DE3133085A1

DE3133085A1 - Spannfutter, insbesondere fuer schlagbohrwerkzeuge

Info

Publication number: DE3133085A1
Application number: DE19813133085
Authority: DE
Inventors: Günter Horst 7927 Sontheim Röhm
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-08-21
Filing date: 1981-08-21
Publication date: 1983-03-10
Also published as: IT1155729B; CH655875A5; IT8267972A0; FR2511632A1; GB2104823A; FR2511632B1; DE3133085C2; GB2104823B

Description

PATENTANWALT DIPL.-PHYS. Χ£&/

Günter Horst Röhm
Heinrich-Röhm-Straße 50
7927 Sontheim

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7900 Ulm, 29.07»1981 Akte PG/5556 th

Spannfutter. Insbesondere für Schlagbohrwerkzeuge

Die Erfindung betrifft ein Spannfutter, insbesondere für Schlagbohrwerkzeuge, mit einem Futterkörper zum Anschluß an eine zur Ausübung von Schlägen auf das Bohrwerkzeug eingerichtete Antriebswelle einer Antriebsmaschine, ferner mit im Spannfutter bewegbaren Spannbacken, die eine zur Futterachse koaxiale Einspannöffnung für den Schaft des Bohrwerkzeuges bilden und zur änderung des Durchmessers der Einspannöffnung an zur Futterachse konvergierenden Spannflächen geführt sind, und mit einer am Futterkörper vorgesehenen Spannhülse zur Relatiwerstellung der Spannbakken an den Spannflächen.

Derartige Spannfutter sind zum Betrieb an Schlagbohrmaschinen allgemein bekannt. Dabei wird unter Schlagbohrmaschine eine Antriebsmaschine zum im wesentlichen drehenden Bohren verstanden, deren Antriebswelle der drehenden Bewegung überlagerte axiale Stoßbewegungen ausführt, damit das Bohrwerkzeug auch axial

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schlagend angetrieben wird. Die Schlagwirkung wird von der Antriebswelle über das zwischengeschaltete Spannfutter auf das Bohrwerkzeug Übertragen, das mit einem zylindrischen Werkzeugschaft drehfest zwischen den Spannbacken eingespannt ist. Das Spannfutter nimmt mit seiner gesamten Masse an der Schlagbewegung teil. Daher ist die am Bohrwerkzeug im Ergebnis noch wirksam werdende Schlagenergie vergleichs weise gering. - Dieser Naohteil wird bei sogenannten Bohrhämmern vermieden. Das sind Antriebsmaschinen, die zur Erzeugung der Schlagwirkung unabhängig vom Drehantrieb ein selbständig angetriebenes hin- und herfliegendes Schlagstück aufweisen, das direkt daö hintere Ende des Bohrwerkzeuges beaufschlagt, so daß praktisch die volle Schlagenergie am Bohrwerkzeug zur Verfügung steht. In den für derartige Bohrhämmer bestimmten Spannfuttern muß aber das Bohrwerkzeug lose, nämlich wenigstens um die Größe des Schlaghubes axial verschiebbar gehalten sein. Um gleichzeitig eine Mitdrehung des Bohrwerkzeuges sicher zu stellen, sind die Bohrwerkzeuge an ihrem im Spannfutter gehaltenen Werkzeugschaft mit besonderen Mitnehmern ausgestattet, die in Drehrichtung einen Formschluß mit dem Spannfutter herstellen. Das erfordert wegen der Mitnehmer Bohrwerkzeuge, die hinsichtlich ihres einzuspannenden Werkzeugschaftes speziell gestaltet sind, also nicht nur einen rein zylindrischen Werkzeugschaft besitzen

dürfen und daher nicht in die für Schlagbohrmaschinen üblichen Spannfutter mit Spannbacken passen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde _t ein Spannfutter der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es zum Betrieb an Bohrhämmern geeignet ist und trotzdem den Einsatz von Bohrwerkzeugen mit rein zylindrischem Schaft ohne Mitnehmer gestattet, wie sie an sich nur für Schlagbohrmasöfeinea üblich sind«,

