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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeugspannfutter für eine drehende
Maschine laut Definition im Oberbegriff von Anspruch 1. Ein derartiges Spannfutter
ist aus Dokument
EP-A-0335593 bekannt.
Ein Spannfutter, das an der Welle einer drehenden Maschine montiert
ist, ist dafür
vorgesehen, die Befestigung eines Werkzeugs zu bewirken, wie beispielsweise
eines Bohrers, falls es sich um ein Bohrwerkzeug handelt. Die Befestigung
des Werkzeugs in dem Werkzeugfutter erfolgt mit Hilfe von drei Spannbacken,
die in Hohlräumen
verschiebbar montiert sind, die in dem Körper des Spannfutters vorgesehen
sind. Um eine einwandfreie Führung
der Spannbacken zu bewirken, verfügen die Hohlräume über einen
Querschnitt mit allgemein kreisförmiger Form
und konvergieren nach vorne, derart, dass die axiale Verschiebung
der Spannbacken nach vorne sich in einer Annäherung dieser letzten niederschlägt, um das
Einspannen des Werkzeugs zu bewirken, während die Verschiebung der
Spannbacken nach hinten von einem Lösen des Werkzeugs begleitet
ist. Die Spannbacken verfügen
an der Innenseite oder Außenseite über einen
mit Gewinde versehenen Teil, der entweder durch ein mit Gewinde
versehenes mittiges Einsatzteil oder durch eine umlaufende Mutter,
die durch einen Mantel mitgenommen wird, zur Drehung angetrieben
wird.
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Ein
Spannfutter ist aus Stahl hergestellt, und für den Erhalt seiner endgültigen Struktur
bedarf es zahlreicher Bearbeitungen, die sehr kostspielig sind. Auch
sind zur Herstellung der Spannbacken wiederum Bearbeitungen nötig, die
den Gestehungspreis des Spannfutters erhöhen.
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Aufgabe
der Erfindung ist die Bereitstellung eines Spannfutters zu einem
zwar niedrigen Gestehungspreis, das aber dennoch dieselben Funktionalitäten und
die selben Leistungen wie diejenigen Spannfutter bietet, die auf
herkömmliche
Weise hergestellt sind.
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Zu
diesem Zweck ist das von Erfindung betroffene Spannfutter laut Definition
in Anspruch 1 vom Typ enthaltend einen Körper, in dessen Innern in ihrer Verschiebung
geführt
mehrere Spannbacken montiert sind, die nach vorne konvergieren,
um das Einspannen eines Werkzeugs zu bewirken, wobei der Körper ausgehend
von zumindest einem flachen Blech hergestellt ist, das zugeschnitten,
gebogen und/oder tiefgezogen ist, um nach innen gerichtete Nuten
für die
Führung
der Spannbacken zu bilden, und auf sich selbst geschlossen ist,
um einen röhrenförmigen Körper zu
bilden, der zur Montage der Spannbacken und weiterer Elemente, insbesondere zur
Mitnahme der Spannbacken, dient.
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Aus
der Struktur dieses Spannfutters ergibt sich, dass es auf einfache
und wirtschaftliche Weise erhalten wird, da es aus zumindest einem
flachen Blech hergestellt ist, das zugeschnitten, gebogen und geformt
wird, bevor es auf sich selbst geschlossen wird, um einen röhrenförmigen Körper zu
bilden.
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Die
Unteransprüche
beschreiben vorteilhafte Ausführungen
der Erfindung.
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Entsprechend
einer ersten Möglichkeit
ist dieses Spannfutter ausgehend von einem Teil hergestellt, der
durch Zuschneiden eines flachen Blechs erhalten ist und einen mittigen
Ring aufweist, der für die
Bildung des vorderen Ende des Spannfutters vorgesehen ist, ausgehend
von dem sich drei Flügel
erstrecken, in denen durch Biegen oder Tiefziehen jeweils eine Nut
ausgebildet ist, die in Richtung der Mitte des Rings gerichtet ist
und zur Führung
einer Spannbacke dient, wobei die Flügel auf ein und derselben Seite
des Rings umgebogen sind und jeweils an den beiden anderen Flügeln befestigt
sind, um einen röhrenförmigen Körper zu
bilden.
