WO2014135637A1

WO2014135637A1 - Spann-vorrichtung

Info

Publication number: WO2014135637A1
Application number: PCT/EP2014/054349
Authority: WO
Inventors: Hans-Juergen Tuerk
Original assignee: Hans-Juergen Tuerk
Priority date: 2013-03-06
Filing date: 2014-03-06
Publication date: 2014-09-12
Also published as: DE202013103063U1; DE102013102204A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spann-Vorrichtung zur zentrischen Arretierung einer Welle oder eines rotationssymmetrischen Werkzeuges, insbesondere eines Dental- Bohrers, bestehend -aus einem Gehäuse, in das eine Aufnahmeöffnung eingearbeitet oder vorge- sehen ist, die eine Längsachse aufweist, -aus zwei zueinander beabstandeten Lagern, deren jeweilige Rotationsachse fluchtend zu der Längsachse der Aufnahmeöffnung ausgerichtet ist und die im montierten Zustand der Welle oder dem Werkzeug unmittelbar an dieser oder über eine Hülse mit anliegen und diese in radialer Richtung abstützen, -aus einem Antriebsring, der von einem Antriebsmitte in Rotation versetzbar ist und der in dem Gehäuse rotierbar gelagert ist, und -aus einer Kraftübertragungseinrichtung, die in trieblicher Wirkverbindung mit dem Antriebsring und der in die Aufnahmeöffnung eingesetzten Welle oder Werkzeug steht, wobei die Kraftübertragungseinrichtung aus mindestens einer konkav oder konvex gebogenen Tellerfeder gebildet ist, dass jede der Teller- federn eine zentrisch in diese eingearbeitete Durchgangsöffnung aufweist, de- ren Symmetrieachse fluchtend zu der Längsachse der Aufnahmeöffnung ver- läuft, dass jede der Tellerfedern in axialer Richtung der Längsachse in zwei Positionen überführbar ist, wobei der Innendurchmesser der Durchgangsöff- nung der ersten Tellerfeder in der ersten Position größer bemessen ist als der Innendurchmesser in der zweiten Spann-Position, und dass auf mindestens einer der Tellerfedern ein von außen zugängliches Druckstück einwirkt, durch das die Tellerfedern in eine der beiden Positionen bewegbar ist.

Description

Spann-Vorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spann-Vorrichtung zur zentrischen Arretierung einer Welle oder eines Werkzeuges, insbesondere eines Dental-Bohrers, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 .

Solche Spann-Vorrichtungen sind seit Jahrzehnten bekannt und werden erfolgreich genutzt, um ein Handarbeitsgerät mit einem Bohrer auszurüsten. Die Spann- Vorrichtung dient nämlich dazu, einen Dental-Bohrer aufzunehmen und zentrisch zu halten. Da es sich bei der Behandlung von menschlichen oder tierischen Zähnen um einen hochpräzisen Bearbeitungsvorgang handelt, ist es zwingend erforderlich, dass der Dental-Bohrer zentrisch in der Spanneinrichtung angebracht ist, um Unwuchten und sonstige Ungenauigkeiten auszuschließen, die nachfolgend zu Behandlungsfeh- lern des Zahnarztes führen können.

Zu diesem Zweck ist in ein Gehäuse der Spannvorrichtung eine Aufnahmeöffnung eingearbeitet, in die zwei zueinander beabstandete Wälz-Lager eingebaut sind. Die beiden Lager weisen eine Innen- und eine Außenschale auf, zwischen denen eine Vielzahl von Kugeln oder sonstigen Wälzkörpern angeordnet sind. Um den Lagersitz zur Aufnahme des Dental-Bohrers zu schaffen, ist eine Hülse vorgesehen, die zwischen den beiden inneren Lagerschalen angeordnet ist und in die der jeweilige Dental-Bohrer eingeschoben ist. Zwischen den beiden Lagern ist an dem Außenumfang der Hülse ein Antriebsring vorgesehen, der auf der Hülse lageorientiert gelagert ist. Der Antriebsring weist beispielsweise eine Vielzahl von Schaufeln auf, die mit Hilfe eines Antriebsmittels und einem gasförmigen Medium in Rotation versetzt sind.

