DE2842783C2 - - Google Patents

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DE2842783C2
DE2842783C2 DE19782842783 DE2842783A DE2842783C2 DE 2842783 C2 DE2842783 C2 DE 2842783C2 DE 19782842783 DE19782842783 DE 19782842783 DE 2842783 A DE2842783 A DE 2842783A DE 2842783 C2 DE2842783 C2 DE 2842783C2
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according
lining
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DE19782842783
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Wolfgang Dipl.-Ing. 7024 Filderstadt De Schmid
Hans-Peter Ing.(Grad.) 7031 Grafenau De Dohse
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Robert Bosch GmbH
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    • B23B31/1207Chucks with simultaneously-acting jaws, whether or not also individually adjustable moving obliquely to the axis of the chuck in a plane containing this axis
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    • B23B2231/38Keyless chucks for hand tools

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Futter für Handwerkzeugmaschinen, insbesondere für Bohr- und/oder Schlaghämmer, nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aus der DE-OS 26 40 175 ist ein Bohrmaschinenfutter bekannt, das sich nur zum Spannen zylindrischer Werkzeugschäfte oder solcher mit am Schaft angebrachten Flanschen eignet und mit einer Gewindebohrung auf die Spindel einer Bohrmaschine axial und drehfest aufschraubbar ist. Andererseits sind aus der DE-OS 25 51 125 ma­ schinenseitige Werkzeughalter besonderer Art, vor allem für Bohr- und Schlaghämmer, bekannt, die zur Übertragung des Drehmomen­ tes z. B. zwei in Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen vonein­ ander angeordnete, innere Zähne im Werkzeughalter aufweisen. Jeder Zahn greift in eine zugeordnete, zum Ende des Werkzeugschaftes hin offene Längsrinne etwa gleicher Form ein, die im Werkzeugschaft ein­ gearbeitet ist. Zur axialen Verschiebbarkeit des Werkzeuges mit gleichzeitiger axialer Verriegelung sind im Werkzeughalter z. B. zwei in Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen voneinander angeord­ nete, in Radialbohrungen geführte und radial beweglich gehaltene Ku­ geln vorgesehen, die in zugeordnete Längsnuten des Werkzeugschaftes eingreifen. Letztere besitzen an beiden axialen Enden kugelig ausge­ bildete Anschlagflächen. Je nach Länge dieser Längsnuten und Lage der darin eingreifenden Kugeln kann das Werkzeug einen axialen Ver­ schiebeweg, z. B. zwischen etwa 2 - 6 mm, nach vorn hin durchfahren. Der Werkzeugschaft ist somit genau auf die Gestaltung des maschinenseitigen Werkzeughalters abgestimmt. In letzterem sind da­ her ausnahmslos dazu passende Werkzeuge aufnehmbar, also z. B. keine Werkzeuge mit durchgehend glattem Zylinderschaft. Dies ist von be­ trächtlichem Nachteil; denn wenn der Benutzer der Maschine eine Ma­ schine bestimmten Fabrikats und Typs zur Verfügung hat, z. B. mit zu­ vor erläutertem Werkzeughalter, so besteht für den Benutzer ein er­ hebliches Bedürfnis, nicht nur die speziell daran angepaßten Werk­ zeuge, sondern auch anders gestaltete Werkzeuge zusammen mit dieser Maschine zu benutzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Futter so auszubilden, daß sowohl Werkzeuge mit Längsnuten im Schaft als auch solche mit glattem Zylinderschaft einspannbar sind, wobei bei Verwendung der genuteten Werkzeuge eine verlustarme Übertragung der Schlagenergie ermöglicht und ein Futterschlüssel zum Spannen nicht benötigt wird.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Futter mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat folgende Vorteile: Es ermöglicht einerseits die Aufnahme von Werkzeugen mit vertieften Längsnuten, die speziell an den maschinenseitigen Werkzeughalter angepaßt sind. Dazu greifen die Längsnocken der Spannbacken in jeweils eine zugeordnete Längsnut ein, wobei z. B. bei vier werkzeugseitigen Längsnuten vier Spann­ backen und somit vier Längsnocken vorgesehen sind, von denen zwei Längsnocken zur Drehmomentübertragung in die dafür vorgesehenen Längsnuten des Werkzeugschaftes eingreifen, während die beiden anderen Längsnocken in diejenigen Längsnuten des Werkzeugschaftes eingreifen, die zur axialen Verschiebbarkeit mit gleichzeitiger axialer Verriegelung des Werkzeuges gegen Herausfallen dienen. Letztere sind also diejenigen Längsnuten, die bei unmittelbarem Einstecken in den maschinenseitigen Werkzeughalter dort mit den eingangs beschriebenen Kugeln zusammenwirken. Das in dieser Weise im Futter in Form der Vorsatzeinheit aufgenommene Werkzeug bleibt dabei in Axialrichtung beweglich. Maschinenseitig er­ zeugte Axialschläge können unmittelbar vom Aufnahme­ schaft des Futters auf den Werkzeugschaft einwirken, wobei sich der Futterkörper und die übrigen Teile des Futters in Axialrichtung nicht mitbewegen müssen. Es erfolgt somit eine direkte Übertragung der Schlag­ energie ohne merkliche Verluste. Das Drehmoment wird vom rotatorisch angetriebenen Aufnahmeschaft über den Futterkörper und dessen Spannbacken mit Längsnocken auf den Werkzeugschaft übertragen. Statt beschriebener Werkzeuge mit Längsnuten im Schaft können auch solche anderer Schaftgestaltung im Futter aufgenommen und gespannt werden, insbesondere Werkzeuge mit glattem Zylinderschaft, die dann im Futter kraftschlüssig fest­ gespannt werden. Hierzu greifen die radial zur Aufnahme­ bohrung hinweisenden Nockenflächen aller Längsnocken der Spannbacken wie herkömmliche Spannbacken radial auf dem Zylinderschaft an und spannen diesen in Axial- und Umfangsrichtung kraftschlüssig fest.

