DE3628798A1 - Spannfutter fuer ein handbohrgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Spannfutter für ein Handbohrge­ rät, mit dem wahlweise von einer hohlen Antriebsspindel einem Werkzeug eine Drehbewegung erteilt oder mittels eines in der Antriebsspindel gelagerten Döppers der Drehbewegung eine Schlagbewegung überlagert wird, wobei ein mit der An­ triebsspindel verbundener Futterkörper wenigstens zwei von einer Spannhülse verstellbare Spannbacken für zylindrische Schäfte der Bohrwerkzeuge und wenigstens einen von einem Stellring verstellbaren Verriegelungskörper für genutete Schäfte der Bohrwerkzeuge aufweist und ein von einem Spann­ backen betätigtes Schaltorgan zur wahlweisen Zuschaltung der Verstellung der Spannbacken und des Verriegelungskörpers vorgesehen ist.

Bekannt sind Spannfutter, die für verschiedene Einsatzfälle wahlweise das Spannen von Bohrwerkzeugen mit zylindrischem oder mit genutetem Schaft ermöglichen. Zur Halterung der jeweiligen Bohrwerkzeuge sind gegen den Schaft zustellbare Spannbacken und zumindest ein Verriegelungskörper vorgesehen. Den Spannbacken und dem Verriegelungskörper sind getrennte Betätigungsmittel, beispielsweise in Form einer Spannhülse und eines Stellringes, zugeordnet. Zur Sicherstellung einer einwandfreien Funktion und einer einfachen Bedienung ist wahlweise nur das eine oder das andere Betätigungsmittel bedienbar.

Aus der DE-OS 34 38 145 ist beispielsweise ein Spannfutter bekannt, bei dem diese Sicherung unter Ausnützung des Schalt­ weges des Betätigungsmittels für den Verriegelungskörper durch direktes Ineinandergreifen beider Betätigungsmittel erfolgt. Diese Bauweise führt zu einem räumlich relativ weit entfernten gegenseitigen Anordnen von Spannbacken und Ver­ riegelungskörper, was zur Folge hat, daß aufgrund der vor­ gegebenen Werkzeugdimensionen das Spannfutter derart kurz gebaut werden muß, daß für die Bohrwerkzeuge nur sehr kurze Führungslängen zur Verfügung stehen. Dies führt zu mangelndem Rundlauf und damit zu hohem Verschleiß der Bohr­ werkzeuge und Futterteile.

Bei einem weiteren bekannten Spannfutter gemäß EP-PA 01 08 411 wird die wahlweise Bedienung der Betätigungsmittel durch ein Schaltorgan sichergestellt. Der Vorteil dieser Lösung be­ steht darin, daß auf ein gegenseitig räumlich entferntes Anordnen von Spannbacken und Verriegelungskörper verzichtet werden kann, so daß für jede Art von Bohrwerkzeug eine aus­ reichende Führungslänge erzielbar ist.

Bei diesem bekannten Spannfutter steht das Schaltorgan mit einem Verriegelungskörper und einem Betätigungsmittel in Verbindung. Über das Betätigungsmittel wird dem Schaltorgan nur der Schaltweg vorgegeben, während der Schaltvorgang unter Zustellen des Verriegelungskörpers gegen den Schaft der Bohrwerkzeuge gesondert und selbsttätig durch eine auf das Schaltorgan einwirkende Feder erfolgt. Der zugestellte, in eine Mitnehmernut des Schaftes der Bohrwerkzeuge eingrei­ fende Verriegelungskörper kann unter Überwindung der Feder­ kraft aus der Mitnahmenut ausrücken. Dies hat zur Folge, daß insbesondere bei hohen zu übertragenden Drehmomenten oder bei Auftreten hoher Vibrationen ein sicherer Halt der Bohrwerkzeuge im Spannfutter nicht gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Spannfut­ ter mit wahlweiser Zuschaltung der Verstellung der Spannbacken und des Verriegelungskörpers sowohl bei Bohrwerkzeugen mit zylindrischem Schaft als auch bei Bohrwerkzeugen mit ge­ nutetem Schaft ausreichende Führung und eine vibrationsfeste, zur Übertragung hoher Drehmomente geeignete sichere Halterung für die Bohrwerkzeuge zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Schaltorgan in einer Durchtrittsöffnung im Futterkörper ver­ schiebbar gelagert ist, sich an einer Stellkurve an einem Spannbacken abstützt und wahlweise unter Einrücken in Aus­ nehmungen mit der Spannhülse oder dem Stellring in Eingriff steht.

