DE3219011C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Spannfutter zum Eindrehen von Stiftschrauben gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Spannfutter ist aus der Druckschrift DE 23 44 378 A1 bekannt. Dieses bekannte Spannfutter wird ebenso wie eine größere Anzahl von ebenfalls vorbe­ kannten Konstruktionen (US 37 93 912, US 27 43 639, GB 6 05 509) durch ein in einem Gehäuse drehbares Zangen­ gehäuse und zwei verschiebbar in dem Zangengehäuse ge­ haltene Klemmbacken zum Erfassen der Stiftschraube ge­ bildet und weist einen verhältnismäßig komplizierten Mechanismus zum Halten sowie zum Öffnen und Schließen der Klemmbacken auf. So sind bei dem gattungsgemäßen Spannfutter drei Gruppen von Verriegelungs-, Halte- und Rastkugeln vorgesehen, die in Bohrungen des Zangengehäuses gehalten sind und in Nuten oder Rastkerben des Gehäuses oder der Klemmbacken eintreten können. Insbesondere ist die Montage des Spannfutters relativ aufwendig, da eine große Anzahl von Teilen zusammengefügt werden muß. Die zumeist vorgesehenen Halte- und Stellschrauben erfordern die Verwendung von speziellen Werkzeugen bei der Montage und Demontage.

In der prioritätsälteren, jedoch nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung P 31 11 764 wird ein Spannfutter der eingangs genannten Gattung beschrieben, das sich durch einen ver­ einfachten Aufbau auszeichnet und mit einer geringeren Anzahl von Handgriffen und Werkzeugen montiert und demon­ tiert werden kann. Bei diesem Spannfutter sind nur zwei Sätze von Halte- und Verriegelungskugeln vorgesehen. Die Haltekugeln greifen in eine umlaufende Nut der Klemmbacken ein und dienen dazu, die Klemmbacken mit Axialspiel in dem Zangengehäuse zu halten. Die Verriegelungskugeln stehen mit einer nur auf einem Teil des Umfangs der Klemm­ backen ausgebildeten Verriegelungsnut in Eingriff und bewirken die Mitnahme der Klemmbacken in Drehrichtung des Zangengehäuses. An den Rändern der Klemmbacken aus­ gebildete Ausschnitte ermöglichen den Eintritt der Ver­ riegelungskugeln in die Verriegelungsnuten, so daß sich die Klemmbacken bei der Montage in gespreizter Stellung in das Zangengehäuse einführen lassen. Das Schließen der Klemmbacken wird nicht durch die Halte- oder Verrie­ gelungskugeln, sondern durch einen am Ende der Klemmbacken ausgebildeten Schließring bewirkt, der mit einer abge­ schrägten Innenfläche am Ende des Zangengehäuses zusammen­ wirkt. In einem verhältnismäßig langen Längsabschnitt zwischen dem Schließring und der Verriegelungsnut weisen die Klemmbacken einen reduzierten Außendurchmesser auf, damit eine ausreichende Spreizung der Klemmbacken in der geöffneten Stellung ermöglicht wird.

Ein Nachteil dieser herkömmlichen Konstruktion besteht darin, daß die Klemmbacken durch den verhältnismäßig langen Abschnitt mit reduziertem Durchmesser und durch die in Umfangsrichtung verlaufenden Halte- und Verriege­ lungsnuten geschwächt werden, so daß die Klemmbacken bei erhöhter Beanspruchung leicht ausbrechen können. Darüber hinaus ist bei diesem herkömmlichen Spannfutter wie auch bei den anderen bekannten Konstruktionen bei der Öffnungs- und Schließbewegung der Klemmbacken eine radiale Bewegung der Halte- und/oder Verriegelungskugeln erforderlich. Zur Steuerung dieser Radialbewegungen muß das Gehäuse eine abgestufte Innenfläche aufweisen, und das Zangen­ gehäuse muß beim Öffnen und Schließen der Klemmbacken axial in dem Gehäuse bewegt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Spannfutter der eingangs genannten Gattung zu schaffen, das bei stabiler Gestaltung der Klemmbacken einen einfachen Gesamtaufbau aufweist und eine Montage und Demontage mit geringem Arbeits- und Werkzeugaufwand ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1.

Bei dem vorgeschlagenen Spannfutter stehen die Halte- und Verriegelungskugeln mit in Längsrichtung der Klemm­ backen verlaufenden Halte- und Verriegelungsnuten in Eingriff. Die Halte- und Verriegelungsnuten sind an ihren einander zugewandten Enden vertieft ausgebildet. In der Schließstellung der Klemmbacken treten die Halte­ kugeln in die vertieften Abschnitte der Haltenuten ein, während in der Öffnungsstellung die Verriegelungskugeln in die vertieften Abschnitte der Verriegelungsnuten ein­ treten. Beim Öffnen und Schließen der Klemmbacken müssen weder die Haltekugeln noch die Verriegelungskugeln in radialer Richtung bewegt werden. Das Gehäuse kann daher eine glatte zylindrische Innenfläche aufweisen, und das Zangengehäuse läßt sich mitsamt der Klemmbacken und der Halte- und Verriegelungskugeln problemlos in das Gehäuse einführen. Aufgrund seiner einfachen zylindrischen Gestalt kann das Gehäuse einen relativ kleinen Außen­ durchmesser aufweisen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Er­ findung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Spann­ futters;

Fig. 2 ist eine teilweise längs der Linie A-A in Fig. 1 aufgeschnittene Ansicht des Spannfutters;

Fig. 3 ist eine Explosionsdarstellung des Spannfutters;

Fig. 4 zeigt einen Teilschnitt durch das Gehäuse des Spannfutters längs der Linie C-C in Fig. 3; und

Fig. 5 ist ein Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 2.