Durch die in den Unteransprüchen 2-20 aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Ver­ besserungen des im Hauptanspruch angegebenen Futters möglich.

Zeichnung

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispieles eines Futters für Handwerkzeugmaschinen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt des Futters, zumindest teilweise entlang der Linie I-I in Fig. 2a,

Fig. 2a einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 2b einen vielfach vergrößerten Ausschnitt des Schnittes gemäß Fig. 2a,

Fig. 3 und 4 jeweils einen Schnitt entlang der Linie III-III bzw. IV-IV in Fig. 1

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Das gezeigte Futter 10 ist insbesondere für Bohr- und/oder Schlaghämmer bestimmt, und zwar zur drehmoment­ übertragenden Aufnahme eines darin einzusteckenden Werkzeuges in Gestalt des angedeuteten Bohrers 11 oder aber des lediglich in Fig. 2b strichpunktiert ange­ deuteten, andersartigen Bohrers 12.

Bohr- und/oder Schlaghämmer sind in vielfältiger Art bekannt und je nach Fabrikat mit besonders gestaltetem Werkzeughalter ausgerüstet, der zur Aufnahme der Werk­ zeuge eine speziell zugeordnete Gestaltung des Werkzeug­ schaftes bedingt. Der maschinenseitige Werkzeughalter eines Typs der Anmelderin weist Mittel sowohl zur Drehmitnahme als auch zur axialen Verschiebbarkeit mit gleichzeitiger axialer Verriegelung des Bohrers 11 auf. Die Mittel zur Drehmitnahme bestehen dabei aus z. B. zwei in Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen voneinander angeordneten, inneren Längszähnen des Werkzeughalters, die jeweils in zugeordnete Längsnuten 13 und 14 im Schaft 15 des Bohrers 11 zur Drehmit­ nahme eingreifen. Diese Längsnuten 13 und 14 sind im Querschnitt etwa trapezförmig und zum in Fig. 1 rechten Ende des Schaftes 15 hin offen.

Die nicht gezeigten Mittel zur axialen Verschiebbar­ keit mit gleichzeitiger axialer Verriegelung des Bohrers 11 bestehen aus z. B. zwei in Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen voneinander in Radial­ bohrungen des Werkzeughalters radial beweglich ge­ haltenen Kugeln, die die Aufgabe von Verriegelungs­ körpern haben. Diese Kugeln greifen in zugeordnete Längsnuten 16 und 17 ein, die ebenfalls im Schaft 15 des Bohrers 11 eingearbeitet sind. Die Längsnuten 16 und 17 sind im Querschnitt kreisbogenabschnittförmig und besitzen an beiden axialen Enden radiale Anschlag­ flächen. Dadurch ist erreicht, daß der Bohrer 11 je nach Länge dieser Längsnuten 16 und 17 und Lage der maschinenseitigen, darin eingreifenden Kugeln einen vorgegebenen, axialen Verschiebeweg durchfahren kann, der beim Schlagbohren für die axiale Schlagbeauf­ schlagung des Bohrers 11 mit überlagertem Drehantrieb notwendig ist.

Der gezeigte Bohrer 11 mit Schaft 15 und Längsnuten 13, 14 sowie 16 und 17 darin ist also herkömmlich gestaltet. Er ist an die erläuterte Ausbildung des Werkzeughalters in der bekannten Maschine der Anmelderin angepaßt, so daß er darin aufgenommen werden kann.

Aufgrund dieser besonderen Anpassung des Bohrers 11 an den maschinenseitigen Werkzeughalter lassen sich Bohrer anderer Gestaltung, z. B. der Bohrer 12 (Fig. 2b) mit durchgehendem, ungenutetem Zylinderschaft 2, nicht im Werkzeughalter aufnehmen. Dies gilt auch für anders gestaltete Bohrer z. B. von Fremdfirmen. Beim bestimmungs­ gemäßen Gebrauch von Bohr- und/oder Schlaghämmern be­ steht für den Benutzer aber ein zwingendes Bedürfnis, in der Maschine eines Typs und Fabrikates Werkzeuge mit verschiedenartigen Schäften aufnehmen zu können, also hinsichtlich der Benutzung der Werkzeuge nicht an besondere Typen des Maschinenherstellers gebunden zu sein.

Zu diesem Zweck ist das Futter 10 als Vorsatzeinheit gestaltet, die mittels eines Aufnahmeschaftes 18, der im Werkzeughalter aufnehmbar ist, drehmomentübertragend und unter gleichzeitiger Übertragung der axialen Schlagenergie mit dem maschinenseitigen Werkzeughalter verbindbar ist. Das Futter 10 weist einen Futterkörper 19 mit zentraler Aufnahmebohrung 20 für den Schaft 15 des Werkzeuges 11 und gleichermaßen auch für den Schaft 2 des anderen Werkzeuges 12 (Fig. 2b) auf. Der Aufnahmeschaft 18 greift drehfest, jedoch mit relativer Axialverschiebbarkeit, am Futterkörper 19 an. Dazu weist der Futterkörper 19 eine zur Aufnahme­ bohrung 20 koaxiale Steckaufnahme 21 mit inneren, drehmomentübertragenden Elementen in Form von Zähnen 22 auf. Der Aufnahmeschaft 18 trägt auf seinem in die Steckaufnahme 21 eingreifenden Abschnitt zugeordnete Übertragungselemente ebenfalls in Form von Zähnen 23. Die Zähne 22 und 23 greifen somit nach Art einer Vielkeilwellenverbindung ineinander, wodurch einerseits die Drehmitnahme und andererseits die relative Ver­ schiebbarkeit zwischen dem Futterkörper 19 und dem Aufnahmeschaft 18 sichergestellt ist. Zwischen beiden ist eine Axialverriegelung wirksam, die den Relativ­ verschiebeweg in Fig. 1 nach links und rechts hin begrenzt und später noch erläutert ist.

