DE3744589C1 - Nachspannendes Bohrfutter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein nachspannendes Bohr­ futter mit einem zumindest bereichsweise zylind­ rischen Grundkörper, der eine eingeschraubte koaxiale Druckspindel trägt, auf der formschlüssig mit ihr gekuppelte Spannbacken axial abgestützt sind, die in einem Backenträger geführt sind, wel­ cher gemeinsam mit einem mit den Spannbacken zu­ sammenwirkenden ringförmigen Verschlußteil mit einer auf dem Grundkörper verdrehbar gelagerten Hülse dreh­ fest verbunden ist, wobei zwischen der Hülse und dem Grundkörper eine in einem Drehsinn wirkende lösbare Sperreinrichtung angeordnet ist, durch die eine Relativverdrehung zwischen der Hülse und dem Grund­ körper im Sinne des Lösens der Spannbacken sperrbar ist.

Um ein unbeabsichtigtes Lösen des Verschlusses und damit der Spannbacken, bspw. beim abrupten Still­ setzen eines mit hoher Spindeldrehzahl arbeitenden Bohrfutters, etwa bei einer CNC-Bearbeitungsmaschine, zu verhüten, ist es bekannt (EP 00 17 748 B1), zwischen dem Grundkörper und der Hülse eine Sperreinrichtung in Gestalt eines Klinkengesperres anzuordnen, das den Grundkörper und die Spannhülse gegen Relativ­ drehungen im Sinne des Lösens der Spannbacken sperrt, Relativdrehungen im Sinne des Spannens aber unbehindert läßt, so daß die selbsttätige Nachspannfunktion des Bohrfutters erhalten bleibt. Die Anordnung ist dabei derart getroffen, daß auf einem mit der Hülse drehfest verbundenen Druckring, über den die Hülse axial an dem Grundkörper abge­ stützt ist, eine federbelastete Sperrklinke ge­ lagert ist, die mit einem unmittelbar an dem Grund­ körper angeordneten Zahnkranz zusammenwirkt. Um das Bohrfutter erforderlichenfalls öffnen zu können, ist eine Einrichtung zum Öffnen des Klinkengesperres vorhanden, die aus einem am rückwärtigen Ende der Hülse koaxial zu der Drehachse angeordneten, von außen verdrehbaren Lösering gebildet ist, der den Druckring übergreift und einen Anschlag für das entsprechende Sperrklinkenende aufweist. Ein im Prinzip ähnliches Bohrfutter mit einem solchen Klinkengesperre ist auch in der CH-PS 6 35 766 be­ schrieben.

Abgesehen davon, daß ein Klinkengesperre mit seiner beweglichen Sperrklinke einen beträchtlichen Platz­ bedarf aufweist, kann ein Klinkengesperre prinzip­ bedingt nur stufenweise arbeiten. Das bedeutet, daß auch die Spannsicherung nur stufenweise erfolgt, was unerwünscht ist.

Ein kurzbauendes Spannfutter, dessen Spannwirkung unabhängig von der Drehrichtung gewährleistet ist, ist aus der DD-PS 2 01 985 bekanntgeworden, bei dem allerdings der die Druckspindel aufnehmende Grundkörper in dem zur Kupplung mit der Bohrspindel dienenden Steilkegel-Element verdrehbar gelagert ist, mit dem auch die Verschlußkappe unmittelbar verschraubt ist. Zum Spannen und Lösen des Bohrfutters kann der Grund­ körper gegenüber dem Steilkegel-Element mittels eines Schneckentriebes verdreht werden, dessen Schnecke durch ein von außen her in einen Innensechskant ein­ steckbares Werkzeug betätigbar ist. Durch diesen Schneckentrieb geht aber die Nachspannfunktion des Bohrfutters verloren; außerdem ist zur Betätigung ein eigenes Werkzeug erforderlich.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein nach­ spannendes Bohrfutter zu schaffen, das in Kurzbauweise ausführbar eine werkzeuglose Bedienung der stufenlos wirkenden Spannsicherung gestattet.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das eingangs genannte Bohrfutter erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung eine Schlingfederkupplung mit einer zu dem Grundkörper koaxialen Schlingfeder aufweist, deren Schlingfeder einander benachbarte koaxiale, rotationssymmetrische Bereiche des Grund­ körpers und der Hülse oder mit diesem bzw. mit dieser drehfest verbundener Teile umschlingend angeordnet ist und der eine wahlweise betätigbare Löseeinrichtung zugeordnet ist.

