-
Selbstspannendes Bohrfutter Bei den bekannten selbstspannenden Bohrfuttern
mit axial verstellbarer Ge#,%°indesl)indel ist das :Muttergewinde für die Spindel
im Futterkörper angebracht, so daß die Spindel, die mit der Spannhülse in fester
Verbindung steht und mit der _1ufnahmebohrung für den Werkzeugschaft und Schlitzen
für die Spannbacken versehen ist, mit ihrem Außengewinde unmittelbar in das Innengewinde
des Futterkörpers eingreift. Beim Verschrauben der Spindel nimmt diese die Spannbacken
in axialer Richtung mit, wobei sie an dem in den Futterkörper eingesetzten Spannkonus
entlanggleiten und dadurch radial verschoben werden. Erfolgt diese Bewegung nach
der Mittelachse zu, so wird der eingesetzte Werkzeugschaft festgeklemmt, ist sie
nach außen gerichtet, wobei eine Federkraft zur Wirkung kommt, wird der Werkzeugschaft
frei. Wird das auf die -Maschinenspindel gesteckte Futter mit (lern zunächst nur
durch Handspannung festgeklemmten Werkzeug in Drehung versetzt und das Werkzeug
gegen das Werkstück gedrückt, so wirken derVorschubdruckundderauftretendeDrehwiderstand
auf die Gewindespindel, und der durch die Maschinenspindel in Umdrehung gebrachte
Futterkörper verschraubt sich auf der Gewindespindel, wodurch diese sich axial im
Futterkörper verstellt und dabei die Spannbacken mitnimmt und diese gegen den Werkzeugschaft
gedrückt werden. Te größer der Dreh-,viderstand am Werkzeug wird, desto mehr schreitet
die Verschraubung fort und desto stärker wird auch die Spannung an den Backen. Diese
Spannung hat jedoch eine Grenze, weil mit zunehmendem Druck der Spannbacken auch
der Gewindedruck an der Spindel wächst. Dieser kann so groß werden, daß ein Lösen
durch Drehen der von Hand nicht mehr möglich
ist und dann gewaltsam
unter Zuhilfenahme von Werkzeugen, zum Beispiel von Zangen, erfolgt, wodurch, abgesehen
von dem entstehenden Zeitverlust, das Futter häufig beschädigt wird. Je größer die
Gewindesteigung an der Spindel ist, desto geringer ist zwar die Gefahr eines Festsetzens,
desto kleiner -,N-ird aber auch die Spannkraft der Backen, wodurch ein anderer Übelstand
auftritt. Der Drehwiderstand des Werkzeuges kann nun bei starker Beanspruchung größer
werden als der Reibungswiderstand der Backen am Werkzeugschaft. Die lacken gleiten
dann am eingespannten Werkzeug, leides wird heiß, verliert die erforderliche Härte,
und die Backen des Futters wie das Werkzeug werden unbrauchbar. Diese Futter können
also bei Vermeidung schädlicher Wirkungen nur einer normalen Beanspruchung Rechnung
tragen.
-
Durch die Erfindung wird erreicht, daß auch bei hohem Drehwiderstand
am Werkzeug der Spanndruck der Backen entsprechend zunimmt und infolgedessen der
#,N'etkzeugschaft mit Sicherheit festgehalten wird, das Futter sich aber trotzdem
leicht wieder von Hand lösen läßt, auch wenn das Spindelgewinde sich festgesetzt
hat. Dies wird dadurch möglich, daß die Spindel zunächst von dem Spanndruck mit
Hilfe eines besonderen Organs entlastet werden kann und sodann in ihrem Muttergewinde
leicht drehbar wird.
-
Im besonderen ist für die Gewindespindel in den Futterkörper eine
Gewindemutter umdrehbar, aber axial verschiebbar eingesetzt, die durch am Futterkörper
axial abgestützte, mittels eines äußeren drehbaren Ringes radial bewegliche Sperrstücke
gehalten wird. Der Ring ist an der Innenseite mit Vertiefungen versehen, in die
die Sperrstücke eintreten können, wodurch die Gewindemutter für eine begrenzt axiale
Verlagerung freigegeben wird.
-
Als Sperrstücke werden zweckmäßig Stahlkugeln verwendet.
-
L'm die Bewegung der Sperrstücke einzuleiten und die Beanspruchung
möglichst herabzusetzen, laufen die Vertiefungen an der Innenseite des Entspannringes
mit flacher Kurve in seine Innenfläche aus. Zweckmäßig steht der Entspannring unter
der Wirkung einer Feder, die ihn selbsttätig in die Sperrlage dreht.
-
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Bohrfutters nach
der Erfindung dargestellt. Fig. i ist ein senkrechter Längsschnitt bei eingeschobenen
Spannbacken; Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie 11-II der hig. 1; Fig. 3 zeigt
den oberen Teil des Spannfutters im Längsschnitt wie Fig. i mit freigegebener Gewindemutter;
Fig.4 ist ein Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3; Fig. 5 ist ein senkrechter
Längsschnitt durch eine andere :\usführungsform, wobei eine Spannbacke Bach atil.)en
geschoben, die andere eingezogen dargestellt ist.