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Vorteilhafterweise
ist die Befestigung jedes Flügels
an einem benachbarten Flügel
durch Quetschen in dem hinteren Teil des Körpers ausgeführt.
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Entsprechend
einer weiteren Möglichkeit
ist der Körper
ausgehend von drei flachen Blechen hergestellt, die zugeschnitten,
gebogen und/oder tiefgezogen sind, wobei sie jeweils eine Nut für die Führung einer
Spannbacke bilden, und miteinander verschweißt sind, um einen röhrenförmigen Körper zu bilden,
der zur Montage der Spannbacken und weiterer Elemente, insbesondere
zur Mitnahme der Spannbacken, dient.
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Ferner
bedecken sich die drei geformten Bleche jeweils paarweise, und jedes
Blech weist zwei vordere Flügel
und zwei hintere Flügel
mit unterschiedlichen Breiten auf, die beiderseits eines mittigen
Teils angeordnet sind, in dem eine Nut ausgebildet werden soll,
wobei sich der breiteste vordere Flügel und der breiteste hintere
Flügel
beiderseits des mittigen Teils befinden, wobei jeder dieser beiden Flügel, der
vordere und hintere, dafür
vorgesehen ist, zur Deckung des vorderen Flügels und des hinteren Flügels der
beiden Bleche zu kommen, die beiderseits des betreffenden Blechs
angeordnet sind, während
die beiden schmalsten Flügel
dieses Blechs zumindest teilweise von den Flügeln der beiden angrenzenden
Bleche bedeckt sind.
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Diese Überdeckung
des vorderen und hinteren Flügels
eines Blechs, die gegenüber
dem vorderen und hinteren Flügel
benachbarter Bleche umgekehrt ist, begünstigt die Steifigkeit des
Körpers,
der ausgehend von diesen Blechen erhalten ist.
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Um
die Steifigkeit des Körpers
noch zu verbessern, sind der breiteste vordere und hintere Flügel ein
und desselben Blechs vorteilhafterweise seitlich zueinander versetzt,
derart, dass der hintere Flügel eines
Blechs zur Abstützung
gegen die äußere Wand einer
Nut kommt, die von einem benachbarten Blech gebildet ist, und dass
der vordere Flügel
des Blechs zur Abstützung
gegen die äußere Wand
einer Nut kommt, die von dem anderen benachbarten Blech gebildet
ist.
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Entsprechend
einer Ausführungsform
weist dieses Spannfutter einen mittigen Gewindekopf auf, der mit
einer inneren Zahnung jeder der Spannbacken zusammenwirkt. In diesem
Fall bilden die Bereiche des Körpers
zwischen den Nuten zur Führung der
Spannbacken eine zylindrische Hülle,
die als Aufnahme für
den mittigen Kopf dient.
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Entsprechend
einer Ausführungsform
dieses Spannfutters weist der mittige Kopf eine ringförmige Nut
auf, und der Körper
weist zumindest eine Klaue auf, die nach innen verformbar ist, um
in die Nut des Kopfes einzugreifen, um einerseits zwar dessen axialen
Rückhalt
zu bewirken, andererseits jedoch dessen Drehung zu gestatten.
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Entsprechend
einer weiteren Ausführungsform
dieses Spannfutters ist das hintere Ende des Körpers mit einem metallischen
Spannring versehen, der, in einer zu der Achse des Spannfutters
senkrechten Ebene angeordnet, Rücksprünge aufweist, die
zur Abstützung
auf der äußeren Fläche der
Bleche kommen, und der an diesen festgeschweißt ist, wobei dieser Ring von
dem mittigen Kopf durchsetzt ist und gegen einen Absatz dieses letzten
zur Abstützung
kommt, um dessen Halt im Innern des Körpers zu bewirken.