Die Schlingfederkupplung zeichnet sich durch einen einfachen betriebssicheren Aufbau bei minimalem Platzbedarf aus. Gleichzeitig gewährleistet sie ein sicheres stufenloses Arbeiten der Spannsicherung.

Die Schlingfeder erlaubt nämlich aufgrund ihrer Eigenschaften eine Relativbewegung zwischen der Hülse und damit dem Backenträger und dem Grund­ körper lediglich in einer Drehrichtung, und zwar in Spannrichtung. Damit kann das Bohrfutter während des Bohrvorgangs unbehindert selbsttätig nachspannen, während eine Relativdrehung zwischen der Hülse und dem Grundkörper in der entgegengesetzten Richtung reibschlüssig gesperrt ist.

Ein besonders einfacher und geschlossener Aufbau des Bohrfutters ergibt sich, wenn die Schlingfeder innerhalb der Hülse liegend angeordnet ist, wobei die Schlingfeder einen Bereich, insbesondere einen Bundbereich des Backenträgers umschlingend angeord­ net sein kann. Die von der Schlingfeder umschlungenen Bereiche sind mit Vorteil zylindrisch und mit glatter, durchgehender Wandung ausgebildet. Es sind aber auch Ausführungsformen denkbar, bei denen diese Bereiche bspw. kegelig sind, wobei dann die Schlingfeder selbst entsprechend gestaltet ist.

Die Löseeinrichtung weist in einer bevorzugten Aus­ führungsform einen zu der Hülse koaxialen und relativ zu dieser verdrehbaren Betätigungsring auf, der mit einem Teil der Schlingfeder zusammenwirkend angeord­ net ist. Dieser Betätigungsring kann unmittelbar auf der Hülse drehbar gelagert sein und mit Vorteil auf seiner Innenseite mit einem Teil der Schlingfeder zusammenwirkende Lösemittel aufweisen, so daß die Lösemittel und auch die Schlingfeder selbst nach außen zu völlig abgedeckt sind. Diese Lösemittel können zweckmäßigerweise eine zu der Ringachse exzentrische Nockenbahn aufweisen. Außerdem kann die Schlingfeder mit einem mit dem Betätigungsring zusammenwirkenden Endteil durch eine entsprechende Öffnung der Hülse durchgeführt sein, die dann ihrer­ seits durch den Betätigungsring wieder abgedeckt ist. Das Eindringen von Schmutz etc. in das Bohrfutter ist damit ausgeschlossen.

Das durchgeführte Endteil der Schlingfeder ist vor­ teilhafterweise abgebogen, während dem Betätigungs­ ring Anschlagmittel zugeordnet sein können, durch die dessen Drehbeweglichkeit begrenzt ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein Bohrfutter gemäß der Erfindung, in soge­ nannter Kurzbauweise, in einer Seitenansicht, teilweise aufgeschnitten und teilweise im axialen Schnitt,

Fig. 2 den Grundkörper, die Hülse und den Backenträger mit der zugeordneten Sperreinrichtung des Bohr­ futters nach Fig. 1, in einer Seitenansicht, teil­ weise aufgeschnitten,

Fig. 3 die Anordnung nach Fig. 2, geschnitten längs der Linie III-III der Fig. 2, in einer Seitenansicht,

Fig. 4 das Bohrfutter nach Fig. 1 im auseinandergenom­ menen Zustand, in einer perspektivischen Ex­ plosionsdarstellung,

Fig. 5 den Betätigungsring des Bohrfutters nach Fig. 1, in einer Draufsicht,

Fig. 6 den Betätigungsring nach Fig. 5, geschnitten längs der Linie VI-VI der Fig. 5, in einer Seitenansicht, und

Fig. 7 einen Ausschnitt des Betätigungsringes nach Fig. 5, in dem Bereich VII der Fig. 5, in einer Draufsicht und in einem anderen Maßstab.

