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Schlüssel loses Bohrfutter
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Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein schlüssel loses Bohrfutter
für elektrische Bohrmaschinen, das insbesondere auch zum Schlag- und Hammerbohren
geeignet ist.
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Bekannte, zum Schlag- und Hammerbohren geeignete Bohrfutter benötigen
zum Spannen des Bohrers einen Bohrfutterschlüssel, mit dem die Spannkraft des Bohrfutters
erhöht und gegebenenfalls arretiert werden kann.
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Mit Bohrfutterschlüssel arbeitende Bohrfutter sind jedoch ergonometrisch
ungünstig, aus arbeitsökonomischer Sicht überholt und bergen nicht unerhebliche
Verletzungsgefahren in sich.
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Aufgabe vorliegender Erfindung ist es daher, ein sowohl zum Schlagbohren
als auch Hammerbohren als auch normalen Bohren geeignetes Bohrfutter vorzuschlagen,
mit dem Bohrer ohne Bohrfu.tterschlüssel sicher ein- und wieder ausgespannt werden
können.
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Die Aufgabe wird bei einem Bohrfutter der zur Rede stehenden Art dadurch
gelöst, daß eine Führungshülse, in der Spannbacken verschiebbar und kippfest zwangsgeführt
sind, auf einem Aufnahmeteil axial beweglich und über die in dem Aufnahmeteil axial
und drehfest aber radial verschieblich zwangsgeführten Spannbacken drehfest gelagert
ist, daß ein auf dem Aufnahmeteil drehbar gelagerter, sich an diesem in axialer
Richtung abstützender Spannkörper schraubend mit der Führungshülse zusammenwirkt,
daß der Spannkörper radiale Fenster aufweist, in denen je ein Druckelement gelagert
ist und sich abstützt, und daß ein auf dem Aufnahmeteil gelagerter, mit den Druckelementen
so zusammenwirkender Spannring vorgesehen ist, daß bei dessen Betätigung die Druckelemente
in den Fenstern des Spannkörpers radial nach innen und gegen die Kegelfläche einer
fest mit dem Aufnahmeteil verbundenen Kegelscheibe geführt werden, wodurch eine
Nachspannung des Bohrfutters bewirkt wird.
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Ist die Kegel scheibe mit äquidistant über die Kegelfläche verteilten
radialen Einsenkungen versehen, deren Zahl der Anzahl von Druckelementen oder einem
Vielfachen davon entspricht, so ergibt sich durch den Eingriff der Druckelemente
in die Einsenkungen eine Verriegelung des Bohrfutters, so daß die eingestellte Spannkraft
unter allen Einsatzbedingungen erhalten bleibt.
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Der Spannring kann mit einem Innenkonus versehen sein und gleichzeitig
schraubend mit dem Aufnahmeteil zusammenwirken.
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Bei einer anderen Ausführungsform ist der Spannring auf dem Aufnahmeteil
schwimmend gelagert und weist an seinem Innenkonus Gewindebahnen auf, in die je
ein Druckelement eingreift.
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Bei einer weiteren Ausführungsform weist der drehbar aber axial fest
auf dem Aufnahmeteil gelagerte Spannring an seiner Stirnseite eine Spiralverzahnung
auf, die mit einer komplementär ausgebildeten Verzahnung an den Druckelementen kämmt;
die Druckelemente werden durch Verdrehen des Spannrings in den Fenstern des Spannkörpers
radial nach innen oder außen geführt, wobei sie in bzw. außer Eingriff mit der Kegelscheibe
kommen.
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Zur weiteren Sicherung und Begrenzung der Spannkraft des Bohrfutters
ist eine axial verschiebliche Sicherungshülse vorgesehen, mit der der Spannkörper
und der Spannring drehfest miteinander gekoppelt werden können.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist am hinteren Teil
der Führungshülse vor dem die Führungshülse und den Spannkörper verbindenden Gewinde
ein Flügelteller aus Kunststoff oder Gummi angebracht, der insbesondere beim Ober-Kopf-Bohren
das Bohrgut abschleudert und so am Eindringen in das Gewinde hindert.
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Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen näher beschrieben.
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Von den Zeichnungen zeigt: Figur 1 ein schlüssel loses Bohrfutter
mit Selbsthemmung, Figur 2 ein schlüssel loses Bohrfutter mit Sicherungshülse,
Figur
3 eine Modifikation des in Fig. 1 gezeigten Bohrfutters, Figur 4 eine weitere Ausführungsform
eines Bohrfutters, Figur 5 einen Querschnitt des Bohrfutters von Fig. 1, 2 u. 3
auf Höhe der Linie A-A, Figur 6 eine teils geschnittene, teils perspektivische Seitenansicht
einer Kegelscheibe, sowie Fig. 7 u. 8 eine Draufsicht bzw. einen Ausschnitt einer
Seitenansicht eines Flügeltellers zur Abweisung von Bohrgut.