Der Futterkörper 19 weist vier in Umfangsrichtung in etwa gleichen Winkelabständen von jeweils 90° von­ einander angeordnete, zur Aufnahmebohrung 20 im wesentlichen keilförmig verlaufende Führungen 24 - 27 auf. In jeder Führung 24 - 27 ist ein zugeordneter Spannbacken 28 - 31 verschiebbar gehalten und abgestützt. Jeder Spannbacken 28 - 31 taucht dabei mit seinem zur Aufnahmebohrung 20 radial hinweisenden Teil in die Aufnahmebohrung 20 ein. Auf ihrer Außenfläche sind die Spannbacken 28 - 31 in üblicher Weise mit Gewinden versehen, wie dies mit 32 beim Spannbacken 28 in Fig. 1 zu sehen ist. Außen sind alle vier Spannbacken 28 - 31 von einem Ring, der z. B. aus zwei halbkreisförmigen Ringsegmenten 33 und 34 aus Fertigungsgründen besteht und zusammengesetzt ist, umgriffen. Die Ringsegmente 33, 34 tragen ein mit dem Gewinde 32 des Spannbackens 28 und den Gewinden aller übrigen Spannbacken 29 - 31 in Eingriff stehendes Konusgewinde 35, so daß eine Drehung der Ringsegmente 33, 34 als Ringeinheit ohne axiale Verschiebung zum Ein- oder Ausschrauben der vier Spann­ backen 28 - 31 führt.

Die Ringsegmente 33, 34 sind fest mit einem sie um­ schließenden Spannring 36 verbunden. Die Verbindung geschieht z.B. durch Preßpassung. Der Spannring 36 ist drehbar, durch die feste Verbindung mit den ihrer­ seits drehbaren Ringsegmenten 33, 34 jedoch axial unverschiebbar, auf der äußeren Umfangsfläche 37 des Futterkörpers 19 gehalten. Auf der in Fig. 1 linken Stirnfläche ist der Spannring 36 in üblicher Weise mit einer Kegelverzahnung 38 versehen. In axialem Ab­ stand davon enthält der Futterkörper 19 eine radiale Führungsbohrung 39. Zum Drehen des Spannringes 36 wird in üblicher Weise ein Bohrfutterschlüssel mit seinem Zentrier- und Führungsabsatz in die Führungsbohrung 39 eingesteckt, wobei dann der entsprechende Verzahnungs­ abschnitt des Bohrfutterschlüssels mit seinen Zähnen in diejenigen der Kegelverzahnung 38 eingreift und durch Drehung des Schlüssels der Spannring 38 gedreht werden kann.

Jeder Spannbacken 28 - 31 trägt ausgeprägte, radial zur Aufnahmebohrung 20 hin überstehende und sich dazu im wesentlichen parallel erstreckende Längsnocken 40 - 43. Letztere bilden mit ihrer jeweiligen achs­ parallelen, inneren Nockenfläche 44 - 47 (Fig. 2b) je­ weils eine Spannfläche zum kraftschlüssigen Festspannen eines eingesteckten Bohrers 12 mit ausschließlichem Zylinderschaft 2 (Fig. 2b strichpunktiert) in Axial- und Umfangsrichtung. Dadurch kann also ein Bohrer 12 mit ausschließlichem Zylinderschaft 2 im Futter 10 gespannt werden, und zwar in herkömmlicher Weise mittels Bohrfutterschlüssel, wie vorstehend erläutert ist.

Jeder Längsnocken 40 - 43 ist, in Axialrichtung ge­ sehen (Fig. 1), etwa schwach trapezförmig und im Querschnitt gesehen (Fig. 2a, 2b) ausgeprägt trapez­ förmig gestaltet, wobei die jeweilige Nockenfläche 44 - 47 eben, geradlinig und achsparallel durchläuft. Dabei ist die Trapezform jedes Längsnockens 40 - 43 im Quer­ schnitt bezüglich Gestalt und Abmessung an diejenige Trapezform derjenigen vertieften Längsnuten 13 und 14 im Schaft 15 des anderen Bohrers 11 angepaßt, die zum in Fig. 1 rechten Schaftende hin in Achsrichtung offen sind. Alle Längsnocken 40 - 43 sind gleich ausgebildet.

Wie Fig. 2a zeigt, weisen die Spannbacken 28 - 31 auf ihrem in der jeweils zugeordneten Führung 24 - 27 des Futterkörpers 19 abgestützten Rücken und in ent­ sprechender Weise auch die jeweilige Führung 24 - 27 im Querschnitt gesehen jeweils eine Rückenkontur auf, die etwa dem Bogenverlauf eines Kreisabschnittes von vorzugsweise etwa 180° Umfangswinkel folgt.