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß im Spannfutter zur drehfesten Mitnahme des zwischen den Spannbacken zwar eingespannten, aber noch axial verschiebbaren Werkzeugschaftes ein zur Futterachse koaxial einstellbares und von außen spannbares Drehherz angeordnet ist, das im Spannfutter gegen Relativverdrehungen gesichert und axial mindestens in der Größe des Schlaghubes sowie radial nach Maßgabe des Durchmessers des Werkzeugschaftes verschiebbar ist, und daß im Futterkörper zwischen der Einspannöffnung und der Antriebswelle ein Durchbruch vorgesehen ist, durch den hindurch die Schläge von der Antriebswelle direkt auf das Ende des Werkzeugschaftes übertragbar sind_e

Mit dem Spannfutter nach der Erfindung können Bohr werkzeuge mit rein zylindriBeh@m Helhiaft ©hne "beson-

- AnMitnehmer auch an Bohrhämmern betrieben werden. Die Spannbacken ergeben in diesem Fall lediglich eine im Durchmesser einstellbare und damit dem jeweiligen Bohrwerkzeug anpaßbare Führung für den darin im übrigen axial verschiebbaren zylindrischen Werkzeugschaft, so daß die durch den Durchbruch im Futterkör^ per direkt auf das eingespannte Ende des Werkzeugschaftes von der Antriebswelle ausgeübten Schläge voll am Bohrwerkzeug wirksam werden. Das Spannfutter nimmt mit der einzigen Ausnahme des Drehherzens nicht an den Schlagbewegungen teil, und das Drehherz selbst besitzt nur eine im Vergleich zum Spannfutter geringe träge Masse, so daß die Schlagübertragung durch das Drehherz keine nennenswerte Schwächung erfährt. Andererseits wird durch das drehfest im Spannfutter angeordnete und verschiedenen Durchmessern des Werkzeugschaftes anpaßbare Drehherz das Bohrwerkzeug unabhängig von seinem Schlaghub drehfest im Spannfutter gehalten. Im Ergebnis ermöglicht das Spannfutter nach der Erfindung sowohl den freien Schlaghub des im Schaft rein zylindrisch gestalteten Bohrwerkzeuges relativ zum Spannfutter als auch die gleichzeitig drehende Mitnahme des eingespannten Bohrwerkzeuges, also die Verwendung aller für Schlägbohrmaschinen üblichen Bohrwerkzeuge auch an Bohrhämmern.

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Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Spannhülse axial verschiebbar und unverdrehbar am Futterkörper geführt 1st, daß zwischen dem Futterkörper und der Spannhülse eine axial wirkende Spannfeder vorgesehen ist, welche die Spannhülse in der dem Spannvorgang der Spannbacken entsprechenden Verschiebungsrichtung beaufschlagt, und daß die Spannhülse ein werkzeugseitig über die Spannbacken vorstehendes Ringstück trägt, das einen parallelwandigen Querschlitz aufweist, in dem das mit ebenfalls parallelen Seitenflächen ausgebildete und den Schlitzwänden anliegende Drehherz angeordnet ist, wobei der Querschlitz axial höher als das Drehherz ist und die Spanneinrichtung des Drehherzens durch den Querschlitz hindurch zugänglich ist. Die Spannfeder kann in ihrer Federkraft unschwer so eingestellt werden, daß die von ihr in Anlage am Werkzeugschaft gehaltenen Spannbacken für diesen zwar eine sichere axiale Führung ergeben, den Werkzeugschaft aber nicht in einer seinen axialen Schlaghub verhindernden Einspannung festhalten. Durch den Querschlitz hindurch kann das Drehherz zum Spannen und Lösen des Bohrwerkzeuges in einfacher Weise betätigt werden. Der Formschluß zwischen den jeweils zueinander parallelen Wänden bzw. Flächen des Querschlitzes einerseits und des Dreherzens andererseits sichern die drehende Mitnahme des Drehherzens durch das Spannfutter, ohne die

Schlagbewegung und die Einstellbarkeit des Drehherzens auf verschiedene Durchmesser des Bohrwerkzeugschaftes zu beeinträchtigen.