Es hat sich als nachteilig erwiesen, eine solche konstruktive Ausgestaltung der Spannvorrichtung vorzunehmen, da die Hülse als Lagersitz zur Aufnahme und Ab- Stützung des Dental-Bohrers sowohl an der Außen- als auch an der Innenseite hochpräzise zu fertigen ist. Weder zwischen den inneren Lagerschalen und dem Außenumfang der Hülse noch zwischen der Innenseite der Hülse und dem Dental-Bohrer darf nämlich ein herstellungsbedingter Spiel vorhanden sein. Vielmehr ist die Hülse als Hochpräzisionsbauteil zu fertigen und in die Spanneinrichtung einzubauen. Die Hülse dient demnach als Lagersitz für den Dental-Bohrer und als Kraftübertragungseinrichtung, um die von dem Antriebsring zur Verfügung gestellte Rotation an den Dental-Bohrer zu übertragen, der mit der Hülse trieblich verbunden ist. Die Fertigung solcher Hülsen, die äußerst klein bauen, ist dabei sehr kosten- und arbeitsintensiv. Bereits geringe Herstellungsfehler führen zudem dazu, dass die Hülse unbrauchbar geworden ist. Darüber hinaus sind zwangsweise die Innenseiten der beiden inneren Lagerschalen hochpräzise zu fertigen, um nahezu keine herstellungsbedingte Toleranzen aufzuweisen, wodurch der gewünschte und benötigte La- gersitz der Hülse geschaffen ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Spann-Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, durch die zum einen gewährleistet ist, dass der aufzunehmende Dental-Bohrer, eine Welle oder ein sonstiges rotationsymmetrische Werkzeug zentrisch in dieser rotierbar gelagert sind und zum anderen soll die Fertigung des Lagersitzes möglichst mit geringen Herstellungskosten und einem geringen Zeitaufwand möglich sein.

Diese Aufgaben sind erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Patentanspruch 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Dadurch, dass die Kraftübertragungseinrichtung aus mindestens einer konkav oder konvex gebogenen Tellerfeder gebildet ist, dass jede der Tellerfedern eine zentrisch in diese eingearbeitete Durchgangsöffnung aufweist, deren Symmetrieachse fluchtend zu der Längsachse der Aufnahmeöffnung verläuft, dass jede der Tellerfedern in axialer Richtung der Längsachse in zwei Positionen überführbar ist, wobei der In- nendurchmesser der Durchgangsöffnung in der ersten Position größer bemessen ist als der Innendurchmesser in der zweiten Spann-Position, und dass auf mindestens einer der Tellerfedern ein von außen zugängliches Druckstück einwirkt, durch das die Tellerfedern in eine der beiden Positionen bewegbar ist, ist erreicht, dass die Spann- Vorrichtung auf kostengünstige Weise hergestellt werden kann, denn die zur Auf- nähme der Welle, des Werkzeuges bzw. des Dental-Bohrers vorgesehenen Bauteile, nämlich die beiden Lager, durch die die eingeführte Welle, Werkzeug bzw. Dental- Bohrer radial und drehbar abgestützt sind, können diese kostengünstig gefertigt werden. Die triebliche Wirkverbindung zwischen dem Antriebsring und der eingesetzten Welle, Werkzeug bzw. Dental-Bohrer wird durch die Positionsveränderung der ersten Tellerfeder bewirkt, so dass zum einen die Welle, das Werkzeug bzw. der Dental- Bohrer durch die Durchgangsöffnung der ersten Tellerfeder geschoben werden kann und in der zweiten Position der ersten Tellerfeder eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Tellerfeder und der Welle, dem Werkzeug bzw. dem Dental-Bohrer entsteht.

Da die beiden Tellerfedern gegenüberliegend zu dem Antriebsring fest an diesem angebracht sind, entsteht eine kompakte Baueinheit, die innerhalb des Gehäuses geringfügig axial bewegbar ist, denn die Tellerfedern können in verschiedene Bie- gungen oder Krümmungen überführt sein, wenn die manuell auf das Druckstück einwirkende Kraft die Vorspannkraft der zweiten Tellerfeder übersteigt. Sobald die von außen einwirkende manuelle Kraft nicht länger auf die zweite Tellerfeder einwirkt, wird durch diese die gesamte Baueinheit in die Ausgangsposition zurückgedrückt. Folglich entsteht zwischen dieser Baueinheit, nämlich den beiden Tellerfedern und dem Antriebsring sowie der Innenseite des Gehäuses kein Spiel und die Baueinheit liegt unter permanenter Vorspannung an dem Gehäuse an. Durch die Vorspannkräfte der beiden gegenläufig zueinander gekrümmten Tellerfedern wurden diese und der Antriebsring in axialer Richtung an dem Gehäuse bzw. an dem als Zwischengliedern vorgesehenen Lagern abgestützt.

