DE3310147C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bohrfutter für Geräte mit drehenden und drehschlagendem Betrieb, insbesondere Bohrhämmer, mit wenig­ stens zwei radial verstellbaren Spannbacken, deren gegen das Zentrum gerichtete Spannbereiche eine im Querschnitt konvex ausgebildete Spannfläche aufweisen.

Bisher wurden Bohrfutter mit radial verstellbaren Spannbacken ausschließlich bei Bohr- und Schlagbohrmaschinen angewendet. Bei einem Teil dieser bekannten Bohrfutter sind die Spannbacken mit im Querschnitt konvexen Spannflächen versehen. Unter "kon­ vex" sind dabei nicht nur nach außen gewölbte, sondern allge­ mein vorspringende, im Querschnitt dreieck-, viereck-, trapez­ förmige oder polygonartige Spannflächen zu verstehen. Dabei er­ folgt die Übertragung des Drehmomentes von den Spannbacken auf den Schaft des Bohrwerkzeuges nur durch Reibschluß. Bei Schlag­ bohrmaschinen führt das Bohrwerkzeug samt dem Bohrfutter zusätz­ lich zur Drehbewegung um die Längsachse eine Vibrationsbewegung in Richtung der Längsachse aus. Die dabei auftretende Schlag­ energie ist jedoch so gering, daß auch hier die reibschlüs­ sige Verbindung zwischen Spannbacken und Werkzeugschaft in den meisten Fällen genügt.

Bei Bohrhämmern bestehen wesentlich andere Verhältnisse. Hier werden einzelne kräftige Schläge auf das Werkzeug über­ tragen. Dabei reicht ein Reibschluß zwischen den Spann­ backen und dem Schaft des Bohrwerkzeuges zum Festhalten des Bohrwerkzeuges nicht aus. Außerdem wird die Übertragung der Schlagenergie durch ein fest eingespanntes Bohrwerkzeug ver­ mindert. Es ist daher bei Bohrhämmern üblich, Werkzeughalter mit formschlüssig in Ausnehmungen am Schaft des Bohrwerkzeu­ ges eingreifenden Verriegelungselementen zu verwenden.

Neben Werkzeughaltern für einen bestimmten Schaftdurchmesser sind entsprechend der DE-OS 31 32 449 bei Bohrhämmern auch mit radial verstellbaren Spannbacken versehene Bohrfutter bekannt. Diese Spannbacken weisen als Verriegelungselemente dienende Nocken auf. Somit können auch in diesem Bohrfutter nur Bohrwerkzeuge mit entsprechenden Ausnehmungen gespannt werden. Bohrwerkzeuge mit glattem zylindrischem Schaft können in diesem Bohrfutter nicht gespannt werden, da der in einem solchen Fall entstehende Reibschluß aus den genannten Grün­ den für diese Gerätegattung nicht ausreicht.

Aus der DE-GM 72 27 714 ist ein Bohrfutter bekannt, welches sich an Flächen eines mit sechseckförmigem Querschnitt ver­ sehenen Werkzeugschaftes abstützende Spannbacken aufweist. Während die Drehmitnahme damit bei diesem Bohrfutter an­ nähernd formschlüssig erfolgt, besteht in axialer Richtung zwischen dem Werkzeugschaft und den Spannbacken nach wie vor lediglich eine reibschlüssige Verbindung. Den an Bohrfutter für Bohrhämmer gestellten Forderungen kann demnach auch mit diesem bekannten Bohrfutter nicht nachgekommen werden, ins­ besondere dann nicht, wenn die Werkzeugschäfte einen kreis­ runden Querschnitt aufweisen.

Ein aufwendiges, zum reinen reibschlüssigen Verspannen von Werkzeugschäften geeignetes Bohrfutter ist aus der US-PS 35 58 146 bekannt. Die Spannbacken bei diesem Bohrfutter sind seitlich beweglich und können sich daher auf die verschiede­ nen Drehrichtungen einjustieren. Aufgrund der nach wie vor reibschlüssigen Verbindung zwischen Spannbacken und Werk­ zeugschaft kann auch dieses Bohrfutter den Anforderungen bei Bohrhämmern nicht genügen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Bohr­ futter für Geräte mit drehendem und drehschlagendem Betrieb, wie Bohrhämmern, zu schaffen, das sich sowohl zur Aufnahme von Werkzeugen mit glattem zylindrischem Schaft als auch von Werkzeugen mit dem Formschluß dienenden Mitteln versehenem Schaft eignet, wobei der Schaft außerdem unterschiedlichen Außendurchmesser aufweisen kann.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Spannbacken an ihrem Scheitel mit einer in Längsrichtung verlaufenden, sich über die gesamte Länge des Spannbereiches erstreckenden V-förmigen Kerbe versehen sind.