Im einzelnen besteht die Möglichkeit, daß die konvergierenden Führungsflächen für die Spannbacken am Ringstück vorgesehen und gemeinsam als Kegelstumpffläche mit zum Werkzeug gerichteter Kegelspitze ausgebildet sind, und daß die Spannfeder als Druckfeder werkzeugseitig am Futterkörper und antriebswellenseitig an der Spannhülse axial abgestützt ist. Dabei ist zweckmäßig die Spannfeder als Schraubenfeder in einem Ringraum zwischen dem Futterkörper und der Spannhülse angeordnet, wobei die Spannfeder an Ringschultern des Futterkörpers und der Spannhülse anliegt.

Hinsichtlich des Drehherzens ist eine bevorzugte Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, daß das Drehherz einen die parallelen Seltenflächen tragenden Spannkörper mit einem den Werkzeugschaft aufnehmenden Fenster aufweist, dessen eine Seite als prismatische Spannfläche ausgebildet ist, die symmetrisch zu der durch die Futterachse gehenden Mittelebene des QuerSchlitzes ist, und daß an der der Spannfläche gegenüber liegenden Fensterseite im Spannkörper ein radial bis in das Fenster hinein verstellbares Spannglied angeordnet ist. Die prismatische Gestaltung der

Spannfläche in Verbindung mit der Verstellbarkeit des Spanngliedes ermöglicht in an sich bekannter Weise die Einspannung von zylindrischen Werkzeugschäften verschiedenen Durchmessers in einem weiten Durchmesser-= bereich. Zweckmäßig ist die Spannfläche an einem Spannstück vorgesehen, das auswechselbar in den Spannkörper eingesetzt ist.

Im folgenden wird die Erfindung in einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein Spannfutter nach der Erfindung mit lediglich teilweise angedeuteter Antriebswelle der nicht dargestellten Antriebsmaschine,

Fig. 2 einen zu Fig. 1 senkrechten toialschnitt durch ^ das Spannfutter,

Fig. 3 einen Querschnitt durch das Spannfutter nach Fig. 1 und 2 im Bereich des DreWaerzens bei Einspannung eines Bohrwerkzeuges mit geringem Durchmesser des Werkzeugschaftes,

Fig. 4 den- Gegenstand nach FIg* 3 bei größerem Durchmesser des Werkzeugseiaaftes,

Fig. 5 einen Querschnitt durch ein Spannfutter nach der Erfindung entsprechend Fig. 3 und 4 mit einer anderen Ausführungsform des Drehherzens.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Spannfutter ist der Futterkörper mit 1 bezeichnet. Der Futterkörper ist zum Anschluß an eine Antriebswelle 2 eines nicht dargestellten Bohrhammers mit einer Gewindeaufnahme 3 versehen. Innerhalb der Antriebswelle 2 ist zur Erzeugung von Schlagen auf das im Spannfutter gehaltene Ende des Werkzeugschaftes 4 ein Schläger 5 geführt, dessen Beaufschlagung durch ein im Bohrhammer hin- und hergehend angetriebenes Schlagstück als an sich bekannt nicht dargestellt ist und keiner weiteren Beschreibung bedarf. Die im Spannfutter bewegbaren Spannbacken sind mit 6 bezeichnet. Sie bilden eine zur Futterachse 7 koaxiale Einspannöffnung für den zylindrischen Schaft 4 des Bohrwerkzeuges und sind zur Änderung des Durchmessers dieser Einspannöffnung an Spannflächen 8 geführt, die zur Futterachse 7 konvergieren. Die am FtJtterkörper 1 zur Relatiwerstellung der Spannbacken 6 an diesen Spannflächen 8 vorgesehene Spannhülse ist mit 9 bezeichnet. Im Spannfutter ist zur drehfesten Mitnahme des zwischen den Spannbacken 6 zwar eingespannten, aber noch axial verschiebbaren Werkzeugschaftes 4 ein zur Futterachse 7 koaxial einstellbares und von außen spannbares, all-