Von besonderer Bedeutung ist, daß das radiale Überstands­ maß und auch die axiale Länge jedes Längsnockens 40 - 43 in der Weise auf den Schaft 15 des Bohrers 11 mit seinen in Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen wie die Längsnocken 40 - 43 angeordneten, vertieften Längsnuten 13, 14 und 16, 17 abgestimmt sind, daß zwei der Längsnocken 40 - 43 bei eingestecktem Werkzeug 11 formschlüssig und drehmomentübertragend, jedoch unter Belassung axialer Relativverschiebbarkeit mit gleich­ zeitiger axialer Sicherung gegen Herausfallen und Be­ grenzung des Verschiebeweges, in eine zugeordnete Längs­ nut eingreifen. Die sich diametral gegenüberstehenden Längsnocken 41 und 43 greifen in Umfangsrichtung nahe­ zu gänzlich spielfrei ein in die in Fig. 1 nach rechts hin offenen, im Querschnitt trapezförmigen Längsnuten 14 bzw. 13. Die anderen, sich diametral gegenüber­ stehenden Längsnocken 40 und 42 greifen in die zuge­ ordneten Längsnuten 16 bzw. 17 ein, ohne damit aber in Umfangsrichtung und in Radialrichtung in Berührung zu stehen (Fig. 2b). Der Bohrer 11, der in dieser Gestaltung ebensogut in den maschinenseitigen, nicht gezeigten Werkzeughalter paßt, ist somit im Futter 10 ebenfalls derart aufgenommen, daß er mit letzterem drehmomentübertragend gekoppelt, relativ dazu jedoch axial verschiebbar ist.

Soll statt des Bohrers 11 der Bohrer 12 mit ausschließ­ lichem Zylinderschaft 2 im Futter 10 aufgenommen werden, so ist dies ebenfalls möglich, wie Fig. 2b zeigt. Der Bohrer 12 wird dann auf seinem Zylinderschaft 2 kraftschlüssig in Axial- und Umfangsrichtung durch die Nockenflächen 44 - 47 der Längsnocken 40 - 43 festge­ spannt.

Die Axialverriegelung zwischen dem Aufnahmeschaft 18 und dem Futterkörper 19 ist so gehalten und auf die übrigen Teile des Futters 10 abgestimmt, daß das stirn­ seitige Ende 48 des eingesteckten Werkzeugschaftes 15 vom zugewandten Ende 49 des Aufnahmeschaftes 18 axial schlagbeaufschlagbar ist und der Aufnahmeschaft 18 und der Bohrer 11 gemeinsam relativ zum Futterkörper 19 bis zu ihrem jeweiligen Axialanschlag hin und her verschiebbar sind. Die Axialverriegelung ist einerseits aus einer Umlaufnut 50 im Aufnahmeschaft 18 und anderer­ seits einem in letztere eingreifenden Ende 51 eines Walzen­ körpers 52 gebildet, der radial im Futterkörper 19 z.B. drehbar gehalten ist und mit dem Ende 51 in die Umlaufnut 50 hinein übersteht und mit seinem anderen Ende 53 radial über die Umfangsfläche 37 des Futterkörpers 19 hinaus­ ragt. Im Bereich, der der rückwärtigen Endfläche 54 (Fig. 1 rechts) des Futterkörpers 19 unmittelbar benachbart ist, trägt der Aufnahmeschaft 18 einen gummielastischen Dämpfungs- und Anschlagring 55 und eine letzteren übergreifende Versteifungs- und Staub­ schutzkappe 56. Letztere bildet auf der Axialseite, die zur rückwärtigen Endfläche 54 des Futterkörpers 19 hinweist, zusammen mit dieser einen Axialanschlag zur Begrenzung der Eintauchbewegung des Aufnahmeschaftes 18 in die Steckaufnahme 21. Beim Zustand gemäß Fig. 1 ist dieser Axialanschlag soeben erreicht. Der Aufnahme­ schaft 18 kann nicht tiefer in die Steckaufnahme 21 eindringen. Bei zur Eintauchbewegung gegensinniger Rück­ bewegung relativ zwischen Aufnahmeschaft 18 und Futter­ körper 19 erfolgt die Begrenzung der Axialverschiebung dadurch, daß am in Fig. 1 linken Axialende der Umlauf­ nut 50 die dortige, schulterartige Anschlagfläche an­ schlägt am Ende 51 des Walzenkörpers 52.

Ansonsten ist der Aufnahmeschaft 18 als im wesentlichen geradlinig durchgehende, radialsprungfreie und auf ganzer Länge etwa durchmessergleiche Zylinderstange gebildet, was unter dem Aspekt der Stoßwellentheorie zu äußerst verlustarmer Übertragung der Schlagenergie über den Aufnahme­ schaft 18 unmittelbar auf den Bohrer 11 führt. Der Futterkörper 10 mit allen übrigen Teilen bewegt sich dabei zumindest in der Regel nicht. Er verharrt vielmehr infolge Trägheit in einer Axialstellung. Die zugleich über den Aufnahmeschaft 18 übertragene rotatorische Antriebsbewegung wird auf den Futterkörper 19 und von letzterem über die Führungen 25, 27, die Spannbacken 29, 31, deren Längsnocken 41, 43 und die bohrerseitigen Längsnuten 14 bzw. 13 auf den Bohrer 11 übertragen. Die Begrenzung der axialen Verschiebebewegung des Bohrers 11 in Achsrichtung hin und her geschieht über die Längsnocken 40 und 42, die in die zugeordneten Längsnuten 16 bzw. 17 eingreifen. Da die Übertragung des Reaktionsmomentes vom Bohrer 11 über die Spannbacken 29 und 31 direkt auf die Führungen 25 bzw. 27 und somit den Futterkörper 19 geschieht, wirkt bei im Futter 10 gehaltenem Bohrer 11 (Fig. 1) keine selbstlösende Kraft auf das Gewinde 32 und Konusgewinde 35 mit Gefahr einer evtl. Lockerung. Eine solche Gefahr besteht nur aufgrund von evtl. Erschütterungen und vor allem dann, wenn statt des Bohrers 11 der Bohrer 12 mit durchgehendem Zylinder­ Schaft 2 (strichpunktiert in Fig. 2b) eingespannt ist. Um die Gefahr einer Lockerung zu verhindern, ist eine besondere Sicherungsvorrichtung vorgesehen, die den Spannring 36 mit Ringsegmenten 33, 34 gegenüber dem Futterkörper 19 kraft- und/oder formschlüssig gegen Lockerung sichert.

