DE69028760T2 - Schlüsselloses Futter - Google Patents

Description

• Diese Erfindung bezieht sich auf Bohrfutter zur Anwendung mit Handbohrern oder mit elektrischen oder pneumatischen Leistungsantrieben. Genauer bezieht sie sich auf ein Einspannfutter der schlüssellosen Art, welches manuell oder durch Betätigen des Antriebsmotors angezogen oder gelöst werden kann.
Stand der Technik
• Sowohl manuelle als auch elektrische oder pneumatische Werkzeugantriebe sind gut bekannt. Obwohl Spiralbohrer die gebräuchlichsten Werkzeuge sind, welche mit solchen Antrieben verwendet werden, können die Werkzeuge ebenso Schraubendreher, Steckschlüssel (Bits), Senker, montierte Schleifsteine und andere Schneide- oder Abschleifwerkzeuge aufweisen. Weil die Werkzeugschäfte verschiedene Durchmesser haben können oder der Querschnitt des Werkzeugschaftes polygonal sein kann, ist die Vorrichtung gewöhnlich mit einem Einspannfutter versehen, welches über einen relativ großen Bereich einstellbar ist. Das Einspannfutter kann mittels einer Gewindebohrung oder einer komischen Bohrung am Antrieb angebracht sein.
• In der Technik wurde eine große Vielzahl von Einspannfuttern entwickelt. In der einfachsten Art eines Einspannfutters sind drei Backen im Abstand von 120º voneinander von einem konischen, auf die Antriebswelle aufgeschraubten Körper derart an ihrem Umfang umschlossen, daß die Drehung des Körpers relativ zur Antriebswelle in eine Richtung die Backen zum Greifen eines zylindrischen Werkzeugschaftes zwingt, während die Drehung in die andere Richtung den Griff freigibt. Ein derartiges Einspannfutter kann schlüssellos sein, wenn der Körper manuell gedreht wird. Jedoch ist das Anzugs- oder Lösedrehmoment, welches durch unmittelbare Handbetätigung aufgebracht werden kann, begrenzt, was zur Entwicklung des sogenannten untersetzten Dreibackenfutters führte. Diese Konstruktion überwindet die grundsätzlichen Probleme früherer Konstruktionen, indem im Einspannfutterkörper Führungen vorgesehen sind zur genaueren Steuerung der Bewegung der Backen und Zähne an den Backen, welche sich mit einer am Einspannfutterkörper montierten Zahnradmutter im Eingriff befinden. Das Zahnrad wird mittels eines an einem separaten Schlüssel geformten Ritzels betätigt, welcher in einer im Einspannfutterkörper ausgebildeten Lagerbohrung gedreht werden kann.
• Das untersetzte Dreibackenfutter ist oder kann ein Präzisionswerkzeug von hoher Qualität sein, welches eine relativ große Einspannkraft auf das Werkzeug ausüben kann. Jedoch kann der separate Schlüssel leicht verlegt werden oder zufällig im Einspannfutter zurückgelassen werden, wenn der Antrieb betätigt wird, was möglicherweise zu Personenverletzungen führt. Zusätzlich ist das Einspannen oder Lösen eine zweihändige Prozedur, die Zeit kostet.
• Um diese bekannten Nachteile des schlüsselbetätigten untersetzten Einspannfutters zu überwinden, wurden jetzt verschiedene schlüssellose Einspanmfutter entwickelt. Solche schlüssellosen Einspannfutter werden hauptsächlich in zwei Klassen eingeteilt: Schlag- und Schlagfrei-Einspannfutter. Beim Schlag-Einspannfutter werden Vorrichtungen zum Aufbringen von mehreren Schlägen auf die Mutter dazu verwendet, die Backen anzuziehen oder zu lösen. Bei der Schlagfrei-Konstruktion werden manuelle oder mechanische Vorrichtungen dazu verwendet, ein Teil des Einspannfutters zu hemmen, während ein Drehmoment auf ein anderes Teil des Einspannfutters entweder manuell oder durch den Leistungsantrieb aufgebracht wird, um die Mutter relativ zu den Backen zu bewegen. Ein schlüsselloses Einspannfutter der Schlag-Art ist in dem Mc Carty U.S.Patent Nr. 4 840 387 offenbart, während der dort angeführte Stand der Technik sowohl schlüssellose Einspannfutter der Schlag-Art als auch der Schlagfrei-Art beschreibt.