Sobald die Welle, das Werkzeug bzw. der Dental-Bohrer in die Aufnahmeöffnung eingeschoben ist, wirkt dieser als Lagerbolzen, durch den sowohl die beiden Lager als auch die erste Tellerfeder und damit die mit dieser festverbundenen Bauteile, nämlich der Antriebsring und die zweite Tellerfeder gelagert sind. Die feste Verbin- dung zwischen der ersten Tellerfeder und dem Antriebsring wirkt dabei in radialer Richtung und ist als Loslager im mechanischen Sinne anzusehen.

Um den Einschiebeweg der Welle, des Werkzeuges bzw. des Dental-Bohrers innerhalb der Aufnahmeöffnung zu begrenzen und folglich eine definierte Einschubpositi- on festzulegen, ist die Aufnahmeöffnung als Sacklochbohrung ausgebildet oder diese ist mit Hilfe einer Platte, einer weiteren Tellerfeder oder dergleichen verschlossen, die dann eine Anschlagsfläche für die einzuführende Welle, das Werkzeug bzw. den Dental-Bohrer bilden.

Es ist auch vorstellbar, dass eine formschlüssige Wirkverbindung zwischen dem Antriebsring und der anzutreibenden Welle, dem Werkzeug bzw. dem Dental-Bohrer vorliegt. Zu diesem Zweck ist eine Außenverzahnung an der Welle, dem Werkzeug bzw. dem Dental-Bohrer vorzusehen, die im positionierten Zustand fluchtend zu dem Antriebsring verläuft, in dessen Innenseite eine damit korrespondierende Innenverzahnung eingearbeitet ist, so dass die Außenverzahnung und die Innenverzahnung ineinander greifen. Das Herausfallen der Welle, des Werkzeuges oder des Dental- Bohrers wird mit Hilfe der unter Vorspannung stehenden ersten Tellerfeder verhindert, denn diese hält die eingeführten Bauteile in axialer Richtung. Das von dem An- triebsring zur Verfügung gestellte Antriebsmoment wird folglich von der formschlüssigen Wirkverbindung zwischen der Innen- und Außenverzahnung übertragen, so dass höhere Drehmomente von dem Antriebsring auf die eingeführten Werkzeuge übertragen werden können. Die kraftschlüssige Wirkverbindung zwischen der ersten Tellerfeder und der Welle, dem Werkzeug bzw. dem Dental-Bohrer können bei entspre- chend hohen Widerstandskräften, die auf diese einwirken, überwunden werden, so dass die Welle, das Werkzeug bzw. der Dental-Bohrer durchrutschen und die Drehmomentübertragung zwischen der Tellerfeder und der Welle bzw. dem Werkzeug verloren geht. Solche erfindungsgemäße Spann-Vorrichtungen können auch in anderen Handarbeitsgeräten verwendet werden und als separates Montageteil oder als Bausatz ausgestaltet sein.

Sollte die Vorspannkraft in axialer Richtung durch die beiden Tellerfedern zu Be- Schädigungen an den Lagerinnenschalen führen, kann diese Vorspannkraft mittels einer Hülse unmittelbar an das Gehäuse übertragen werden. Die Hülse weist hierfür zwei umlaufende Freistücke auf, in denen einer der Tellerfedern eingesetzt ist und die freien Stirnseiten der Hülse liegen an der Innenwand des Gehäuses an oder die Hülse ist fest mit der Welle verbunden, so dass die Vorspannkräfte der Tellerfedern auf die Welle übertragen sind. Die Hülse ist dann drehfest mit einer Welle, einem Werkzeug bzw. Dental-Bohrer verbunden und die erste Tellerfeder umgreift die Hülse, so dass zwischen dieser und der Tellerfeder eine kraftschlüssige Wirkverbindung entsteht.

