WO1999006187A1 - Spannfutter mit bogenstück - Google Patents

Abstract

Bei Spannfuttern bzw. Schnellwechselfuttern für Schraubendreherbits wird zur Arretierung des Werkzeugschaftes üblicherweise eine Kugel verwendet, die durch die Einwirkung einer Spannfläche auf das Schaftende wirkt und das in das Futter eingesetzte Bit arretiert. Die Verwendung von Kugeln als Arretierorgane ist jedoch bei der Herstellung der Spannfutter problematisch und kann auch beim späteren Gebrauch zur Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit führen. Es wird daher vorgeschlagen, das Arretierorgan als Bogenstück (9) auszubilden, das in einem quer zur Längsrichtung der den Werkzeugschaft aufnehmenden Buchse (2) ausgebildeten Wandungsschlitz (8) sitzt.

Description

Spannfutter mit Bogenstuck

Die Erfindung betrifft ein Spannfutter für Schaftenden von Werkzeugeinsatzstücken, insbesondere von sechskantigen Schraubendreherbits mit schaftseitigen Eckaussparungen oder umlaufenden Eingriffsnuten, mit einer das Schaftende aufnehmenden Buchse, deren innerer Querschnitt dem Querschnitt des Schaftendes entspricht und mindestens einem auf das Schaftende durch die Bewegung einer auf der Buchse sitzenden Hülse einwirkenden, begrenzt bewegbarem Arretierorgan, das in einem Wandungsdurchbruch der Buchse angeordnet ist, wobei die Hülse in Längs- und/oder Umfangsrichtung der Buchse bewegbar und mit mindestens einer Spannfläche gegen das Arretierorgan zu dessen Einwirkung auf das Schaftende anlegbar ist.

Derartige Spannfutter sind beispielsweise aus der DE 29 34 428, der DE-PS 32 43 389, der DE-PS 33 30 486, der EP 0 462 257, der DE-OS 42 43 650 oder DE-OS 43 36 376 bekannt.

Bei diesen Spannfuttern wird als Arretierorgan eine in einer Wandungsbohrung der Buchse sitzende Kugel verwendet, die durch die Anlage gegen die Spannfläche der Hülse gegen das Schaftende des Schraubendreherbits auf der Fläche oder einer Ecke drückt und dieses auf diese Weise gegen ein unbeabsichtigtes Herausfallen aus dem Spannfutter arretiert.

Die Verwendung von Kugeln als Arretierorgane weist jedoch einige Nachteile auf.

Zum einen muß die Wandungsbohrung in der Buchse sehr präzise ausgeführt werden, da auf der Buchseninnenwandung Tragschultern stehen bleiben müssen, die ein Herausfallen der Kugel ins Innere der Buchse bei nicht eingesetztem Schaftende verhin- dern. Es kann in diesem Zusammenhang bereits zu Problemen kommen, wenn das verwendete Bohrwerkzeug unterschiedliche Betriebstemperaturen oder Verschleißzustände aufweist. In der Praxis ist daher bei der Herstellung derartiger Spannfutter mit einem erhöhten Ausschuß zu rechnen.

Darüber hinaus ist die Verwendung einer Kugel als Druckstück auch dadurch problematisch, daß sie sich aufgrund ihrer ver- gleichsweise geringen Einwirkungsflächen abnutzen kann oder sich bei längerem Gebrauch in die Spannfläche der Hülse einarbeitet, so daß eine einwandfreie Funktion des Spannfutters nicht mehr gegeben ist .

Ein weiterer Nachteil der bekannten Spannfutter ist darin zu sehen, daß sie sich normalerweise entweder nur für Schaftenden mit Eckaussparungen (vgl. DIN 3126, Ausführung C 6,3) oder für Schaftenden mit umlaufender Eingriffsnut (vgl. DIN 3126, Ausführung E 6,3) eignen. Für die C-Ausführung der Schrauben- dreherbits werden nämlich Kugeln verwendet, deren Durchmesser kleiner als die Hälfte des Schaftendeneckmaßes ist (vgl. EP 0 462 257), während für die E-Ausführung der Bits größere Kugeln vorzusehen sind, die entsprechend tief in die ausgeprägte Nut eingreifen können.