Das erfindungsgemäße Spannfutter umfaßt ein Gehäuse 10, einen Ring 20, ein drehantreibbares Kopfstück 30, ein Zangengehäuse 40, zwei in dem Zangengehäuse 40 angebrachte Kugelsätze, die durch zwei Haltekugeln 44 und zwei Ver­ riegelungskugeln 46 gebildet werden, zwei Klemmbacken 50, einen Stößel 60 und eine Aufnahme- und Ausrichtein­ richtung 70 für Stiftschrauben. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, umfaßt das Spannfutter in zusammengebautem Zustand drei konzentrische Zylinder, die durch das Gehäuse 10, das innerhalb des Gehäuses 10 angebrachte Zangengehäuse 40 sowie das ebenfalls innerhalb des Gehäuses 10 montierte Kopfstück 30 gebildet werden.

Das Kopfstück 30 und das Zangengehäuse 40 sind in dem Gehäuse 10 mit Hilfe des Rings 20 befestigt, der auf ein Außengewinde des Gehäuses 10 aufgeschraubt ist. Das Gehäuse 10 weist gemäß Fig. 4 einen Absatz 12 für das Kopfstück und einen Absatz 14 für das Zangen­ gehäuse auf. Durch diese Absätze wird eine Verschiebung des Kopfstücks 30 und des Zangengehäuses 40 in dem Gehäuse 10 verhindert.

Im Betrieb ist das Kopfstück 30 mit einer Antriebsein­ richtung verbunden, die eine Drehbewegung und eine hin- und hergehende Bewegung des Spannfutters erzeugt. Das Kopfstück 30 ist mit dem Zangengehäuse 40 gekoppelt, so daß die Kraft und die Bewegung der Antriebsein­ richtung auf das Zangengehäuse 40 übertragen werden.

Das Zangengehäuse 40 bildet ein Futter zur Aufnahme der Klemmbacken 50. Die Klemmbacken 50 erfassen die Stift­ schraube mit einem eingeschnittenen Gewindeabschnitt 54, der an das Gewinde der Stiftschraube angepaßt ist. Die Klemmbacken 50 sind um den Stößel 60 angeordnet, der eine zylindrische Form aufweist, und werden durch die inneren Oberflächen des hohlen Zangengehäuses 40 zusammengehalten, wie in Fig. 2 zu erkennen ist. Durch den eingeschnittenen Gewindeabschnitt 54 ist im Boden der Klemmbacken-Anordnung eine Öffnung gebildet, in die die Stiftschraube eingeführt wird.

Beim Zusammenbau des Spannfutters werden die Klemmbacken 50 um den Stößel 60 gruppiert und festgehalten und sodann in das Zangengehäuse 40 eingeführt. Danach werden die Haltekugeln 44 und die Verriegelungskugeln 46 in ent­ sprechende Bohrungen 54 bzw. 47 des Zangengehäuses 40 eingesetzt, und das Zangengehäuse 40 wird in das Gehäuse 10 eingeschoben. Das Kopfstück 30 wird am oberen Ende des Zangengehäuses 40 derart in das Gehäuse 10 einge­ setzt, daß ein Zapfen 41 des Zangengehäuses 40 in einen Schlitz 34 des Kopfstücks 30 eingreift. Sodann wird der Ring 20 über das Kopfstück 30 geschoben und auf das Gehäuse 10 aufgeschraubt. Zur Vervollständigung der Montage wird ein gemäß Fig. 1 auf dem Außengewinde des Gehäuses 10 angebrachter Klemmring 80 gegen den Ring 20 gespannt, so daß er diesen in seiner Position festlegt.

Ein weiterer Klemmring 81 ist zur Befestigung von Zubehör, beispielsweise eines Staubschutzes oder eines Anschlages an dem Werkzeug vorgesehen. Die Aufnahme- und Ausricht­ einrichtung 70 kann im Bedarfsfall derart auf das Ende des Zangengehäuses 40 aufgesetzt werden, daß Schlitze 71 dieser Einrichtung mit Bohrungen 48 in dem Zangen­ gehäuse 40 fluchten, so daß Gewindestifte 78 in das Zangengehäuse 40 eingeschraubt werden können.

Beim Zerlegen des Spannfutters werden die oben beschrie­ benen Vorgänge in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt. Zum Entnehmen der Klemmbacken 50, nachdem das Zangen­ gehäuse 40 aus dem Gehäuse 10 herausgezogen wurde, müssen die Klemmbacken 50 durch Einführen einer Stiftschraube geschlossen werden.

