DE3640420A1 - Selbstspannendes spannfutter - Google Patents

Description

Bei den heute verwendeten Spannfuttern für Bohrkurbeln oder elektrische Bohrmaschinen, wie sie auch in der Chirurgie eingesetzt werden, wird das Einspannen eines Werkzeugs, beispielsweise eines Bohrers, durch Backen bewirkt, die durch einen Schlüssel mit Kegelrad, der auf einen Zahnkranz des Spannfutters wirkt, über dem Werkzeug zum Schließen gebracht werden. Um das Werkzeug dem Futter zu entnehmen, muß der umgekehrte Vorgang er­ folgen.

Dieses System für das Schließen und Öffnen des Futters ist wenig praktisch und verursacht einen erheblichen Zeitverlust.

Wenn man nämlich mit der einen Hand den Rumpf der Bohrmaschine fest­ hält, wird mit der anderen der Bohrer eingeführt; dann muß man den Bohrer zwischen den Backen freigeben, um den Spannschlüssel in Drehung ver­ setzen zu können. Der freigegebene Bohrer kann aus dem Futter heraus­ gleiten und herausfallen mit dem Nachteil, daß zum mindesten die für das Auflesen des Bohrers erforderliche Zeit verloren geht, oder in einer zur Futterachse nicht völlig koaxialen Lage zwischen den Backen eingespannt werden.

Die Notwendigkeit, für das Einspannen und für das Öffnen stets einen Schlüssel zu verwenden, hat zur Folge, daß für den Austausch der Bohrer stets mehr Zeit erforderlich ist, was einen ernstlichen Nachteil insbesondere dann bedeutet, wenn die Bohrmaschine beispielsweise zu chirurgischen Zwecken eingesetzt wird.

Ein weiterer Mangel der heute verwendeten Spannfutter liegt darin, daß der Bohrer zwischen den Spannbacken ins Gleiten kommen kann, was sich besonders nachteilig auswirkt, wenn das Futter beispielsweise in der Chirurgie verwendet wird.

Diese Gleitbewegungen sind manchmal auf den Umstand zurückzuführen, daß das Einspannen mittels Schlüssel angesichts der konstanten und von der Kraft des Bedienungsmanns abhängigen Klemmkraft möglicherweise nicht ausreichend ist, um den festen Halt des Bohrers zu gewährleisten, wenn dieser in dem Medium, in dem die Bohrung ausgeführt wird, einem beträchtlichen Widerstand begegnet, und manchmal darauf, daß der Bohrer in einer zur Spannfutterachse nicht vollkommen koaxialen Stellung einge­ spannt worden ist, so daß er bei den ersten Umdrehungen dazu neigen wird, sich in Richtung der Spannfutterachse auszurichten, wodurch ein Spiel zwischen Bohrer und Spannbacken ensteht.

Ein weiterer Nachteil liegt in dem Umstand, daß bei den heute verwendeten Spannfuttern die Zerlegung in ihre Bestandteile erhebliche Schwierig­ keiten verursacht und manchmal unmöglich ist, so daß sie Stellen auf­ weisen, in denen sich Schmutz und damit Keime festsetzen können. Insbesondere sind der Zahnkranz zu erwähnen, in den der Kegelradschlüssel eingreift, die Backen selbst und der Hohlraum, in dem sie gelagert sind, so daß ein langer und schwieriger Sterillisierungsvorgang erforderlich ist, bevor das Spannfutter im Operationssaal eingesetzt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, die vorgenannten Mängel zu beseitigen.

Diese Aufgabe ist wie im Kennzeichnungsteil nach Anspruch 1 aufgeführt gelöst worden.

Die sich aus der Erfindung ergebenden hauptsächlichen Vorteile bestehen darin, daß die Vorgänge des Einführens und des Abnehmens eines Werk­ zeugs besonders einfach und schnell sind, da keine Spannschlüssel erforderlich sind, daß dabei der Werkzeugschaft stets koaxial zur Spann­ futterachse verläuft und zwischen den Backen mit der erforderlichen Kraft eingespannt ist, um jede Gleitbewegung des Werkzeugs zu verhindern. Außerdem kann das Werkzeug, sobald es einmal in das Spannfutter ein­ geführt ist, während der Handhabung der Bohrmaschine nicht zu Boden fallen, weil das Einspannen automatisch erfolgt.

Angesichts des besonders einfachen Aufbaus der Bestandteile des Spann­ futters kann dieses überdies vor dem Einsatz im Operationssaal leicht zerlegt und sterilisiert werden.

Die besondere Symmetrie im Aufbau des Spannfutters verstärkt, sobald das Werkzeug einmal eingeführt ist, die automatische Klemmwirkung, und zwar unabhängig vom Drehsinn der Welle.