Durch die Kerbe entstehen zwei Kanten, welche beim Spannen mit dem Schaft des Bohrwerkzeuges in Eingriff gelangen. Die V-förmige Kerbe kann an den gehärteten oder wenigstens teil­ weise aus Hartmetall bestehenden Klemmbacken durch eine ent­ sprechende Schleifscheibe ohne Schwierigkeiten nachträglich eingeschliffen werden. Um die Kerbwirkung an den Spannbacken zu verringern, kann der Grund der im Querschnitt V-förmig ausgebildeten Kerbe gerundet werden. Da die Spannfläche an sich konvex, d. h. vorspringend, ausgebildet ist, wird der Keilwinkel der entstehenden schneidenartigen Kanten relativ groß und die Abnützung der Spannbacken somit gering. Die Kanten dringen nur geringfügig in den Schaft des Bohrwerk­ zeuges ein, so daß praktisch keine bleibenden Eindrücke ent­ stehen. Bei Bohrwerkzeugen mit Ausnehmungen am Schaft können die Spannbacken mit ihrem konvex ausgebildeten Spannbereich wiederum formschlüssig in die Ausnehmungen eingreifen. Das Spannen der Bohrwerkzeuge wird dabei durch die am Scheitel der Spannbacken angeordnete Kerbe nicht beeinträchtigt.

Für einen optimalen Eingriff der Spannbacken mit dem Schaft des Bohrwerkzeuges ist es vorteilhaft, wenn der Öffnungswinkel der Kerbe zwischen 60° und 120°, vorzugsweise 90°, beträgt. Dieser Öffnungswinkel ergibt einerseits solide, mit dem Bohrwerkzeug in Eingriff gelangende Kanten sowie eine gute Druckverteilung im Klemmbereich.

Damit einerseits ein guter Eingriff der Spannbacken mit dem Schaft des Bohrwerkzeuges geschaffen wird und andererseits das Spannen von Bohrwerkzeugen mit Ausnehmungen am Schaft nicht beeinträchtigt wird, ist es zweckmäßig, daß der Abstand der beiden durch den Übergang der Kerbe in die Spannfläche gebil­ deten Kanten das 0,25- bis 0,6fache des Rundungsradius′ der konvexen Wölbung der Spannbacken beträgt. Durch diese Ausbil­ dung ist die Kerbe einerseits genügend groß, um Bohrwerkzeuge mit glattem Schaft zu spannen und andererseits auch Bohrwerk­ zeuge mit Ausnehmungen am Schaft formschlüssig aufzunehmen. Dadurch ist das Bohrfutter universell verwendbar.

Um das Bohrfutter für einen großen Durchmesserbereich anwenden zu können, müssen teilweise auch sehr kleine Bohrerdurchmesser gespannt werden. Damit dies möglich ist, ist es vorteilhaft, wenn der Abstand der beiden durch den Übergang der Kerbe in die Spannfläche gebildeten Kanten kleiner ist als der kleinste zu spannende Schaftdurchmesser. Dadurch werden diese Bohrer­ durchmesser praktisch in einer Prismenführung geführt. Dies ergibt einen guten Rundlauf und eine geringe Abnützung des Einsteckendes.

Die Erfindung soll nachstehend anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 Ein erfindungsgemäßes Bohrfutter, teilweise im Längsschnitt dargestellt,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Spannbacke des Fut­ ters gemäß Fig. 1, entlang der Linie II-II,

Fig. 3 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Bohrfutter mit dem kleinsten noch spannbaren Werkzeugdurchmesser,

Fig. 4 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Bohrfutter mit in formschlüssigem Eingriff mit dem Werkzeugschaft stehenden Spannbacken.

Das aus Fig. 1 ersichtliche, erfindungsgemäße Bohrfutter be­ steht im wesentlichen aus einem insgesamt mit 1 bezeichneten Futterkörper und einer damit verbundenen, insgesamt mit 2 be­ zeichneten Spannhülse. Der Futterkörper 1 ist mit einem Außen­ gewinde 1a versehen und die Spannhülse 2 weist ein mit dem Au­ ßengewinde 1a in Eingriff stehendes Innengewinde 2a auf. Durch Verdrehen der Spannhülse 2 gegenüber dem Futterkörper 1 kann die Spannhülse 2 somit in axialer Richtung verstellt werden.