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gemein mit 10 bezeichnetes Drehherz angeordnet. Das Drehherz ist im Spannfutter gegen Relativverdrehungen gesichert. Axial ist es mindestens in der Größe des Schlaghubes verschiebbar. Ebenso ist das Drehherz auch radial im Spannfutter verschiebbar, damit es wie ein Vergleich der Figuren 3 und 4 zeigt, verschiedenen Durchmessern des Werkzeugschaftes 4 angepaßt werden kann, ohne daß eine Versetzung zwischen der Spannachse des Drehherzens 10 und der Futterachse erfolgt. Im Futterkörper 1 ist zwischen der Einspannöffnung und der Antriebswelle 2 ein Durchbruch 11 vorgesehen, durch den hindurch der Schläger 5 von der Antriebswelle 2 her unmittelbar auf das Ende des im Spannfutter gehaltenen Werkzeugschaftes 4 schlägt, so daß im Ergebnis durch den Durchbruch 11 hindurch die Schläge von der Antriebswelle 2 direkt auf das Bohrwerkzeug übertragbar sind.

Die Spannhülse 9 trägt eine radial in einen axial verlaufenden Schlitz 12 des Futterkörpers 1 greifende Schraube 13, so daß die Spannhülse 9 zwar axial verschiebbar, jedoch unverdrehbar am Futterkörper 1 geführt ist. Zwischen dem Futterkörper 1 und der Spannhülse 9 ist eine axial wirkende Spannfeder 14 vorgesehen, welche die Spannhülse 9 in der dem Spannvorgang der Spannbacken 6 entsprechenden Verschiebungsrichtung, in den Fig. 1 und 2 also relativ zum

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Futterkörper 1 nach oben beaufschlagt. Die Spannhülse 9 trägt in starrer Befestigung ein Werkzeugseitig über die Spannbacken 6 vorstehendes Ringstück 15. In einem mit parallelen Wänden 16 ausgebildeten Querschlitz 17 dieses Ringstückes 15 ist das mit ebenfalls parallelen Seitenflächen 18 ausgebildete und denSchlitzwänden 16 anliegende Drehherz 10 angeordnet. Der Querschlitz 17 ist axial höher als das Drehherz 10, so daß das Drehherz relativ zum Ringstück 15 und damit zum Spannfutter insgesamt am Schlaghub des Bohrwerkzeuges teilnehmen kann. Die Spanneinrichtung des Drehherzens 10, mit dessen Hilfe der Werkzeugschaft 4 unverdrehbar im Drehherz eingespannt wird, ist durch den Querschlitz 17 hindurch von außen zugänglich. Im übrigen ist das Drehherz 10 im Querschlitz 17 radial ν verschiebbar, um die schon erwähnte Anpassung an die verschiedenen Durchmesser des Werkzeugschaftes 4 zu ermöglichen.

Im einzelnen besitzt das Drehherz 10 einen die parallelen Seitenflächen 18 tragenden Spannkörper 10.1 mit einem den Werkzeugschaft 4 aufnehmenden Fenster 10.2. Die eine Seite dieses Fensters 10.2 ist als Spannfläche 10.3 ausgebildet, die symmetrisch zu der durch die Futterachse 7 gehenden Mittelebene des Querschlitzes 17 ist. Diese Spannfläche 10.3 kann winklig prismatisch wie in den Fig. 3 und 4 oder rund wie in Fig. 5 sein und im übrigen mit einer axialen Riffelung versehen sein. In jedem Fall hat diese Gestaltung der Spannfläche 10.3 zur Folge, daß im Drehherz 10 eingespannte Werkzeugschäfte 4