Bestandteil der Sicherungsvorrichtung ist eine Dreh­ hülse 57. Diese übergreift den Spannring 36 und die Umfangsfläche 37 des Futterkörpers 19, auf dem sie zusammen mit dem Spannring 36 drehbar gehalten ist. Dies bewirken ein Längsschlitz 58 am in Fig. 1 linken Ende der Drehhülse 57 einerseits und ein in den Längs­ schlitz 58 eingreifender Radialstift 59 andererseits, der am Spannring 36 sitzt. Über diese Kopplung ist die Drehhülse 57 drehfest mit dem Spannring 36 verbunden, gegenüber letzterem jedoch axial verschiebbar. Eine Drehung der Drehhülse 57 führt somit zu einer Drehung des Spannringes 36 mit Ringsegmenten 33, 34 und zum Ein- und Ausschrauben der Spannbacken 28 - 31, ohne daß man dazu einen Bohrfutterschlüssel benötigt, der nur dann erforderlich ist, wenn ein Bohrer 12 (Fig. 2b) mit ausschließlichem Zylinderschaft 2 kraftschlüssig festgespannt werden soll.

Mit dem Futterkörper 19 ist die Drehhülse 57 über eine federbelastete Rastvorrichtung kraft- und/oder form­ schlüssig gekoppelt. Die Rastvorrichtung weist einen radialen Raststift im Futterkörper 19 auf, der durch das radial überstehende Ende 53 des Walzenkörpers 52 gebildet ist. Bestandteil der Rastvorrichtung ist ferner eine axiale Rastfläche 60 an der Drehhülse 57, die eine axial in Fig. 1 und 4 nach links hin vertiefte, in der gezeigten Raststellung das Ende 53 des Walzenkörpers 52 aufnehmende Rasttasche 61 enthält. Ferner gehört zur Rastvorrichtung eine Rastfeder 62, mittels der die Dreh­ hülse 57 in Axialrichtung (Fig. 1, 4 nach rechts) mit ihrer Rastfläche 60 und in der Raststellung mit ihrer Rasttasche 61 gegen das Ende 53 des Walzenkörpers 52 angedrückt wird. Die Rastfläche 60 mit Rasttasche 61 befindet sich an dem Ende der Drehhülse 57, das dem Längsschlitz 58 abgewandt und dem Aufnahmeschaft 18 zugewandt ist. Die Drehhülse 57 übergreift die Umfangs­ fläche 37 des Futterkörpers 19 unter Bildung eines Ring­ raumes 63 dazwischen, in dem die als zylindrische Schraubenfeder gestaltete Rastfeder 62 angeordnet ist. Letztere stützt sich mit einem Ende an einer Schulter des Spannringes 36 ab und mit ihrem gegenüberliegenden Ende an einer Schulter der Drehhülse 57. Die Rastfläche 60 der Drehhülse 57 ist durch die Ringschulter einer Ringausnehmung 64 gebildet, die am zum Aufnahmeschaft 18 hinweisenden Ende in die Drehhülse 57 eingearbeitet ist. Die Rasttasche 61 ist dabei durch eine axial in Richtung zum Spannring 36 hin gerichtete, etwa dreieckartige Vertiefung in dieser Ringschulter der Ringausnehmung 64 gebildet. Die Dreieckform zeigt Fig. 4. Die beiden Wandflächen 65, 66 der Rasttasche 61 verlaufen etwa unter einem Winkel von 90° zueinander mit Abrundung am Grund. Gegenüber der umlaufenden Ringschulter ist jede Wandfläche 65, 66 etwa unter einem Winkel von 45° schräg gestellt.

Wie vor allem aus Fig. 1 und 2b (dort gestrichelt) ersichtlich ist, weist jeder Spannbacken 28 - 31 an dem dem Längsnocken 40 - 43 in Einsteckrichtung des Bohrers 11 oder 12 vorgelagerten Teil, also in Fig. 1 links, einen ausgeprägten Längenabschnitt mit innerer, im Querschnitt kreissegmentförmiger, achsparalleler Stützfläche 67 - 70 auf. Bei eingestecktem Bohrer 11 mit Längsnuten 13, 14 und 16, 17 führen diese Stütz­ flächen 67 - 70 dessen Schaft 15 auf seiner den Längs­ nuten 13, 14 und 16, 17 vorgelagerten Zylinderfläche und stützen den Schaft 15 in Radialrichtung und somit gegen Biegung ab. Dies gilt z.B. für einen Bohrer 11 mit 10 mm Schaftdurchmesser.

Die Wirkungsweise bei in das Futter 10 eingebrachtem Bohrer 11 gemäß Fig. 1 ist bereits erläutert. Soll der Bohrer 11 aus dem Futter 10 entnommen werden, so reicht dazu eine Axialverschiebung der Drehhülse 57 in Fig. 1 nach links hin gegen die Wirkung der Rastfeder 62, wo­ bei die Rasttasche 61 axial außer Eingriff mit dem Ende 53 des Walzenkörpers 52 gelangt. Wird die Dreh­ hülse 57 in dieser entrasteten Stellung gegen die Wirkung der Feder gehalten und in der Richtung gedreht, die ein Öffnen der Spannbacken 28 - 31 zur Folge hat, so geben die Längsnocken 40 und 42 nach entsprechender Verschiebung in ihren Führungen 24 bzw. 26 schließlich den Bohrer 11 in Axialrichtung zum Herausziehen frei.