Ein weiterer Vorteil liegt in der Tatsache, daß die auf das Werkzeug ausgeübte Klemmkraft nicht von der Kraft des Bedienungsmanns abhängt, sondern proportional zu dem auf irgendein an dem Futter angebrachtes Werkzeug ausgeübten Widerstand gegen die Drehbewegung ist, so daß keine Gefahr besteht, daß der Bohrer infolge einer ungenügenden Haltekraft ins Gleiten kommen könnte.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden genauen Be­ schreibung, in der anhand der Zeichnung einige Ausführungs­ beispiele erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise als Schnitt ausgeführte Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Spannfutters,

Fig. 2 eine Untersicht der Hülse mit konischem Abschnitt von Fig. 1,

Fig. 3 eine Untersicht einer abweichenden Ausführungsform der Hülse der vorausgehenden Figur,

Fig. 4 eine teilweise als Schnitt ausgeführte Implosionsdarstellung des Spannfutters von Fig. 1 in der Stellung größtmöglicher Öffnung für die Einführung eines Werkzeugs,

Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende Ansicht, bei der das Werkzeug nach seiner Einführung durch die Wirkung einer Feder in das Spannfutter eingeklemmt wird,

Fig. 6 eine der Fig. 5 entsprechende Teilansicht mit einer abweichenden Ausführungsform der Backen,

Fig. 7 eine der vorausgehenden Figur entsprechende Ansicht mit einer abweichenden Ausführungsform der Backen,

Fig. 8 eine Teilansicht der Muffe von Fig. 1 mit an dieser Muffe vorge­ sehenen Zentriereinrichtungen für das Werkzeug,

Fig. 9 eine teilweise als Schnitt ausgeführte Implosionsdarstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Davon ausgehend, daß die Figuren in unterschiedlichem Maßstab gehalten sind und gleichen Bezugszahlen gleiche oder gleichwertige Teile ent­ sprechen, ergibt sich aus Fig. 1, daß das Spannfutter im wesentlichen von einer Muffe 10 und einer Hülse 29 gebildet wird, in deren Innerem sich ein Käfig 34 zur Lagerung der Spannbacken befindet, die aus Kugeln 35 be­ stehen.

Die zylindrisch ausgebildete Muffe 10 trägt an einem Ende 11 einen zum Spannfutter koaxial verlaufenden zylindrischen Hohlraum 12, der das Ein­ stecken der in der Zeichnung nicht dargestellten Welle der Bohrmaschine ermöglicht. Zum Einstecken der Welle ist die Muffe 10 mit einer die Spann­ futterachse 14 senkrecht schneidenden Bohrung 13 versehen, die einen Aufnahmesitz für den Schaft 15 einer Schraube mit dem Kopf 16 bildet, der in der Ausnehmung 17 versenkbar ist. Die Schraube 15, 16 und die dazugehörige Bohrung 13, 17 in der Muffe 10 und in der Welle der Bohr­ maschine können durch beliebige bekannte Einrichtungen, wie Durch­ gangsbolzen oder Schrumpfverbindungen ersetzt werden, sofern sie nur geeignet sind, die gegenseitige Drehbewegung der beiden Teile zu ver­ hindern.

Am anderen Ende 18 der Muffe 10 ist ein zylindrischer, gleichfalls zur Spannfutterachse 14 koaxialer Hohlraum 19 vorgesehen, der oben über eine Abfasung 20 mit einer ringförmigen Ausnehmung 21 verbunden ist, die ihrerseits über eine kegelstumpfförmige Schräge 22 mit der Außen­ oberfläche des Endes 18 verbunden ist. Auf dem Boden des Hohlraums 19 kann eine Hülse 23 zum Zentrieren des mit der Bohrmaschine zu ver­ wendenden Werkzeuges gelagert werden. Zu diesem Zweck weist die Hülse 23 in ihrem Inneren eine kegelstumpfförmige, sich zum Boden hin ver­ engende Öffnung 24 und außen ein zylindrischen, ringförmigen Vor­ sprung 25 auf, der als Sitz einer Schraubenfeder 26 dient, deren Außen­ durchmesser nur geringfügig kleiner als der Durchmesser des Hohlraums 19 ist, so daß sie sich in diesem Hohlraum ungehindert ausdehnen und zu­ sammenziehen kann.