• Die EP-A-340 310 offenbart ein mehrere Backen aufweisendes Einspannfutter, die in jeder von winkelförmig angeordneten Führungen gleitend angebracht sind, wobei jede Backe eine an einer ihrer Seiten gebildete Backenfläche hat und ein Gewinde an der gegenüberliegenden Seite, eine in einer Umfangsnut drehbar montierte Schlossmutter und die in die Gewinde der Backen eingreift, wobei die Schlossmutter einen an ihr ausgebildeten ersten Lagerkranz hat, ein im allgemeinen zylindrisches Vorderbüchsenteil, das an der Schlossmutter montiert ist und einen Nasenbereich des Körperteils überragt, einen am Körperteil montierten Axiallagerring, der einen daran ausgebildeten zweiten Lagerkranz hat und an den ersten Lagerkranz angelagert ist und eine Anti-Reibungs-Lagerung, die zwischen dem ersten und zweiten Lagerkranz angebracht ist.
• Die EP-A-300-375 offenbart ein Einspannfutter zur Anwendung mit einem manuellen oder mechanischen Antrieb, der eine drehbare Antriebswelle hat, aufweisend einen im allgemeinen zylindrischen Körper mit einem Nasenbereich, einem Endbereich und einer zwischen dem Nasenbereich und dem Endbereich gebildeten ersten Umfangsnut, wobei der Endbereich eine erste axiale Bohrung aufweist, um in die Antriebswelle des Antriebs einzugreifen, und wobei der Nasenbereich eine zweite axiale Bohrung sowie mehrere darin ausgebildete winkelförmig angeordnete Führungen aufweist, die die zweite axiale Bohrung und die erste Umfangsnut durchstoßen, mehrere in jeder der winkelförmig angeordneten Führungen gleitend angebrachte Backen, wobei jede Backe eine an einer ihrer Seiten gebildete Backenfläche hat und ein Gewinde an der gegenüberliegenden Seite, eine in der Umfangsnut drehbar montierte Schlossmutter und die im Gewindeeingriff mit den Gewinden der Backen steht, wobei die Schlossmutter einen an ihr ausgebildeten ersten Lagerkranz hat, ein im allgemeinen zylindrisches Vorderbüchsenteil, das aus Gefügekunststoffmaterial gefertigt ist, an der Schlossmutter montiert ist und den Nasenbereich des Körpers überragt, einen am Körper montierten
• Axiallagerring, der einen daran ausgebildeten zweiten Lagerkranz hat und an den ersten Lagerkranz angelagert ist und eine reibungsarme Lagerung, die zwischen dem ersten und zweiten Lagerkranz angeordnet ist.
Zusammenfassung der Erfindung
• Erfindungsgemäß wird ein schlüsselloses Einspannfutter der Schlagfrei-Art zur Verfügung gestellt.
• Das Einspannfutter der vorliegenden Erfindung wird dadurch gekennzeichnet, daß die Backen identisch sind und deren Gewinde eine Steigung von mehr als 20 Gängen pro 25,4 mm (ein Zoll) haben und die Schlossmutter im wesentlichen axial gerichtete Zacken oder Zähnen hat, welche an ihrer Umfangsfläche ausgebildet sind und die vom Rest der Schlossmutter radial nach außen hervorragen, um dadurch das Vorderbüchsenteil drehbar an der Mutter zu befestigen, ohne das Vorderbüchsenteil übermäßiger Ringspannung auszusetzen.
Beschreibung der Zeichnungen
• Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgenden genauen Beschreibung sowie der beigefügten Zeichnungen ersichtlich, wie da sind:
• Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen schlüssellosen Einspannfutters,
• Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Längsansicht, welche teilweise entlang einer Linie 2-2 in Fig. 1 aufgeschnitten ist,
• Fig. 3 zeigt einen Querschnitt entlang einer Linie 3-3 in Fig. 2,
• Fig. 4 zeigt eine vergrößerte teilweise aufgeschnittene Längsansicht einer alternativen Ausführungsform der Erfindung, welche einen Drehmomentbegrenzungsmechanismus und eine Bit-Halte und Zentriereinrichtung aufweist.
• Fig. 5 zeigt einen Querschnitt entlang einer Linie 5-5 in Fig. 4, der den Drehmomentbegrenzungsmechanismus zeigt,
• Fig. 5A-5G zeigen Teilschnitte von alternativen Ausführungsbeispielen des Drehmomentbegrenzungsmechanismusses,
• Fig. 6A zeigt eine Draufsicht auf eine in Fig. 4 gezeigte gezahnte Haltescheibe,
• Fig. 6B zeigt eine Seitenansicht der in Fig. 6A dargestellten Haltescheibe,
• Fig. 6C zeigt eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform der Haltescheibe mit einem abgeschrägten Rand,
• Fig. 6D zeigt eine Draufsicht auf eine zahnlose Haltescheibe mit einem abgeschrägten Rand,
• Fig. 6E zeigt eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht der in Fig. 6D dargestellten Haltescheibe,
• Fig. 7 zeigt eine vergrößerte und teilweise im Schnitt dargestellte Längsansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung, welche speziell an Handbetrieb angepaßt ist,
• Fig. 8 zeigt einen Teilschnitt entlang der Linie 8-8 in Fig. 7 und stellt den Kupplungsmechanismus dar.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
• Bezugnehmend auf Fig. 1 ist dort ein erfindungsgemäßes Einspannfutter 10 abgebildet. Das Einspannfutter 10 weist ein Vorderbüchsenteil 12, ein optionales hinteres Büchsenteil 14, ein Körperteil 16 und Backen 18 auf.