Es versteht sich natürlich, daß bei Drehung der Dreh­ hülse 57 und entsprechender Drehung des Spannringes 36 mit Ringsegmenten 33, 34 alle vier Spannbacken 28 - 31 gleichzeitig beaufschlagt und in Fig. 1 in ihren Führungen 24 - 27 nach rechts hin verschoben werden. Für die Freigabe des Bohrers 11 in Axialrichtung maß­ geblich sind dabei aber nur die Längsnocken 40 und 42, die axial verriegelnd in die Längsnuten 16 bzw. 17 des Bohrers 11 eingreifen.

Sodann kann ein neuer Bohrer 11 gleicher Gestaltung ein­ gebracht werden. Nach Einstecken wird die Drehhülse 57 z.B. von Hand gegensinnig gedreht, wodurch der Spann­ ring 36 und über diesen alle vier Spannbacken 28 - 31 in Spannrichtung betätigt werden. Ist der Bohrer 11 mit seinem Schaft 15 in Umfangsrichtung nicht so eingebracht, daß die Längsnocken 40 - 43 in die Längsnuten 13, 14 und 16, 17 eingreifen können, so reicht geringfügige Drehung des Bohrers 11 in Umfangsrichtung, bis letzteres ge­ schieht. Ein weiteres Drehen der Drehhülse 57 z.B. von Hand führt schließlich dazu, daß die Längsnocken 41, 43 in die Längsnuten 14 bzw. 13 ordnungsgemäß und auch tief genug, unter Belassung eines axialen Verschiebe­ spieles, eingreifen. Dabei braucht die Drehhülse 57 keineswegs von Hand gegen die Wirkung der Rastfeder 62 außer Raststellung gehalten zu werden. Es reicht eine Drehbetätigung der Drehhülse 57 aus, mit verstärktem Dreh­ angriff dann, wenn einmal je Umdrehung die Rasttasche 61 der Drehhülse 57 unter Erreichung der Raststellung das Ende 53 des Walzenkörpers 52 aufnimmt. Das Ende 53 rastet bei vorbestimmter Drehstellung der Drehhülse 57 und damit bei vorbestimmter Radialstellung der Längs­ nocken 40 - 43 der Spannbacken 28 - 31 in die Rasttasche 61 ein, und zwar dann, wenn die Längsnocken 40 - 43 aus­ reichend tief in die Längsnuten 13, 14 und 16, 17 des Schaftes 15 eingetaucht sind, jedoch unter Belassung des besagten Spieles, damit der Bohrer 11 axial beweg­ lich bleibt. Das Aufnehmen des Bohrers 11 ist dann be­ endet. Letzterer wird auf der Zylinderfläche seines Schaftes 15 dann zugleich von den Stützflächen 67 - 70 der Spannbacken 28 - 31 geführt und gegen Biegung abge­ stützt. Ein Bohrfutterschlüssel braucht nicht benutzt zu werden.

Da das Reaktionsmoment vom Bohrer 11, wie eingangs schon erläutert, nicht über das Gewinde 32 und Konusgewinde 35, sondern vielmehr über die Spannbacken auf deren Führung und den Futterkörper 19 übertragen wird, hat dies keine selbstlösende oder lockernde Kraft, die auf den Spann­ ring 36 und die Drehhülse 57 übertragen wird, zur Folge. Evtl. wirkende Erschütterungen, die eine Drehung der Drehhülse 57 und damit des Spannringes 36 bewirken könnten, reichen nicht aus, um die Drehhülse 57 aus der in Fig. 4 gezeigten Raststellung herauszubewegen, bei der das Ende 53 des Walzenkörpers 52 in die Rast­ tasche 61 eingreift und die Drehhülse 57 über die Wirkung der Rastfeder 62 gegen den Walzenkörper 52 gedrückt wird. Sollten Erschütterungen den Berührungskontakt zwischen Rasttasche 61 und Ende 53 aufheben, so wirkt die Rastfeder 62 dem entgegen. Sie stellt sicher, daß die Rastlage gemäß Fig. 4 immer wieder hergestellt wird. Das zum Überrasten dieser Raststellung notwendige Moment ist beachtlich größer, als dasjenige bei Er­ schütterungen im Betrieb maximal auftretende.

Soll statt des Bohrers 11 ein anderer Bohrer 12 mit ausschließlichem Zylinderschaft 2 (gestrichelt in Fig. 2b) im Futter 10 gespannt werden, so geschieht dies in her­ kömmlicher Weise. Der Bohrer 12 wird mit seinem Zylinderschaft 2 eingesteckt. Sodann wird ein Bohrfutter­ schlüssel üblicher Art benutzt und mit diesem der Spannring 36 gedreht. Gleichzeitig dreht sich mit Drehung des Spannringes 36 auch die Drehhülse 57, und zwar infolge des Radialstiftes 59, der in den Längsschlitz 58 eingreift. Die Drehhülse 57 wird da­ bei nicht angefaßt. Die in Fig. 4 gezeigte Rast­ stellung der Drehhülse 57 wird dabei überrastet, und zwar mit vorbestimmtem Drehmoment, das durch die Winkellage der Wandflächen 65, 66 der Rasttasche 61 vorgegeben ist. Infolge der Hebelübersetzung über den Bohrfutterschlüssel ist das Überrastmoment im Vergleich zum Anzugsmoment des Bohrers 12 mit Zylinder­ schaft 2 verschwindend gering, so daß beim Spannen des Zylinderschaftes 2 die Arretierstellung gemäß Fig. 4 allein durch Drehung des Bohrfutterschlüssels sehr leicht überrastet werden kann. Letzterer wird solange gedreht, bis die Nockenflächen 44 - 47 der Längsnocken 40 - 43 auf dem Zylinderschaft 2 des Bohrers 12 aufliegen und diesen dann durch weiteres Anziehen des Bohrfutter­ schlüssels kraftschlüssig festspannen. Es versteht sich, daß die Nockenflächen 44 - 47 für diesen Zweck z.B. mit zusätzlichen Oberflächenrauhigkeiten, z.B. Quer­ rillen, versehen sein können oder auch hinsichtlich der Oberflächenform noch besser an den Zylinderschaft 2 angepaßt sein können.