Durch Verschieben des Schaltorgans in der Durchtrittsöffnung erfolgt ein direktes wahlweises Umschalten auf die Verstell­ möglichkeit für die Spannbacken oder für den Verriegelungs­ körper. Beim Umschalten gelangt das Schaltorgan in Eingriff mit den Ausnehmungen an der Spannhülse oder am Stellring und schafft so eine direkte formschlüssige und drehfeste Verbin­ dung zwischen dem Futterkörper und der Spannhülse oder dem Stellring. Die Stellkurve steuert das Schaltorgan so, daß in bestimmten Zustellpositionen der Spannbacken das Schalt­ organ in eine Ausnehmung am Stellring eingreift und diesen so gegen Verdrehen festlegt, während die Spannhülse zum Ver­ stellen der Spannbacken drehbar ist.

Vorzugsweise sind die Ausnehmungen an der Spannhülse und am Stellring an einander zugewandten Stirnseiten angeordnet. Das Schaltorgan kann so durch Verschieben in Achsrichtung des Spannfutters in Eingriff mit den Ausnehmungen am Stell­ ring oder an der Spannhülse gebracht werden.

Mit Vorteil sind entlang des Umfanges der Stirnseite der Spannhülse mehrere Ausnehmungen zum Eingriff des Schaltor­ gans vorgesehen. Dieserart kann die Spannhülse in jeder be­ liebigen Drehposition auf den Futterkörper montiert werden, da so gewährleistet ist, daß praktisch in jeder Drehstellung der Spannhülse demSchaltorgan eine Ausnehmung der Spannhülse zu deren Festlegung gegenübersteht.

Die Durchtrittsöffnung durchsetzt mit Vorteil einen zwischen Stellring und Spannhülse ragenden Vorsprung des Futterkörpers. In einer beispielsweise schlitzartig ausgebildeten, den Vor­ sprung durchsetzenden Durchtrittsöffnung ist das Schaltorgan in Umfangsrichtung des Spannfutters gegenüber dem Futterkörper festgelegt und läßt sich axial sowie radial zur Achse des Spannfutters gegenüber dem Futterkörper verschieben.

Die Durchtrittsöffnung mündet vorzugsweise in einen den Futter­ körper durchsetzenden Führungskanal für einen Spannbacken. Das Schaltorgan kann sich unter Durchgriff der Durchtrittsöff­ nung so an der Stellkurve des einen Spannbackens zum Steuerungs­ zwecke abstützen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist das Schaltorgan eine Kugel mit die axiale Erstreckung des zwischen Stellring und Spannhülse ragenden Vorsprunges übersteigendem Durch­ messer auf. In axialer Verschieberichtung läßt sich so die Kugel von den an die Ausnehmungen angrenzenden Zonen der Stirnseiten jeweils eines Betätigungsmittels gegen eine Aus­ nehmung im anderen Betätigungsmittel verschieben.