• Wie aus Fig. 2 deutlicher erkennbar, hat das Körperteil 16 im allgemeinen eine zylindrische Form und weist eine Nase oder einen vorderen Bereich 20 und einen End- oder hinteren Bereich 22 auf. Der Nasenbereich 20 ist vorzugsweise an seinem äußeren Ende abgeschrägt. Eine Axialbohrung 24 ist im Nasenbereich 20 des Körperteils 16 ausgebildet. Eine Axialbohrung 24 ist etwas größer als der größte Werkzeugschaft, für dessen Aufnahme das Einspannfutter vorgesehen ist. Eine Gewindebohrung 26 ist im Endbereich 22 des Körpers 16 ausgebildet und hat eine Standardgröße, um in die mit einem Gewinde versehene Antriebswelle eines mechanischen oder manuellen Antriebs (nicht abgebildet) einzugreifen. Die Bohrungen 24 und 26 können im Zentralbereich 28 des Körperteils 16 miteinander in Verbindung stehen. Falls gewünscht, kann die Gewindebohrung 26 durch eine konische Bohrung ohne Gewinde und in einer Standardgröße ersetzt werden, um in eine konische Antriebswelle einzugreifen.
• Führungen 30 sind im Körperteil 16 ausgebildet, um jede Backe 18 aufzunehmen. Vorzugsweise werden drei Backen 18 eingesetzt und jede Backe 18 ist von der angrenzenden Backe um einen Winkel von 120º versetzt. Die Achsen der Führungen 30 und der Backen 18 sind bezüglich der Einspannfutterachse in einem Winkel angeordnet, aber durchstoßen die Einspannfutterachse an einem gemeinsamen Punkt vor dem Einspannfutterkörper 16. Jede Backe 18 verfügt über eine Werkzeugeingriffsfläche 32, welche im allgemeinen parallel ist zur Achse des Einspannfutterkörpers 16 und ein Gewinde 34 an deren gegenüberliegenden oder äußeren Oberfläche. Gemäß einem Ausstattungsmerkmal der vorliegenden Erfindung verfügen die Gewinde 34 über eine relativ feine Steigung, d.h. eine Steigung mit mehr als 20 Gängen pro 25,4 mm (Zoll), z.B. 32 Gänge pro Zoll, und es sind vorzugsweise Trapezgewindearten, obwohl andere Gewindearten eingesetzt werdenkönnen. Durch den Einsatz der Trapezgewindeart ist die auf die Backengewinde 34 aufgebrachte Anzugskraft im wesentlichen axial zu den Backen 18, wodurch die Umformung des auf das Einspannfutter aufgebrachten Anzugsdrehmoments in eine auf den Werkzeugschaft aufgebrachte greifende Kraft maximiert wird. Die Anwendung einer relativ feinen Gewindesteigung 3 führt erfindungsgemäß zu zwei Vorteilen für das Einspannfutter. Zuerst führt die relativ feine Steigung zu einem größeren mechanischen Vorteil, so daß ein gegebenes Anzugsdrehmoment in eine größere greifende Kraft umgeformt wird. Zweitens wird es möglich, austauschbare Backen 18 der identischen Art zu verwenden, anstatt leicht unterschiedliche Backen, die selektiert und als Satz zusammengebaut werden müssen. Der kleinen Exzentrizität, die von der Anwendung von identischen Backenstücken herrührt, kann erfindungsgemäß durch einen Schleifschritt entgegengewirkt werden, wie nachfolgend näher erläutert.