Das nachspannende Bohrfutter weist einen im wesentlichen zylindrischen Grundkörper 1 auf, der mit einem kegeligen Zapfen 2 in eine entsprechende koaxiale Bohrung 3 eines Steilkegels 4 eingesetzt und mit diesem über eine Innensechskantschraube 5 drehfest verbunden ist. In eine zu der Drehachse 6 koaxiale Gewindebohrung 7 des Grundkörpers 1 ist eine Druckspindel 8 eingeschraubt, auf der axial Spannbacken 9 abgestützt sind, von denen in den Fig. 1, 2 lediglich einer dargestellt ist. In Fig. 1 ist der oberhalb der Symmetrielinie in der Schnittdarstellung liegende Spannbacken der besseren Klarheit wegen weggelassen.

Die Spannbacken 9 sind endseitig bei 10 über Schiebe­ führungen 11 drehfest und radial verschieblich mit der Druckspindel 8 gekuppelt; sie sind in entsprechen­ den Führungsnuten 12 (Fig. 4) eines Backenträgers 13 gelagert, welcher von einer Verschlußhülse 14 um­ geben ist, die über eine Innenkonusfläche 15 in an sich bekannter Weise radial mit den Spannbacken 9 zusammenwirkt.

Der Backenträger 13 ist mit einem innenzylindrischen Bund 16 auf dem Grundkörper 1 verdrehbar gelagert und axial gegen eine an dem Grundkörper 1 angeformte Ringschulter 17 abgestützt. Auf ihm ist endseitig eine zu der Drehachse 6 koaxiale Hülse 18 mit enger Passung aufgeschoben, die mit dem Backenträger 13 bei 19 drehfest verstiftet ist. Auf ein Außengewinde 190 der Hülse 18 ist die Verschlußhülse 14 aufgeschraubt. Zwischen einem auf dem Grundkörper 1 verdrehbar ge­ lagerten Hülsenteil 20 und der Ringschulter 17 sind Wälzkörper 21 angeordnet, die gemeinsam mit der diesen gegenüberliegenden Ringfläche der Ring­ schulter 17 die Hülse 18 und den Backenträger 13 an dem Grundkörper 1 in Achsrichtung abstützen, derart, daß die Ringschulter 17 zwischen dem Backenträger 13 und der Hülse 18 axial einge­ schlossen ist.

Zwischen dem Grundkörper 1 und der Hülse 18 bzw. dem Backenträger 13 ist eine in einem Drehsinn wirkende lösbare Sperr­ einrichtung angeordnet, die eine Relativdrehung zwischen der Hülse 18 und dem Grundkörper 1 in Spann­ richtung gestattet und in der Gegenrichtung, d. h. im Sinne des Lösens der Spannbacken 9 sperrt.

Diese Sperreinrichtung ist nach Art einer Schling­ federkupplung ausgebildet, welche eine zu dem Grund­ körper 1 koaxiale Schlingfeder 22 aufweist, der eine von außen her wahlweise betätigbare Löseeinrichtung mit einem koaxialen, auf der Hülse 18 verdrehbar gelagerten Betätigungsring 23 zugeordnet ist.