Ein weiterer Nachteil bei der Verwendung von Kugeln ist in der vergleichsweise schlechten Zentrierwirkung der auf das Schaftende einwirkenden Kugel bzgl. deren Lage im Inneren der Buchse zu sehen, und zwar unabhängig davon, ob die Kugel auf eine Fläche oder eine Eckaussparung des Bits drückt. Bei den üblichen Fertigungstoleranzen der Bitschäfte und der Verwendung von elektromotorisch angetriebenen Schraubern kann es nämlich aufgrund der auftretenden Momente und Fliehkräfte durch ein geringfügiges Verkanten des Bits im Inneren der Buchse zu einer unerwünschten Verlagerung der Drehachse kommen, so daß sich das in einen Schraubenkopf eingesetzte Bit aus diesem herausdrehen kann.

Um diesen jedem Praktiker bekannten Effekt abzumildern, sind auch Spannfutter auf dem Markt, bei denen zwei Kugeln verwendet werden, die auf gegenüberliegenden Seiten der Buchse angeordnet sind. Dadurch muß jedoch eine zusätzliche zweite Bohrung ausgeführt werden, die die Herstellung der Spannfutter zusätzlich verteuert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Spannfutter zu schaffen, bei dem auf die Verwendung von Kugeln als auf das Schaftende wirkendes Arretierorgan verzichtet werden kann .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Wandungsdurchbruch zur Aufnahme des Arretierorganes als quer zur Längsrichtung der Buchse ausgebildeter Wandungsschlitz und das Arretierorgan als im Wandungsschlitz der Buchse sitzendes Bogenstuck ausgebildet ist.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es zunächst nicht mehr erforderlich, eine Wandungsbohrung mit innenliegenden Tragschultern vorzusehen.

Zur Ausbildung des Wandungssschlitzes reicht es vielmehr aus, die Buchse quer zu ihrer Längsrichtung auf die gewünschte Tiefe einzusägen, wobei hier die Fertigungstoleranzen ohne nachteilige Wirkungen auf die Funktionsweise um ein Mehrfaches größer sein können. Die Breite des Wandungsschlitzes wird durch die Wahl eines entsprechenden Sägeblattes festgelegt, wobei die Schlitzbreite geringfügig größer als die maximale Breite des Bogenstückes ist.

Durch den quer verlaufenden Wandungsschlitz findet keine Minderung der zu übertragenden Drehmomente statt, da der Schlitz bei den üblichen Bitschäften relativ weit vorne in der Buchse ausgebildet sein kann und somit genügend große momentenüber- tragende Flächen zur Verfügung stehen.

Das verwendete Bogenstuck ist bzgl . seiner Krümmung und seiner Abmessungen so ausgebildet, daß es mit seinen endseitigen Stirnflächen ohne in die Buchse eingesetztem Bit auf den Schnittflächen des Wandungsschlitzes aufliegt und sein äußerer Umfang geringfügig unter dem äußeren Umfang der Buchse zu liegen kommt. Beim Einsetzen eines Bits drückt sich das Bogen- stück in radialer Richtung nach außen, wo es dann durch die Bewegung der Hülse gegen die Spannfläche angelegt wird, die das Bogenstuck wiederum gegen den Schaft bzw. dessen Eckaussparungen oder Eingriffsnuten drückt und diesen arretiert.