• Eine Umfangsnut 36 ist im Körperteil 16 ausgebildet und erstreckt sich in die Führungen 30. Eine Schlossmutter 38, die über ein Innengewinde 40 verfügt, ist in der Umfangsnut 36 angeordnet und mittels des Vorderbüchsenteils 12 darin gesichert. Die Schlossmutter 38 ist mit Umfangszacken oder Zähnen 44 ausgebildet und die äußeren Kanten sind mit einer kleinen Fase versehen, um das Einpressen der Schlossmutter 38 in die Bohrung 42 der Vorderbüchse 12 zu erleichtern. Die Vorderbüchse ist aus einem Gefügekunststoff wie Polycarbonat oder einem gefüllten Polypropylen, z.B. glasgefülltes Polypropylen, oder einer Mischung von Gefügekunststoffmaterialien gefertigt. Die Zacken oder Zähne an der Schlossmutter 38 gewährleisten, daß die Vorderbüchse 12 die Schlossmutter 38 sicher hält ohne daß sie übermäßiger Ringspannung ausgesetzt ist.
• Ein Umfangskranz 46 mit einer geriffelten oder glatten Oberfläche ist an der Rückseite der Schlossmutter 38 ausgebildet, um ein reibungsarmes Lager, beispielsweise eine Kugellagereinheit 48 aufzunehmen. Falls gewünscht kann die Lagereinheit 48 eine Anschlagscheibe 49 aufweisen, welche die vielen Kugeln anordnet, während sie ihnen ermöglicht, zu rollen. Ein Axiallagerring so ist mit einer zentralen Bohrung 52 versehen, die so bemessen ist, daß er auf das Körperteil 16 aufgepreßt werden kann. An einer Seite des Axiallagerrings so ist ein Lagerkranz 54 ausgebildet, der geriffelt oder flach sein kann und gegen den die Lagereinheit 48 läuft. Mehrere Backenführungen 56 sind am Umfang der zentralen Bohrung 52 im Axiallagerring 50 ausgebildet, um den Backen 18 den Einzug in diese zu ermöglichen. Die Führungen sind so gestaltet, daß sie sich mit dem gezahnten Bereich der Backen 18 decken, um das Blockieren der Backen 18 zu reduzieren oder zu verhindern. Um diese Funktion zu erfüllen, muß die axiale Länge der Führungen 56 größer sein als die Steigung der Gewinde 34 an den Backen 18. Am äußeren Umfang des Axiallagerrings 50 können Zacken oder Zähne 58 ausgebildet sein und die äußeren Kanten können gefast sein, um das Einpressen des Axiallagerrings 50 in eine in einem Hinterbüchsenteil 14 ausgebildete Bohrung 60 zu erleichtern. Das Hinterbüchsenteil 14 weist auch eine Bohrung 62 auf, die so beschaffen ist, daß sie mit dem hinteren Bereich 22 des Körperteils 16 zusammenfällt. Falls gewünscht kann das Hinterbüchsenteil 14 entfallen und das Vorderbüchsenteil 12 erstreckt sich bis zum hinteren Ende des Körpers 16. Diese Alternative ist ausführbar, wenn eine Spindelverriegelung am Antrieb vorgesehen ist oder wenn der Antrieb zum Anziehen und Lösen der Backen verwendet wird.
• Die Umfangsfläche des Vorderbüchsenteils 12 kann wie vorgeschlagen bei 63 gerändelt sein oder kann mit Längsrippen oder anderen Erhebungen versehen sein, um es dem Anwender zu ermöglichen, dieses sicher zu greifen. In ähnlicher Weise kann die Umfangsfläche des Hinterbüchsenteils 14, falls eingesetzt, gerändelt oder gerippt sein, wenn es erwünscht ist.
• Es wird anerkannt, daß das Hinterbüchsenteil 14 am Körperteil 16 befestigt ist, während das Vorderbüchsenteil 12 an der Schlossmutter 38 befestigt ist. Somit verursacht die Relativbewegung des Vorder- und Hinterbüchsenteils 12, 14 einen Vorschub oder Rückzug der Backen 18, abhängig von der Richtung der Relativbewegung. Da die Lagerung 48 zwischen den relativ bewegten Teilen eingefügt ist, sind die Reibungsverluste minimiert und ein maximaler Anteil des aufgebrachten Anzugsdrehmoments wird in eine Anzugskraft auf den Werkzeugschaft umgewandelt. Während das Einspannfutter aus den Fig. 2 und 3 manuell betrieben werden kann, können diese ebenso mittels eines mechanischen Antriebes betrieben werden.
• Wie bereits erwähnt, sind die Backen 18 vorzugsweise derart geformt, daß sie untereinander identisch sind. In untersetzten Dreibackenfuttern ist es allgemeine Praxis, die Gewinde proportional zur Gewindesteigung zu versetzen, so daß bei Berührung der Backen untereinander, diese sich auf der Achse des Einspannfutters treffen. Durch die identische Ausführung der Backen kommt es zu einem Grad von Exzentrizität, jedoch wird dieser durch die feine Gewindesteigung minimiert. Erfindungsgemäß kann nach dem Zusammenbau des Einspannfutters eine Schleifprozedur erfolgen, um die Exzentrizität zu entfernen, die von der kleinen axialen Versetzung der Backen relativ zueinander herrührt. Wenn die Exzentrizität entfernt ist, ist die Zentriergenauigkeit des Einspannfutters die gleiche als wenn man gewöhnliche Backensätze verwendet hätte.