Die Muffe 10 weist an ihren Enden 11, 18 Außenkanten mit geeigneter Ab­ fasung auf, damit Personen oder Sachen keinen Schaden erleiden, wenn sie in hohe Umdrehungsgeschwindigkeiten versetzt wird; außerdem kann die Muffe 10 mit jeder rechtsdrehenden oder linksdrehenden Bohrmaschine mit zwei oder mehreren Geschwindigkeiten, auch einer Schlagbohrmaschine verbunden werden, ohne daß deshalb die Erfindung in ihren wesentlichen Merkmalen verändert wird.

An dem Ende 18 trägt die Muffe außerdem eine Gewindebohrung 27, deren Achse die Spannfutterachse 14 senkrecht schneidet und dazu dienen kann, die Hülse 29 mittels einer Inbusschraube 28 an der Muffe 10 zu befestigen.

Auch wenn dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist, kann die Festlegung zwischen der Hülse 29 und der Muffe 10 durch mehrere, zur Spann­ futterachse 14 radial angeordnete Schrauben 28 oder durch beliebige be­ kannte, den vorbeschriebenen gleichwertige Einrichtungen erzielt werden.

Die den Käfig 34 und die kugelförmigen Backen 35 enthaltende Hülse 29 weist einen hohlzylindrischen hinteren Teil 30 auf, desse Abmessungen so gewählt sind, daß er über den Endteil 18 der Muffe gestülpt werden kann, zur Befestigung mit der Schraube 28, die durch eine Bohrung 28 verläuft, und einen als Hohlkegelstumpf geformten Mittelteil 31, der in seinem Inneren bogenförmige Bereiche 32 für das Gleiten der Kugeln 35 aufweist und in einen hohlzylindrischen Stumpf 33 mündet.

Auch die Außenkanten an den beiden Enden der Hülse 29 sind abgefast, so daß Personen- oder Sachschaden während der Drehbewegung des Spann­ futters vermieden werden.

Wie weiter unten erläutert, spielt die Formgebung der inneren Oberfläche des Mittelteils 31 eine wesentliche Rolle für das Festspannen des Bohrers während der Drehbewegung des Spannfutters.

Im Inneren der Hülse 29 sind der Käfig 34 und die kugelförmigen Backen 35 gelagert.

Der Käfig 34 enthält einen hinteren Teil 36, einen Mittelteil 37 und einen Vorderteil 38.

Der hintere Teil 36 ist hohlzylindrisch ausgebildet und trägt an seinem freien Ende eine ringförmige Verdickung 39, die in dem Hohlraum 19 am oberen Ende 18 der Muffe in axialer Richtung zu gleiten vermag.

Der zylindrische Teil 38 weist in seinem Inneren eine kegelstumpfförmige Schräge 40 auf, die die Einführung des hinteren Endes des Werkzeug­ schaftes zur nachfolgenden Befestigung erleichtert. Die kegelstumpf­ förmige Schräge 40 setzt sich fort in eine zylindrische Bohrung 41, die auch durch den Mittelteil 37 und den hinteren Teil 36 des Käfigs verläuft und dem Höchstdurchmesser entspricht, den der Schaft des Werkzeugs haben darf, das in das Futter eingeführt wird. Die äußere Oberfläche des zylindrischen Teils 38 trägt außerdem ein Gewinde 42, auf das der Gewindering 43 aufgeschraubt wird, der zylindrisch ausgebildet ist.

Der kegelstumpfförmige Teil 37 bildet den eigentlichen Käfig für die Kugeln 35. Er weist neben der axialen Bohrung 41 auch drei zylindrische Bohrungen 44 auf, die radial zur Spannfutterachse 14 und in einem Winkel­ abstand von jeweils 120° angeordnet sind. In diesen Bohrungen sind die Kugeln 35 gelagert, deren Durchmesser geringfügig unter dem der Bohrungen 44 liegt und die durch die Wirkung der Feder 26 und später durch die Drehbewegung des Spannfutters selbst von den Oberflächen der bogen­ förmigen Bereiche 32 beständig in Richtung auf die Spannfutterachse 14 gedrückt werden. Der teilweise in der Hülse 29 und teilweise in der Muffe 10 gelagerte Käfig 34, der gegenüber diesen in axialer Richtung beweglich ist, wird von der stählernen Schraubendruckfeder 26 beständig in Richtung auf die Vorderseite des Spannfutters gedrückt.

Ein Ende der Feder 26 steht mit der Unterseite der ringförmigen Verdickung 39 des hinteren Teils 36 des Käfigs in Berührung, während das andere Ende den äußeren Teil der Zentrierhülse 23 umhüllt und auf deren ringförmigen Vorsprung 25 aufsitzt, der seinerseits auf dem Boden des Hohlraums 19 der Muffe 10 aufruht.

Der Gewindering 43 steht mit seinem Gewinde 45 mit dem Außengewinde 42 des Käfigs 34 in Eingriff und weist eine ringförmige innere Ausnehmung 46 für die Aufnahme des Stumpfs 33 der Hülse 29 auf.