Bei einer vorteilhaften Ausbildung des Spannfutters ist die Hülse in Längsrichtung der Buchse gegen die Kraft einer Spiralfeder bewegbar. Der innere Durchmesser der Hülse weist eine die Spannfläche bildende konische Verjüngung auf, die sich unter der Wirkung der Federkraft selbsttätig gegen das Bogenstuck legt. Dadurch ist ein Endarretieren des eingesetzten Bits nur durch eine willensbetonte Verlagerung der Hülse möglich.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausbildung des erfindungsgemäßen Spannfutters kann auf die Verwendung einer Feder völlig verzichtet werden. Dazu ist die Hülse in Umfangsrichtung der Buchse verdrehbar und weist eine exzenterartige Querschnittsaufweitung ihres inneren Querschnittes auf. Durch ein entsprechendes Verdrehen der Hülse kommt diese Querschnittsaufweitung über dem Bogenstuck zu liegen, so daß dieses zurückweichen kann und ein Einsetzen bzw. Herausnehmen des Bits möglich ist.

Bei der Verwendung von Hülsen mit einer exzenterartigen Aufweitung des ansonsten kreisrunden Querschnittes kann die kreisrunde Hülseninnenfläche als Spannfläche dienen, da sich das Bogenstuck elastisch verformt bzw. aufweitet. Ein ungewolltes Verdrehen der Hülse in Richtung der Entarretierstel- lung, wie es bei Spannfuttern mit Kugeln vorkommt, ist somit nicht zu befürchten.

Um die bereits erwähnte radiale Verschiebbarkeit des Bogen- stückes zu ermöglichen, ist dieses vorzugsweise bzgl. seiner umfänglichen Länge etwas kleiner als die umfängliche Länge des Wandungsschlitzes .

Weiterhin kann das Bogenstuck teilkreisförmig ausgebildet sein, so daß es preiswert aus den aus Federstahl bestehenden Spannringen hergestellt werden kann und einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.

Die erfindungsgemäßen Spannfutter sind äußerst langlebig, da sich das verwendete Bogenstuck elastisch deformieren kann und eine Abnutzung praktisch nicht erfolgt. Auch die Fertigungstoleranzen bzgl. der auszubildenden Spannfläche sind im Gegensatz zu Spannfuttern mit Kugeln als Druckstück dadurch wesent- lieh unproblematischer einzuhalten.

Um eine besonders gute Arretier- bzw. Zentrierwirkung zu ermöglichen, liegt das Bogenstuck vorzugsweise in Zweipunktanlage der prismenartig zueinanderstehenden Flächen der Eck- aussparungen des Schaftendes bei einer C-Ausführung des Bits. Da die Länge des Bogenstückes bzw. des Wandungsschlitzes vorzugsweise so gewählt ist, daß das Bogenstuck mindestens zwei Kanten des Schaftendes übergreift, ergibt sich eine hervorragende Arretier- und Zentrierwirkung in der Buchse.

Im Gegensatz zu einer C-Ausführung liegt das Bogenstuck bei einer E-Ausführung in Linien- oder Flächenanlage an der umlaufenden Eingriffsnut des Schaftendes.

Das erfindungsgemäße Spannfutter kann daher für alle handelsüblichen Bits, selbstverständlich auch für solche ohne Eingriffsnut oder Eckaussparungen, verwendet werden.

Die Buchse weist im übrigen zur Festlegung der Höhenlage des Schaftendes vorzugsweise einen inneren Permanentmagneten auf, dessen Magnetkraft sich über das Bit auf den Schraubenkopf überträgt, der dann in losem Zustand nicht mehr vom Bit abfällt.

Mittels einer über die Aufnahme hinausgehenden mittigen Bohrung kann das erfindungsgemäße Spannfutter auch für Werkzeugeinsätze verwendet werden, wie sie z. B. aus dem deutschen Gebrauchsmuster 295 01 859.3 bekannt sind. Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und wird im nachfolgenden anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Spannfutter mit konischer Spannfläche,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Spannfutter gem. Fig. 1 in Richtung I-I,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Spannfutter, dessen Spannhülse eine exzenterartige Querschnittsaufweitung aufweist und

Fig. 4 einen Schnitt durch die Spannhülse gem. Fig. 3.