In Weiterbildung der Erfindung weist das Schaltorgan einen der Kugel zur Stellkurve hin vorgelagerten Stützkörper auf. Der Stützkörper kann wiederum als Kugel ausgebildet sein. Die der Aufnahme des Stützkörpers dienende Zone der Durch­ trittsöffnung mündet in den Führungskanal und ist bei kugel­ förmiger Ausbildung des Stützkörpers zweckmäßig als zylin­ drische Bohrung gestaltet. Diese Art der Zweiteilung des Schaltorgans führt zu dessen Gelenkigkeit, indem der Stütz­ körper in der in den Führungskanal mündenden Zone der Durchtrittsöffnung nur in Längserstreckung der Durchtritts­ öffnung verschiebbar ist und die im Bereich des Vorsprunges sich befindliche Kugel weitere Freiheitsgrade besitzt. In radialer Richtung vom Zentrum des Spannfutters nach außen ist die Verschiebbarkeit der Kugel zweckmäßig durch eine beispielsweise zylindrische Innenkontur von Spannhülse oder Stellhülse begrenzt. Die Innenkontur kann gegenüber der Längserstreckung der Durchtrittsöffnung so geneigt sein, daß die Kugel des Schaltorgans beim Auflaufen an der Innen­ kontur beispielsweise zur Stirnseite der Stellhülse hin ab­ gelenkt wird.

Einem weiteren Vorschlag der Erfindung entsprechend ist die Stellkurve durch eine Längsseite eines Spannbackens gebildet und weist im werkzeugseitigen Endbereich eine Vertiefung für das Schaltorgan auf. Die Vertiefung ist formlich auf die in diese eingreifende Zone des Schaltorgans abgestimmt und weist eine Tiefe auf, welche dem Schaltorgan erlaubt, durch Ein­ tauchen in die Vertiefung außer Eingriff mit der Ausnehmung im Stellring zu gelangen. Das Schaltorgan tritt gleichzeitig in Eingriff mit einer Ausnehmung an der Spannhülse, so daß diese gegen Verdrehen festgelegt ist. Durch das Anordnen der Vertiefung im werkzeugseitigen Endbereich kann erreicht werden, daß das Schaltorgan nur bei hinter den lichten Durchmesser einer Durchgangsbohrung im Futterkörper rückgestellten Spann­ backen in die Vertiefung eintaucht und die Durchgangsbohrung somit die Führung des Bohrwerkzeuges übernimmt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel wiedergeben, näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 Ein Spannfutter mit darin eingespanntem Bohr­ werkzeug mit genutetem Schaft, im Längsschnitt;

Fig. 2 einen Schnitt durch das Spannfutter nach Fig. 1, gemäß Schnittverlauf II-II;

Fig. 3 einen Schnitt durch das Spannfutter nach Fig. 1, gemäß Schnittverlauf III-III;

Fig. 4 einen Schnitt durch die Anordnung nach Fig. 3, gemäß Schnittverlauf IV-IV, in abgewickelter Darstellung;

Fig. 5 das Spannfutter mit darin eingespanntem Bohr­ werkzeug mit zylindrischem Schaft, im Längs­ schnitt;

Fig. 6 einen Schnitt durch das Spannfutter nach Fig. 5, gemäß Schnittverlauf VI-VI;

Fig. 7 einen Schnitt analog Fig. 4, in Funktionsstellung nach Fig. 5, 6.

Das insgesamt mit 1 bezeichnete Spannfutter weist einen insge­ samt mit 2 bezeichneten Futterkörper auf, der zum Haltezwecke sowie zur Vermittlung von Drehbewegung mit einer hohlen An­ triebsspindel 3 eines angedeuteten, insgesamt mit 4 bezeichneten Antriebsgerätes verbunden ist. Eine Durchgangsbohrung 5 durch­ setzt den Futterkörper 2 zentral. Vom Antriebsgerät 4 her ragt ein Döpper 6 verschiebbar in die Durchgangsbohrung 5. Im Futterkörper 2 sind ferner zueinander in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt, wie dies die Fig. 2 verdeutlicht, drei Führungskanäle 7 vorgesehen, die wiederum in die Durchgangsboh­ rung 5 münden und sich unter einem flachen Winkel zur Achse der Durchgangsbohrung 5 längserstrecken. In jedem Führungskanal 7 ist ein insgesamt mit 8 bezeichneter Spannbacken verschiebbar gelagert. Die Spannbacken 8 dienen dem reibschlüssigen Festspan­ nen zylindrischer Schäfte von Bohrwerkzeugen. Zum Verspannen von Werkzeugen mit einem Schaft 9, welcher über eine Mitnahmenut 11 verfügt, ist in einer Führungsöffnung 12 ein Verriegelungs­ körper 13 für den formschlüssigen Eingriff in die Mitnahmennut 11 verschiebbar gelagert.