-
Iin Futterkörper i befindet sich oben eine Bohrung bei 2, in welche
die nicht dargestellte Maschinenspindel eingreift. Diese Bohrung setzt sich nach
unten zylindrisch bei 3 fort und nimmt in diesem mittleren Teil die Gewindespindel
4 auf. Außerdem ist am unteren, erweiterten Ende dieses Teiles der Bohrung der Gewindering
5 so eingelegt, daß er sich axial verschieben kann. In das untere Ende des Futterkörpers
i sind das Kugellager 6 und der Spannkonus 7 eingesetzt, an dein die Spannbacken
gleiten. Ein Sprengring g hält den Spannkonus am Futterkörper i. Auf dem unteren
Teil des Futterkörpers ist die Spannhülse io drehbar und axial verschiebbar. Sie
ist mit dein unteren Teil der Gewindespindel 4 fest verbunden, die mit einer zentralen
Bohrung bei i i zur Aufnahme des Werkzeugschaftes und mit seitlichen Schlitzen versehen
ist, in welchen die Spannbacken 8 radial verschiebbar sind. Im mittleren Teil des
Futterkörpers i sind in Durchbrechungen Sperrstücke in Form von Kugeln 12 radial
beweglich eingesetzt, die in Kugelpfannen 13 des Gewinderinges eingreifen. In gleicher
Höhe ist außen um den Futterkörper i ein Entspannring 14 drehbar gelegt, der in
gleicher Ebene mit den Sperrstücken 12 mit Vertiefungen 15 versehen ist. An dem
Entspannring 14 befindet sich ein Anschlag 16, der in eine Ausnehmung 17 des Futterkörpers
eingreift, wodurch die Drehung des Entspannringes begrenzt und seine Lage am Futterkörper
gesichert wird. Eine Torsionsfeder 18 treibt den Entspannring in die Sperrlage.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.5 wird der Spanndruck durch Schieben
der Spannbacken nach unten aus der Bohreraufnahme i i hinaus erzeugt, wobei sich
die Gewindespindel 4 ebenfalls nach dem unteren Ende des Futters verschiebt. Im
übrigen ist die Anordnung der Spindelentlastungseinrichtung und des Gewinderinges
der Ausführungsform nach den Fig. i bis 4 entsprechend.
-
Die Wirkungsweise ist folgende: Der in die Bohreraufnahme i i eingeführte
Werkzeugschaft wird zunächst durch Drehen der Spannhülse io von Hand eingespannt,
wobei sich die Gewindespindel 4 in dem Gewindering 5 verschraubt und die Spannbacken
mitnimmt. Die Spannbacken 8 gleiten an dem Spannkonus 7 entlang und bewegen sich
dabei nach innen gegen den M'erkzeugschaft. Wird nun das von der Maschinenspindel
in Drehung versetzte Futter mit dem eingespannten Werkzeug gegen däs Werkstück gedrückt,
so entsteht am Werkzeug und über die Spannbacken an der Gewindespindel 4 ein Drehwiderstand,
der zur Folge hat, daß sich der Gewindering 5 im Futterkörper weiter auf die Gewindespindel
zu schrauben sucht, wodurch andererseits die Spannbacken 7 fester gegen den Werkzeugschaft
gedrückt werden. Je kleiner die Gewindesteigung und je größer der Drehwiderstand
am Werkzeug sind, desto mehr steigert sich diese Wirkung. Um das Werkzeug mit Sicherheit
zwischen den Spannbacken auch bei übermäßigem Drehwiderstand festzuhalten, ist ein
Gewinde mit geringer Steigung von Vorteil. Dabei steigert sich aber auch der Druck
in den Gängen des Gewindes, und dieses setzt sich dann so fest, daß es sich nicht
mehr durch Drehen der Spannhülse von Hand lösen
läßt. Um es zu entlasten,
wird der Entspannring i4 so weit verdreht, daß die Sperrkugeln 12, die zuvor in
die Kugelpfannen 13 des Gewinderinges 5 gedrückt waren, ein wenig in die Vertiefungen
15 des Entspannringes eintreten können und dadurch der Gewindering dem Spanndruck
nachgeben und sich axial verschieben kann. Nun ist das Gewinde entlastet und, wenn
die Verschiebung dazu ausreicht, auch der Werkzeugschaft vollständig frei. Durch
die Wirkung der Torsionsfeder 18 kehrt der Entspannring nach dem Loslassen selbsttätig
in die Sperrlage zurück, wobei er die Kugeln 12 wieder vollständig in die Kugelpfannen
des Gewinderinges eindrückt. An Stelle der Sperrkugeln können auch Sperrstücke anderer
Form Anwendung finden. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist die Wirkungsweise
der Entspanneinrichtung die gleiche.
-
Man kann auch während des Ganges der Maschine den Entspannring anfassen
bzw. abbremsen, so daß das Werkzeug auch während des Ganges der Maschine ausgewechselt
werden kann.