• Nun wird auf die Fig. 4 und 5 Bezug genommen, welche eine alternative Ausführung der vorliegenden Erfindung darstellen, die einen Drehmomentbegrenzungsmechanismus und eine Bit- Halte- und Zentriereinrichtung aufweist. Teile, die im wesentlichen die gleichen als in dem in den Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind, werden mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet, während geänderte Teile mit dem zusätzlichen Buchstaben "a" bezeichnet werden.
• In dem in den Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein Drehmomentbegrenzungsmechanismus vorgesehen, der ein hörbares "Klick" erzeugt, wenn das Einspannfutter sein maximales Anzugsmoment erreicht hat. Dies kann erreicht werden, indem ein gezahnter Ring 64 vorgesehen wird, der über eine Bohrung 66 verfügt, die in die Zähne oder Zacken 44 an der Schlossmutter 38 eingreift, um die Schlossmutter 38 festzuhalten. Eine Reihe von flexiblen Zähnen 68 sind am Umfang des Rings 64 ausgebildet und greifen in Rippen 70 ein, welche an der seitlichen Fläche einer Bohrung 72 im Vorderbüchsenteil 12a ausgebildet sind. Wie am deutlichsten in Fig. 5 gezeigt, haben die flexiblen Zähne 68 ein schräg abfallende vordere Kante 68a, die während dem Anziehen des Einspannfutters in die Rippen 70 eingreift. Beim Erreichen eines vorgegebenen Anzugsdrehmoments passieren die Rippen 70 die flexiblen Zähne 68 und erzeugen dabei ein hörbares "Klick". Wenn jedoch die Vorderbüchse 12a so gedreht wird, daß die Einspannfutterbacken 18 gelöst werden, dann verriegeln die Rippen 70 mit den Zähnen 68, um das ganze aufgebrachte Drehmoment auf die Schlossmutter 38 zu übertragen.
• Es soll betont werden, daß sich die Vorderbüchse 12a über die Nase 20 des Körperteils 16 hinaus zu einem Bereich erstreckt, wo sich die Backen 18 in ihrer voll geschlossenen Position treffen. Ein Greifschuh 74 kann an der Vorderbüchse 12a mittels Rippen 76 und 78 angebracht sein und mittels Längsrippen (nicht gezeigt) von der Drehung relativ zur Vorderbüchse 12a abgehalten werden. Der Greifschuh 74 ist vorzugsweise aus gummiartigem Material hergestellt, wie aus natürlichem oder synthetischem Gummi und hat eine relativ kleine flexible Öffnung 80, die mit der Achse des Einspannfutter-Körperteils 16 ausgerichtet ist. Vorzugsweise ist der Greifschuh 74 aus relativ weichem Material hergestellt, das eine Shorehärte A von 40 bis 70 hat. Die Öffnung 80 ist so dimensioniert, daß sie sich dehnt, um den Schaft eines Bohrers oder eines anderen in das Einspannfutter eingesteckten Werkzeuges zu greifen und vorrübergehend das Werkzeug zu zentrieren und festzuhalten, während der Ein- und Ausspannvorgänge.
• In dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, wird die Vorderbüchse 12 dadurch gehalten, daß sie auf die Schlossmutter 38 aufgepresst ist. In dem in den Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiel sind andere Vorrichtungen erforderlich, um die Vorderbüchse 12a zu halten. Eine Umfangsmut 82 ist im Nasenbereich 20 des Körperteils 16 ausgebildet, um eine Haltescheibe 84 aufzunehmen, welche in die Bohrung 72 der Vorderbüchse 12a eingepreßt ist. In Fig. 6A ist eine Draufsicht der Haltescheibe 84 dargestellt, welche Umfangszähne 86 und flexible Eingriffsnasen 88 aufweist, welche wiederum aus einer Reihe von Schlitzen 90, die in die Scheibe 84 um ihre zentrale Bohrung 92 herum eingestanzt sind, gebildet wird. Wie in Fig. 68 gezeigt, ist die Haltescheibe 84 flach und relativ dünn, um es ihr zu ermöglichen, an das Körperteil 16 gedrückt zu werden und sich in der Nut 82 frei zu drehen. Die Haltescheibe 84 ist so dimensioniert, daß die Zähne 86 fest in die Bohrung 72 des Vorderbüchsenteils 12a eingreifen. Fig. 6C zeigt eine alternative Art einer gezahnten Haltescheibe 84c mit einem abgeschrägten Rand 94. Fig. 6D zeigt eine zahnlose Haltescheibe 84d in der Draufsicht. Wie bei der gezahnten Haltescheibe 84, hat die zentrale Bohrung 92 Schlitze 90, die um deren Kante herum ausgebildet sind, um flexible Eingriffsnasen 88 zu definieren. Fig. 6E zeigt den abgeschrägten Rand 96, der ein verformbares greifendes Teil bildet.