In der Zeichnung sind zwei erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele einer Spann- Vorrichtung dargestellt, die nachfolgend näher erläutert sind. Im Einzelnen zeigt:

Figur 1 eine Dentalbohrmaschine als Handarbeitsgerät, in dessen Kopf eine Spann-Vorrichtung zur Aufnahme einer Welle eingesetzt ist,

Figur 2 die Spann-Vorrichtung gemäß Figur 1 mit der in diese eingesetzten Welle, im Spannzustand,

Figur 2b die Spann-Vorrichtung gemäß Figur 2a, im entspannten Zustand, um die Welle aus dieser zu entnehmen oder einzusetzen,

Figur 3 die Spann-Vorrichtung gemäß Figur 2a, mit einem in diese eingesetzten Werkzeug,

Figur 4a eine Draufsicht auf die Spann-Vorrichtung gemäß Figur 2a, mit einer ersten Ausgestaltung zur Kraftübertragung zwischen einer ersten Tellerfeder und einem Antriebsring der Spann-Vorrichtung mit sechseckigem Übertragungsquerschnitt,

Figur 4b die Spann-Vorrichtung gemäß Figur 2a, mit einer zweiten Ausgestaltung zur Kraftübertragung zwischen einer ersten Tellerfeder und einem Antriebsring, die eine ovale Übertragungskontur aufweisen, und

Figur 5 eine Werkzeugmaschine mit einer Spann-Vorrichtung gemäß

Figur 2a, mit einer formschlüssigen Kraftübertragung zwischen einem Antriebsring und einer in die Spann-Vorrichtung eingesetzten Welle. In Figur 1 ist eine Werkzeugmaschine 41 in Form eines Dental-Bohrers als Handarbeitsgerät abgebildet, das beispielsweise als Werkzeug für einen Zahnarzt dient. Die Werkzeugmaschine 41 besteht aus einem Handgriff zur manuellen Halterung der Werkzeugmaschine 41 und aus einer Spann-Vorrichtung 1 , die zur zentrischen Aufnahme und Fixierung einer Welle 2 vorgesehen und integraler Bestandteil der Werkzeugmaschine 41 ist.

Mit der Spann-Vorrichtung 1 wirkt ein von außen zugängliches Druckstück 27 zu- sammen, das in Form eines Knopfes ausgestaltet ist, der axial geringfügig bewegbar ist und der auf die Spann-Vorrichtung 1 einwirkt, um die Welle 2, an deren freien Ende ein Dental-Bohrer 4 angearbeitet ist, aus der Spann-Vorrichtung 1 zu entfernen bzw. einzusetzen. In den Figuren 2a und 2b ist die Spann-Vorrichtung 1 im Spannzustand nach Figur 2a und im geöffneten Zustand nach Figur 2b zu entnehmen.

Die Spann-Vorrichtung 1 umfasst dabei ein Gehäuse 5, in das eine rotationssymmetrische Aufnahmeöffnung 6 eingearbeitet ist, zu der fluchtend das Druckstück 27 ver- läuft. Die Aufnahmeöffnung 6 bildet dabei eine Längsachse 7, die auch als Rotationsachse für die eingesetzte Welle 2 anzusehen ist.

Zur radialen Abstützung der einzuführenden Welle 2 sind zwei Wälzlager 8 und 9 vorgesehen, die zueinander beabstandet in dem Gehäuse 5 wahlweise fest oder schwimmend gelagert sind und die eine gemeinsame Rotationsachse 10 aufweisen, die fluchtend zu der Längsachse 7 verläuft. Die Lager 8 und 9 weisen einen inneren und einen äußeren Schalenring auf, zwischen denen eine Vielzahl von Wälzkörpern, beispielsweise Kugeln, angeordnet sind und in üblicherweise das Lager 8, 9 bilden. Der Innendurchmesser der inneren Lagerschalen 8 und 9 ist dabei an die Außenkon- tur der einzusetzenden Welle 2 angepasst, so dass zwischen diesen lediglich ein geringes Lagerspiel vorhanden ist.

Gemäß Figur 1 ist in der Werkzeugmaschine 41 ein Antriebsmittel 15 vorgesehen, beispielsweise ein Elektromotor, der elektrisch mit einer Stromquelle verbunden ist. Beim Ein- und Ausschalten der Werkzeugmaschine 41 wird demnach das Antriebsmittel 15 aktiviert oder abgeschaltet. Um die Kräfte bzw. Drehmomente des Antriebsmittels 15 auf die Welle 2 zu übertragen, ist in dem Gehäuse 5 ein Antriebsring 12 vorgesehen, an dessen Außenumfang eine Vielzahl von Schaufeln angeformt sind. Der Antriebsring 12 ist in dem Gehäuse 5 schwimmend gelagert.