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Das in Fig. 1 dargestellte Bohrfutter weist einen zentralen Aufnahmeteil
1 auf, der an seinem vorderen Ende 2 Führungen 3 besitzt, in denen Spannbacken 4
axial und drehfest aber radial verschieblich geführt sind.
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Die Spannbacken 4 sind außerdem in rechteckigen, in der
Führungshülse
5 ausgebildeten Führungsnuten 6 verschiebbar und kippfest zwangsgeführt, so, daß
zwischen dem Aufnahmeteil 1 und der Führungshülse 5 über die Spannbacken 4 eine
drehfeste Verbindung besteht.
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Die Führungshülse 5 ist über einen Führungsring 5', der durch das
Sicherungsblech 30 und den Sicherungsring 31 in fester Stellung innerhalb der Führungshülse
gehalten wird und gleichzeitig als Anschlag dient, auf dem Aufnahmeteil 1 axial
verschieblich gelagert.
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Im zylindrischen Teil der Führungshülse 5 ist ein Außengewinde 7 ausgebildet,
das mit einem komplementär gestalteten Innengewinde 8 eines Spannkörpers 9 schraubend
zusammenwirkt.
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Der Spannkörper 9 ist über einen Lagerring 10, der sich an einer Schulter
32 des Aufnahmeteils 1 abstützt, sowie über seinen hinteren Abschnitt 11 drehbar
auf dem Aufnahmeteil 1 gelagert.
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In axialer Richtung wird die Bewegung des Spannkörpers 9 auf dem Aufnahmeteil
1 einerseits durch einen Sicherungsring 12 und andererseits durch eine Kegelscheibe
13 sowie ein sich
an dem Lagerring 10 abstützendes Axiallager 14,
das gegebenenfalls auch in Wegfall kommen kann, begrenzt.
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In dem hinteren Teil 11 des Spannkörpers 9 sind radiale Fenster 15
ausgebildet (vgl. auch Fig. 5), in denen Kugeln 16 gelagert sind.
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Die Kugeln 16 werden durch eine Schlingfeder 17 nach außen gegen den
Innenkonus 18 einer Spannhülse 19 gedrückt, die über ein Innengewinde 20 mit dem
Außengewinde 21 eines Kupplungsringes 22, der fest mit dem Aufnahmeteil 1 verbunden
ist, schraubend zusammenwirkt.
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Bei entsprechender Verdrehung des Spannrings 19 über das angespritzte
Kunststoffhandrad 33 gegenüber dem Spannkörper 9 schraubt sich der Spannring 19
auf dem Kupplungsring 22, der fest mit dem Aufnahmeteil 1 verbunden ist, gegen die
Kugeln 16 vor, wobei diese über den Innenkonus 18 in den Fenstern 15 radial nach
innen und gegen die Kugelfläche 13' der Kugel scheibe 13 gedrückt werden und mit
dieser in Eingriff kommen.
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Da sich die Kugeln 16 außerdem in den Fenstern 15 an dem hinteren
Teil 11 des Spannkörpers 9 abstützen, wird dieser,
wenn die Kugeln
16 durch den Innenkonus 18 des Spannrings 19 radial nach innen und gegen die Kegelfläche
13' geführt werden, durch den Abstützeffekt in axialer Richtung auf dem Aufnahmeteil
1 nach hinten bewegt, wobei die über das Gewinde 7, 8 mit dem Spannkörper 9 verbundene
Führungshülse 5 auf das Aufnahmeteil 1 zu bewegt wird. Gleichzeitig werden dabei
die sich in axialer Richtung an dem Aufnahmeteil 1 abstützenden Spannbacken 4 durch
die Führungsbahnen 6 in der Führungshülse 5 weiter zusammengeführt, wodurch eine
Spannkraftverstärkung erfolgt.
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Die Kugeln 16 sind bei dem Spannvorgang in Einsenkungen 13' der Kegelscheibe
13 gelaufen, die sie nicht mehr verlassen können, solange sie von dem Spannring
19 in dieser Stellung gehalten werden. Diese Spannkraftverriegelung wird erst wieder
aufgehoben, wenn der Spannring 19 durch Zurückdrehen in seine hintere Endstellung
gebracht worden ist, und die von der Schlingfeder 17 beaufschlagten Kugeln 16.außer
Eingriff mit der Kegelscheibe 13 gekommen sind.
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Das in Fig. 2 dargestellte Bohrfutter entspricht in seinem konstruktiven
Aufbau dem in Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Bohrfutter.