Bei dem in Zeichnungsfigur 1 dargestellten Spannfutter 1 ist auf eine Buchse 2 zur Aufnahme des Schaftendes 3 eines Schraubendreherbits 4 eine in Umfangsrichtung und begrenzt in Längs- richtung bewegbare Hülse 5 aufgesetzt. Die innere Aufnahme 6 der Buchse 2 entspricht mit ihrer Querschnittsfläche dem Querschnitt des Schaftes 3, der als Sechskant ausgebildet ist.

In der Wandung 7 der Buchse 2 ist ein quer zur Längsrichtung des Spannfutters 1 verlaufender Schlitz 8 ausgebildet, in den ein teilkreisförmiges Bogenstuck 9 eingesetzt ist. Das Bogenstuck 9 weist einen kreisförmigen Querschnitt auf und ist bzgl . seiner Kreisbogenlänge bzw. Krümmung so gewählt, daß es bei nicht eingesetztem Schraubendreherbit 4 nicht in die Auf- nähme 6 der Buchse 2 fallen kann.

Bei eingesetztem Schraubendreherbit 4 wird das Bogenstuck 9 in radialer Richtung nach außen gedrückt und kommt mit seinem äußeren Umfang 10 zur Anlage gegen die keilförmig verlaufende Spannfläche 11, die im Inneren der Hülse 5 ausgebildet ist. Wenn die Hülse 5 gegen die Kraft der Feder 12, die als spiralförmige Druckfeder ausgebildet ist, nach oben geschoben wird, kann das Bogenstuck 9 aufgrund der konisch sich verjüngenden inneren Querschnittsfläche 11 nach außen zurückweichen, so daß es nicht mehr auf das Schaftende 3 einwirkt und somit den Schraubendreherbit 4 freigibt.

Die Druckfeder 12 ist in einer umlaufenden Federnut 13 angeordnet, die durch eine obere Schulter 14 und eine untere Schulter 15 begrenzt ist.

Oberhalb der konischen Fläche 11 ist im Inneren der Hülse 5 eine weitere umlaufende Schulter 16 ausgebildet, gegen die die Feder 12 anliegt und so die Hülse 5 selbsttätig nach unten in die in der Figur dargestellte Position drückt, in der das Bogenstuck 9 auf das Schaftende 3 bzw. dessen Eckaussparungen einwirkt .

Ein weiteres Verschieben der Hülse 5 nach unten ist ausgeschlossen, da die Feder 12 in der dargestellten Position mit ihrer unteren Windung gleichzeitig auch gegen die Schulter 15 anliegt und somit ein weiteres Aufspreizen der Feder 12 ver- hindert wird.

Durch einen in eine Nut 17 eingelegten Sicherungsring 18, der z. B. als O-Ring oder Sprengring ausgebildet ist, wird die Hülse 5 zusätzlich gesichert.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Schnittdarstellung wird verdeutlicht, wie das Bogenstuck 9 unter Wirkung der Spannfläche 11 in die Eckaussparungen des Schaftendes 3 des Schraubendreherbits 4 eingreift.

Das Bogenstuck 9 hat bzgl. des Schaftendes 3 in der dargestellten Position eine arretierende Wirkung hat, da es in zwei benachbarte Eckaussparungen des Schaftendes 3 eingreift.

Bei dem Spannfutter 19 gem. Fig. 3 kann auf die Verwendung einer Feder verzichtet werden. Bei diesem Spannfutter 19 weist nämlich die Spannhülse 20, die ansonsten einen kreisrunden Querschnitt aufweist, eine exzenterförmige Querschnittsaufwei- tung 21 auf. Wird die in Umfangsrichtung des Spannfutters 19 verdrehbare Spannhülse 20 mit ihrer Querschnittsaufweitung 21 über die äußere Umfangsflache des Bogenstücks 22 gedreht, kann dieses radial nach außen zurückweichen, so daß das Schaftende 3 entarretiert ist und aus der Aufnahme der Buchse 23 herausgenommen werden kann. Im übrigen entspricht die Arretierwirkung des Bogenstücks 22 bzw. dessen Abmessungen dem Bogenstuck 9 gem. Fig. 1 und 2.