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Vorteilhafterweise
weist der mittige Kopf in seinem hinteren Teil, der über den
Körper
hinausragt, eine Rändelung
auf, die für
die Montage eines Rings, eines sogenannten hinteren Rings oder Halterings, vorgesehen
ist, der einen röhrenförmigen Abschnitt, der
auf den mittigen Kopf aufgesteckt und gesperrt ist, einen Abschnitt
in Form eines Rings, der senkrecht zu der Achse des Spannfutters
ist, und eine Schürze
aufweist, die sich parallel zu der Achse des Spannfutters um einen
Abstand entfernt befindet, der im Wesentlichen dem maximalen Abstand
relativ zu derselben Achse entspricht, wobei Teile des Körpers die
Nuten zur Führung
der Spannbacken aufweisen.
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Ferner
ist der Körper
des Spannfutters von einem Ring, einem sogenannten Spannring, umgeben,
der mit dem Körper
drehbar ist.
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Um
die Verriegelung der Spannbacken bei Benutzung des Spannfutters
sicherzustellen, weist der mittige Kopf vor der Rändelung,
die für
die Montage des hinteren Rings vorgesehen ist, eine umlaufende Zahnung
auf, und der Körper
trägt ein
Verriegelungsmittel, das dafür
vorgesehen ist, in der gespannten Position des Spannfutters in die
Zahnung des Kopfes einzugreifen, und das über den Spannring betätigbar ist,
der eine relative Winkelbewegung relativ zu dem Körper und
dem Verriegelungsmittel aufweist, und bewirkt, dass dieses letzte
im Laufe dieser Winkelbewegung von einer entriegelten Stellung in
eine verriegelte Stellung übergeht.
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Entsprechend
einer Ausführungsform
enthält das
Verriegelungsmittel eine Federzunge, die an dem Körper fest
montiert ist und ein freies Ende aufweist, das normalerweise aufgrund
seiner Elastizität von
der Zahnung auf Abstand gehalten wird, sobald es sich in einer Ausnehmung
des Spannrings befindet, und das in Eingriff mit der Zahnung des
Kopfes ist, sobald es gegen eine Rampe des Spannrings anliegt.
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Um
das Einrasten des Verriegelungsrings in der verriegelten Stellung
bzw. in der entriegelten Stellung des Spannfutters zu bewirken,
weist die Federzunge ein zweites Ende auf, das nach außen vorspringt
und dafür
vorgesehen ist, in den einen oder anderen von zwei Hohlräumen einzutreten,
die an der inneren Fläche
des Spannrings vorgesehen sind, was den Halt des Spannrings in verriegelter
Stellung bzw. entriegelter Stellung ermöglicht.
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Ferner
enthält
der Spannring zumindest ein Element, das nach innen vorspringt und
dafür vorgesehen
ist, gegen einen der Teile des Körpers
zur Abstützung
zu kommen, der eine Nut zur Führung
einer Spannbacke aufweist, um den Körper in die Spannrichtung mitzunehmen,
und zumindest ein Element, das nach innen vorspringt und dafür vorgesehen
ist, gegen einen der Teile des Körpers
zum Anliegen zu kommen, der eine Nut zur Führung einer Spannbacke aufweist,
um den Körper
in die Lösrichtung
mitzunehmen.
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Entsprechend
einer Möglichkeit
wird der Spannring an dem Körper
in axialer Richtung gehalten mittels eines radialen Stabs, der dem
Ring zugehörig
ist, der gegen einen Absatz des vorderen Teils des Körpers zur
Abstützung
kommt.
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Die
Erfindung lässt
sich in jedem Fall besser anhand der nachfolgenden Beschreibung
verstehen, die auf die beigefügte
schematische Zeichnung Bezug nimmt, in der rein beispielhaft und
nicht erschöpfend
zwei Ausführungsformen
dieses Spannfutters dargestellt sind, das mit einem mittigen Gewindekopf versehen
ist, der mit einer inneren Zahnung jeder der Spannbacken zusammenwirkt.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines ersten Spannfutters;
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2 ist
eine Draufsicht eines flachen Blechs, aus dem das Spannfutter hergestellt
ist;
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3 und 4 sind
zwei perspektivische Ansichten des Körpers dieses Spannfutters zu
drei Vierteln von vorne bzw. zu drei Vierteln von hinten;
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5 ist
eine Aufrissansicht des Kopfes des mittigen Kopfs des Spannfutters
mit zwei Spannbacken;
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6 ist
eine Ansicht dieses mit einem Bohrer versehenen Spannfutters im
Längsschnitt;
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7 ist
eine Ansicht dieses Spannfutters im Querschnitt entlang der Linie
VII-VII aus 6;
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8 und 9 sind
zwei Ansichten des Spannfutters im Querschnitt in verriegelter Stellung bzw.
in entriegelter Stellung.
