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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein antreibbares Futter und
insbesondere auf ein Futter mit gegenüberliegenden Klemmabschnitten
zum Klemmen eines Schafts mit dem Futter.
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Über viele
Jahre sind Futter verwendet worden, um die Schäfte von Werkzeugeinsätzen für eine Vielzahl
von Zwecken einzuspannen oder zu befestigen, einschließlich dem
Befestigen von Drehwerkzeugeinsätzen
für die
Verwendung mit einem Hand- oder kraftgetriebenen Werkzeug. In vielen
Fällen
haben die Futter eine Anzahl von beweglichen, mit dem Werkzeugeinsatz
eingreifenden Spannbacken aufgewiesen, die in einer Öffnung eines
Futterkörpers angebracht
sind. Die Spannbacken können
betätigt werden,
um den Schaft eines Werkzeugeinsatzes festzuklemmen, der in die Öffnung des
Futters eingesetzt ist. Auf diese Weise wird der Werkzeugeinsatz von
dem Futter festgehalten, das wiederum an dem hand- oder kraftgetriebenen
Werkzeug befestigt ist. Die Spannbacken solcher Futter können durch
Verwendung eines äußeren Werkzeugs,
beispielsweise durch einen herkömmlichen
Spannfutterschlüssel, oder
durch Dreh- oder "schlüssellose" Elemente an dem
Futter, die bei einer Direkteinsatztechnologie zur Anwendung kommen,
betätigt
werden.
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Andere
Futter aus der Vergangenheit waren ausgestaltet, es dem Werkzeugeinsatz
zu erlauben, unter Verwendung einer Direkt-Einsatz-Befestigungs-Technologie
direkt in die Öffnung
des Futters eingesetzt zu werden, wodurch der Werkzeugeinsatz durch
eine Struktur in einem Körper
des Futters und an dem Werkzeugeinsatz beim Zusammenbau mit dem
Futter verriegelt wird. Eine solche Struktur weist Kugelelemente
auf, die normalerweise in axialer und in radialer Richtung beweglich
sind und sich in direktem Kontakt mit dem einzuspannenden Schaft
befinden.
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Es
besteht ein Bedarf für
ein Futter, das ein robustes Festklemmen oder Einspannen des Schafts entgegen
den bedeutenden Beanspruchungen erlaubt, die während einer Arbeitsleistung
auf den Schaft wirken. Ferner besteht ein Bedarf für ein Futter,
das ein solches robustes Festklemmen oder Einspannen erlaubt, während der "schlüssellose" oder Direkt-Einsatz-Zusammenbau
des Schafts mit dem Futter erleichtert wird.
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Wenn
auch einige der vorher angeführten Futter
dazu angepasst sind, die Schäfte
von Werkzeugeinsätzen
durch Einsetzen der Werkzeugeinsätze
direkt in die den Werkzeugeinsatz aufnehmende Öffnung des Futters aufzunehmen
und zu befestigen, ist die Öffnung
doch normalerweise ausgestaltet, nur Schäfte mit einem gemeinsamen Durchmesser
oder gemeinsamen Abmessungen, die dem Durchmesser oder den Abmessungen
der Öffnung
entsprechen, aufzunehmen. Somit würde ein Satz von Werkzeugeinsätzen mit
unterschiedlichen Durchmessern an ihren Arbeitsenden erfordern,
dass sie einen Durchmesser des im Futter zu befestigenden Schafts
aufweisen, der dem Schaftdurchmesser der restlichen Werkzeugeinsätze des
Satzes gleich ist. Das führt
zu einer Situation, in welcher der Schaft des Werkzeugeinsatzes
viel größer ist,
als es gebraucht ist um kräftig
genug zu sein, um den Kräften
und Drehmomenten zu genügen,
die auf die größeren Werkzeugeinsätze einer
Reihe von verwendeten Abmessungen wirken. Das ist für die kleinsten
Werkzeugeinsätze
des Satzes unwirtschaftlich.
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Es
besteht daher ein Bedarf für
ein Futter mit einer Struktur, welche eine Direkt-Einsatz-Befestigungs-Technologie
für Werkzeugeinsätze mit
unterschiedlichen Schaftdurchmessern erleichtert.
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Auch
besteht in Bezug auf Werkzeugeinsätze, die mit im Futter zu befestigenden
Schäften
verschiedenen Durchmessers ausgebildet sind, ein Bedarf für eine einheitliche
Struktur an solchen Schäften,
um den Zusammenbau jedes Werkzeugeinsatzes mit der gemeinsamen Struktur
des Futters bei Verwendung einer Direkt-Einsatz-Befestigungstechnologie zu erleichtern.
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Weiterhin
besteht ein Bedarf für
eine Futter- und Werkzeugeinsatzbaugruppe, welche die Verwendung
der Direkt-Einsatz-Befestigungstechnologie erleichtert, wobei die
Parameter der Futterstruktur konstant sind und die Parameter der
Werkzeugeinsatzschäfte
sich verändern.
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US
5,816,584 offenbart ein Futter, in dem ein Körper mit einer darin befindlichen
Bohrung drei Spannbacken aufnimmt, welche mit dem Schaft eines Bohrwerkzeugeinsatzes
eingreifen. Jede Spannbacke kann in Bezug auf die Achse der Bohrung
in radialer Richtung bewegt werden und ist mit Rillen versehen,
die parallel zu der Achse der Bohrung verlaufen und den Eingriff
zwischen den Spannbacken und dem Werkzeugeinsatz unterstützen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Futter für ein robustes
Klemmen oder Einspannen eines Schaftes eines Werkzeugeinsatzes entgegen
den bedeutenden Beanspruchungen, die während einer Arbeitsleistung
auf den Schaft wirken, zur Verfügung
zu stellen.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein solches robustes
Klemmen oder Einspannen des Schaftes zur Verfügung zu stellen, wobei die
Verwendung einer Direkt-Einsatz-Anordnung des Schafts mit dem Futter
erleichtert wird.