Zum Zusammenbau und Zerlegen des Spannfutters werden lediglich eine Stiftschraube, ein Schlüsselsatz für den Ring 20, den Klemmring 80, das Kopfstück 30 und ggf. für den Klemmring 81 und, falls die Aufnahme und Ausrichteinrichtung 70 verwendet wird, ein Innensechskant­ schlüssel für die Stellschrauben 78 benötigt. Somit ist das Spannfutter auf einfache Weise zerlegbar und zusammen­ setzbar. Hierdurch wird eine erhebliche Zeitersparnis bei der Wartung des Spannfutters erreicht.

Die Stiftschrauben werden mit Hilfe der Klemmbacken 50 erfaßt. In den ebenen inneren Oberflächen der Klemmbacken 50 ist jeweils eine im Querschnitt halbkreisförmige Nut 51 ausgebildet, die sich in Längsrichtung der Klemm­ backen erstreckt. Der untere Bereich der Nut 51 bildet den Gewindeabschnitt 54, der an das Gewinde der Stift­ schrauben angepaßt ist. Wenn die Klemmbacken 50 um die Stiftschraube geschlossen werden, erfaßt der Gewinde­ abschnitt 54 der Klemmbacken 50 die Stiftschraube, ohne daß deren Gewinde beschädigt wird.

Der Stößel 60 ist in einen oberen Abschnitt der Nuten 51 oberhalb des Gewindeabschnitts 54 eingefügt und wird mit Hilfe eines Achszylinders 65 in den Nuten der Klemm­ backen 51 gehalten. Der Achszylinder 65 ist auf einem axialen Gewindeschaft 66 des Stößels 60 verschiebbar und steht mit Achsnuten 55 der Klemmbacken 50 in Eingriff. Die Achsnuten 55 verlaufen rechtwinklig zu den längs ver­ laufenden Nuten 51. Durch den Stößel 60 werden die unteren Bereiche der Klemmbacken 50 auseinandergespreizt, so daß sie über die Stiftschraube geschoben werden können. Die Klemmbacken 50 werden durch einen Ring 62 auf dem Stößel 60 offengehalten, der in Richtung auf eine Öffnungsnut 53 und entgegen einer Schließnut 52 der Klemmbacken 50 vorgespannt ist. Der Innenradius der Schließnut 52 ist größer als der Außenradius des Ringes 62. Daher können die Klemmbacken 50 geschlossen werden, wenn sich der Ring 52 in Höhe der Schließnut 52 befindet. Da jedoch der Innenradius der Öffnungsnut 53 kleiner als der Außenradius des Ringes 62 ist, werden die unteren Bereiche der Klemmbacken 50 gespreizt, wenn der Ring 62 aufgrund seiner Vorspannung in Richtung der Öffnungsnut 53 gedrückt wird. Durch das Spreizen der Klemmbacken 50 wird die Stiftschraube aus dem Gewindeabschnitt 54 der Klemmbacken befreit. Der Ring 62 ist in seinem unteren Bereich nach unten verjüngt, so daß er allmählich aus der Schließnut 52 auf den inneren Umfangsrand der Öffnungsnut 53 aufgleiten kann.

Der Ring 62 ist zusammen mit der gesamten unteren Hälfte des Stößels 60 in den Klemmbacken 50 durch eine Schrauben­ feder 64 nach unten, in Richtung auf die Öffnungsnut 53 vorgespannt. Die Schraubenfeder 64 ist an dem verschieb­ bar auf dem Gewindeschaft 66 angebrachten Achszylinder 65 abgestützt. Der Gewindeschaft 66 weist einen Sechskant­ kopf auf, der verhindert, daß der Achszylinder 65 von dem Gewindeschaft 66 abgeschoben wird. Die untere Stirn­ fläche 63 des Stößels 60 erstreckt sich in den Gewinde­ abschnitt 54 der Klemmbacken. Wenn die Stiftschraube in die Klemmbacken 54 eingeführt wird, schlägt ein Ende der Stiftschraube an der Stirnfläche 64 des Stößels an und verschiebt diesen unter Überwindung der Kraft der Schraubenfeder 64 zusammen mit dem Ring 62 in der Nut 51 nach oben. Auf diese Weise wird der Ring 62 nach oben in die Schließnut 52 verschoben, so daß sich die Klemm­ backen um die Stiftschraube schließen können.

Der Außendurchmesser der durch die Klemmbacken 50 und den Stößel 60 gebildeten Einheit entspricht im wesent­ lichen dem Innendurchmesser des Zangengehäuses 40, so daß die Klemmbacken 50 nahezu spielfrei in dem Zangen­ gehäuse 40 aufgenommen werden. Dies ist erforderlich, damit die Verriegelungskugeln 46 und die Haltekugeln 44 derart in dem Zangengehäuse 40 festgehalten werden, daß sie mit entsprechenden Verriegelungs- und Haltenuten 58, 56 der Klemmbacken 50 in Eingriff stehen. Der Innen­ durchmesser des Zangengehäuses 40 ist in einem Längsab­ schnitt, der sich von einer Position unmittelbar oberhalb der Bohrungen 45 für die Verriegelungskugeln nach unten bis zu einer Verriegelungs-Schulter 43 erstreckt, derart erweitert, daß die Klemmbacken 50 gespreizt werden können. Die Klemmbacken 50 weisen ihrerseits einen reduzierten Halsbereich 57 a zwischen einem Schließring 59 und einer Schulter 57 auf, so daß die Klemmbacken 50 noch weiter gespreizt werden können.