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10 ist
eine perspektivische Aufrissansicht eines zweiten Spannfutters;
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11 ist
eine Draufsicht eines der drei Blechzuschnitte, aus denen der Körper hergestellt ist;
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12 ist
eine perspektivische Aufrissansicht dieses Spannfutters im Verlauf
der Montage;
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13 ist
eine Ansicht im Längsschnitt
in montierter Position;
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14 und 15 sind
zwei Ansichten im Querschnitt in entriegelter Stellung bzw. in verriegelter
Stellung.
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1 stellt
ein erstes Spannfutter dar, dessen Außenfläche einen hinteren Haltering 2,
einen vorderen Spannring 3, drei Spannbacken 4 mit
rechteckigtem Querschnitt zeigt, die ein Werkzeug 5 einspannen,
dessen Schaft einen sechseckigen Querschnitt hat und dessen aktiver
Teil beispielsweise von einem Schraubendreher gebildet ist.
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Entsprechend
dem wesentlichen Merkmal dieses Spannfutters ist der Körper 11 aus
einem flachen Blech hergestellt, das zugeschnitten, gebogen und/oder
tiefgezogen ist, um Nuten 6 für die Führung der Spannbacken zu bilden,
und auf sich selbst geschlossen ist, um einen röhrenförmigen Körper zu bilden, der eine zylindrische
Hülle 7 begrenzt
für die Montage
der Spannbacken und weiterer Elemente, insbesondere Elemente zur
Mitnahme der Spannbacken.
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Im
vorliegenden Fall ist das flache Blech zugeschnitten, um drei Flügel 8 aufzuweisen,
die drei Nuten 6 jeweils für die Führung einer Spannbacke begrenzen,
wobei diese drei Flügel
durch einen mittigen Ring 9 miteinander verbunden sind,
wobei die Flügel
nach ihrer Formung auf derselben Seite des Rings umgebogen sind
und insbesondere durch ein System mit schwalbenschwanzartigem Profil 10 sowie
durch Quetschen in dem hinteren Teil des Körpers 11 zusammengefügt sind.
Die zylindrische Hülle 7,
die durch den Körper
begrenzt wird, dient zur Montage eines mittigen Kopfes 12,
der ein Gewinde 13 aufweist, das dafür vorgesehen ist, in Eingriff
mit einer Zahnung 14 zu kommen, die jede Spannbacke an ihrer
Innenseite aufweist. Wie in der Zeichnung veranschaulicht, weist
der mittige Kopf 12 eine hintere Rändelung 15, eine vordere
Verriegelungszahnung 16, eine Nut 17 zur Befestigung
des Kopfes am Körper
und eine Nut 18 zur Befestigung des hinteren Halterings 2 auf.
In der Praxis weist der Körper
Klauen 19 auf, die nach innen verformbar sind, um in die Nut 17 des
Kopfes einzugreifen, um einerseits zwar dessen axialen Rückhalt zu
bewirken, andererseits jedoch dessen Drehung zu gestatten.
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Wie
insbesondere in 6 veranschaulicht, die das Spannfutter,
das mit einem Werkzeug versehen ist, das von einem Bohrer 20 gebildet
ist, im Längsschnitt
darstellt, weist der hintere Haltering 2 einen röhrenförmigen Teil 23 auf,
der in die Rändelung 15 des
mittigen Kopfs 12 eingreift, der sich nach außen über einen
radialen Teil 24 in Form eines Ringes fortsetzt, der sich
seinerseits über
eine ringförmige
Schürze 25 fortsetzt,
die sich zu der Achse um einen Abstand entfernt befindet, der im
Wesentlichen dem maximalen Abstand relativ zu derselben Achse entspricht,
wobei Teile des Körpers 11 die
Nuten 6 zur Führung
der Spannbacken 4 aufweisen.