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Es ist jedoch eine zusätzliche Sicherung vorgesehen, die in Form eines
Sicherungsrings 25 anstelle des Handrades 33 tritt. Dazu ist der Spannring 19 an
seiner Außenseite mit einer Längsverzahnung 23 versehen, die mit einer komplementär
ausgebildeten Innenverzahnung 24 der Sicherungshülse 25 kämmt. Diese Sicherungshülse
25 ist auf dem Spannring 19 mit zwei Raststellungen 26 und 27 axial verschiebbar
derart geführt, dab in der Raststellung 26 ein Eingriff einer Innenverzahnung 28
an der Sicherungshülse 25 in die Außenverzahnung 29 des Spannkörpers 9 erfolgt,
wodurch eine drehfeste Kopplung des Spannrings 19 mit dem Spannkörper 9 entsteht.
Das Bohrfutter ist dadurch verriegelt.
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In der anderen Raststellung 27 sind die Verzahnungen 29 des Spannkörpers
9 und 28 der Sicherungshülse 25 außer Eingriff, so daß die Sicherungshülse 25 zusammen
mit dem Spannring 19 gegenüber dem Spannkörper 9 und damit auch gegenüber dem Aufnahmeteil
1 verdreht werden kann.
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Durch Zurückdrehen des Spannrings 19 in seine Ausgangsstellung an
dem Kupplungsring 22 wird die Spannkraftverriegelung, wie in Zusammenhang mit Fig.
1 beschrieben, wieder aufgehoben, so daß ein eingespannter Bohrer durch eine entsprechende
Verdrehung des Spannkörpers 9 gegenüber dem
Aufnahmeteil 1 und
damit der Führungshülse 5, wobei sich die Spannbacken 4 öffnen, wieder ausgespannt
werden kann.
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Das in Fig. 3 dargestellte Bohrfutter stimmt in Konstruktion und Aufbau
mit dem in Zusammenhang mit Fig. 2 beschriebenen Bohrfutter überein, mit dem einzigen
Unterschied, daß der Spannring 19 schwimmend auf dem mit dem Aufnahmeteil 1 fest
verbundenen Kupplungsring 22 gelagert ist und dafür an seinem Innenkonus 18 Gewindebahnen
35 aufweist, in denen die Kugeln 16 laufen.
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Bei einer entsprechenden Verdrehung des Spannrings 19 laufen die Kugeln
16 in den helixförmig gewundenen Gewindebahnen, wobei der Spannring 19 nach vorne
geführt und die Kugeln 16 dadurch in den Fenstern 15 radial nach innen gegen die
Kegelscheibe 13 gedrückt werden. Hierbei wird der gleiche, wie in Zusammenhang mit
Fig. 1 und 2 beschriebene Nach spanneffekt erreicht.
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Bei einer vierten Ausführungsform (Fig. 4) eines schlüssellosen Bohrfutters
ist der Spannring 19 mit einer stirnseitigen Spiralverzahnung 36 versehen, mit der
eine komplementär an Druckstücken 37 ausgebildete Verzahnung 38 kämmt.
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Bei entsprechender Verdrehung des Spannrings werden die Druckstücke
37, die von dem Fenster 15 in dem Spannkörper 9 zu etwa zwei Dritteln so umfaßt
werden, daß das Gewinde 38 freiliegt und in Eingriff mit dem Gewinde 36 des Spannrings
19 kommt, ebenfalls radial nach innen geführt, wobei sie auf die Kegelfläche 13'
der Kegelscheibe 13 auflaufen. Dabei erfolgt wiederum eine, wie vorstehend beschriebene,
Nachspannung, weil sich die Druckstücke 37 sowohl in dem Fenster 15 als auch an
der Kegelscheibe 13 abstützen.
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Die zusätzliche Sicherung der eingestellten Spannkraft wird wiederum
mittels einer Sicherungshülse 25 bewirkt, die in einer an dem Spannkörper 9 ausgebildeten
Längsverzahnung 23 mit ihrer Längsverzahnung 24 axial verschieblich ist. Die Rastungen
26 und 27 sind an den Umfang des Spannkörpers 9 verlegt.
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In der Raststellung 26 steht die Innenverzahnung 28 an dem Sicherungsring
25 in Eingriff mit der Außenverzahnung 29 des Spannringes 19. Die dadurch bewirkte
drehfeste Kopplung des Spannrings 19 mit dem Spannkörper 9 sichert die eingestellte
Spannkraft. In der Raststellung 27 ist die drehfeste Kopplung aufgehoben und die
Spannkraft kann durch Verdrehen des Spannrings 19 gegenüber dem Spannkörper 9 verändert
werden.
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Bei allen in Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 4 beschriebenen schlüssel
losen Bohrfuttern erfolgt die Spannkraftverstärkung mittels einer Kraftübersetzung
an mindestens einer schrägen Ebene in Form einer Kegelscheibe 13.