Bei dem gleichzeitigen Längsverschieben der drei Spannbacken 8 dient eine insgesamt mit 14 bezeichnete Spannhülse. Diese weist innenseitig ein Kegelgewinde 15 auf, das mit korrespondieren­ den Gewindezonen 16 am Rücken der Spannbacken 8 in Eingriff steht. Zum Verstellen der Spannbacken 8 ist an der Spannhül­ se 14 stirnseitig eine Kegelverzahnung 17 vorgesehen, mit der ein üblicher Steckschlüssel in Verzahnungseingriff gebracht werden kann.

Die Spannhülse 14 ist zum Antriebsgerät 4 hin an einem Ring­ flansch 18 des Futterkörpers 2 abgestützt. Nebst der Spann­ hülse 14 sitzt auf dem Futterkörper 2 auch ein insgesamt mit 19 bezeichneter Stellring. Ein im Futterkörper 2 festgelegter Sicherungsring 21 stützt den Stellring 19 axial ab. Letzterer ist auf dem Futterkörper 2 begrenzt verdrehbar gelagert und dient dem radialen Verstellen des Verriegelungskörpers 13. Für das Verstellen des Verriegelungskörpers 13 zur Durch­ gangsbohrung 5 hin, weist der Stellring 19 eine Steuer­ kurve 22 auf, wie dies die Fig. 2 zeigt. In Spannstellung des Verriegelungskörpers 13 sind die Spannbacken 8 soweit zum Antriebsgerät 4 hin verschoben, daß deren Spannfläche 23 außerhalb der Axialprojektion der Durchgangsbohrung 5 liegt, wie dies den Fig. 1, 2 entnommen werden kann.

In einer Durchtrittsöffnung 24 des Futterkörpers 2 ist ein insgesamt mit 25 bezeichnetes Schaltorgan verschiebbar ge­ lagert, wie dies im besonderen die Fig. 2 und 3 zeigen. Die Durchtrittsöffnung 24 mündet radial in einen Führungskanal 7 und durchsetzt einen radialen ringförmigen Vorsprung 26 des Futterkörpers 2 in bezug auf die Achse des Spannfutters radial und axial. Der Vorsprung 26 ragt zwischen die einander zuge­ wandten Stirnseiten von Spannhülse 14 und Stellring 19 ein, wie dies der Fig. 3 entnommen werden kann. Die Längser­ streckung der Durchtrittsöffnung 24 ist so geneigt, daß diese mit zunehmendem Radialabstand von der Achse des Spann­ futters sich vom Antriebsgerät 4 entfernt. Das Schaltorgan 25 besteht aus einer außenseitigen Kugel 27 und einem in­ nenseitigen kugelförmigen Stützkörper 28. Der Stützkörper 28 stützt sich radial an einer Längsseite eines Spannbackens 8 ab, wobei die Längsseite eine Stellkurve 29 mit einer Ver­ tiefung 31 im werkzeugseitigen Endbereich bildet. Die Kugel 27 befindet sich in der schlitzförmigen, den Vorsprung 26 durchsetzenden Zone der Durchtrittsöffnung 24 und ist so in Umfangsrichtung des Futterkörpers 2 in der Durchtrittsöffnung 24 abgestützt. Die Kugel 27 überragt den Vorsprung 26 in bezug auf die Achse des Spannfutters 2 axial und stützt sich axial an den einander zugewandten Stirnseiten von Spannhülse 14 und Stellring 19 ab. Die Stirnseite der Spannhülse 14 ist mit einer Vielzahl entlang des Umfanges aneinandergereihter Ausnehmungen 32 versehen, wie dies die Fig. 4 verdeutlicht. Die gegenüberliegende Stirnseite des Stellringes 19 verfügt über eine Ausnehmung 33, an welche sich in Entspannungsdreh­ richtung des Stellringes 19 eine gegenüber der Basisebene der Stirnseite vertiefte Stützkontur 34 anschließt. Die radiale Beweglichkeit des Schaltorgans 25 in der Durchtritts­ öffnung 24 ist nach außen durch eine zylindrische Innen­ kontur 35 begrenzt.