Eine erste Funktion des Gewinderings 43 ist die, als "Griff" für eine leichtere Handhabung durch den Bedienungsmann zu dienen, wenn dieser sich anschickt, ein Werkzeug in das Spannfutter einzusetzen.

Wie in Fig. 3 zu erkennen ist, kann nämlich der Käfig 34 durch einen von Hand auf den nur ganz wenig auf das Gewinde 42 aufgeschraubten Gewindering 43 ausgeübten Druck in axialer Richtung gegen den Druck der Feder 26 so weit verschoben werden, bis der hintere Teil 36 ganz in den Hohlraum 19 der Muffe eingeführt ist, so daß die Oberfläche 47 des hinteren Endes des Mittelteils 37 des Käfigs 34 an dem Boden des Hohl­ raums 21 anliegt. Aufgrund der kegelförmigen Ausbildung der Hülse 29 sind in dieser Stellung die Kugeln 35 in den Bohrungen 44 frei beweglich und können sich von der Spannfutterachse 14 entfernen, bis sie den größt­ möglichen Abstand erreichen, eventuell auch durch die bei der Einführung des Werkzeugs in das Spannfutter auf diese Kugeln ausgeübte Wirkung.

Auf diese Weise befinden sich die Kugeln 35 vollständig außerhalb der zylindrischen Bohrung 41. Das Werkzeug 48, das durch die Schräge 40 leicht und so weit eingeführt wird, bis es die Zentrierhülse 23 erreicht, wird in seinem unteren Teil dank der konischen Bohrung 24 konzentrisch zur Spannfutterachse eingerichtet. Danach gibt der Bedienungsmann den Gewindering 43 frei, so daß die Feder 26 sich wieder ausdehnt und dabei bewirkt, daß der Käfig 34 mit seinem vorderen Teil 38 über den Zylinder­ stumpf 33 weiter vorsteht. Während dieser Verschiebung des Käfigs 34 werden die bei dieser Bewegung mitgeführten Kugeln 35 von den bogen­ förmigen Bereichen 32 in Richtung auf die Spannfutterachse 14 gedrückt, bis sie einen gewissen Druck gegen den Schaft des Werkzeugs 48 ausüben. Es ist daher klar, daß das Werkzeug völlig koaxial zur Spannfutterachse verlaufen wird, da es mit seinem unteren Teil von der Hülse 23 zentriert und mit seinem Mittelteil von drei Kugeln 35 festgeklemmt wird, die auf das Werkzeug konzentrisch in Richtung auf die Spannfutterachse ein­ wirken. In dieser Stellung bleibt das Werkzeug 48, auch ohne ganz in das Spannfutter eingeklemmt zu sein, während der Handhabung der Bohr­ maschine im Spannfutter haften, bevor es in die genaue Stellung gebracht wird, die für die Durchführung einer Arbeit erforderlich ist.

Nach dem wie oben beschriebenen Einführen des Werkzeugs wird der Ge­ windering 43 so weit eingeschraubt, daß der Boden des Hohlraums 46 den Stumpf 33 der Hülse 29 erreicht.

Wenn sich einmal das Spannfutter in dem in Fig. 4 dargestellten Zustand befindet, d. h. mit eingeführtem Werkzeug, aber mit noch nicht ganz einge­ schraubtem Gewindering 43, läuft der Benutzer Gefahr, daß sich das Spannfutter durch einen zufälligen Stoß gegen den Gewindering 43 oder gegen den Teil 38 des aus diesem Gewindering vorstehenden Käfigs öffnet und das Werkzeug freigibt, mit dem damit verbundenen Nachteilen.

Wenn dagegen der Gewindering 43 von der oben beschriebenen Stellung, wie in Fig. 5 dargestellt, auf das Gewinde 42 gänzlich aufgeschraubt wird, ist der Käfig 34 in einer bestimmten Lage gegenüber der Hülse 29 und der Muffe 10 festgelegt, so daß der Benutzer nicht mehr Gefahr läuft, daß das Spannfutter durch einen zufälligen Stoß gegen den Gewindering, der den Widerstand der Feder 26 zu überwinden vermag und den Käfig 34 in das Spannfutter hineinschiebt, so daß die Kugeln 35 sich von ihrer Klemm­ stellung entfernen können, geöffnet werden kann.