• Wie bereits unter Bezugnahme auf Fig. 5 erwähnt, erfüllt der gezahnte Ring 64 zwei Funktionen: erstens hält er die Schlossmutter 38 an ihrem Platz, und zweitens bildet er ein Teil des Drehmomentbegrenzungsmechanismus. Die Fig. 5A bis 5G zeigen mehrere alternative Konstruktionen des gezahnten Rings 64. In Fig. 5A ist der Ring 64a mit einer Reihe von axialen Schlitzen 98 versehen, welche sich zwischen ihrer Innen- und Außenfläche befinden. Ein Zahn 100 befindet sich im der Mitte zwischen den Enden eines jeden Schlitzes 98, welcher in die Rippen oder Zähne 70 eingreift, die in der Bohrung 72 des Vorderbüchsenteils 12a ausgebildet sind. Die Schlitze 98 ermöglichen die erforderliche Flexibilität für die Zahnaktion, wobei die Festigkeit des Rings aufrechterhalten wird. In den Fig. 5B bis 5G sind weitere Variationen der Konstruktion des Ringes dargestellt. In Fig. 5B ist der Ring 64bmit einer Reihe von offenen Schlitzen 102 versehen, was zu einer Reihe vom Klinken 104 führt, welche an ihrem Ende über einen Zahn 106 verfügen, der in die Zähne 70b an der Bohrung 72 der Vorderbüchse 12a eingreift. Der Zahn 106 in Fig. 5B hat ein rechteckiges Profil, so daß ein begrenztes Drehmoment übertragen wird, wenn die Büchse 12a relativ zum Körper 16 wie in der Fig. 5B betrachtet im Uhrzeigersinn gedreht wird, jedoch wird bei der Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn ein unbegrenztes Drehmoment übertragen. Dieser Unterschied ergibt sich aufgrund der asymmetrischen Gestalt des Zahnes 70b. Fig. 5C ist ähnlich wie Fig. 5B, außer daß der Zahn 108 eine runde anstatt einer rechteckigen Gestalt hat und die Rückseite des Zahnes 70c eine dementsprechende Gestalt hat. Fig. 5D ist genauso ähnlich wie Fig. 58, außer daß der Zahn 110 eine dreieckige anstatt einer rechteckigen Gestalt hat und der Zahn 70d eine dementsprechende asymmetrische Gestalt hat.
• Die Fig. 5E bis 5G zeigen Modifikationen bezüglich der in den Fig. 5B bis 5D gezeigten Konstruktionen. In diesen Modifikationen ist der Zahn 70e, 70f oder 70g derart gestaltet, daß er um den Radius der Vorderbüchse 12a im wesentlichen symmetrisch ist, so daß das Anzugsdrehmoment und das Lösedrehmoment im wesentlichen gleich ist. Es ist verständlich, daß das durch den Mechanismus übertragene Drehmoment prinzipiell eine Funktion des Winkels der Fläche der Zähne 70 und 68, 100, 106, 108 oder 110, des Reibungskoeffizienten zwischen den Zähnen, der erforderlichen Kraft die Zähne 68, 100,106, 108 oder 110 niederzudrücken oder zu verformen und der Anzahl der im Kontakt befindlichen Zähne ist. Das Drehmoment erhöht sich, wenn die Zahnfläche sich einem Radius der Vorderbüchse annähert, wenn sich der Reibungskoeffizient erhöht, wenn sich die Steifheit der Zähne am Ring 64 erhöht und wenn sich die Anzahl der im Kontakt befindlichen Zähne erhöht. Durch passende Steuerung dieser Variablen kann das Anzugs- und Lösedrehmoment vorbestimmt werden.