Für das formschlüssige Spannen des genuteten Schaftes 9 wer­ den die Spannbacken 8 in der aus der Fig. 1 entnehmbaren spannunwirksamen Position arretiert. Dies wird bewerk­ stelligt, indem das Schaltorgan 25 mit dem Stützkörper 28 in die Vertiefung 31 der Stellkurve 29 eingerückt ist und die Kugel 27 dadurch, wie der Fig. 4 entnehmbar, in eine der Aus­ nehmungen 32 der Spannhülse 14 eingreift. Dieser Eingriff wird durch Abstützen der Kugel 27 an der Stützkontur 34 des Stellringes 19 gewährleistet. Auf diese Weise hält die Kugel 27 des Schaltorgans 25 die Spannhülse 14 gegenüber dem Fut­ terkörper 2 drehfest, so daß sich die Spannbacken 8 nicht verstellen lassen.

Für das Spannen von Bohrwerkzeugen mit zylindrischem Schaft 36 (Fig. 5, 6) wird der Stellring 19 aus der Drehstellung nach Fig. 2 in die Drehstellung nach Fig. 6 verdreht. Da­ durch kann der Verriegelungskörper 13 aus der Axialpro­ jektion der Durchgangsbohrung 5 zur tiefsten Stelle der Steuerkurve 22 hin entweichen. So ist es möglich, einen allen­ falls zuvor eingespannten genuteter Schaft 9 zu entnehmen und einen zylindrischen Schaft 36 in die Durchgangsbohrung 5 einzuführen. In der besagten Drehstellung des Stellringes 19 steht der Kugel 27 die Ausnehmung 33 des Stellringes 19 ge­ genüber, so daß die Kugel 27 durch axiales Verschieben in die Ausnehmung 33 eingreifen kann. Dieser Eingriff erfolgt, sobald durch Verdrehen der Spannhülse 14 gegenüber dem Fut­ terkörper 2 die Spannbacken 8 gegen den Schaft 36 zugestellt werden. Dadurch wird der Stützkörper 28 aus der Vertiefung 31 des sich verschiebenden Spannbackens 8 gedrängt und schiebt die Kugel 27 gegen die Innenkontur 35. Aufgrund der erwähnten Neigung der Längserstreckung der Durchtrittsöffnung 24 kommt es in Zusammenwirkung mit der Innenkontur 35 zu einem Abwei­ sen der Kugel 27 in die Ausnehmung 33. Das Schaltorgan 25 ist nunmehr längs der Durchtrittsöffung 24 unverschiebbar, indem es sich einerseits an der Stellkurve 29 und anderer­ seits an der Innenkontur 35 abstützt. Die Fig. 7 zeigt den Eingriff der Kugel 27 in die Ausnehmung 33, wobei die Kugel 27 gleichzeitig aus den Ausnehmungen 32 der Spannhülse 14 ausgerückt ist, so daß diese verdreht werden kann.