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Diese Kegelscheibe 13 übernimmt dabei gleichzeitig die Funktion der
Arretierung der an dem Bohrfutter eingestellten Spannkraft, weil die in die Einsenkungen
13' eingelaufenen Druckelemente 16; 37, solange sie durch den Spannring 19 blockiert
sind, die Einsenkungen nicht verlassen können.
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Die Einsenkungen 13' sind äquidistant über die Kegelfläche verteilt;
ihre Anzahl entspricht der Anzahl von Druckelementen oder einem Vielfachen davon.
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Bei der in Fig. 6 dargestellten Kegelscheibe stoßen die Einsenkungen
13' am Umfang der Kegelscheibe aneinander, wobei sie zwischen sich einen Grat bilden.
Auf diese Weise wird erreicht, daß das Druckelement 16; 37 immer in eine der Einsenkungen
läuft.
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Um das nach vorne offene Gewinde 7, 8 zwischen der Führungshülse
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und dem Spannkörper 9 gegen eindringendes Bohrgut zu schützen, ist an der Führungshülse
vorzugsweise in einer Ringnut 33 ein Flügelteller 40 befestigt (vgl. Fig.
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7 u. 8), der mehrere Flügel 41 besitzt, die zusammen mit dem Teller
dafür sorgen, daß, insbesondere beim Ober-Kopf-Bohren, kein Bohrgut in das Gewinde
7, 8 eindringt.
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Die bei den Zeichnungen 1 und 2 mit 42, 43 und 44 bezeichneten Teile
sind maschinenseitige Elemente, an denen das Bohrfutter befestigt wird, die im übrigen
aber mit der Funktion des Bohrfutters nichts zu tun haben.
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Der Spannvorgang eines Bohrers läuft bei einem Bohrfutter entsprechend
den Zeichnungen 2 bis 4 derart ab, daß zunächst die Sicherungshülse 25 in ihre Ausraststellung
27 auf dem Bohrfutter gebracht wird, bei der die drehfeste Kopplung des Spannkörpers
9 mit dem Spannring 19 aufgehoben ist.
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Der weitere Ablauf gilt im folgenden auch für das Bohrfutter nach
Fig. 1.
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Durch entsprechendes Verdrehen des jetzt frei drehbaren Spannrings
19 können die Kugeln 16 unter der Wirkung der Schlingfeder 17 in dem Fenster 15
radial nach außen wandern.
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Die Kugeln 16 kommen dabei außer Eingriff mit den Einsenkungen 13'
der Kegelscheibe 13.
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Das gleiche gilt auch für die Druckelemente 37 des Bohrfutters von
Fig. 4.
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Damit ist sowohl die zuvor eingestellte Spannkraftverstärkung als
auch die drehfeste Verbindung des Spannkörpers 9 mit dem Aufnahmeteil 1 und damit
der Führungshülse 5 aufgehoben.
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Der Spannkörper 9 kann daher gegenüber der Führungshülse 5 verdreht
werden, wobei diese aufgrund des kämmenden Gewindes 7, 8 vor- oder zurückgeschraubt
wird.
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Da die Spannbacken 4 durch das Aufnahmeteil 1 in axialer Richtung
fixiert sind, öffnen oder schließen sich die Spannbacken je nach Drehrichtung des
Spannkörpers 9.
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Sind die Spannbacken 4 zur Aufnahme eines Bohrers ausreichend geöffnet,
werden nach Einführung des Bohrers die Spannbacken 4 durch entsprechendes Verdrehen
des Spannkörpers 9 gegenüber dem Aufnahmeteil 1 an den Bohrer angelegt und vorgespannt.
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Eine Spannkraftverstärkung erfolgt nun in der Weise, daß der Spannring
19 (die Sicherungshülse 25 befindet sich dabei in ihrer hinteren Ausraststellung
27) gegenüber dem Aufnahmeteil 1 so verdreht wird, daß die Kugeln 16 bzw. das Druckstück
37 in dem Fenster 15 des Spannkörpers 9 radial nach innen und gegen die Kegelfläche
13' der Kegelscheibe 13 geführt werden, dabei den Spannkörper 9 über das Aufnahmeteil
1 mit der Führungshülse 5 drehfest verriegeln und weiterhin durch den an der Kegelscheibe
13 erfolgenden Abstützeffekt den Spannkörper 9 und damit die Führungshülse 5 auf
dem Aufnahmeteil 1 in axialer Richtung nach hinten führen, welche Bewegung über
die Spannbacken 4 in eine Spannkraftverstärkung umgesetzt wird.
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Bei den Ausführungen eines Bohrfutters nach den Fig. 2 bis 4 wird
diese Spannkraftverstärkung durch die Sicherungshülse 25 fixiert, indem diese in
ihre Raststellung 26 gebracht wird, bei der eine drehfeste Kopplung des Spannrings
19 mit dem Spannkörper 9 erfolgt.
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Das Ausspannen eines Bohrers erfolgt in genau umgekehrter Reihenfolge.
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