Mit dem Antriebsring 12 ist eine erste Tellerfeder 22 trieblich verbunden. Der Antriebsring 12 und die Tellerfeder 22 bilden dabei eine Kraftübertragungseinrichtung 21 , denn die Tellerfeder 22 überträgt die von dem Antriebsring 12 aufgenommenen Drehmomente an die eingesetzte Welle 2, denn die Tellerfeder 22 ist kraftschlüssig mit diesem verbindbar.

Gegenüberliegend zu der ersten Tellerfeder 22 ist an dem Antriebsring 12 eine zweite Tellerfeder 23 vorgesehen, die lageorientiert an dem Antriebsring 12 gekoppelt ist. Das von außen zugängliche Druckstück 27 überträgt eine in Richtung der Längsachse 7 ausgerichtete Betätigungskraft auf die erste und zweite Tellerfeder 22, 23 sowie auf den Antriebsring 12. Dadurch wird gemäß Figur 2b im entspannten Zustand die zweite Tellerfeder 23 flach gedrückt und die erste Tellerfeder 22 entlastet. In die erste Tellerfeder 22 ist eine Durchgangsöffnung 24 eingearbeitet, deren Innendurch- messer in diesem entspannten Zustand etwas größer bemessen ist, als der Außendurchmesser der Welle 2, so dass die Welle 2 durch die erste Tellerfeder 22 hindurchgeschoben werden kann, wenn durch das Druckstück 27 die erste Tellerfeder 22 entlastet ist. Die beiden Tellerfedern 22 und 23 sind nämlich gegenläufig konkav bzw. konvex zueinander gekrümmt, so dass beim axialen Verschieben der ersten und zweiten Tellerfeder 22, 23 der Krümmungsradius der jeweiligen Tellerfeder 22, 23 gegenläufig zueinander verändert wird, wodurch auch der Innendurchmesser der ersten Tellerfeder 22 aufgeweitet oder verringert ist. Der Innendurchmesser der Durchgangsöffnung 24 kann demnach in zwei unterschiedliche Positionen durch die Krümmungsveränderung der ersten Tellerfeder 22 überführt sein.

Sobald die manuelle Betätigungskraft auf das Druckstück 27 nicht mehr einwirkt, drücken die vorgesehenen Schraubendruckfedern 28, die zwischen dem Gehäuse 5 und dem Druckstück 27 angeordnet sind, das Druckstück 27 in die Ausgangsposition und durch die größere Vorspannkraft der zweiten Tellerfeder 23 bewegen sich diese, der Antriebsring 12 und die erste Tellerfeder 22 in den Spannzustand, so dass der Innendurchmesser der Durchgangsöffnung 24 der ersten Tellerfeder 22 verkleinert ist und kraftschlüssig an dem Außenumfang der eingesetzten Welle 2 anliegt. Folglich ist dadurch die triebliche Wirkverbindung zwischen dem Antriebsring 12, der ersten Tellerfeder 22 und der Welle 2 hergestellt.

Auch in die zweite Tellerfeder 23 ist eine Durchgangsöffnung 24 eingearbeitet, deren Innendurchmesser wesentlich größer ausgestaltet ist, als der Außendurchmesser der Welle 2, so dass die Welle 2 unabhängig von der Krümmung der zweiten Tellerfeder 23 durch die Durchgangsöffnung 24 der zweiten Tellerfeder 23 hindurchgeschoben werden kann. Die zweite Tellerfeder 23 dient demnach zunächst dazu, gemeinsam mit dem Antriebsring 12 und der ersten Tellerfeder 22 eine gemeinsame kompakte Baueinheit zu bilden, die geringfügig axial verschiebbar in dem Gehäuse 5 gelagert ist. Ferner ist durch die zweite Tellerfeder 23 bei der axialen Verschiebung erreichbar, dass der Krümmungsradius der ersten Tellerfeder 22 veränderbar ist.

Sobald die Welle 2 in die Aufnahmeöffnung 6 eingeschoben ist, wirkt diese als La- gerbolzen für die erste und zweite Tellerfeder 22 und 23, den Antriebsring 12 sowie die beiden Lager 8 und 9.

Um die Position der Welle 2 bezogen auf das Gehäuse 5 exakt vorzugeben oder zu begrenzen, wird durch den Innenring die Innenschale des Lagers 8 für die Welle 2 ein Anschlag vorgegeben.