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Eine
noch andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Futter zur
Verfügung
zu stellen, das die Verwendung der Direkt-Einsatz-Befestigungs-Technologie für Werkzeugeinsätze mit
unterschiedlichen Schaftdurchmessern erleichtert.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Futter zur Verfügung zu
stellen, das die Verwendung der Direkt-Einsatz-Befestigungs-Technologie für Werkzeugeinsätze erleichtert,
wenn die Parameter der Futterstruktur konstant sind und die Parameter
der Werkzeugeinsatzschäfte
sich verändern.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein antreibbares Futter zur Aufnahme und zum Klemmen eines
Schafts zur Verfügung
gestellt, wobei das Futter aufweist:
einen Körper, der
eine um eine Achse von diesem geformte Bohrung hat,
einen in
einem ersten Bereich befindlichen und von der Achse der Bohrung
entfernten ersten Klemmabschnitt,
einen in einem zweiten Bereich
und gegenüber
dem ersten Klemmabschnitt angeordneten zweiten Klemmabschnitt, der
von der Achse der Bohrung entfernt ist und so befestigt ist, dass
die Bewegung des Abschnitts in Richtung auf die Achse erleichtert
ist,
eine am ersten Abschnitt vorgesehene Schafteingriffsrippe,
die sich vom ersten Klemmabschnitt in Richtung auf die Achse erstreckt,
eine
am zweiten Abschnitt vorgesehene Schafteingriffsrippe, die sich
vom zweiten Klemmabschnitt erstreckt, und
Mittel zum Drücken des
zweiten Klemmabschnitts in Richtung auf den ersten Klemmabschnitt,
um den Schaft zwischen diesen zu klemmen, dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Klemmabschnitt befestigt ist, um eine Bewegung des
Abschnitts in Richtung auf die Achse zu verhindern.
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Die
vorliegende Erfindung sieht ferner ein antreibbares Futter zur Aufnahme
und zum Klemmen eines Schafts vor, mit einem Körper, der eine um eine Achse
von diesem geformte Bohrung hat. Ein erster Klemmabschnitt ist innerhalb
eines ersten Bereiches angeordnet und von der Achse der Bohrung
beabstandet. Ein zweiter Klemmabschnitt ist gegenüber dem
ersten Klemmabschnitt innerhalb eines zweiten Bereichs angeordnet
und von der Achse der Bohrung beabstandet. Es sind Mittel vorgesehen,
um mindestens einen der ersten und zweiten Abschnitte in Richtung
auf die Achse der Bohrung zu bewegen, um jeden Schaft dazwischen
zu klemmen. Eine Buchse ist um den Körper angeordnet und in einer
axialen Richtung relativ zu dem Körper zwischen einer zurückgezogenen
Stellung, in welcher sich die Buchse in einem ungeklemmten Zustand
befindet, und einer vorderen Stellung, in welcher sich die Buchse
in einem geklemmten Zustand befindet, bewegbar.
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Es
sind Mittel zum Verriegeln der Buchse vorgesehen, wobei die Buchse
im ungeklemmten Zustand verriegelt ist. Mittel zum Entriegeln der
Buchse in Abhängigkeit
vom Einsetzen des Schafts in die Bohrung des Körpers sind vorgesehen, um der
Buchse die Bewegung in Richtung auf die vordere Stellung zu gestatten.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft auch ein antreibbares Futter zur
Aufnahme und zum Klemmen eines Schafts, der mit mindestens einer
sich in axialer Richtung erstreckenden Rippe ausgebildet ist, und
das einen Körper
mit einer Bohrung darin aufweist, die um seine Achse davon gebildet
ist. Ein erster Klemmabschnitt befindet sich innerhalb eines ersten
Bereichs und beabstandet von der Achse der Bohrung und ist so befestigt,
dass die Bewegung des Abschnitts in Richtung auf die Achse verhindert
wird. Ein zweiter Klemmabschnitt befindet sich gegenüber dem
ersten Klemmabschnitt in einem zweiten Bereich und beabstandet von
der Achse der Bohrung und ist so befestigt, dass die Bewegung des
Abschnitts in Richtung auf die Achse erleichtert ist. Eine am ersten
Abschnitt vorgesehene Schafteingriffsrippe erstreckt sich vom ersten
Klemmabschnitt in Richtung auf die Achse. Eine am zweiten Abschnitt
vorgesehene Schafteingriffsrippe erstreckt sich vom zweiten Klemmabschnitt.
Die am ersten Abschnitt vorgesehene Rippe und die am zweiten Abschnitt
vorgesehene Rippe sind voneinander entfernt, um mindestens eine
beabstandete Nut dazwischen zur Aufnahme der an dem Schaft ausgebildeten
Rippe zu bilden. Es sind Mittel zum Drücken des zweiten Klemmabschnitts
in Richtung auf den ersten Klemmabschnitt vorgesehen, um den Schaft
zwischen diesen zu klemmen.