Wie insbesondere in Fig. 2 zu sehen ist, weist die konische Innenwand der Hülse 29 Eintiefungen oder bogenförmige Bereiche 32 mit zylindrischer oder kegelartiger Oberfläche auf, oder diese bogenförmigen Bereiche weisen nach Fig. 3 an ihrem einen Ende eine kegelartige oder zylindrische Oberfläche auf und an ihrem anderen Ende schiefe Ebenen 32′, um den Ab­ stand der Innenwand der Hülse von der Spannfutterachse 14 zu vergrößern und die Lagerung der Kugeln 35 in diesen bogenförmigen Bereichen 32, 32′ zu ermöglichen.

Wenn das Spannfutter in Umdrehung versetzt wird, werden die Kugeln 35 unabhängig vom Drehsinn des Spannfutters durch die Trägheitskraft gezwungen, vom Boden der bogenförmigen Bereiche zu den drei von der konischen Innenwand der Hülse verbleibenden Sektoren 32′′ aufzusteigen und sich so der Mittelachse des Spannfutters zu nähern, wobei sie eine größere Druckkraft auf das Werkzeug ausüben. Das endgültige Festspannen wird erreicht, wenn das Werkzeug zu arbeiten beginnt, weil die Reibung, die beispielsweise von dem von einem Bohrer durchsetzten Medium ausgeübt wird, die Kugeln zwingt, um die Spannfutterachse zu rotieren, was ihren Aufstieg längs der Oberfläche der bogenförmigen Bereiche 32, 32′ er­ leichtert, wodurch die auf den Bohrer ausgeübte Einspannkraft proportional zum Widerstand gegen die Drehbewegung wird, der auf das in dem Spann­ futter befestigte Werkzeug ausgeübt wird, wodurch verhindert wird, daß der Werkzeugschaft wegen ungenügender Haltekraft ins Gleiten kommt.

In Fig. 6 ist insbesondere zu sehen, daß die Backen 35′ statt aus Kugeln, wie bei den vorausgehenden Figuren, aus Tonnenrollen bestehen, die in Kanälen 44′ gleiten, deren Querschnitt dem Mittelschnitt durch die Tonnen entspricht, wobei die Achsen dieser Kanäle Erzeugende einer gedachten, sich zur Spannfutterachse 14 hin verjüngenden Kegeloberfläche bilden. Auch in diesem Fall gibt es wie bei den kugelförmigen Backen nur drei Berührungspunkte zwischen den Tonnenrollen 35′ und dem Werkzeug, die radial im Winkelabstand von 120° um die Spannfutterachse 14 angeordnet sind.

In Fig. 7 werden die Backen 35′′ durch Rollen mit kegelstumpfförmiger Außenoberfläche gebildet, die eine zur Spannfutterachse 14 parallele Erzeugende enthält, wobei diese Backen in Kanälen 44′′ gleitend gelagert sind, deren Querschnitt dem Mittelschnitt durch die Rollen 35′′ entspricht, und die Achsen dieser Kanäle Erzeugende einer gedachten, sich in Richtung auf die Spannfutterachse 14 hin verjüngenden Kegeloberfläche bilden, wie dies bei der vorausgehenden Figur der Fall ist. Bei dieser Ausführungsform kommen die Backen 35′′ mit dem Werkzeug längs dreier Erzeugender der Außenoberfläche dieser Backen in Berührung und nicht nur an drei Punkten wie bei den vorausgehenden Ausführungsformen.

Aus dem Obigen ergibt sich klar, daß auch die Achsen der Kanäle 44 der Fig. 1 und 5 ihrerseits Erzeugende einer idealen, sich zur Spannfutter­ achse 14 hin verjüngenden Kegeloberfläche bilden können, ohne daß dadurch die Erfindung in ihre wesentlichen Merkmalen verändert wird.

Für den einschlägigen Fachmann liegt es auf der Hand, daß, auch wenn dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist, jedes Spannfutter mit mehreren Ordnungen von Backen 35, 35′ oder 35′′ ausgestattet sein kann, die in einem gewissen Abstand voneinander längs der Spannfutterachse angeordnet sind, wobei jede Ordnung beispielsweise auch mehr Backen als drei aufweisen kann.

In Fig. 8 ist insbesondere zu erkennen, daß die Zentriereinrichtungen 23′ für das Werkzeug in der Muffe 10′ aus einem konischen Boden 24′ des Hohlraums 19 bestehen, der von einem ringförmigen Vorsprung 25′ in der Wand des Hohlraums 19 seinen Ausgang nimmt, wobei dieser Vorsprung den Aufnahmesitz für die Feder 26 bildet.