Das Verdrehen der Spannhülse 14 kann durch händischen An­ griff oder mit Hilfe des Steckschlüssels erfolgen, der zur Aufnahme des Gegenmomentes in eine Bohrung 37 des Stell­ ringes 19 einragen kann. Der Eingriff der Kugel 27 in der Ausnehmung 33 übernimmt dabei die Übertragung des Gegen­ momentes an den Futterkörper 2. Es ist aber auch möglich, das Gegenmoment vom Steckschlüssel direkt in den Futterkörper 2 einzuleiten, indem mit der Bohrung 37 eine weitere Bohrung im Futterkörper 2 in Deckung gebracht wird, in welche der Steckschlüssel einragt. In jedem Falle unterbindet die in die Ausnehmung 33 eingreifende Kugel 27 ein Verdrehen der Stellhülse 19 und damit ein unerwünschtes Verstellen des Verriegelungskörpers 13, während die Verstellmöglichkeit der Spannbacken 8 gegeben ist.

Die Verdrehbarkeit des Stellringes 19 kann einfachheitshalber durch Zusammenwirken der Kugel 27 mit dem schulterartigen Auslauf der Stellkontur 34 beziehungsweise mit dem schulter­ artigen Auslauf der Ausnehmung 33 bewerkstelligt werden. Ferner ist es möglich, an sich bekannte Rastmittel zur Beibe­ haltung der Endstellungen des Stellringes 19 vorzusehen.

Claims (8)

1. Spannfutter (1) für ein Handbohrgerät (4), mit dem wahl­ weise von einer hohlen Antriebsspindel (3) einem Bohrwerk­ zeug eine Drehbewegung erteilt oder mittels eines in der Antriebsspindel (3) gelagerten Döppers (6) der Dreh­ bewegung eine Schlagbewegung überlagert wird, wobei ein mit der Antriebsspindel (3) verbundender Futterkörper (2) wenigstens zwei von einer Spannhülse (14) verstellbare Spannbacken (8) für zylindrische Schäfte (36) der Bohrwerk­ zeuge und wenigstens einen von einem Stellring (19) verstellbaren Verriegelungskörper (13) für genutete Schäfte (9) der Bohrwerkzeuge aufweist und ein von einem Spannbacken (8) betätigtes Schaltorgan (25) zur wahlweisen Zuschaltung der Verstellung der Spannbacken (8) und des Verriegelungskörpers (13) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltorgan (25) in einer Durchtrittsöffnung (24) verschiebbar im Futterkör­ per gelagert ist, sich an einer Stellkurve (29) an einem Spannbacken (8) abstützt und wahlweise unter Einrücken in Ausnehmungen (32, 33) mit der Spannhülse (14) oder dem Stellring (19) in Eingriff steht.

2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (32, 33) an der Spannhülse (14) und am Stellring (19) an einander zugewandten Stirn­ seiten angeordnet sind.

3. Spannfutter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß entlang des Umfanges der Stirnseite der Spannhülse (14) mehrere Ausnehmungen (32) zum Eingriff des Schalt­ organs (25) vorgesehen sind.

4. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnung (24) einen zwischen Stellring (19) und Spannhülse (14) ragenden Vorsprung (26) des Futterkörpers (2) durchsetzt.

5. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnung (24) in einen den Futterkörper (2) durchsetzenden Führungskanal (7) für einen Spannbacken (8) mündet.

6. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltorgan (25) eine Kugel (27) mit die axiale Erstreckung des zwischen Stellring (19) und Spannhülse (14) ragenden Vorsprunges (26) über­ steigendem Durchmesser aufweist.

7. Spannfutter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltorgan (25) einen der Kugel (27) zur Stell­ kurve (29) hin vorgelagerten Stützkörper (28) aufweist.

8. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellkurve (29) durch eine Längsseite eines Spannbackens (8) gebildet ist und im werkzeugseitigen Endbereich eine Vertiefung (31) für das Schaltorgan (25) aufweist.