Die Schlingfeder ist in der insbesondere aus den Fig. 1, 2 ersichtlichen Weise derart angeordnet, daß sie einerseits die zylindrische, durchgehend glatte Außenumfangsfläche 24 der Ringschulter 17 und anderer­ seits eine ebenfalls durchgehend glatte zurückgesetzte Zylinderfläche 25 an dem Bund 16 des Backenträgers 13 umschlingt. Die beiden Zylinderflächen 24, 25 sind einander unmittelbar benachbart; sie weisen den gleichen Durchmesser auf. Ersichtlich ist die An­ ordnung damit derart getroffen, daß die Schlingfeder 22 innerhalb der Hülse 18 liegt, von der sie vollständig umgeben ist. In der Hülse 18 ist eine schlitzartige Öffnung 26 (Fig. 4) ausgebildet, durch die ein abge­ bogenes Endteil 27 (Fig. 3) der Schlingfeder nach außen geführt ist. Die Öffnung 26 liegt innerhalb des Betätigungsringes 23 und ist deshalb durch die­ sen nach außen hin abgedeckt.

Der Betätigungsring 23 ist auf seiner Innenseite mit dem abgebogenen Endteil 27 der Schlingfeder 22 zusammenwirkenden Lösemitteln ausgestattet, die in Gestalt einer exzentrischen Nockenbahn 28 (Fig. 5 bis 7) ausgebildet sind. Im zusammengesetzten Zu­ stand liegt die Schlingfeder 27 mit ihrem abgebogenen Endteil 27 auf der Höhe der Nockenbahn 28 (Fig. 3). Auf einer Seite ist die Nockenbahn mit einer rinnen­ artigen Vertiefung 29 versehen, in die in einer "Zu"- Stellung des Betätigungsringes 23 das abgebogene Endteil 27 der Schlingfeder 2 mit einer Schulter 30 (Fig. 3) liegen kann und die damit Anschlagmittel bildet, durch die der Verdrehbereich des Betätigungs­ ringes 23 auf der Hülse 18 auf den in Fig. 3 bei 31 angedeuteten Winkelbereich auf der einen Seite begrenzt ist. Die Begrenzung des Winkelbereichs 31 auf der an­ deren Seite ist dadurch gegeben, daß das abgebogene Endteil 27 der Schlingfeder 22 bei 30 zwischen der keilförmig nach innen laufenden Nockenbahn 28 und der Zylinder­ fläche 24 der Ringschulter 17 eingeklemmt wird und damit ein Weiterdrehen des Betätigungsringes 23 ver­ hindert. Auf der Außenseite des Betätigungsringes 23 angeordnete Markierungen, von denen eine bei 32 in Fig. 1 angedeutet ist, zeigen sinnfällig die "ge­ öffnete" und die "geschlossene" Stellung des Betätigungs­ ringes 23 an.

Bei in der "Zu"-Stellung stehendem Betäti­ gungsring 23 kann zufolge des ent­ sprechend gewählten Wickelsinnes der Schlingfeder 22 die Hülse 18 mit dem Backenträger 13 und der Verschluß­ hülse 14 im Spannsinn unbehindert gegenüber dem Grund­ körper 1 verdreht werden. Damit bleibt auch die selbst­ tätige Nachspannwirkung des Bohrfutters voll erhalten. Eine Relativverdrehung der Hülse 18 und der mit dieser drehfest verbundenen Teile im entgegengesetzten, dem Lösesinne, ist aber durch die Schlingfeder 22 reib­ schlüssig gesperrt. Damit ist auch ein unbeabsichtigtes Lösen der Werkzeugspannung, bspw. durch Vibrationen oder abruptes Stillsetzen der Bohrspindel, ausge­ schlossen.