• Nachfolgend wird Bezug auf die Fig. 7 und 8 genommen, welche ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel zeigen, das speziell für einen manuellen Betrieb angepaßt ist. Wiederum tragen Teile, die im wesentlichen die gleichem wie in den vorigen Ausführungsbeispielen sind, die gleichen Bezeichnungen, während modifizierte Teile mit "a" oder "b" bezeichnet werden. Das Ausführungsbeispiel in Fig. 7 ist durch die Anordnung des Drehmomentbegrenzungsmechanismus im Hinterbüchsenteil 14a gekennzeichnet. Der grundsätzliche Aufbau des Körperteils 16, der Backen 18 und des Schlossmutterteils 38, worauf das Vorderbüchsenteil 12b gepreßt ist, ist dem in Fig. 2 gezeigten ähnlich, außer daß ein Greifschuh 74a auf die Oberfläche des Vorderbüchsenteils 12b aufgezogen ist, um die Griffigkeit des Büchsenteils zu verbessern. Der Greifschuh 74a ist nicht mit dem in Fig. 4 gezeigten Ausstattungsmerkmal zum Festhalten eines Werkzeuges versehen, aber es ist ersichtlich, daß dieses Ausstattungsmerkmal hinzugefügt werden könnte, falls gewünscht. Die Anordnung des Lagers 48 und des Axiallagerrings 50a ist auch ähnlich wie in Fig. 2 und 4 gezeigt, außer daß keine Zacken oder Zähne an der Außenseite des Axiallagerings 50a ausgebildet sind. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 7 ist die Bohrung 60a für einen Gleitsitz des Axiallagerrings 50a dimensioniert und nimmt eine Tellerfeder oder eine andere Art von Druckfeder 112 auf, welche das Hinterbüchsenteil 14a in Richtung auf eine Rückplatte 114 vorspannt, die auf den Endbereich 22 des Körperteils 16 aufgepresst ist. Wie in Fig. 8 dargestellt, kann die Rückplatte 114 mit mehreren Zähnen 116 versehen sein und das Hinterbüchsenteil 14a kann mit mehreren radialen Rippen 118 versehen sein. Es wird anerkannt, daß die Hinterbüchse 14a während eines Einspannvorganges gehalten wird, während die Vorderbüchse 12b aus der Sicht vom Backenende des Einspannfutters aus im Uhrzeigersinn gedreht wird. Bei einem vorgegebenen Drehmoment gleiten die Rippen 118 über die Zähne 116, während die Hinterbüchse 14a in einer Vorwärtsrichtung gegen die Vorspannung der Feder 112 verdreht wird. Die Zähne 116 an der Rückplatte 114 sind derart gestaltet, daß sie ein begrenztes Anzugsdrehmoment und ein unbegrenztes Lösedrehmoment erzeugen. Durch Veränderung des Winkels der Zahnflächen und der Federrate der Druckfeder 112 kann das Anzugs- und Lösedrehmoment, wie gewünscht und wie bereits erläutert, verändert werden. Natürlich können die Zähne 116 und die Rippen 118 getauscht werden, falls gewünscht, und verschiedene Gestalten der Zähne können eingesetzt werden, wie in den Fig. 5 bis 5G vorgeschlagen.
• Das erfindungsgemäße Einspannfutter hat bezüglich der einfachen Fertigung und den Fertigungskosten mehrere Vorteile. Das Körperteil 16 kann aus einer Stange mit relativ kleinem Durchmesser hergestellt werden, weil der Axiallagerring 50 separat gefertigt und dann auf das Körperteil gepresst wird. Das reduziert die Herstellkosten des Körperteils Bestimmte Teile wie die Schlossmutter und der Axiallagerring können aus Sintermetall gefertigt oder gestanzt oder auf andere Weise mit begrenzten Fertigungsschritten kalt verformt sein. Mit dieser Konstruktion der lasttragenden Teile können die massiveren Vorder- und Hinterbüchsen aus Gefügekunststoffmaterialien hergestellt werden, wodurch Gewicht und Herstellkosten reduziert werden, während sich die Möglichkeit ergibt, das Einspannfutter durch die Verwendung von Farben, Rippengestaltung, Rändelung oder Erkennungszeichen den Kundenwünschen anzupassen.
• Die eingesetzte Terminologie und Ausdrucksweise wird nur zur Beschreibung verwendet und nicht zur Abgrenzung und es besteht keinerlei Absicht in der Verwendung dieser Terminologie und Ausdrucksweise, Äquivalente der gezeigten und erläuterten Ausstattungsmerkmale oder Abschnitte davon auszuschließen, sondern es wird erkannt, daß verschiedene Modifikationen innerhalb der Einleitung der beanspruchten Erfindung möglich sind.