Der Halsabschnitt 57 A stellt im wesentlichen den Bereich dar, in dem die Klemmbacken 50 die geringste Dicke auf­ weisen. Damit die Stabilität der Klemmbacken 50 möglichst wenig beeinträchtigt wird, sind die Abmessungen des Hals­ abschnitts 57 A in Längsrichtung der Klemmbacken klein gehalten. Auch die Flächen der anderen Nuten oder Aus­ nehmungen der Klemmbacken 50 sind möglichst klein ge­ halten. Dies wird teilweise dadurch erreicht, daß die Nuten oder Ausnehmungen eine geringe Breite und eine besondere Form aufweisen. Beispielsweise sind die Halte­ nuten 56 und die Verriegelungsnuten 59 tropfenförmig ausgebildet. Dadurch, daß die Klemmbacken 50 nur eine verhältnismäßig geringe Anzahl verhältnismäßig kleiner Ausnehmungen aufweisen, bleibt die Stabilität der Klemm­ backen 50 erhalten, so daß die Gefahr ihres Ausbrechens oder Ausbiegens erheblich verringert ist.

Die zylindrische Anordnung aus Klemmbacken 50 und Stößel 60 ist in dem Zangengehäuse 40 eingeschlossen. Das Zangen­ gehäuse 40 hat die Form eines hohlen, an seinem oberen Ende 42 geschlossenen Zylinders. Die Anordnung aus Klemm­ backen und Stößel kann zwar leicht in das Zangengehäuse 40 eingeführt werden, kann jedoch, nachdem sie einmal in das Zangengehäuse eingeführt ist, nicht wieder heraus­ fallen. Das Herausgleiten der Klemmbacken 50 aus dem Zangengehäuse 40 wird verhindert durch drei Einrichtungen, nämlich durch die in der Umfangswand des Zangengehäuses 40 festgelegten Haltekugeln 44, die ebenfalls in der Umfangswand des Zangengehäuses 40 festgelegten Verriege­ lungskugeln 46 und durch die in Fig. 2 gezeigte Verriege­ lungs-Schulter 43. Die Verriegelungs-Schulter 43, die kreis­ förmig in einer zu der Achse des Zangengehäuses 40 senk­ rechten Ebene an der inneren Oberfläche des Zangengehäuses verläuft, bildet einen Anschlag für die Schultern 57 auf den Klemmbacken 50 und verhindert so, daß die geöffneten Klemmbacken 50 aus dem Zangengehäuse 40 herausgleiten. Wenn sich das Zangengehäuse 40 innerhalb des Gehäuses 10 befindet, verhindern die Haltekugeln 44 ein vollständiges Herausgleiten der Klemmbacken 50 aus dem Gehäuse 10, unabhängig davon, ob die Klemmbacken 50 geschlossen sind oder nicht.

Die Haltekugeln 44 werden in entsprechenden Bohrungen 45 in der Umfangswand des Zangengehäuses 40 gehalten. Der Durchmesser der Haltekugeln 44 ist größer als die Wandstärke des Zangengehäuses 40. Wenn sich das Zangen­ gehäuse 40 in dem Gehäuse 10 befindet, liegt die äußere Mantelfläche des Zangengehäuses 40 flach an der Innen­ fläche 15 des Gehäuses 10 an. Die Haltekugeln 44 ragen daher über die innere Oberfläche der Umfangswand des Zangengehäuses 40 hinaus nach innen, wie in Fig. 2 zu erkennen ist. Da andererseits die Klemmbacken 50 den Innenraum in dem Zangengehäuse 40 nahezu vollständig ausfüllen, werden die Klemmbacken in einer Position ge­ halten, in der die Haltekugeln 44 in die Haltenut 56 der Klemmbacken 50 eingreifen. Die Abmessungen der Klemmbacken 50 sind derart gewählt, daß die Klemmbacken nur dann in dem Innenraum des Zangengehäuses 40 Platz haben, wenn die Haltekugeln 44 in die einander diametral gegenüberliegenden Haltenuten 56 der Klemmbacken eingreifen. Die Haltenuten 56 weisen eine langgestreckte Form auf, so daß sie in gewissen Grenzen eine gleitende Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Klemmbacken 50 in Längsrichtung innerhalb des Zangengehäuses 40 gestatten. Innerhalb dieser Grenzen können sich die Klemmbacken 50 axial nach außen bewegen, bis die Schulter 57 beinahe an der Verriegelungs-Schulter 43 des Zangengehäuses anschlägt. Andererseits können sich die Klemmbacken 50 in dem Gehäuse axial nach innen verschieben, bis die unteren Enden der Klemmbacken 50 annähernd mit dem unteren Ende des Zangen­ gehäuses 40 fluchten. Die Haltenuten 56 sind tropfenförmig mit Erweiterungen an ihren jeweiligen unteren, dem Schließ­ ring 59 der Klemmbacken zugewandten Enden versehen. In einer anderen Ausführungsform können die Haltenuten 56 enge und flache Verlängerungen unterhalb des tiefen und erweiterten Abschnitts aufweisen, doch ist eine reine Tropfenform ohne derartige Verlängerungen vorzu­ ziehen.