Claims (20)

1. Futter für Handwerkzeugmaschinen, insbesondere Bohr- und/oder Schlaghämmer, zur drehmomentübertragenden Aufnahme einzusteckender Werkzeuge mit im wesentlichen zylindrischem Werkzeugschaft, mit ei­ nem Futterkörper mit zentraler Aufnahmebohrung für den Werkzeug­ schaft und mehreren, in Umfangsrichtung in etwa gleichen Winkelab­ ständen voneinander jeweils in keilförmig zur Aufnahmebohrung ver­ laufenden Führungen verschiebbaren und abgestützten, in die Aufnah­ mebohrung eintauchenden Spannbacken, die an ihrer dem Werkzeugschaft zugewandten Innenseite Stützflächen aufweisen und die auf ihrer Außenfläche mit Gewinde versehen und von Ringteilen umgriffen sind, welche ein mit dem Gewinde aller Spannbacken in Eingriff stehendes Konusgewinde tragen und fest mit einem sie umschließenden, auf der äußeren Umfangsfläche des Futterkörpers unverschiebbar, jedoch dreh­ bar, gehaltenen Spannring verbunden sind, durch dessen Drehbetäti­ gung die Spannbacken gemeinsam in ihren Führungen verschiebbar und in die Aufnahmebohrung einschraubbar bzw. aus dieser ausschraubbar sind unter drehmomentübertragendem Erfassen bzw. Freigeben des Werk­ zeugschaftes eines eingesteckten Werkzeuges, gekennzeichnet durch die Ausbildung als Vorsatzeinheit (10), die über einen am Futterkör­ per (19) drehfest angreifenden Aufnahmeschaft (18) drehmomentüber­ tragend mit dem Werkzeughalter der Handwerkzeugmaschine verbindbar ist, und dadurch, daß die jeweiligen Spannbacken (28 - 31) radial zur Aufnahmebohrung hin über die Stützflächen (67 - 70) über­ stehende und sich zur Aufnahmebohrung im wesentlichen parallel er­ streckende Längsnocken (40 - 43) tragen, die mit ihrer achsparallelen, inneren Nockenfläche jeweils eine Spannfläche zum kraftschlüssigen Festspannen in Axial- und Umfangsrichtung eines eingesteckten Werk­ zeuges mit ausschließlichem Zylinderschaft bilden, und deren jewei­ liges radiales Überstandsmaß und jeweilige axiale Länge derart auf einen Werkzeugschaft (15) mit in Umfangsrichtung in gleichen Winkel­ abständen wie die Spannbacken (28 bis 31) mit Längsnocken (40 bis 43) angeordneten, vertieften Längsnuten (13, 14 und 16, 17) abge­ stimmt sind, daß zumindest einer der Längsnocken (40 bis 43) bei eingestecktem Werkzeug (11) dieser Art formschlüssig und drehmoment­ übertragend, jedoch unter Belassung axialer Relativverschiebbarkeit mit gleichzeitiger axialer Sicherung gegen Herausfallen und Begren­ zung des Verschiebeweges in eine Längsnut (13, 14 und 16, 17) ein­ führbar ist.
2. Futter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Futter­ körper (19) der Vorsatzeinheit (10) drehfest und mit relativer Axialverschiebbarkeit mit dem Aufnahmeschaft (18) verbindbar ist.
3. Futter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Futterkörper (19) eine zur Aufnahmebohrung (20) koaxiale Steckauf­ nahme (21) mit inneren, drehmomentübertragenden Elementen (22) auf­ weist, daß der Aufnahmeschaft (18) zugeordnete Übertragungselemente (23) aufweist und unter gegenseitigem Eingriff der Elemente (22) und Übertragungselemente (23) in die Steckaufnahme (21) relativ dazu verschiebbar eingreift, und daß eine zwischen dem Futterkörper (19) und dem Aufnahmeschaft (18) wirksame Axialverriegelung (54, 56 und 51, 50) vorgesehen ist, die den Relativverschiebeweg unter Abstim­ mung auf denjenigen eines eingesteckten Werkzeuges (11) mit vertief­ ten Längsnuten (13, 14 und 16, 17) derart begrenzt, daß das stirn­ seitige Ende (48) des Werkzeugschaftes (15) vom zugewandten Ende (49) des Aufnahmeschaftes (18) axial schlagbeaufschlagbar ist und der Aufnahmeschaft (18) und das Werkzeug (11) gemeinsam relativ zum Futterkörper (19) um einen etwa gleich großen Verschiebeweg bis zu ihrem jeweiligen AxialanschIag hin und her verschiebbar sind.
4. Futter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialver­ riegelung einerseits aus einer Längsrinne (50), z.B. Umlaufnut, im Aufnahmeschaft (18) und andererseits aus einem in die Längsrinne (50) eingreifenden Walzenkörper (51, 52) am Futterkörper (19) gebil­ det ist.
5. Futter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzen­ körper (51, 52) einerseits in die Steckaufnahme (21) hineinragt und andererseits über deren äußere Umfangsfläche (37) hinaus radial übersteht.
6. Futter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmeschaft (18) im der rückwärtigen Endfläche (54) des Futterkörpers (19) unmittelbar benachbarten Bereich einen gummiela­ stischen Dämpfungs- und Anschlagring (55) und eine letzteren über­ greifende Versteifungs- und Staubschutzkappe (56) trägt, die auf ihrer zur rückwärtigen Endfläche (54) des Futterkörpers (19) hinwei­ senden Seite zusammen mit letzterer (54) einen Axialanschlag zur Be­ grenzung der Eintauchbewegung des Aufnahmeschaftes (18) in die Steckaufnahme (21) bildet.
