ein Mitnehmerstück abgestützt sind, das in einem Spanngewinde des Futterkörpers geführt ist, und mit einem zwischen dem Futterkörper und der Spannhülse angeordneten, die Nachspannkraft des Spanngewindes axial übertragenden Wälzkörperlager, dessen spannhülsenseitige Wälzkörperlaufbahn von einem Druckring gebildet ist, der axial in das den Spannbacken entgegengesetzte Ende der Spannhülse eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannhülsenende mit über den Umfang verteilten, radial einwärts gerichteten und axial hinterschnittenen Vorsprüngen (15) versehen ist, welchen am Umfang des Druekringes (14) Freischnitie (18) derart zugeordnet sind, dd£ die Vorsprünge (15) in die Freischnitte (16) passen und den Druckring (14) axial frei durch das Hülsenende hindurchtreten lassen, daß ferner der so in das Spannhülsenende eingesetzte Druckring (14) in die Hinterschneidungen (17) der Vorsprünge (15) verdrehbar ist, so daß die Vorsprünge (15) den Druckring (14) übergreifen, und daß in die in dieser Stellung des Druekringes (14) von den Freischnitten (16) gegenüber der Spannhülse (2) gebildeten Hohlräume (5*) bis zwischen die Vorspriinge (15) ragende Sperrstücke (19) axial eingesetzt sind, die durch Anlage an den Freischnitten (16) einerseits und an den Vorsprüngen (15) andererseits den Druckring (14) gegen Verdrehen sichern.

2. Bohrfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (15) und die Freischnitte (16) im Querschnitt senkrecht zur Futterachse das Profil von Kreisabschnitten besitzen, deren Sekanten (15.1, 16.1) umrißmäßig einen regelmäßigen Mehrkant mit zwischen den Sekanten liegenden Kreisbogenabschnitten (15.2,16.2) bilden.

3. Bohrfutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrstücke (19) an einem gemeinsamen, dem Stirnrand der Spannhülse (2) aufliegenden Ring (20) sitzen.

4. Bohrfutter nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrstücke (19) nach ihrem spannbackenseitigen Ende zu radial federnd ausgebildet und am Ende mit je einer den Druckring (14) an seiner die Walzkörperlaufbahn bildenden Ringfläche (14.1) untergreifenden und dadurch axial formschlüssig gegen die Vorsprünge (15) drückende Rastnase (21) versehen sind.