Wenn die Klemmbacken 50 teilweise aus dem Zangengehäuse 40 herausragen und keine Stiftschraube halten, befinden sich die Haltekugeln 44 in den engeren oberen Abschnitten der Haltenuten 56 und halten die Klemmbacken in einer Winkelstellung, in der deren Verriegelungsnuten 58 entsprechend den Verriegelungskugeln 46 ausgerichtet sind. Wenn die Klemmbacken 50 jedoch eine Stiftschraube aufnehmen und sich in ihrer oberen Position innerhalb des Zangengehäuses 40 befinden, werden die Haltekugeln von den erweiterten unteren Abschnitten der Haltenuten 56 aufgenommen, so daß sie nicht vollständig zwischen den längs verlaufenden Kanten der Haltenuten 56 fest­ gelegt sind.

Die Klemmbacken 50 werden außerdem durch die Verriegelungs­ kugeln 46 in dem Zangengehäuse 40 gehalten. Die Verriege­ lungskugeln 46 sind in entsprechenden Bohrungen 47 in der Umfangswand des Zangengehäuses 40 gehalten. Der Durch­ messer der Verriegelungskugeln 46 ist ebenso wie der Durchmesser der Haltekugeln 44 größer als die Wand­ stärke des Zangengehäuses 40. Somit werden auch die Verriegelungskugeln 46 derart nach innen gedrückt, daß sie über die innere Oberfläche der Umfangswand des Zangen­ gehäuses 40 hinausragen.

Die in das Innere des Zangengehäuses 40 ragenden Abschnitte der Verriegelungskugeln 46 greifen in die Verriegelungs­ nuten 58 der Klemmbacken 50 ein. Ohne diese Verriegelungs­ nuten 58 wäre für die in dem Zangengehäuse 40 festgelegten Verriegelungskugeln 46 in radialer Richtung zwischen den Klemmbacken 50 und der Innenwand des Gehäuses 10 kein ausreichender Freiraum vorhanden. Die Verriegelungsnuten 58 sind jeweils parallel zu den längs verlaufenden Nuten 51 in die Umfangswand der Klemmbacken 50 eingeschnitten. Die Verriegelungsnuten 58 weisen eine umgekehrte Tropfen­ form auf. Auf diese Weise wird ein fließender Übergang zwischen der Ausricht-Funktion der Haltenuten 56 und der Verriegelungs-Funktion der Verriegelungsnuten 58 erreicht. Die Länge der Verriegelungsnuten 58 ist derart gewählt, daß die Verriegelungskugeln 46 während der Aufwärts- und Abwärtsbewegungen der Klemmbacken 50 in dem Zangengehäuse 40 in den Verriegelungsnuten 58 verschiebbar sind. Solange jedoch die Verriegelungskugeln 46 mit den Verriegelungsnuten 58 in Eingriff stehen, können die Klemmbacken 50 nicht vollständig aus dem Zangengehäuse 40 herausgleiten.

Durch die oben beschriebenen Einrichtungen wird einer­ seits ein Herausfallen der Klemmbacken 50 aus dem Zangengehäuse 40 verhindert, während andererseits ein begrenzter Bewegungsspielraum der Klemmbacken 50 innerhalb des Zangengehäuses 40 gegeben ist. Dieser begrenzte Spielraum der Klemmbacken 50 ermöglicht das Öffnen und Schließen der Klemmbacken. Wenn die Klemm­ backen 50 teilweise aus dem Zangengehäuse 40 herausragen, wie in Fig. 2 gezeigt ist, werden sie durch den Stößel 60 auseinandergespreizt. Wenn eine Stiftschraube in die Klemmbacken 50 eingeführt wird, so verschiebt diese Stiftschraube die Klemmbacken 50 nach oben in das Zangengehäuse 40. Dabei schlägt der Schließring 59 der Klemmbacken 50 an einer abgeschrägten Innenfläche 49 des Zangengehäuses 40 an, und die unteren Hälften der Klemmbacken 50 werden bei der weiteren Aufwärts­ bewegung der Klemmbacken immer weiter zusammengedrückt, bis sie schließlich die Stiftschraube fest erfassen und der Schließring 59 nicht weiter nach oben auf die schräge Innenfläche 49 aufgleiten kann. In diesem Augenblick sind die Klemmbacken 50 vollständig um die Stiftschraube ge­ schlossen.

Die Verriegelungskugeln 46 sind zwischen den längs ver­ laufenden Rändern der Verriegelungsnuten 58 festgelegt und verhindern eine Drehung der Klemmbacken 50 in dem Zangengehäuse 40. Da die Verriegelungsnuten 48 bzw. deren untere Bereiche schmaler sind als die unteren Bereiche der Haltenuten 56, sind lediglich die Verriegelungskugeln 46 und nicht die Haltekugeln 44 in Umfangsrichtung an den Klemmbacken 50 festgelegt. Auf diese Weise wird ein Mit­ drehen der Klemmbacken 50 in dem Zangengehäuse 40 ver­ mieden, wenn die Stiftschraube in das Werkstück einge­ schraubt wird.