7. Futter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine den Spannring (36) mit Ringteilen (33, 34) gegenüber dem Fut­ terkörper (19) kraft- und/oder formschlüssig gegen Lockerung sichernde Sicherungsvorrichtung (57 bis 66).
8. Futter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Siche­ rungsvorrichtung eine den Spannring (36) und die äußere Umfangs­ fläche (37) des Futterkörpers (19) übergreifende und darauf gemein­ sam mit dem Spannring (36) drehbar gehaltene Drehhülse (57) auf­ weist, die ihrerseits kraft- und/oder formschlüssig in bezug auf den Futterkörper (19) abgestützt ist.
9. Futter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehhülse (57) mit dem Spannring (36) in Umfangsrichtung über einen Längs­ schlitz (58) am einen Teil und einen in den Längsschlitz (58) ein­ greifenden Radialstift (59) am anderen Teil gekoppelt und relativ zum Spannring (36) längsbeweglich ist.
10. Futter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehhülse (57) mittels einer vorzugsweise federbelasteten Rast­ vorrichtung (60 - 66, 52) mit dem Futterkörper (19) gekoppelt ist.
11. Futter nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rastvorrichtung einen radialen Raststift (52, 53) am Futterkörper (19) und eine axiale Rastfläche (60) mit einer axial vertieften, in der Raststellung (Fig. 4) den Rast­ stift (52, 53) aufnehmenden Rasttasche (61) an der Drehhülse (57) sowie eine Rastfeder (62) aufweist, mittels der die Drehhülse (57) in Axialrichtung mit ihrer Rastfläche (60) und in der Raststellung (Fig. 4) mit ihrer Rasttasche (61) gegen den Raststift (52, 53) andrückbar ist.
12. Futter nach den Ansprüchen 4 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Raststift von dem radial überstehenden Endabschnitt (53) des Walzenkörpers (52) gebildet ist und der Walzen­ körper (52) um seine Längsmittelachse vorzugsweise drehbar im Futterkörper (19) gelagert ist.
13. Futter nach einem der Ansprüche 9 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsschlitz (58) am dem Aufnahmeschaft (18) abgewandten und die axiale Rastfläche (60) mit Rasttasche (61) am dem Aufnahme­ schaft (18) zugewandten Ende der Drehhülse (57) ange­ ordnet sind.
14. Futter nach einem der Ansprüche 8 - 13, da­ durch gekennzeichnet, daß die Drehhülse (57) die äußere Umfangsfläche (37) des Futterkörpers (19) unter Bildung eines Ringraumes (63) dazwischen übergreift, innerhalb dem als Rast­ feder (62) eine zylindrische Schraubenfeder ange­ ordnet ist, die mit einem axialen Ende an einer Schulter des Spannringes (36) und mit ihrem gegen­ überliegenden Ende an einer Schulter der Drehhülse (57) abgestützt ist.
15. Futter nach einem der Ansprüche 11 - 14, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Rast­ fläche (60) der Drehhülse (57) aus der Ringschulter einer Ringausnehmung (64) am zum Aufnahmeschaft (18) weisenden Ende der Drehhülse (57) und die vertiefte Rasttasche (61) aus einer axial in Richtung zum Spannring (36) hin gerichteten, etwa dreieckartigen Vertiefung (Fig. 4) in der Ringschulter (60) ge­ bildet ist.
16. Futter nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wandflächen (65, 66) der Vertiefung (61) miteinander einen Winkel von etwa 90° bilden und gegenüber der umlaufenden Ringschulter (60) jeweils unter einem Winkel von etwa 45° schräg ge­ stellt sind.
17. Futter nach einem der Ansprüche 1 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Spannbacken (28 - 31) am dem Längsnocken (40 - 43) in Einsteckrichtung des Werkzeuges (11) vorgelagerten Teil einen ausge­ prägten Längenabschnitt mit innerer, im Querschnitt kreissegmentförmiger, achsparalleler Stützfläche (67 - 70) aufweist, die bei eingestecktem Werkzeug (11) mit Längsnuten (13, 14 und 16, 17) in dessen Schaft (15) letzteren auf seiner den Längsnuten axial vorge­ lagerten Zylinderfläche führt und in Radial­ richtung abstützt
18. Futter nach einem der Ansprüche 1 - 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsnocken (40 - 43) jedes Spannbackens (28 - 31) in Axial­ richtung etwa schwach trapezförmig und im Querschnitt ausgeprägt trapezförmig gestaltet ist mit vorzugs­ weise ebener, geradlinig achsparallel durchlaufender innerer Nockenfläche (44 - 47).
19. Futter nach einem der Ansprüche 1 - 18, dadurch gekennzeichnet, daß vier in Umfangs­ richtung im Winkelabstand von etwa 90° voneinander gruppierte Spannbacken (28 - 31) mit jeweils gleich­ artigen Längsnocken (40 - 43) vorgesehen sind.
20. Futter nach einem der Ansprüche 1 - 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbacken (28 - 31) auf ihrem in der jeweils zugeordneten Führung (24 - 27) des Futterkörpers (19) abgestützten Rücken und in ent­ sprechender Weise die Führung (24 - 27), im Querschnitt gesehen, jeweils eine etwa dem Bogenverlauf eines Kreisabschnittes folgende Rückenkontur aufweisen.
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