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Wie
insbesondere in den 6 bis 9 veranschaulicht,
ist der Körper 11 der
Verriegelungszahnung 16 des mittigen Kopfes 12 gegenüberliegend
mit einer Federzunge 26 versehen, die an dem Körper fest
montiert ist und ein freies Ende 17 aufweist, das normalerweise
aufgrund seiner Elastizität von
der Zahnung auf Abstand gehalten wird, wie in 7 veranschaulicht,
wenn keine Spannung darauf ausgeübt
wird. Es kann im Gegenzug mit der Zahnung 16 in Eingriff
kommen, wenn von der Außenseite
her eine Spannung darauf ausgeübt
wird.
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Das
andere Ende der Federzunge weist eine Schlinge 28 auf,
die nach außen
gerichtet ist. Der Teil des Körpers,
der mit der Federzunge 26 versehen ist, ist von dem hinteren
Teil des Spannrings 3 umgeben. Dieser Spannring weist zwei
Anschläge 29 und 30 auf,
die dafür
vorgesehen sind, gegen zwei Absätze zur
Abstützung
zu kommen, die den beiden oben liegenden Teilen entsprechen, die
die Bereiche zur Führung
der Spannbacken enthalten, um die Mitnahme des Körpers in der einen oder anderen
Drehrichtung zu bewirken. Außerdem
weist der Spannring 3 an seiner Innenseite zwei Hohlräume 32 und 33 auf,
die für die
Aufnahme des Endes 28 der Federzunge bestimmt sind, um
das Einrasten in zwei Stellungen, in der verriegelten Stellung bzw.
in der entriegelten Stellung, zu bewirken.
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Außerdem weist
der Ring 3 an seiner Innenseite eine Ausnehmung 34 auf,
die sich über
eine Rampe 35 mit geringerem Durchmesser fortsetzt, wobei
die Ausnehmung 34 und die Rampe 35 dafür vorgesehen
sind, mit dem Ende 27 der Federzunge 26 zusammenzuwirken,
um das Ende 27 im Eingriff mit der Zahnung 16 zu
halten, sobald das Ende der Zunge gegen die Rampe 35 anliegt,
wie in 8 veranschaulicht, oder um die Freigabe dieses
Endes 27 gegenüber
der Zahnung zu ermöglichen,
wenn sich das Ende der Zunge in der Ausnehmung 34 befindet, wie
in 9 veranschaulicht.
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Schließlich wird
der Spannring an dem Körper 11 mittels
eines radialen Stabs 36 in Position gehalten, der gegen
einen Absatz des vorderen Teils des Körpers zur Abstützung kommt.
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Von
einem praktischen Gesichtspunkt her erfolgt die Benutzung des Spannfutters
auf herkömmliche
Weise, wobei der Bediener den hinteren Haltering 2 hält und die
Annäherung
der Spannbacken 4 bewirkt, indem er den Spannring 3 betätigt. Am
Ende der Spannbewegung erfolgt die Verriegelung des Spannfutters
mit derselben Bewegung, indem das Ende 27 der Federzunge 26 in
die Verriegelungszahnung 16 eingeführt wird. Das Lösen des
Spannfutters erfolgt dadurch, dass umgekehrt vorgegangen wird.
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Die 10 bis 15 veranschaulichen eine
zweite Ausführungsform
dieses Spannfutters, bei der die gleichen Elemente mit den gleichen
Bezugszeichen wie oben bezeichnet sind.
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Die
Besonderheit dieses zweiten Spannfutters beruht auf der Tatsache,
dass der Körper 11 nicht aus
einem einzigen Blech, sondern aus drei Blechstücken hergestellt ist, die zusammengefügt werden.
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Jedes
dieser Blechteile ist mit dem Bezugszeichen 40 bezeichnet.