Die Antriebsbewegung und -kraft werden über das Kopfstück 30 auf das Spannfutter übertragen. Das Kopfstück 30 wird durch den Ring 20 an einem Absatz 33 des Kopfstücks erfaßt und drehbar in dem Gehäuse 10 gehalten. In den Boden des Kopfstücks 30 ist ein senkrecht zu der Achse des Kopf­ stückes verlaufender Schlitz 34 eingeschnitten. Das Kopfstück 30 ist mit dem Schlitz 34 gleitend aber nicht drehbar auf den Zapfen 41 am oberen Ende des Zangengehäuses 40 aufgeschoben. Das obere Ende 31 des Kopfstückes 30 ist an einer Antriebseinrichtung, beispielsweise einer Säulenbohrmaschine, befestigt, die eine Drehbewegung und eine hin- und hergehende Bewegung des Spannfutters erzeugt.

Der Ring 20 ist auf das obere Ende des Gehäuses 10 auf­ geschraubt und hält das Kopfstück 30 in dem Gehäuse 10. Der Ring 20 erfaßt den Absatz 33 und liegt mit seiner als Lagerfläche ausgebildeten inneren Oberfläche an einer Lagerfläche 35 des Kopfstücks 30 an, so daß er dieses koaxial in dem Gehäuse 10 hält. In der zylindrischen Oberfläche des Kopfstücks 30 sind im oberen Bereich durch segmentförmige Aussparungen zwei ebene Flächen 32 gebildet, an denen ein Schraubenschlüssel zum Be­ festigen des Kopfstücks 30 an der Antriebseinrichtung angesetzt werden kann. Ähnliche ebene Flächen sind an der äußeren zylindrischen Oberfläche des Ringes 20 aus­ gebildet. An diesen Flächen kann ein Schraubenschlüssel zum Befestigen des Ringes 20 an dem Gehäuse 10 angesetzt werden. Der Spannring 80 weist an seiner Oberfläche ebenfalls Abflachungen für einen Schraubenschlüssel auf und ist fest gegen den Ring 20 gespannt. Somit dient der Spannring 20 als Sicherung, der ein Lösen des Ringes 20 durch Erschütterungen während des Betriebes der Antriebseinrichtung verhindert.

Durch die bei Bedarf anzubringende Aufnahme- und Ausricht­ einrichtung 70 wird die Stiftschraube aufgenommen und koaxial zu den Klemmbacken 50 ausgerichtet und gehalten, bevor sie in die Klemmbacken 50 eingeführt wird.

Die Einrichtung 70 trägt am unteren Ende einen rohrförmigen Ansatz und einen von diesem ausgehenden Flansch 74 und weist in dem rohrförmigen Ansatz vier symmetrisch ange­ ordnete Bohrungen 75 auf, in die Stifte 73 eingesetzt sind. Die Stifte 73 sind jeweils mit einem Kopf 76 versehen, der ein Durchschieben der Stifte durch die Bohrungen 75 verhindert. Mit Hilfe eines elastischen O-Ringes 72 sind die Stifte 72 nach innen, in Richtung auf die Achse der Aufnahme- und Ausrichteinrichtung 70 vorgespannt. Wenn die Stiftschraube in das Spann­ futter eingeführt wird, erfassen die Stifte 73 ein Ende der Stiftschraube und zentrieren die Stiftschraube auf die Klemmbacken 50. Durch die Stifte 73 wird die Stift­ schraube jedoch nicht festgehalten, so daß sie axial an den Stift vorbei beweglich und in bezug auf die Stifte 73 drehbar ist. Die Aufnahme- und Ausrichtein­ richtung 70 ist mit Hilfe zweier diametral gegenüber­ liegender Gewindestifte 78 an dem Zangengehäuse 40 befestigt. Die Gewindestifte 78 sind derart in die Bohrungen 48 des Zangengehäuses 40 eingeschraubt, daß sie nach außen über die Umfangsfläche des Zangen­ gehäuses 40 hinausragen, und stehen mit zugeordneten Schlitzen 71 in der Umfangswand der Einrichtung 70 in Eingriff. Die Gewindestifte 78 werden in das Zangen­ gehäuse 40 eingeschraubt, nachdem die Einrichtung 70 auf das untere Ende des Zangengehäuses aufgeschoben wurde. Die Schlitze 71 gestatten im Zusammenwirken mit den Gewindestiften 78 eine begrenzte Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Einrichtung 70 in bezug auf das Zangengehäuse 40.

Wenn das fertig montierte Spannfutter benutzt werden soll, so wird es mit Hilfe des Kopfstücks 30 an der Antriebs­ einrichtung befestigt. Am Beginn eines Eindreh-Vorganges befindet sich das Spannfutter in dem in Fig. 2 gezeigten Zustand. Die Klemmbacken 50 sind geöffnet und ragen teil­ weise aus dem Zangengehäuse 40 heraus. Wenn die Aufnahme- und Ausrichteinrichtung 70 an dem Spannfutter angebracht ist, wird die Schraube zunächst in diese eingeführt und dort durch die Stifte 73 gehalten, bis sie in die Klemm­ backen 50 eingeführt wird. Überlicherweise wird die Stift­ schraube in der Einrichtung 70 gehalten, bis sie den Gewindeabschnitt 54 der Klemmbacken 50 berührt. Wenn die Stiftschraube weiter in das Spannfutter eingeführt wird, schlägt das Ende der Stiftschraube an der Stirn­ fläche 63 des Stößels 60 an. Wenn die Stiftschraube die Kraft der Schraubenfeder 64 überwindet, verschiebt sie den Ring 62 innerhalb der Klemmbacken 50 nach oben, so daß diese aus der Öffnungsnut 53 in die Schließnut 52 gelangt. Wenn der Ring 62 des Stößels 60 an dem oberen Rand der Schließnut 52 der Klemmbacken 50 anschlägt, werden durch die weiteren Aufwärtsbewegungen der Stift­ schraube der Stößel 60 und die Klemmbacken 50 zusammen in das Zangengehäuse 40 eingeschoben. Bei der Aufwärts­ bewegung der Klemmbacken 50 in dem Zangengehäuse 40 gleitet der Schließring 59 der Klemmbacken auf die abgeschrägte Innenfläche 49 des Zangengehäuses 40 auf, so daß sich der Gewindeabschnitt 54 der Klemmbacken 50 fest um die Stiftschraube schließt.