• Ein Schlagfrei schlüsselloses Einspannfutter, passend für die Verwendung in manuellen und mechanischen Antrieben ist offenbart. Das Einspannfutter weist einen Körper auf, der eine drehbare Schlossmutter trägt, welche mit einem relativ feinen Gewinde versehen ist und mit mehreren gleitfähigen Backen, die identisch sind und von der drehbaren Mutter angetrieben werden. Eine reibungsarme Lagerung ist zwischen der drehbaren Mutter und einem auf dem Körper montierten Axiallagerring angeordnet. Eine Kupplung oder ein Drehmomentbegrenzungsmechanismus ist vorgesehen, um das Anzugsdrehmoment auf einen vorgegebenen Wert zu begrenzen, während das Lösedrehmoment begrenzt oder unbegrenzt sein kann. Die Vorderbüchse und, falls verwendet, die Hinterbüchse sind aus Gefügekunststoff gefertigt, um die Herstellkosten zu reduzieren. Ein relativ weicher gummiartiger Greifschuh kann an der Vorderbüchse angebracht sein, um das Greifen und das vorläufige Festhalten und Zentrieren des Werkzeuges während des Einspann- oder Lösevorgangs zu verbessern. Ein relativ weicher gummiartiger Greifschuh kann auch, falls verwendet, am der Hinterbüchse angebracht sein.

Claims (6)

1. Einspannfutter zur Verwendung mit einem manuellen oder mechanischen Antrieb mit einer drehbaren Antriebswelle, aufweisend einen im allgemeinen zylindrischen Körper (16), der einen Nasenbereich (20) und einen Endbereich (22) hat, und eine zwischen dem Nasen- und Endbereich ausgebildete erste Umfangsnut (36), wobei im Endbereich (22) eine erste Axialbohrung (26) ausgebildet ist, um mit der Antriebswelle des Antriebs übereinzustimmen und im Nasenbereich (20) eine zweite Axialbohrung (24) ausgebildet ist und mehrere winkelförmig angeordnete Führungen (30) in diesem ausgebildet sind, die die zweite Axialbohrung (24) und die erste Umfangsnut (36) durchstossen, mehrere Backen (18), die in jeder der winkelförmig angeordneten Führungen gleitfähig angeordnet sind, wobei jede der Backen (18) an einer ihrer Seiten eine ausgebildete Backenfläche (32) hat und ausgebildete Gewinde (34) an der gegenüberliegenden Seite davon, eine Schlossmutter (38), die in der Umfangsnut (36) drehbar montiert ist und sich im Gewindeeingriff mit den Gewinden (34) an den Backen (18) befindet, wobei die Schlossmutter (38) einen ersten an ihr ausgebildeten Lagerkranz (46) hat, ein im allgemeinen zylindrisches Vorderbüchsenteil (12), das aus Gefügekunststoffmaterial gefertigt ist, an der Schlossmutter (38) montiert ist und en Nasenbereich (20) des Körpers (16) überragt, einen Axiallagerring (50), der am Körper (16) montiert ist und einen zweiten daran ausgebildeten Lagerkranz (54) hat und am ersten Lagerkranz (46) anliegt, und eine reibungsarme Lagerung (48), die zwischen dem ersten und zweiten Lagerkranz (46, 54) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Vielzahl an Backen (18) identisch sind und die an den Backen ausgebildeten Gewinde eine Steigung von mehr als 20 Gängen pro 25,4 mm (ein Zoll) haben und

- die Schlossmutter (38) im wesentlichen axial gerichtete Zacken oder Zähne (44) hat, die an ihrer Umfangsfläche ausgebildet sind, wobei die Zacken oder Zähne vom restlichen Teil der Mutter radial nach außen hervorragen, um dadurch das Vorderbüchsenteil (12) an der Mutter (38) drehbar zu montieren, ohne das Vorderbüchsenteil übermäßiger Ringspannung auszusetzen.

2. Einspannfutter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefügekunststoffmaterial des Vorderbüchsenteils (12) Polycarbonat enthält.

3. Einspannfutter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefügekunststoffmaterial des Vorderbüchsenteils (12) ein gefülltes Polypropylen enthält.

4. Einspannfutter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefügekunststoffmaterial des Vorderbüchsenteils (12) glas-gefülltes Polypropylen enthält.

5. Einspannfutter gemäß Anspruch 1, das durch ein im allgemeinen zylindrisches Hinterbüchsenteil (14) gekennzeichnet ist, das den Endbereich (22) des Körpers (16) überragt und permanent drehbar und axial am Körper angebracht ist, wobei der Axiallagerring (50) im wesentlichen axial gerichtete Zacken oder Zähne (58) hat, die an seiner Umfangsfläche ausgebildet sind, wobei die Zacken oder Zähne (58) vom an den Umfang angrenzenden Rest des Endbereichs (22) radial nach außen hervorragen, wodurch das Hinterbüchsenteil (14) am Endbereich (22) drehbar montiert, wird ohne das Hinterbüchsenteil übermäßiger Ringspannung auszusetzen.

6. Einspannfutter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hinterbüchsenteil (14) aus Gefügekunststoffmaterial gefertigt ist.