In Fig. 9 sind die Bestandteile des Spannfutters im wesentlichen denen von Fig. 1 gleichwertig, auch wenn sie zur Unterscheidung von diesen mit 10′, 23′, 25′, 26′, 29′, 30′, 43′ bezeichnet worden sind. Der wesentliche Unterschied besteht darin, daß die Hülse 29′ nicht mit der Muffe 10′ fest verbunden ist, sondern gegenüber dieser dank dreier Zugfedern 26′ beweglich ist, die mit ihrem einen Ende an mit der Muffe 10′ fest verbundenen Haltedübeln 49 und mit ihrem anderen Ende an fest mit der Hülse 29′ verbundenen Dübeln 50 befestigt sind. Die Dübel 50 sind in Hohlräumen 51 beweglich, in denen die Federn 26′ gelagert sind.

Um ein Werkzeug in diesen Spannfuttertyp einführen zu können, muß der Bedienungsmann die Hülse 29′ in Fig. 9 gegen den Widerstand der Federn 26′ nach oben schieben, bis das Futter die Lage von Fig. 9 einnimmt. Die Hülse 29′ bleibt in dieser Lage mittels einer lösbaren Halteeinrichtung 52 mit dem Gewindering 43′ gekoppelt. Die Halteeinrichtung 52 besteht aus einer Feder 53, die an ihrem einen Ende eine Kugel 54 trägt und deren anderes Ende in einem Hohlraum des zylindrischen Teils 33′ der Hülse 29′ verankert ist, wobei dieser Hohlraum durch einen Ring begrenzt ist, dessen Innendurchmesser geringer ist als der Kugeldurchmesser. Bei der Auf­ wärtsbewegung der Hülse 29′ im Inneren des Hohlraums des zylindrischen Gewinderings 43′ wird daher die Feder von der Kugel 54 zusammengedrückt, die vom unteren inneren Rand des zylindrischen Gewinderings 43′ ver­ schoben wird, und entspannt sich kurz darauf wieder, indem sie die Kugel 54 in eine Ringnut mit halbkreisförmigem Querschnitt einschiebt, deren Halbmesser dem Halbmesser der Kugel entspricht, so daß die Hülse 29′ trotz der von den Federn 26′ ausgeübten Rückholkraft festgehalten wird, wenn der Bedienungsmann die Hülse 29′ freigibt, um den Schaft des Werkzeugs 48 in das Spannfutter einzuführen.

Damit die Backen 35 sich wieder über dem Schaft des Werkzeugs 48 schließen können, genügt es, daß der Bedienungsmann seine Hand auf den äußeren konischen Teil der Hülse 29′ legt und nach Fig. 9 einen leichten Druck nach unten ausübt, um die Kugel 54 aus der Ringnut auszuklinken, in der sie gelagert ist. Die Federn 26′ ziehen dann die Hülse 29′ automatisch auch nach unten und bewirken die Festlegung und Zentrierung des Werkzeugschafts in dem Spannfutter.

Es muß außerdem festgestellt werden, daß bei dieser besonderen Ausführung des Spannfutters ein Anschlag für die genaue Stellung des Schaftes 36′ des Käfigs durch eine Einrichtung 55 erzielt wird, die in ihren Bestandteilen der beschriebenen Einrichtung 52 völlig ähnlich ist.

Für den einschlägigen Fachmann ist klar, daß die genannten Einrichtungen 52-55 auch an dem Spannfutter nach Fig. 1 bis 7 anbringbar sind und jeweils durch beliebige bekannte Einrichtungen ersetzbar sind, die die beiden mit den genannten Einrichtungen versehenen Teile in lösbarer Weise miteinander in Verbindung zu halten vermögen.

Die anschließenden Arbeitsvorgänge, wie das Einschrauben und/oder das Abschrauben des Gewinderings 43′ und die Wirkung der Backen 35 sind die gleichen wie die zuvor in bezug auf die Fig. 1, 4 und 5 beschriebenen.

Das Herausziehen des Werkzeugs nach dem Aufschrauben des Gewinderings 43′ erfolgt dadurch, daß die Hülse 29′ in die in Fig. 9 dargestellte Stellung geschoben wird, d. h. in die Stellung, in der das Einrasten in den Gewindering 43′ erfolgt und die ein leichtes Herausziehen des Werkzeugs ermöglicht.

Auch wenn dies aus der Zeichnung nicht hervorgeht, kann das Spannfutter von der Bohrmaschinenwelle elektrisch isoliert sein, indem beispielsweise deren Teilen mit einem isolierenden Anstrich versehen sind.