Der Futterkörper 1 ist ferner mit Radialschlitzen 1b versehen, in denen insgesamt mit 3 bezeichnete Spannbacken radial ver­ schiebbar sind und sich in axialer Richtung auf dem Futterkör­ per 1 abstützen. Die Spannbacken 3 weisen eine Durchtrittsöff­ nung 3a auf und werden mittels einer in diese Durchtrittsöff­ nung 3a eingesetzten Ringfeder 4 radial nach außen gegen einen Konus 2b der Spannhülse 2 gedrückt. Durch das axiale Verschie­ ben der Spannhülse 2 gegenüber dem Futterkörper 1 werden die Spannbacken 3 somit in radialer Richtung verstellt. Im Futter­ körper 1 ist ferner ein Schlagdöpper 5 axial verschiebbar ge­ lagert. Der Schlagdöpper 5 dient der Schlagübertragung auf ein Werkzeug und beaufschlagt einerseits die rückwärtige Stirnflä­ che der Spannbacken 3 sowie ein Einsteckende 6 eines in das Bohrfutter eingesetzten Werkzeuges. Die Spannbacken 3 weisen einen gegen das Zentrum gerichteten Spannbereich 3b auf, der mit dem Einsteckende 6 in Kontakt steht.

Der in Fig. 2 dargestellte Querschnitt durch eine Spannbacke 3 zeigt eine konvex ausgebildete Spannfläche 3c, die an ihrem Scheitel mit einer in Längsrichtung verlaufenden, im Quer­ schnitt V-förmig ausgebildeten Kerbe 3d versehen ist. Der Öffnungswinkel α der Kerbe 3d beträgt etwa 90°. Ein solcher Öffnungswinkel der Kerbe 3d ergibt zwei Schneiden mit einem Keilwinkel von etwa 120°. Solche Schneiden sind einerseits ge­ nügend scharf, daß sie in die Oberfläche des Einsteckendes 6 eingepreßt werden können und andererseits nicht so rasch ab­ genützt werden. Der Abstand b der beiden durch den Übergang der Kerbe 3d in die Spannfläche 3c gebildeten Kanten 3e beträgt rund die Hälfte des Rundungsradius′ R der konvexen Wölbung der Spannbacken 3. Dadurch steht die Spannbacke 3 mit dem Einsteck­ ende 6 in gutem Eingriff, ohne daß die Spannbacke 3 durch die Kerbe 3d wesentlich geschwächt wird.

Fig. 3 zeigt drei erfindungsgemäße Spannbacken 3 mit dem klein­ sten noch spannbaren Einsteckende 7. Damit auch hier noch eine gute Drehmitnahme erfolgt, ist die Breite b der Kerbe 3d klei­ ner als der Schaftdurchmesser d dieses Einsteckendes 7. Um auch bei diesem Einsteckende 7 ein Spannen zu ermöglichen, dürfen sich die Spannbacken 3 nicht berühren.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführung erfindungsgemäß ausgebil­ deter, insgesamt mit 13 bezeichneter Spannbacken. Diese Spann­ backen 13 weisen ebenfalls eine konvex ausgebildete Spannfläche 13c sowie eine in Längsrichtung verlaufende Kerbe 13d auf. Das insgesamt mit 16 bezeichnete Einsteckende ist jedoch nicht glatt, sondern mit drei gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordneten Ausnehmungen 16a versehen. Die Spannbacken 13 grei­ fen formschlüssig in diese Ausnehmungen 16a ein. Die Kerbe 13d wird in diesem Fall nicht benutzt. Die Zentrierung des Einsteck­ endes 16 sowie die Übertragung des Drehmomentes und der Schlag­ energie wird jedoch durch die Kerbe nicht beeinträchtigt.

Claims (4)

1. Bohrfutter für Geräte mit drehendem und drehschlagendem Be­ trieb, insbesondere Bohrhämmer, mit wenigstens zwei radial verstellbaren Spannbacken, deren gegen das Zentrum gerichtete Spannbereiche eine im Querschnitt konvex ausgebildete Spann­ fläche aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbacken (3, 13) an ihrem Scheitel mit einer in Längsrichtung verlau­ fenden, sich über die gesamte Länge des Spannbereiches (3b) erstreckenden, im Querschnitt V-förmigen Kerbe (3d, 13d), versehen sind.

2. Bohrfutter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungswinkel (α) der Kerbe (3d, 13d) zwischen 60° und 120°, vorzugsweise 90°, beträgt.

3. Bohrfutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Abstand (b) der beiden durch den Übergang der Kerbe (3d, 13d) in die Spannfläche (3c, 13c) gebildeten Kanten (3e, 13e) das 0,25- bis 0,6fache des Rundungsradius′ (R) der konvexen Wölbung der Spannbacken (3, 13) beträgt.

4. Bohrfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Abstand (b) der beiden durch den Übergang der Kerbe (3d, 13d) in die Spannfläche (3c, 13c) gebildeten Kanten (3e, 13e) kleiner ist als der kleinste zu spannende Schaftdurchmesser (d).