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Andere
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind
vollständiger
aus der nachfolgenden ausführlichen
Beschreibung der bevorzugten Ausführung und aus den beigefügten Ansprüchen und
Zeichnungen zu erkennen.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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In
den beigefügten
Zeichnungen zeigen
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1 eine Perspektivansicht,
die ein an einer Bohrmaschine befestigtes Futter gemäß bestimmten
Prinzipien der Erfindung darstellt,
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2 eine seitliche Schnittansicht,
welche den Schaft eines Werkzeugeinsatzes zusammengebaut mit dem
Futter aus 1, gemäß bestimmten Prinzipien
der Erfindung darstellt,
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3 eine Schnittansicht, welche
den Schaft von Werkzeugeinsätzen,
zusammengebaut mit dem Futter aus 1,
gemäß bestimmten
Prinzipien der Erfindung darstellt,
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4 eine Draufsicht auf einen
Bereich eines ersten Klemmabschnitts mit einer Rippe gemäß bestimmten
Prinzipien der Erfindung,
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5 eine Draufsicht auf einen
Bereich eines zweiten Klemmabschnitts mit einer Rippe gemäß bestimmten
Prinzipien der Erfindung,
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6 eine Endansicht, welche
eine Kappe des Futters aus 1 gemäß bestimmten
Prinzipien der Erfindung darstellt,
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7 eine seitliche Schnittansicht,
welche die Kappe aus 6 gemäß bestimmten
Prinzipien der Erfindung darstellt,
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8 eine seitliche Schnittansicht,
welche eine Rollenhalterung des Futters aus 1 gemäß bestimmten
Prinzipien der Erfindung darstellt,
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9 eine Perspektivansicht,
die einen Werkzeugeinsatz mit einem Schaft mit Sechskantquerschnitt
darstellt,
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10 eine Perspektivansicht,
die einen Werkzeugeinsatz mit einem runden Schaft mit drei sich
in axialer Richtung erstrekkenden Nuten mit "V"-förmigem Querschnitt
darstellt, und
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11 eine Perspektivansicht,
die einen Werkzeugeinsatz mit einem runden Schaft mit drei sich
in axialer Richtung erstrekkenden Nuten allgemein mit "U"-förmigem
Querschnitt darstellt.
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Ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführung
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Bezug
auf 1 nehmend kann ein
Futter 30 mit einem Kraftantrieb gekoppelt werden, z. B.
mit einer Bohrmaschine 32, die in gestrichelten Linien dargestellt
ist, um das Futter zu drehen. Das Futter 30 ist dazu ausgestaltet,
unterschiedlich konfigurierte Schäfte einer Anzahl von Werkzeugeinsätzen aufzunehmen
und einzuspannen, einschließlich
eines Werkzeugeinsatzes 34 (3 und 9) mit einem sechskantigen
Schaft 36, mit oder ohne eine abgebildete Nut 38 (9). Das Futter 30 ist
weiterhin dazu ausgestaltet, einen Werkzeugeinsatz 40 (2 und 3) mit einem runden Schaft 42,
einen Werkzeugeinsatz 44 (10)
und einen Werkzeugeinsatz 46 (11) aufzunehmen, die jeweils einen runden Schaft 48 mit
sich in axialer Richtung erstrecken den Rippen 50 und sich
in axialer Richtung erstreckenden Nuten 52 aufweisen.
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Das
Futter 30 kann auch Werkzeugeinsätze mit anderen Ausgestaltungen
des Schafts aufnehmen und einspannen, zum Beispiel die Werkzeugeinsätze, die
in einer jetzt fallengelassenen Patentanmeldung, gekennzeichnet
durch das laufende US-Aktenzeichen 60/108,336, eingereicht am 13. November
1998 und ihrer ebenfalls anhängigen, nicht-vorläufigen Nachfolger-Patentanmeldung,
gekennzeichnet durch das laufende US-Aktenzeichen 09/439,505, offenbart
sind und deren Offenbarungen hierin durch Verweis einbezogen sind.
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Bezug
auf 2 nehmend, weist
das Futter 30 einen allgemein zylindrischen Futterkörper 54 auf, der
schraubbar mit einer Spindel 56 gekoppelt ist, die sich
von der Bohrmaschine 32 erstreckt. Der Körper 54 ist
axial in einem vorderen Ende 58 mit einer großen Bohrung 60 und
axial in einem Zwischenbereich des Körpers mit einer kleinen Bohrung 62,
die sich in axialer Verbindung mit der großen Bohrung 60 befindet,
ausgebildet, um eine den Werkzeugeinsatz aufnehmende Öffnung im
Futterkörper
zu bilden. Eine durchgehende axiale Öffnung 64 ist in dem
Futterkörper 54 und
durch den Umfang des Körpers
und die kleine Bohrung 62 gebildet. Drei geschlossene Schlitze 66 sind
in einer axialen Richtung durch eine Wand 68 des Körpers 54,
benachbart zu der großen Bohrung 60 gebildet
und gleichmäßig um die
Achse des Körpers
beabstandet, wie es in 3 dargestellt ist.
Wie ferner in 2 dargestellt
ist, sind eine ringförmige
Schulter 70, die mit einem Zwischenbereich jedes der Schlitze 66 übereinstimmt,
und eine ringförmige
Nut 72 in dem Umfang des Körpers 54 gebildet. Der
Futterkörper 54 ist
mit einer kreisförmigen
Basisfläche 74 an
der axialen Basis der großen
Bohrung 60 gebildet, die sich zwischen einer Innenfläche der Wand 68 zu
der kleinen Bohrung 62 erstreckt und unter einem kleinen
Winkel so geneigt ist, dass die Kante der Basisfläche, die
näher zur
Achse des Körpers liegt,
sich in Richtung auf das vordere Ende 58 des Körpers erstreckt.
Der Körper 54 ist
weiterhin mit einer äußeren ringförmigen Nut
für die
Aufnahme eines flachen, einer Unterlegscheibe ähnlichen Halterings 76 versehen.