Claims (15)

1. Selbstspannendes Spannfutter für Bohrmaschinen oder ähnliche Geräte, insbesondere geeignet für Handbohrmaschinen zu chirurgischen Zwecken, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer zylindrischen Muffe (10, 10′) besteht, die koaxial an einer drehbaren Welle befestigbar ist, aus einer Hülse (29, 29′) mit einem konischen Abschnitt (31, 31′), der innen bogen­ förmige Bereiche (32, 32′) aufweist, einem zylindrischen Abschnitt (30, 30′) an seinem einen Ende, der auf die Muffe (10, 10′) aufsteckbar ist, und einem zylindrischen Abschnitt (33) an dem anderen Ende, aus einem in Längsrichtung von einer Bohrung (41) durchsetzten Käfig (34), der einen Mittelkörper (37) mit Spannbacken (35, 35′, 35′′), die in Richtung auf die Spannfutterachse (14) hin in Bohrungen (44, 44′, 44′′) beweglich sind, und zwei Schäfte (36-39, 38) auf gegenüberliegenden Seiten des Mittelkörpers enthält, aus wenigstens einer Feder (26, 26′), aus Zentriereinrichtungen (23, 23′), aus einem zylindrischen Gewindering (43, 43′), der durch Auf­ schrauben auf den aus der Hülse (29, 29′) vorstehenden Teil des Schaftes (38) beweglich ist, wobei der Käfig (34) und die Hülse (29, 29′) in axialer Richtung gegenseitig und gegenüber der Muffe (10, 10′) verschiebbar sind, die Hülse (29, 29′) in lösbarer Weise an dem Gewindering (43, 43′) durch Rückhalteeinrichtungen (52) und der Schaft (36-39) des Käfigs (34) in lösbarer Weise an der Muffe (10, 10′) durch Rückhalteeinrichtungen (55) festlegbar ist.

2. Selbstspannendes Spannfutter nach Anspruch 1, bei dem die Muffe (10, 10′) mit einem Ende (11) an einer Bohrmaschinenwelle und mit dem anderen Ende (18) an der Hülse (29) mittels wenigstens einer Schraube (28) befestigbar ist, bei dem ein Werkzeug in die Bohrung (41) bis zum Boden eines Hohlraums (19) der Muffe (10, 10′) einführbar ist, in dem sich Zentriereinrichtungen (23, 23′) für das Werkzeug und Einrichtungen (25, 25′) für den Sitz einer Schraubenfeder (26) befinden, wobei der Hohlraum (19) eine Führung für die Bewegung des Schaftes (36-39) des Käfigs (34) parallel zur Spannfutterachse (14) bildet, Bewegungen, die durch das Zusammendrücken oder die Ausdehnung der Feder (26) bestimmbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die Feder (26) den Käfig (34) in Richtung auf die engste Stelle der Hülse (29) schiebt die Spannbacken (35, 35′, 35′′) von den bogenförmigen Bereichen (32, 32′) der Hülse (29) veranlaßt werden, sich in Richtung auf die Spannfutterachse hin zu bewegen, sowie dadurch, daß der Gewindering (43), der auf den Schaft (38) so weit aufgeschraubt ist, bis er auf den Abschnitt (33) der Hülse (29) einen leichten Druck ausübt, mit letzterer die Ebene bestimmt, in der sich die Spannbacken (35, 35′, 35′′), endgültig und automatisch durch rechtssinnige oder linkssinnige Drehung des Spannfutters schließen und gewährleisten, daß das Werkzeug im Zusammenwirken mit den genannten Zentriereinrichtungen eine zur Spannfutterachse (14) koaxiale Lage einnimmt.

3. Selbstspannendes Spannfutter nach Anspruch 1, bei dem die Muffe (10′) mit dem einen Ende (11) an einer Bohrmaschinenwelle befestigbar und mit dem anderen Ende (18) gegenüber der Hülse (29′) beweglich ist, in deren Innerem der Käfig (34) durch Rückhalteeinrichtungen (55) daran gehindert ist, sich in axialer Richtung gegenüber der Muffe (10′) zu bewegen, bei dem ein Werkzeug in die Bohrung (41) bis zum Boden eines Hohlraums (19) der Muffe (10′) einführbar ist, in dem sich die Einrichtungen (23′) zum Zentrieren des Werkzeugs befinden, wobei die Muffe (10′) mindestens drei Hohlräume (51) aufweist, die radial in einem Winkelabstand von 120° an ihrer Außenwand angeordnet sind und in denen jeweils Einrichtungen (49, 50) für den Sitz einer Schraubenfeder (26′) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die Federn (26′) die Hülse (29′) in Richtung auf die Muffe (10′) ziehen und dadurch der engste Teil der Hülse (29′) dem Mittelteil (37) des Käfigs (34) angenähert wird, die Spannbacken (35, 35′, 35′′) von den bogenförmigen Bereichen (32, 32′) der Hülse (29′) veranlaßt werden, sich in Richtung auf die Spannfutterachse zu bewegen, und der Gewindering (43), der auf den Schaft (38) so weit aufgeschraubt ist, daß er einen leichten Druck auf den Bereich (33) der Hülse (29) ausübt, mit dem letzteren die Ebene bestimmt, in der sich die Spannbacken endgültig und automatisch durch links- oder rechtssinnige Drehbewegung des Spann­ futters schließen und die zur Spannfutterachse (14) koaxiale Lage des Werkzeugs im Zusammenwirken mit den genannten Zentriereinrichtungen sicherstellen.