Um die Werkzeugspannung zu lösen, wird der Betätigungs­ ring 32 in die Stellung "Auf" nach Fig. 3 verdreht. Die Schlingfeder 22 wird dabei mit ihrer Schulter 30 etwas entgegen dem Wickelsinn der Schlingfeder 22 ver­ schoben und gleichzeitig radial nach innen gedrückt, womit die von der Schlingfeder 22 ausgeübte Sperr­ wirkung in der bei solchen Schlingfederkupplungen üblichen Weise gelöst wird. Damit kann die Hülse 18 mit dem Backenträger 13 und der Verschlußhülse 14 im Lösesinn gegenüber dem Grundkörper 1 verdreht werden, bis das gespannte Werkzeug frei ist.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Schlingfeder 22 zwischen der Ringschulter 17 des Grundkörpers 1 und dem Bund 16 des Backenträgers 13 angeordnet. Grundsätzlich sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen die Schlingfeder 22 unmittelbar mit einer entsprechenden Fläche der Hülse 18 oder einem anderen mit dieser drehfest verbundenen Teil zusammenwirkt. In einer abgewandelten Aus­ führungsform könnte außerdem die Anordnung derart getroffen sein, daß die Schlingfeder 22 nicht unmittelbar ein Teil des Grundkörpers 1 umschlingt, sondern ein mit diesem verbundenes Teil oder Element.

Claims (11)

1. Nachspannendes Bohrfutter mit einem zumindest bereichsweise zylindrischen Grundkörper, der eine eingeschraubte koaxiale Druckspindel trägt, auf der formschlüssig mit ihr gekuppelte Spannbacken axial abgestützt sind, die in einem Backenträger geführt sind, welcher gemeinsam mit einem mit den Spannbacken zusammenwirkenden ringförmigen Verschlußteil mit einer auf dem Grundkörper verdrehbar gelagerten Hülse dreh­ fest verbunden ist, wobei zwischen der Hülse und dem Grundkörper eine in einem Drehsinn wirkende lösbare Sperreinrichtung angeordnet ist, durch die eine Rela­ tivverdrehung zwischen der Hülse und dem Grundkörper im Sinne des Lösens der Spannbacken sperrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung eine Schlingfederkupplung mit einer zu dem Grundkörper (1) koaxialen Schlingfeder (22) aufweist, deren Schlingfeder einander benach­ barte, koaxiale, rotationssymmetrische Bereiche (24, 25) des Grundkörpers (1) und der Hülse (18) oder mit diesem bzw. mit dieser drehfest verbunde­ ner Teile (bspw. 13) umschließend angeordnet ist und der eine wahlweise betätigbare Löseeinrichtung (23, 28) zugeordnet ist.

2. Bohrfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schlingfeder (22) innerhalb der Hülse (18) liegend angeordnet ist.

3. Bohrfutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schlingfeder (22) einen Bereich (16) des Backenträgers (13) umschlingend angeordnet ist.

4. Bohrfutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Schlingfeder (22) umschlungenen Bereiche (24, 25) zylindrisch sind.

5. Bohrfutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Löseeinrichtung einen zu der Hülse (18) koaxialen und relativ zu dieser verdrehbaren Betätigungsring (23) aufweist, der mit einem Teil (27) der Schlingfeder (22) zu­ sammenwirkend angeordnet ist.

6. Bohrfutter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsring (23) auf der Hülse (18) dreh­ bar gelagert ist.

7. Bohrfutter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Betätigungsring (23) auf seiner Innenseite mit einem Teil (27) der Schlingfeder (22) zusammenwirkende Lösemittel (28) aufweist.

8. Bohrfutter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösemittel eine zu der Ringachse exzentrische Nockenbahn (28) aufweisen.

9. Bohrfutter nach den Ansprüchen 4 und 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlingfeder (22) mit einem mit dem Betätigungsring (23) zusammen­ wirkenden Endteil (27) durch eine entsprechende Öffnung (26) der Hülse (18) durchgeführt ist.

10. Bohrfutter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Endteil (27) der Schlingfeder (22) abgebogen ist.

11. Bohrfutter nach einem der Ansprüche 5 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß dem Betätigungsring (23) Anschlagmittel (27, 30) zugeordnet sind, durch die dessen Drehbeweglichkeit in wenigstens einem Dreh­ sinn begrenzt ist.