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Eine
allgemein zylindrische Buchse 78 ist zur Vorwärts- und
Rückwärtsbewegung
entlang der Achse des Körpers
um den Futterkörper 54 positioniert. Die
Buchse 78 ist mit einem radial nach außen verlaufenden Bund 80 um
einen Zwischenbereich davon gebildet und weist eine hintere Fläche 82 auf.
Die Buchse 78 hat eine axiale Öffnung, die eine Aussenkung 84 mit
einer Basis oder Boden 86, zwischen einem Zwischenabschnitt
und einem hinteren Ende einer Innenwand der axialen Öffnung aufweist.
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Ein
ringförmiger,
radial nach innen gerichteter Nockenabschnitt 88 ist an
dem Zwischenabschnitt der axialen Öffnung der Buchse 78 ausgebildet
und weist eine vordere Nockenfläche 90,
die unter einem ersten Nockenwinkel geneigt ist, und eine hintere
Nockenfläche 92 auf,
die unter einem zweiten Nockenwinkel geneigt ist. Der Rest der inneren
Wand der axialen Öffnung
der Buchse 78 ist (1) durch einen sich allmählich neigenden
Oberflächenabschnitt 94, der
sich in radialer Richtung von der Achse der Buchse weg neigt, wobei
sich der Abschnitt in Richtung auf ein vorderes Ende der Buchse
erstreckt, (2) durch einen sich vergleichsweise stärker neigenden
Oberflächenabschnitt 96 mit
kurzer axialer Länge,
und (3) durch einen vorderen Oberflächenabschnitt 98 mit
einem allgemein kostanten Durchmesser gebildet.
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Eine
Endkappe 100 befindet sich am vorderen Ende des Futters 30 und
ist im Presssitz auf die Wand 68 des Körpers 54 am vorderen
Ende 58 aufgesetzt. Die Endkappe 100 hat eine
schalenförmige Öffnung 102,
die das vordere Ende 58 des Körpers 54 aufnimmt
und die in der radialen Weite geringfügig größer ist, als das vordere Ende
der Wand, um eine Federaufnahmekammer zu bilden. Eine hintere kreisförmige Fläche 104 der
Endkappe 100 ist axial und nach vorn von der Basisfläche 74 des
Futters 54 beabstandet. Die hintere Fläche 104 ist unter
einem Winkel geneigt, der dem Winkel der Basisfläche 74 gleicht, wobei
sie jedoch in die entgegengesetzte Richtung geneigt ist, so dass
die beabstandeten Flächen 74 und 104 in
Richtung auf die Achse des Futters 30 konvergieren.
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Wie
in 6 und 7 dargestellt ist, ist die Endkappe 100 ferner
mit einer vorderen Fläche 106 und einer
den Schaft aufnehmenden Öffnung 108 gebildet,
die sich axial dadurch erstreckt. Drei gleichmäßig beabstandete, sich in axialer
Richtung erstreckende Rippen 110 verlaufen radial in die Öffnung 108 und sind
radial nach innen weisend mit im Wesentlichen flachen Innenflächen 112 gebildet.
Geringfügig
konkav gekrümmte
Vertiefungen 114 sind in der Mitte in den flachen Flächen 112 ausgebildet
und erstrecken sich zwischen der vorderen Fläche 106 und der hinteren
Fläche 104 der
Endkappe 100. Die Zwischenräume zwischen benachbarten Rippen 110 bilden drei
gleichmäßig beabstandete
Nuten 116. Ein Paar beabstandeter Vorsprünge 118 ist
in einer vorgeschrieben Form ausgebildet und erstreckt sich von der
hinteren Fläche 104 der
Endkappe 100.
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Wieder
auf 2 Bezug nehmend
ist eine Festhalteanordnung für
Feder und Buchse 119 über den
hinteren Abschnitten des Futterkörpers 54 und der
Buchse 78 angeordnet und vor dem Haltering 76 positioniert,
um (1) eine Feder 120 in der Aussenkung 84 und
(2) die Buchse mit dem Futterkörper
zu halten. Die Feder 120 drückt die Buchse 78 dauernd in
Richtung auf das vordere Ende des Futters 30. Ein Stift 122 befindet
sich in der axialen durchgehenden Öffnung 64, die in
dem Futterkörper 54 gebildet
ist, und er ist an seinem einen Ende mit einem Kopf 124 und
mit einer geneigten Fläche 126 an
einem gegenüberliegenden
Ende, das der Achse des Futterkörpers
am nächsten
liegt, gebildet. Der Kopf 124 ist mit einer unter einem
Winkel abgeschrägten
Kante 128 versehen, der dem Winkel der hinteren Nockenfläche 92 der
Buchse 78 komplementär
ist. Ein Schlitz ist in einer radial nach außen verlaufenden Fläche des Kopfes 124 vorgesehen.
Ein Federring 130 erstreckt sich um den Futterkörper 54 herum
und durch den in der äußeren Fläche des
Kopfes 124 gebildeten Schlitz. Der Federring 130 hält den Stift 122 in
der in 2 dargestellten
Stellung, erlaubt es ihm jedoch, in radialer Richtung von der Achse
des Futters 30 weg bewegt zu werden, wenn er in diese Richtung gedrückt wird,
und in die dargestellte Stellung zurückzukehren, wenn die Druckkraft
entfernt wird. Ein geteilter Sicherungsring 132 ist in
der ringförmigen
Nut 72 des Futterkörpers 54 angeordnet
und erstreckt sich normalerweise in radialer Richtung und teilweise aus
der Nut heraus, wie es dargestellt ist, kann jedoch fast vollständig in
die Nut hinein gedrückt
werden.