unabhängig von ihrem Durchmesser an den beiden Prismenebenen der Spannfläche 10.3 stets zur Futterachse 7 zentriert sind. An der der Spannfläche 10.3 gegenüber liegenden Fensterseite ist im Spannkörper 10.1 ein radial bis in das Fenster 10.2 hinein verstellbares Spannglied 10.4 in Form einer Spannschraube geführt, die an ihrem von außen zugänglichen Ende Schlüs=» seiflächen 10.5 zum Ansatz eines Spannschlüssels aufweisen kann_e Die Spannfläch© 1O₈3 stlbst ist ®n ®in®m Spannstück 10.6 angeordnet, das auswechselbar in den Spannkörper 10.1 eingesetzt und mittels eines Stiftes 10.7 im Spannkörper 10.1 gehalten ist. Die Spannfläche 10.3 kann aber entsprechend Fig. 5 auch unmittelbar am Spannkörper 10.1 selbst vorgesehen sein. Der das Drehherz 10. aufnehmende Querschlitz 17 kann durch einen im Ringstück 15 mit Schrauben 15.1 lösbar gehaltenen Deckel 15.2 in Richtung zur Werkzeugspitze hin geschlossen sein*

Die konvergierenden Führungsflächen 8 für die Spannbacken 6 sind im Ausführungsbeispiel am Ringstück 15 vorgesehen und gemeinsam als Kegelstumpffläche mit zum Werkzeug, in den Fig. 1 und 2 also nach unten gerichteter Kegelspitze ausgebildet. Die Spannfeder 14 ist als Druckfeder werkzeugseitig am Futterkörper 1 und antriebswellenseitig an der Spannhülse 9 axial abge stützt, und zwar im einzelnen an einer Ringschulter 1,1

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des Futterkörpers 1 und einer Ringschulter 9.1 der Spannhülse 9. Dabei liegt die Spannfeder 14 in Form einer Schraubenfeder in einem Ringraum 20 zwischen dem Futterkörper 1 und der Spannhülse 9.

Unter der Kraft der Spannfeder 14 wird die Spannhülse

9 mit dem Ringstück 15 relativ zum Futterkörper 1 in den Fig. 1 und 2 nach oben verschoben, so daß die kegelstumpfförmige Führungsfläche 8 die Spannbacken radial nach innen gegen den Werkzeugschaft 4 drückt, weil die Spannbacken 6 axial durch den Futterkörper 1 gegen Verschiebungen gesichert sind. Die Spannbacken

6 bewirken unter der Kraft der Spannfeder 14 eine Zentrierung des Werkzeugschaftes 4 im Spannfutter, ohne jedoch AxialverSchiebungen des eingespannten Werkzeugschaftes und damit des Bohrwerkzeuges im Ganzen zu behindern. Die auf das obere Stirnende des Werkzeugschaftes 4 vom Schläger 5 ausgeübten Schläge kommen daher am Bohrwerkzeug voll zur Wirkung. Das Drehherz

10 ist über das Spannglied 10.4 fest und undrehbar mit dem Werkzeugschaft 4 verspannt, nimmt also auch an den Schlagbewegungen des Bohrwerkzeuges teil, wobei in den Fig. 1 und 2 die jeweils obere Umkehrstellung des Schlaghubes dargestellt ist. Da das Drehherz 10 relativ zum Futterkörper 1 undrehbar im Spannfutter gehalten ist, nimmt es an der Drehung des Spannfutters teil und dabei das im Drehherz 10 eingespann-

te Bohrwerkzeug drehend mit. Soll zu einem Werkzeugwechsel das Spannfutter gelöst werden, so ist es lediglich erforderlich, das Spannglied 10,4 am Drehherz 10 zu lösen und die Spannhülse 9 von Hand gegen die
Kraft der Spannfeder 14 relativ zum Futterkörper 1
nach unten zu verschieben, wodurch in üblicher Weise in Umfangsrichtung über Federn 21

gegeneinander abgestützten Spannbacken 6 sich radial nach außen bewegen und die Einspannung des Werkzeugschaftes 4 freigeben.