4. Selbstspannendes Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbacken aus Kugeln (35) bestehen, die in Bohrungen (44) beweglich sind, deren Querschnitt dem Mittelschnitt durch die Kugeln ent­ spricht, wobei die Längsachsen der Bohrungen (44) Erzeugende einer ge­ dachten, sich zur Spannfutter-Längsachse hin verjüngenden Kegelober­ fläche bilden.

5. Selbstspannendes Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbacken aus Kugeln (35) bestehen, die in Bohrungen (44) beweglich sind, deren Querschnitt dem Mittelschnitt durch die Kugeln ent­ spricht, wobei die Längsachsen der Bohrungen (44) in einer zur Spann­ futter-Längsachse senkrechten Ebene liegen.

6. Selbstspannendes Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbacken aus Tonnenrollen (35′) bestehen, die in Bohrungen (44′) beweglich sind, deren Querschnitt dem Mittelschnitt durch die Tonnenrollen entspricht, wobei die Längsachsen der Bohrungen (44′) Erzeugende einer gedachten, sich zur Spannfutter-Längsachse hin ver­ jüngenden Kegeloberfläche bilden.

7. Selbstspannendes Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbacken aus Tonnenrollen (35′) bestehen, die in Bohrungen (44′) beweglich sind, deren Querschnitt dem Mittelschnitt durch die Tonnenrollen entspricht, wobei die Längsachsen der Bohrungen (44′) in einer zur Spannfutter-Längsachse senkrechten Ebene liegen.

8. Selbstspannendes Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbacken aus Rollen (35′′) bestehen, deren äußere Oberfläche kegelstumpfförmig ausgebildet ist und eine Erzeugende aufweist, die parallel zur Spannfutterachse verläuft, und die in Bohrungen (44′) beweglich sind, deren Querschnitt dem Mittelschnitt durch die Rollen (35′′) entspricht, wobei die Längsachsen der Bohrungen (44′′) Erzeugende einer gedachten, sich zur Spannfutterachse hin verjüngenden Kegeloberfläche bilden.

9. Selbstspannendes Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bogenförmigen Bereiche (32) ausgehend von Enden mit kegelartiger oder zylindrischer Oberfläche in schiefe Ebenen (32′) enden, die sich am Boden des bogenförmigen Bereichs schneiden.

10. Selbstspannendes Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rückhalteeinrichtungen (52) und (55) aus einer Feder (53) bestehen, die an ihrem einen Ende eine Kugel (54) trägt und deren anderes Ende in einem Hohlraum des zylindrischen Teils (33) der Hülse (29′) bzw. des Schaftes (38) befestigt ist, wobei der Hohlraum von einem Ring begrenzt ist, dessen Innendurchmesser unter dem Kugeldurchmesser liegt.

11. Selbstspannendes Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Mittelkörper des Käfigs (34) mit mindestens zwei in einem Abstand voneinander angeordneten Reihen von Bohrungen (44, 44′, 44′′) für die Aufnahme von Backen (35, 35′, 35′′) versehen ist und die Bohrungen und die Backen einer Serie in bezug auf ihre Abmessungen und/ oder ihre Form von denen der anderen Serie abweichen.

12. Selbstspannendes Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anzahl der Bohrungen (44, 44′, 44′′) für die Backen (35, 35′, 35′′) drei beträgt und ihre Winkelabstände 120° betragen.

13. Selbstspannendes Spannfutter nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zentriereinrichtungen (23) aus einer auf dem ebenen Boden des Hohlraums (19) gelagerten Hülse bestehen, wobei diese Hülse eine konische Mittelbohrung (24) und einen ringförmigen Vorsprung (25) für den Sitz der Feder (26) aufweist.

14. Selbstspannendes Spannfutter nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentriereinrichtungen (23′) aus dem Boden des Hohlraums (19) bestehen, der eine kegelstumpfförmige Vertiefung (24′) aufweist, die von einem ringförmigen Vorsprung (25′) im Inneren der Wand des Hohlraums (19) ausgeht.

15. Selbstspannendes Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens die Oberflächen der Muffe (10, 10′) von der Bohrmaschinenwelle durch einen Anstrich oder durch eine isolierende Beschichtung elektrisch isoliert sind.