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Bezug
auf 3 nehmend ist ein
feststehender Pulvermetall-Klemmabschnitt 134 mit
einer kreisförmigen, äußeren Umfangsfläche 136 gebildet,
die sich über
einen Winkelabstand größer als
einhundertachtzig Grad erstreckt. Die Fläche 136 erstreckt
sich zum Beispiel über
einen Winkel von etwa zweihundert Grad, wobei sich jeder der beiden
Schenkelbereiche 138 an den gegenüberliegenden Winkelenden des
Abschnitts 134 zehn Grad unter eine horizontale Mittellinie 140 erstreckt.
Die kreisförmige, äußere Umfangsfläche 136 des
Abschnitts 134 ist komplementär zu der inneren kreisförmigen Wand
der Bohrung 60, die in axialer Richtung in dem Futterkörper 54 gebildet
ist und befindet sich in koppelndem, feststehendem Eingriff mit
der kreisförmigen
Wand der Bohrung, wie es in 3 dargestellt
ist.
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Der
Abschnitt 134 ist mit einem Paar von Rippen 142 versehen,
die sich in gleichem Abstand an gegenüberliegenden Seiten der vertikalen
Mittellinie 154 befinden und sich von einer Innenwand 144 des
Abschnitts radial nach innen erstrecken. Jede Rippe 142 ist
radial nach innen weisend mit einer flachen Innenfläche 146 versehen,
die wiederum einen zentral angeordneten großen Zahn 148 aufweist.
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Ein
Paar von beabstandeten Schlitzen 152 ist in der Umfangsfläche 136 gebildet
und auf den entgegengesetzten Seiten von einer in 3 dargestellten vertikalen Mittellinie 154 gleich
beabstandet. Wie in 2 dargestellt
ist, erstrecken sich die Schlitze 152 (einer ist dargestellt)
von einem ersten oder hinteren Ende 156 des Abschnitts 134 zu
einem zweiten oder vorderen Ende 158 davon. Der Abschnitt 134 ist
in einen Raum zwischen den benachbarten Flächen 74 und 104 des
Futterkörpers 54 bzw. der
Endkappe 100 eingesetzt. Das erste Ende 156 des
Abschnitts 134 verläuft
unter einem Winkel, der zu dem Winkel der Fläche 74 komplementär ist, und befindet
sich in koppelndem Eingriff mit der Fläche 74. Das zweite
Ende 158 des Segments 134 verläuft unter einem Winkel, der
zu dem Winkel der Fläche 104 komplementär ist, und
befindet sich in koppelndem Eingriff mit der Fläche 104.
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Wie
in 3 dargestellt, ist
zwischen den Rippen 142 des Abschnitts 134 eine
Nut 160 gebildet. Wenn der Abschnitt 134 in die
Bohrung 60 eingesetzt ist, erstrecken sich die Schenkelabschnitte 138 unter
die horizontale Mittellinie 140, wodurch der Abschnitt
im Wesentlichen in einer radialen Richtung feststehend ist.
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Bezug
auf 4 nehmend, kann
unter Verwendung eines Kaltziehprozesses oder eines Pulvermetallprozesses
das Segment 134 aus 3 durch zwei
halbe Abschnitte gebildet werden, von denen einer als ein Halbabschnitt 134a in 4 dargestellt ist. Ein anderer
Halbabschnitt (nicht dargestellt) würde in koppelndem Eingriff
mit dem Halbabschnitt 134a entlang der vertikalen Mittellinie 154 zusammenpassen,
um eine Abschnittsstruktur zu bilden, die in der gleichen Weise
wie der vollständige
Abschnitt 134 funktionieren würde. In 4 sind die Bezugszahlen, die verwendet
sind, um die verschiedenen Strukturmerkmale des Halbabschnitts 134a zu identifizieren,
die gleichen, wie die Bezugszahlen, die verwendet sind, um dieselben
Merkmale des Abschnitts 134 in 3 zu identifizieren. Erneut auf 4 Bezug nehmend, befindet
sich eine Fläche 162 des
Schenkelbereichs 138 auf einer niedrigeren Ebene, als eine
Ebene der Endfläche 158 des
Rests des Halbabschnitts 134a. Der Schenkelbereich des
anderen Halbabschnitts (nicht dargestellt) ist in der gleichen Weise
gebildet. Ferner sind die Schenkelbereiche 138 des Abschnitts 134 von 3 in der gleichen Weise
gebildet, wie der Schenkelabschnitt 138 des Halbabschnitts 134a von 4.
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Bezug
auf die 3 und 5 nehmend, ist ein bewegbarer
Klemmabschnitt 166 mit einem Zentralkörper 168 mit einer
gekrümmten
Fläche 170 gebildet,
die zu der Innenwand der Bohrung 60 des Futterkörpers 54 komplementär ist, und
befindet sich in koppelnder Relation mit der Innenwand, wie es in 3 dargestellt ist, ist jedoch
relativ dazu entlang der vertikalen Mittellinie 154 bewegbar.
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Der
Klemmabschnitt 166 ist mit einer Rippe 172, die
sich vom Körper 168 radial
nach innen erstreckt, und einem Paar Schenkelabschnitte 174 gebildet,
die sich von gegenüberliegenden
Seiten des Körpers
erstrecken. Die Rippe 172 hat eine flache, radial nach
innen weisende Fläche 176,
die einen Zahn 178 aufweist, der sich zwischen einem ersten oder
hinteren Ende 179 (2)
und einem zweiten oder vorderen Ende 181 (2) an den gegenüberliegenden Enden des Klemmabschnitts 166 erstreckt.