Jedes Blechteil ist, wie in 11 dargestellt,
aus einem flachen Blechzuschnitt hergestellt, der durch Zuschneiden
erhalten ist, der anschließend
gebogen und/oder tiefgezogen wird, um eine Nut 6 für die Führung einer
Spannbacke 4 zu bilden. Wie 11 zu
entnehmen ist, weist jedes Blech ei nen mittigen Teil auf, in dem
eine Nut 6 zur Führung
einer Spannbacke vorgesehen werden soll, ausgehend von der sich
zwei vordere Flügel 42a, 42b und
zwei hintere Flügel 43a, 43b erstrecken.
Der vordere Flügel 42a ist
breiter als der Flügel 42b und
der hintere Flügel 43b ist
breiter als der hintere Flügel 43a.
Die Flügel 42a und 43b kommen
teilweise zur Deckung der benachbarten Flügel der beiden benachbarten
Bleche und kommen gegen einen Teil jedes dieser Bleche zur Abstützung, was
die Bildung einer Nut 6 bewirkt. Die Flügel 42b und 43a sind
ihrerseits teilweise von den Flügeln 42a und 43b der beiden
benachbarten Bleche bedeckt.
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Aus
dieser Anordnung lässt
sich der Vorteil einer guten Steifigkeit ziehen. Die unterschiedlichen Teile 40 werden
miteinander verschweißt.
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In
der Praxis werden die Spannbacken 4 und der mittige Kopf 12 nach
dem Zusammenfügen
der drei Teile 40, aus denen der Körper besteht, in das Innere
des Körpers
eingeführt.
Der vordere Teil des Körpers
wird sodann über
einen Ring 44 verschlossen, der einen Durchlass für den mittigen
Kopf lässt und
zur Abstützung
gegen einen Absatz 45 dieses letzten kommt. Der Ring 44 verfügt über Rücksprünge 46,
die an der Außenseite
des Körpers
zur Abstützung
kommen. Der Ring 44 ist an dem Körper 11 durch Punktschweißen befestigt.
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Der
vordere Spannring 3 ist mit einer Metallnase 47 versehen,
die von hinten nach vorne in diesen eingesteckt wird, bevor der
Ring an dem vorderen Teil des Körpers 11 montiert
wird. Der vordere Spannring 3 wird durch Zusammenwirken
einer Rippe 48, die quergerichtet zu der Achse an dem Körper vorgesehen ist,
und einem radialen Stab 49, der an der Innenseite des Rings
vorgesehen ist, an dem Körper 11 gesperrt
gehalten.
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Wie
bei der vorherigen Ausführungsform
ist dieses Spannfutter mit einem Verriegelungselement 50 versehen,
das für
das Zusammenwirken mit der Verriegelungszahnung des Körpers vorgesehen
ist.
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Wie
bei der vorherigen Ausführungsform weist
der vordere Spannring zumindest zwei Anschläge 29, 30 auf,
die dafür
vorgesehen sind, an den Augenflächen
des Körpers
zur Abstützung
zu kommen, die den beiden Teilen zur Führung der Spannbacken entsprechen,
um den Körper
zur Drehung in der einen oder anderen Richtung anzutreiben.
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Wie
bei der vorherigen Ausführungsform weist
die Innenwand des Rings einen Teil 52 auf, der zur Betätigung des
Verriegelungselements 50 vorgesehen ist, um dieses in eine
nicht verriegelte Stellung zu bringen, wie in 14 veranschaulicht,
oder in verriegelter Stellung zu halten, wie in 15 veranschaulicht.
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Es
versteht sich von selbst, dass die in Bezug auf die erste Ausführungsform
beschriebene Verriegelungsvorrichtung auch bei dem Spannfutter zum
Einsatz kommen könnte,
das der zweiten Ausführungsform
entspricht.
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Wie
sich von selbst versteht, beschränkt
sich die Erfindung nicht nur auf die beiden beispielhaft beschriebenen
Ausführungsformen
dieses Spannfutters, sondern umfasst ganz im Gegenteil sämtliche Varianten
im Rahmen der Ansprüche.
So könnte
dieses Spannfutter insbesondere keinen mittigen Gewinde kopf 12 aufweisen,
sondern mit einer Mutter versehen sein, welche die Spannbacken umgibt
und die Teile dieser letzten, die an der Außenseite mit Gewinde versehen
sind, mitnimmt, ohne dass dabei der Rahmen der Erfindung überschritten
wird.