Claims

Günter Horst Röhm

Heinrich-Röhm-Straße 50

Sontheim

7900 Ulm, 29.07»1981

Akte PG/5556 th

s-

Ansprüche:

M. !Spannfutter, insbesondere für Schlagbohrwerkzeuge, mit einem Futterkörper (1) zum Anschluß an eine zur Ausübung von Schlägen auf das Bohrwerkzeug eingerichtete Antriebswelle (2) einer Antriebsmaschine , ferner mit im Spannfutter bewegbaren Spannbakken (6), die eine zur Futterachse (7) koaxiale Einspannöffnung für den Schaft (4) des Bohrwerkzeuges bilden und zur Änderung des Durchmessers der Einspannöffnung an zur Futterachse (7) konvergierenden Spannflächen (8) geführt sind* und mit einer am Futterkörper (1) vorgesehenen Spannhülse (9) zur Relatiwerstellung der Spannbacken (6) an den Spannflächen (8),

dadurch gekennzeichnet, daß im Spannfutter zur drehfesten Mitnahme des

zwar eingespannten, aber noch axial verschiebbaren Werkzeugschaftes (4) ein zur Futterachse (7) koaxial einstellbares und von außen spannbares Drehherz (10) angeordnet ist, das im Spannfutter gegen Relatiwerdrehungen gesichert und axial mindestens in der Größe des Schlaghubes sowie radial nach Maßgabe des Durchmessers des Werkzeugschaftes (4) verschiebbar ist, und daß im Futterkörper (1) zwischen der Einspannöffnung und der Antriebswelle (2) ein Durchbruch (11) vorgesehen ist, durch den hindurch die Schläge von der Antriebswelle (2) direkt auf das Ende des Werkzeugschaftes (4) übertragbar sind.
2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannhülse (9) axial verschiebbar und unverdrehbar am Futterkörper (1) geführt ist, daß zwischen dem Futterkörper (1) und der Spannhülse (9) eine axial wirkende Spannfeder (14) vorgesehen ist, welche die Spannhülse (9) in der dem Spannvorgang der Spannbacken (6) entsprechenden Verschiebungsrichtung beaufschlagt, und daß die Spannhülse (9) ein werkzeugseitig über die Spannbacken (6) vorstehendes Ringstück (15) trägt, das einen parallelwandigen Querschlitz (17) aufweist, in dem das mit ebenfalls parallelen Seitenflächen (18) ausgebildete und den Schlitzwänden (16) anliegende Drehherz (10) angeordnet ist, wobei der

Querschlitz (17) axial höher als das Drehherz (10) ist und die Spanneinrichtung des DrehJaerzens (10) durch den Querschlitz (17) hindurch zugänglich ist.
3. Spannfutter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die konvergierenden Führungsflächen (8) für die Spannbacken (6) am Ringstück (15) vorgesehen und gemeinsam als Kegelstumpffläoh® mit zum Werkzeug gerichteter Kegelspitze ausgebildet sind^ und daß die Spannfeder (14) als Druckfeder werkzeugseitig am Futterkörper (1) und antriebswellenseitig an der Spannhülse (9) axial abgestützt ist.
4. Spannfutter nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß die Spannfeder (14) als Schraubenfeder in einem Ringraum (20) zwischen dem Futterkörper (1) und der Spannhülse (9) angeordnet ist und an Ringschultern (1.1, 9.1) des Futterkörpers (1) und der Spannhülse (9).anliegt«
5. Spannfutter nach Anspruch 2₉ dadurch gekennzeichnet, daß das Drehherz (10) einen die parallelen Seitenflächen (18) tragenden Spa&nkörper (10.1) mit einem den Werkzeugschaft (4) aufnehmenden Fenster (10.2) aufweist^ dessen ©ine Seite als prismatische Spannfläctis (1O₀3)· ausgebildet ist,

die symmetrisch zu der durch die Futterachse (7) gehenden Mittelebene des Querschlitzes (17) ist, und daß an der der Spannfläche (10.3) gegenüber liegenden Fensterseite im Spannkörper (10.1) ein radial bis in das Fenster (10.2) hinein verstellbares Spannglied (10.4) angeordnet ist.
6. Spannfutter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannflächen (10.3) an einem Spannstück (10.6) vorgesehen ist, das auswechselbar in den Spannkörpber eingesetzt ist.