Die Spitze des Zahns 178 ist gegenüber einer vertikalen Mittellinie 177 (5) des Klemmabschnitts 166 versetzt,
um ein selbstspannendes Merkmal zur Verfügung zu stellen. Wie in 5 gezeigt, ist auf jeder
Seite des Zahns 178 der Rippe 172 ein Paar von
Nuten 186 und 188 vorhanden, wobei der Winkel
der Nut 186 größer ist,
als der Winkel der Nut 188. Wie in 3 und 5 dargestellt
ist, ist in der gekrümmten
Fläche 170 des
Körpers 168 ein
Schlitz 180 gebildet und erstreckt sich von dem ersten
oder hinteren Ende 179 des Klemmabschnitts 166 zu
dem zweiten oder vorderen Ende 181 des Klemmabschnitts.
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Wie
in 2 dargestellt, ist
der Klemmabschnitt 166 in den Raum zwischen den beabstandeten
Flächen 74 und 104 des
Futterkörpers 54 bzw.
der Endkappe 100 eingesetzt, die so aufgebaut sind, dass
sie eine Bewegung in Richtung auf die Achse des Futterkörpers 54 und
von ihr weg erlauben. Die Schenkelabschnitte 174 haben
jeweils eine Fläche 182,
die sich in einer Ebene befindet, welche niedriger liegt, als die
Ebene, in welcher sich das Ende 181 des Körpers 168 befindet.
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Wie
in 3 gezeigt, ist der
Klemmabschnitt 166 zwischen der Bohrung 60 des
Futterkörpers 54 und
den Schenkelabschnitten 174, gekoppelt mit, jedoch beabstandet
von den Schenkelabschnitten 138 des Abschnitts 134 angebracht.
Ein Paar von Haarnadelfedern 190 sind in die Zwischenräume zwischen
benachbarten Sätzen
von Schenkelabschnitten 138 und 172 eingesetzt
und halten eine Druckkraft auf den Klemmabschnitt 166 aufrecht.
Bei dieser Anordnung kann der Klemmabschnitt 166 entlang einem
radialen Weg bewegt werden, der mit der vertikalen Mittellinie 154 zusammenfällt. Ferner
ist zwischen der Rippe 172 einerseits und der jeweiligen der
Rippen 142 andererseits ein Paar Nuten 192 und 194 gebildet.
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Bezug
auf 2 und 3 nehmend, befindet sich
ein größerer Zwischenbereich
jeder der drei Rollen 196 in jeweils einem der Schlitze 66 des
Futterkörpers 54,
wobei zwei der Rollen sich geringfügig radial nach innen in die
Schlitze 152 des Abschnitts 134 erstrecken und
die andere Rolle sich geringfügig
radial nach innen in den Schlitz 180 des Klemmabschnitts 166 erstreckt.
Die Rollen 196 erstrecken sich weiterhin radial nach außen in Eingriff
mit Bereichen mindestens des geneigten Flächenabschnitts 94 der
Buchse 78. Bezug auf 2 nehmend,
ist eine Rollenhalterung 198 vor den Rollen 196 positioniert
und wird durch eine Feder 200 nach hinten gedrückt, deren
vorderer Bereich sich in der Kammer befindet, die durch die Öffnung 102 der
Endkappe 100 gebildet wird, um die Rollen in der in 2 dargestellten Stellung
zu halten, wenn die Buchse 78 sich in der Stellung befindet,
die in durchgehenden Linien dargestellt ist.
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Das
stellt sicher, dass jede der Rollen 196 durch die Feder 200 in
Eingriff mit einem hinteren Ende 201 jedes jeweiligen Schlitzes 66 gedrückt wird,
so dass sich die Rollen zu dem Zeitpunkt, zu dem die Buchse 78 entriegelt
ist und der Vorgang des Klemmens des Schafts 42 beginnt,
alle in einer gemeinsamen, ausgerichteten Stellung befinden. Ferner
wirken die Rollen als Scheibenfedern zwischen dem Futterkörper 54 einerseits
und dem Abschnitt 134 und dem Klemmabschnitt 166 andererseits.
Auf diese Weise übertragen
die Rollen 196, ebenso wie die Vorsprünge 118 der Endkappe 100 das
Drehmoment auf den Schaft 42 des Werkzeugeinsatzes 40.
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Es
ist zu bemerken, dass die Rippen 110 der Endkappe 100 in
einer axialen Richtung mit jeweils einer der Rippen 142 des
Abschnitts 134 und der Rippe 172 des Klemmabschnitts 166 auszurichten
sind. Wenn die Elemente des Futters 30 zusammengesetzt
sind, befinden sich die Vorsprünge 118 (6 und 7) in Ausrichtung und sind mit den Flächen 162 und
den Schenkelabschnitten 138 des Abschnitts 134 gekoppelt,
wodurch sie die korrekte Ausrichtung der drei Rippen 110 mit
den zwei Rippen 142 und der einzelnen Rippe 172 sichern.
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Bezug
auf 2 nehmend, bewegt,
wenn das Futter benutzt werden soll, ein Benutzer die Buchse 78 aus
der Position der gestrichelten Linie, oder der Ruhestellung, in
die hintere Stellung oder in die Stellung der durchgehenden Linie,
wodurch die Feder 120 zusammengedrückt wird. Während dieses Vorgangs drücken die
Nockenfläche 92 und
die Unterseite des Nockenabschnitts 88 den Sicherungsring 132 ausreichend
in die Nut 72, um das Bewegen der Buchse 78 in
die hintere Stellung zu gestatten. Die Nockenfläche 92 greift mit
der abgeschrägten Kante 128 des
Stifts 122 ein und dient als ein hinterer Anschlag für die Bewegung
der Buchse 78. Der Sicherungsring 132 kann sich
teilweise aus der Nut 72 heraus in Eingriff mit der Nockenfläche 90 bewegen, wodurch
die Buchse 78 in der hinteren Stellung verriegelt wird.