Die Verriegelungskugeln können sich beim Öffnen und Schließen der Klemmbacken in den Verriegelungsnuten 58 verschieben, ohne daß hierzu eine nockenförmige Abstufung an dem Gehäuse 10 erforderlich ist. Deshalb braucht bei dem erfindungsgemäßen Spannfutter das Zangengehäuse 40 auch nicht aufwärts und abwärts in dem Gehäuse 10 verschiebbar zu sein. Die Länge der Verriegelungsnuten 58 ist im wesentlichen gleich der Länge der Haltenuten 56. Diese Länge legt den Weg fest, um den die Klemmbacken 50 hin- und hergehend verschieb­ bar sind.

Da es bei dem erfindungsgemäßen Spannfutter nicht darauf ankommt, daß das Zangengehäuse 40 axial in dem Gehäuse 10 verschiebbar ist, dient das Gehäuse 10 vor allem dazu, die übrigen Bauteile des Spannfutters zusammen­ zuhalten und insbesondere die Halte- und Verriegelungs­ kugeln 44, 46 in den entsprechenden Bohrungen 45, 47 des Zangengehäuses 40 zu halten. Somit kann bei Anwendungen, bei denen nur eine geringe Beanspruchung auftritt, das Gehäuse 10 einfach durch eine dünne Manschette oder ein die Außenseite des Zangengehäuses umgebendes Band zum Festlegen der Kugeln gebildet werden. Da eine umkehrbare axiale Bewegung des Zangengehäuses nicht erforderlich ist, kann weiterhin das Kopfstück 30 als eine Einheit mit dem Zangengehäuse hergestellt werden. In diesem Fall kann auch auf den Absatz 12 des Zangengehäuses 40 ver­ zichtet werden. Wenn die Drehbewegung des Spannfutters beim Eindrehen der Stiftschraube in das Werkstück ein­ setzt, wird die Stiftschraube zunächst aufgrund der Reibung an dem Werkstück festgehalten, so daß es zu einer Drehbewegung der Stiftschraube in bezug auf den Gewindeabschnitt 54 der Klemmbacken 50 kommt. Durch die Drehung der Stiftschraube in dem Gewinde­ abschnitt 54 wird die Stiftschraube jedoch immer weiter nach oben in die Klemmbacken eingeschraubt, bis sie schließlich an der Stirnfläche 63 des Stößels 60 an­ schlägt. Die Stirnfläche 63 des Stößels kann nicht weiter nach oben in die Klemmbacken 50 ausweichen, da der Ring 62 an der oberen Kante der Schließnut 52 anliegt. Sobald die Stiftschraube an der Stirnfläche 63 anliegt, kann sie nicht weiter in die Klemmbacken 50 eingeschraubt werden. In diesem Augenblick hat die Stiftschraube die Tendenz, die Klemmbacken 50 in bezug auf das Zangengehäuse 40 zu verdrehen. Eine derartige Drehbewegung der Klemmbacken 50 wird jedoch durch die Verriegelungskugeln 46 verhindert, die an den Längskanten der Verriegelungsnuten 58 anliegen. Nachdem somit durch die Stirnfläche 63 des Stößels eine Drehung der Stift­ schraube in bezug auf die Klemmbacken 50 und durch die in den Verriegelungsnuten 58 festgelegten Verriege­ lungskugeln 46 eine Drehbewegung der Klemmbacken 50 in bezug auf das Zangengehäuse 40 verhindert wird, muß sich die Stiftschraube mit dem Zangengehäuse mitdrehen, so daß sie in das Werkstück eingeschraubt wird.

Nachdem die Stiftschraube vollständig in das Werkstück eingeschraubt ist, wird das Spannfutter, in das die Stiftschraube nach wie vor eingespannt ist, nach oben abgezogen. Dabei werden durch die Stiftschraube die Klemmbacken 50 aus dem Zangengehäuse 40 herausgezogen, bis der Schließring 59 von der abgeschrägten Innen­ fläche 49 des Zangengehäuses 40 abrückt, so daß die Klemmbacken 50 durch den Stößel 60 auseinandergespreizt werden und die Stiftschraube freigeben. Damit ist der Vorgang des Eindringens der Stiftschraube in das Werk­ stück beendet.