Die Ausbildung des inneren Querschnittes der Spannhülse 20 ist in Fig. 4 dargestellt.

Spannfutter mit Bogenstuck

Bezuσszeichenliste

Spannfutter Buchse Schaftende Schraubendreherbit Hülse, Spannhülse Aufnahme Wandung Schlitz Bogenstuck Außenumfang Spannfläche Feder Federnut obere Schulter untere Schulter Schulter Nut Sicherungsring Spannfutter Spannhülse Querschnittsaufweitung Bogenstuck Buchse

Claims

Spannfutter mit BogenstuckPatentansprüche

1. Spannfutter für Schaftenden von Werkzeugeinsatzstücken, insbesondere von sechskantigen Schraubendreherbits mit schaftseitigen Eckaussparungen oder umlaufenden Eingriffsnuten, mit einer das Schaftende aufnehmenden Buchse, deren innerer Querschnitt dem Querschnitt des Schaftendes entspricht und mindestens einem auf das Schaftende durch die Bewegung einer auf der Buchse sitzenden Hülse einwirkenden, begrenzt bewegbarem Arretierorgan, das in einem Wandungsdurchbruch der Buchse angeordnet ist, wobei die Hülse in Längs- und/oder Umfangsrichtung der Buchse bewegbar und mit mindestens einer Spannfläche gegen das Arretierorgan zu dessen Einwirkung auf das Schaftende anlegbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Wandungsdurchbruch zur Aufnahme des Arretierorgans als quer zur Längsrichtung der Buchse (2, 23) ausgebildeter Schlitz (8) und das Arretierorgan als im Schlitz (8) der Buchse (2, 23) sitzendes Bogenstuck (9, 22) ausgebildet ist.

2. Spannfutter nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t, daß die Hülse (5) in Längsrichtung der

Buchse (2) gegen die Kraft einer Spiralfeder (12) begrenzt bewegbar ist und sich der innere Durchmesser der Hülse (5) über mindestens einen Teilbereich ihrer Längserstreckung zur Bildung der Spannfläche (11) konisch verjüngt, wobei sich die Spannfläche (11) unter der Wirkung der Federkraft der Spiralfeder (12) selbsttätig gegen das Bogenstuck (9) anlegt.

3. Spannfutter nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t, daß die in Umfangsrichtung der Buchse

(23) bewegbare Spannhülse (20) mindestens eine exzenterartige Querschnittsauf eitung (21) ihres inneren Querschnittes aufweist, die ein Zurückweichen des Bogenstückes (22) ermöglicht.

4. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die umfäng- liehe Länge des Schlitzes (8) größer als die Bogenlänge des Bogenstückes (9, 22) ist.

5. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Bogenlän- ge des Bogenstückes (9, 22) derart gewählt ist, daß es mindestens zwei Eckkanten des Schaftendes (3) übergreift.

6. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Bogen- stück (9, 22) teilkreisförmig ausgebildet ist.

7. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Bogenstuck (9, 22) aus Federstahl besteht.

8. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Bogenstuck (9, 22) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.

9. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Bogenstuck (9, 22) in Zweipunktanlage zu den prismenartig zueinander stehenden Flächen der Eckaussparungen des Schaftendes (3) liegt.

10. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Bogenstuck (9, 22) in Linien- oder Flächenanlage liegt an der umlaufenden Eingriffsnut des Schaftendes.

11. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß im Inneren der Buchse ein die Höhenlage des Werkzeugeinsatzstückes bzw. des Schaftendes festlegender Permanentmagnet vorgesehen ist.

12. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Buchse eine über die Aufnahme (6) hinausgehende, gegenüber der Aufnahme (6) querschnittsverengte mittige Bohrung aufweist .