Somit wird dadurch ein Mittel zum Verriegeln der Buchse 78 gebildet.
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Zu
dieser Zeit befinden sich die Rollen 196 benachbart zu
dem vorderen Ende des geneigten Flächenabschnitts 94,
wodurch das Anlegen von radial nach innen wirkenden Kräften gegen
die Rollen abgeschwächt
wird. Während
der Abschnitt 134 feststehend ist und die dazugehörigen Rollen 196 den feststehenden
Zustand des Abschnitts sichern, erlaubt es die entspannte Rolle 196,
die zum Klemmabschnitt 166 gehört, dass sich der Klemmabschnitt
in eine offene oder entspannte Stellung bewegen kann.
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Wie
vorher angeführt,
werden die Rollen 196 zu ihrer entsprechenden Ausrichtung
in Erwartung des Klemmens des Schafts 42 des nächsten einzusetzenden
Werkzeugeinsatzes 40 gegen die hinteren Enden 201 der
jeweiligen Schlitze 66 gedrückt. Ferner könnte das
Futter 30 mit einer einzelnen Rolle 196 anstatt
der zu dem feststehenden Abschnitt 134 gehörenden zwei
Rollen funktionieren, und diese würde direkt gegenüber der
einzelnen zum Klemmabschnitt 166 gehörenden Rolle 196 angeordnet sein.
Die Verwendung der Einzelrolle 196 anstatt von zwei Rollen
des feststehenden Abschnitts und angeordnet, wie vorher angeführt, erhöht die an
den Schaft 42 angelegte Klemmkraft.
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Der
runde Schaft 42 des Werkzeugeinsatzes 40 oder
der sechskantige Schaft 36 des Werkzeugeinsatzes 34 (9), mit oder ohne Nut 38,
können frei
in axialer Richtung in den Raum eingesetzt werden, der durch die
flachen Flächen 146 der
Rippen 142 und durch die flache Fläche 176 der Rippe 172 gebildet
ist, wie es in 2 dargestellt
ist. Wenn die Rückseite
des Schafts 42 die am weitesten hinten liegende Stellung
erreicht, greift der Schaft mit der geneigten Fläche 126 ein und drückt den
Stift 122 radial entgegen der Haltekraft des Federrings 130 nach
außen.
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Wenn
der Stift 122 nach außen
bewegt wird, bewegt sich die abgeschrägte Kante 128 des
Stifts an der Buchsennockenfläche 92 relativ
nach oben, um die Buchse 78 in Vorwärtsrichtung zu drükken. Die
Buchsennockenfläche 90 drückt dann
den Sicherungsring 88 in die Nut 72 und die Vorspannenergie der
zusammengedrückten
Feder 120 drückt
die Buchse 78 vollständig
in Vorwärtsrichtung.
Somit stellt dies ein Mittel zum Entriegeln der Buchse 78 zur Verfügung, welches
auf das Einsetzen des Schafts 42 in die Bohrung 60 des
Körpers 54 reagiert.
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Wenn
sich die Buchse 78 vorwärts
bewegt, bewegt der geneigte Flächenabschnitt 94 der
Buchse die Rollen 196 entgegen der Vorspannwirkung der Feder 200 aus
ihren ausgerichteten Stellungen in Vorwärtsrichtung und verkeilt weiterhin
die Rollen zwischen dem geneigten Abschnitt 94 auf einer
Seite davon und dem Ab schnitt 134 und dem Klemmabschnitt 166 auf
einer gegenüberliegenden
Seite davon. Auf diese vorher beschriebene Weise stellt das Drücken der
Buchse 78 durch die Feder, in Verbindung mit dem geneigten
Flächenabschnitt 94 und der
dem Klemmabschnitt 166 zugehörigen Rolle 196, ein
Mittel für
das Drücken
des bewegbaren Klemmabschnitts 166 in Richtung auf den
feststehenden Abschnitt 134 zur Verfügung, um den Schaft 42 mit dem
Futter 30 zu verklemmen.
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Die
flache Vorderseite 176 des Klemmabschnitts 166 wird
dadurch in Reibungs-Einspann-Eingriff mit dem Schaft 42 des
Werkzeugeinsatzes 40 gebracht und drückt andere Bereiche des Schafts
in Reibungs-Einspann-Eingriff mit den flachen Flächen 146 des feststehenden
Abschnitts 134. Die verkeilten Rollen 196, die
sich mit dem feststehenden Abschnitt 134 in Eingriff befinden,
liefern eine radial nach innen wirkende Kraft gegen den feststehenden
Abschnitt 134, wodurch die Reibungs-Einspannung des Schafts 42 verstärkt wird.
Es ist zu bemerken, dass die Zähne 148 und 178 geneigt
sind, um das Einspannen des runden Schafts 42 nach Drehen
des Werkzeugeinsatzes 40 zu verstärken. Das ist analog zu dem
Einspannen in ein herkömmliches Futter
mit drei bewegbaren Spannbacken.
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Um
den Werkzeugeinsatz 40 aus dem Futter 30 zu entfernen,
bewegt der Benutzer die Buchse 78 in eine Rückwärtsrichtung
bis zu einer Position, in welcher das Verkeilen der Rollen 196 ausreichend aufgehoben
ist, um das Entfernen des Werkzeugeinsatzes zu erlauben. Die gekrümmten Vertiefungen 114,
die in den flachen Flächen 112 der
Endkappe 100 geformt sind, ermöglichen per Hand eine leicht exzentrische
Bewegung eines in einem Futter montierten Werkzeugeinsatzes mit
rundem Schaft, um das Entfernen solcher Werkzeugeinsätze zu erleichtern.