Erforderlichenfalls kann auch eine hin- und hergehende Bewegung des Zangengehäuses in dem Gehäuse ermöglicht werden. Eine derartige Beweglichkeit des Zangengehäuses in bezug auf das Gehäuse ist beispielsweise dann wünschens­ wert, wenn an dem Klemmring 81 ein Anschlag angebracht wird, so daß die Stiftschraube bis zu einer genau vor­ gegebenen Höhe in das Werkstück eingedreht wird. In diesem Fall ist auch eine hin- und hergehende Beweglich­ keit des Kopfstücks 30 in bezug auf das Gehäuse 10 wünschenswert. Eine axiale Beweglichkeit des Zangen­ gehäuses und des Kopfstücks in dem Gehäuse 10 kann dadurch erreicht werden, daß das Gehäuse 10 insgesamt verlängert und der Abstand zwischen den Absätzen 12 und 14 vergrößert wird.

Claims (6)

1. Spannfutter zum Eindrehen von Stiftschrauben, mit einem Gehäuse (10), einem drehbaren, teilweise aus dem Gehäuse herausragenden, antreibbaren Kopfstück (30), einem über das Kopfstück drehbaren Zangengehäuse (40) innerhalb des Gehäuses (10), Klemmbacken (50) innerhalb des Zangengehäuses mit einem Abschnitt (54) zum Erfassen der Stiftschrauben, Einrichtungen (60, 62; 49, 59) zum Öffnen und Schließen der Klemmbacken, einer Anzahl von in der Wand des Zangengehäuses (40) gehaltenen Verriegelungskugeln (46), deren Durchmesser größer als die Wandstärke des Zangengehäuses ist und die die Klemm­ backen (50) durch Eingriff in längsverlaufende Verriege­ lungsnuten (58) der Klemmbacken in Drehrichtung mitnehmen, einer Anzahl von in der Wand des Zangengehäuses gehaltenen, in bezug auf die Verriegelungskugeln näher zum rückwärtigen, dem Kopfstück zugewandten Ende des Zangengehäuses angeordne­ ten Haltekugeln (44), deren Durchmesser größer als die Wandstärke des Zangengehäuses ist, und mit einer der Anzahl der Haltekugeln entsprechenden Anzahl von in Längsrichtung in den Klemmbacken verlaufenden Halte­ nuten (56), die jeweils einen schmalen und flachen rück­ wärtigen Abschnitt zur Aufnahme der zugeordneten Halte­ kugel bei geöffneten Klemmbacken und einen tieferen und weiteren vorderen Abschnitt zur Aufnahme der Haltekugel bei geschlossenen Klemmbacken aufweisen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Öffnen und Schließen der Klemmbacken einen an den Klemmbacken (50) ausgebildeten Schließring (59) umfassen, der zum Schließen der Klemmbacken mit einer abgeschrägten inneren Oberfläche (49) im Bereich des vorderen Endes des Zangen­ gehäuses (40) zusammenwirkt, daß die Verriegelungsnuten (58) jeweils einen weiten und tiefen rückwärtigen Abschnitt zur Aufnahme der Verriegelungskugeln (46) bei geöffneten Klemmbacken und einen flacheren und schmaleren vorderen Abschnitt zur Aufnahme der Verriegelungskugeln bei ge­ schlossenen Klemmbacken aufweisen und daß das Gehäuse (10) sowohl die Haltekugeln (44) als auch die Verriege­ lungskugeln (46) stets in der gleichen radialen Position abstützt.

2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß je zwei einander diametral gegen­ überliegende Haltekugeln (44) und Verriegelungskugeln (46) vorgesehen sind und daß die Haltenuten (56) und die Verriegelungsnuten (58) im wesentlichen die gleiche Länge aufweisen und die axiale Bewegung der Klemmbacken (50) auf einen dieser Länge entsprechenden Betrag begrenzen.

3. Spannfutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Haltenuten (56) und die Verrie­ gelungsnuten (58) tropfenförmig ausgebildet sind.

4. Spannfutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch

• - eine Sperreinrichtung (60) zum Blockieren einer Bewegung der Klemmbacken (50) aus der Öffnungsstellung in die Schließstellung, solange keine Stiftschraube von den Klemmbacken (50) erfaßt ist, und
• - eine Sicherungseinrichtung, die an den Oberflächen der Klemmbacken (50) und des Zangengehäuses (40) aus­ gebildete, selektiv zusammenwirkende Anschlagflächen (53, 57) aufweist, die derart zwischen dem Abschnitt (54) zum Erfassen der Stiftschraube und der Schwenk­ achse der Klemmbacken (50) angeordnet sind, daß sie aneinander anschlagen und das Entfernen der Klemm­ backen verhindern, wenn sich die Klemmbacken in der Öffnungsstellung befinden, und sich aneinander vorbei­ bewegen und das Entfernen der Klemmbacken aus dem Zangengehäuse (40) gestatten, wenn sich die Klemm­ backen in der Schließstellung befinden.

5. Spannfutter nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anschlagfläche (57) an der Außenfläche der Klemmbacken (50) und die entsprechende Gegenfläche (43) an der Innenwand der Hülse (40) im wesentlichen in der gleichen axialen Position wie der Abschnitt (54) zum Erfassen der Stiftschraube angeordnet sind.

6. Spannfutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichent, daß das Gehäuse (10) drehbar aber axialfest in bezug auf das Zangengehäuse (40) ist.