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Jeder
der Werkzeugeinsätze 44 und 48,
die in den 10 bzw. 11 dargestellt sind, hat
Rippen 50 und Nuten 52 in seinem Schaft 48.
Auch die Werkzeugeinsätze,
die in der vorher angeführten,
ebenfalls anhängigen
Anmeldung dargestellt sind, weisen Rippen und Nuten auf. Werkzeugeinsätze mit
der Rippen-und-Nuten-Schaftstruktur,
wie sie vorher angeführt
sind, können
in dem vorher beschrieben Futter 30 angeordnet werden.
Auf 2 Bezug nehmend,
ist zum Beispiel die Buchse 78 des Futters 30 wie
vorher beschrieben verriegelt. Bezug auf 3 nehmend, ist der Schaft 48 des
Werkzeugeinsatzes 46 (11)
in axialer Richtung so mit der Achse des Futters 30 ausgerichtet,
dass die Rippen 50 des Werkzeugeinsatzes mit den Nuten 160, 192 und 194 des
Futters und die Nuten 52 des Werkzeugeinsatzes mit den
Rippen 142 und 172 des Futters ausgerichtet sind.
Der Schaft 48 des ausgerichteten Werkzeugeinsatzes 46 wird
dann in die Schaftaufnahmeöffnung
des Futters 30 eingesetzt, wodurch die Buchse in der vorher
beschriebenen Weise entriegelt und der Klemmabschnitt 166 durch
die zugehörige
verkeilte Rolle 196 bewegt wird, um in Reibungs-Einspannung mit dem
Schaft 48 zwischen dem durch die Rolle abgestützten feststehenden
Abschnitt 134 und dem durch die Rolle abgestützten Klemmabschnitt
zu kommen.
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Bezug
auf 8 nehmend, ist eine
Rollenhalterung 202 mit einem zylinderförmigen, ausgesenkten, vorderen
Abschnitt 204 gebildet, der im Wesentlichen der in 2 dargestellten Rollenhalterung gleicht.
Die Halterung 202 weist ferner einen zylindrischen, hinteren
Abschnitt 206, der einstückig mit einem Flansch 208 an
seiner Rückseite
ausgebildet ist, und drei Schlitze 210 (von denen einer
dargestellt ist) auf, die in dem rückseitigen Abschnitt eine Aufnahme für jede der
drei Rollen 196 bilden. Die Halterung 202 könnte anstatt
der Halterung 198 verwendet werden.
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Es
ist zu bemerken, dass der Benutzer nach dem Entfernen eines Werkzeugeinsatzes
aus dem Futter 30 das Futter ohne Werkzeugeinsatz im verriegelten
Zustand belassen kann. Wenn der nächste Werkzeugeinsatz in die
Schaftaufnahmeöffnung
eingesetzt wird, ist das verriegelte Futter 30 bereits
für die
Aufnahme des Schafts vorbereitet, und der zusätzliche Schritt des Zurückziehens
der Buchse 78 ist nicht erforderlich. Das sichert einen
schnellen Bestückungsprozess,
indem nur ein einmaliges manuelles Zurückziehen der Buchse 78 für das Einsetzen
und Herausnehmen jedes Werkzeugeinsatzes erforderlich ist.
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Da
der feststehende Abschnitt 134 in seiner Anordnung in der
Bohrung 60 des Futterkörpers 54 im
Wesentlichen feststehend ist, kann ein Futter mit einem mittleren
Rundlauffehler Null zur Verfügung gestellt
werden, wenn man Werkzeugeinsätze
mit Nennweitenabmessungen für
Werkzeugeinsätze
mit Sechskantschaft oder mit Nenndurchmessern für Werkzeugeinsätze mit
rundem Schaft verwendet. Um mit dem Futter 30 einen mittleren
Rundlauffehler Null zu erreichen, ist die Schaftaufnahmebohrung 60 idealerweise
mit einem Nenndurchmesser gebildet. Die Dicke des feststehenden
Abschnitts 134, gemessen von der Innenwand der Bohrung 60 bis
zu der flachen Fläche 146 von
jeder der Rippen 142, ist idealerweise mit einer Nenndicke
gebildet, die geringfügig
dicker ist, als seine normale Dicke. wenn ein Werkzeugeinsatz mit
einer Nennweite oder einem Nenndurchmesser des Schafts in ein solches
Futter eingesetzt wird, drückt
der bewegbare Klemmabschnitt 166 den Schaft in Eingriff
mit den flachen Flächen 146,
um den Werkzeugeinsatz im Wesentlichen auf einer gemeinsamen Achse
mit dem feststehenden Abschnitt 134 und der Bohrung 60 anzuordnen,
um einen Rundlauffehler von Null zu erreichen. Wenn es Abweichungen
von der Nenngröße des Schafts,
von der Dicke des feststehenden Abschnitts 134 oder von dem
Durchmesser der Bohrung 60 gibt, tritt ein Rundlauffehler
nach links oder nach rechts auf, der einen parallelen Rundlauffehler
darstellt und keinen Rundlauffehler, der insgesamt nach einer Seite
hin auftritt und einen Winkel-Rundlauffehler darstellt und äußerst unerwünscht ist.
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Allgemein
sind die vorher angeführten
Ausführungen
nicht dazu ausgelegt, dass sie den Umfang der vorliegenden Erfindung
einschränken.
Es sind Modifikationen und andere alternative Konstruktionen erkennbar,
die innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung liegen, wie er in
den beigefügten
Ansprüchen
definiert ist.