In Figur 3 ist zu gezeigt, dass an der Welle 2 eine Hülse 1 1 fest angebracht ist, um die von den beiden Tellerfedern 22, 23 erzeugten Vorspannkräfte aufzunehmen. Im Bereich der beiden Tellerfedern 22, 23 ist in dem Außenumfang der Hülse 1 1 jeweils ein umlaufender Freistich eingearbeitet, in denen die Tellerfedern 22 bzw. 23 eingesetzt sind. Folglich liegen die Tellerfedern 22 und 23 nicht mehr an den Innenschalen der Lager 8 und 9 an, sondern sind von diesem beabstandet, wodurch die Vorspannkräfte der Tellerfedern 22, 23 unmittelbar an die Hülse 1 1 übertragen sind. Der Spannzustand der Spann-Vorrichtung 1 sowie deren gelöster Zustand um die Welle 2 aus dem Gehäuse 5 einzusetzen bzw. herauszuziehen, ist in Figur 3 in zwei verschiedenartigen Ansichten dargestellt. Die Durchgangsöffnungen 24 der beiden Tellerfedern 22, 23 sind dabei an die Außenkontur der Hülse derart angepasst, dass im Spannzustand die Tellerfelder 22 kraftschlüssig mit der Hülse 1 1 verbunden ist und im gelösten Zustand die Hülse durch die Durchgangsöffnungen 24 der Tellerfedern 22, 23 geschoben werden kann.

Darüberhinaus kann der Antriebsring 12 und die Welle 2 auch mittels einer form- schlüssigen Wirkverbindung gekoppelt sein, wenn nämlich an dem Außenumfang der Welle 2 eine Außenverzahnung 32 und an den Antriebsring 12 eine Innenverzahnung 32 angearbeitet ist, die im eingesetzten Zustand der Welle 2 ineinandergreifen. Dies ist schematisch in Figur 5 abgebildet. Da insbesondere bei Werkzeugmaschinen 41 ein hohes Drehmoment ausbilden und erhebliche Kräfte auf die Welle 2 ein- wirken, wenn diese beispielsweise als Werkzeug 3 dient, ist es erforderliche, solche Drehmomente formschlüssig zu übertragen. Die erste Tellerfeder 22, die nach wie vor eine kraftschlüssige Wirkverbindung mit der eingeführten Welle 2 eingeht, fixiert die Welle 2 in Achsrichtung, so dass die Welle 2 nicht aus der Spann-Vorrichtung 1 herausrutschen oder herausfallen kann.

In den Figuren 4a und 4b sind die Übergangsbereiche zwischen dem Antriebsring 12 und den ersten Tellerfedern 22 zu entnehmen. In den Antriebsring 12 ist in dessen ersten Stirnseite 13 eine L- oder U-förmig ausgestaltete Aufnahmetasche 31 eingearbeitet, deren Innenkontur gemäß Figur 4a mehreckig oder gemäß Figur 4b oval ausgestaltet ist. Die Außenkontur der ersten Tellerfeder 22 ist an die Innenkontur des jeweiligen Antriebsringes 12 angepasst, so dass zwischen dem Antriebsring 12 und der ersten Tellerfeder 22 eine formschlüssige Wirkverbindung gebildet ist, durch die das von dem Antriebsring 12 aufgenommene Drehmoment an die Tellerfeder 22 ü- bertragen ist.

Die zweite Tellerfeder 23 kann in identischer Weise mit dem Antriebsring 12 auf der zweiten Stirnseite 14 verbunden sein. Um die Übertragung von Drehmomenten zwischen dem Antriebsmittel 15 und dem Antriebsring 12 nicht nur pneumatisch oder hydraulisch zu bewirken, ist der Antriebsring 12 mit einer umlaufenden Führungsnut versehen, in die ein Keilriemen eingesetzt ist. Der Keilriemen ist mit dem Antriebsmittel 15 trieblich verbunden und wird somit in Rotation versetzt, wodurch der Antriebsring 12 bewegt ist.

Claims

Patenta n sprü ch e :

Spann-Vorrichtung (1) zur zentrischen Arretierung einer Welle (2) oder eines rotationssymmetrischen Werkzeuges (3), insbesondere eines Dental-Bohrers (4), bestehend aus einem Gehäuse (5), in das eine Aufnahmeöffnung (6) eingearbeitet oder vorgesehen ist, die eine Längsachse (7) aufweist,

aus zwei zueinander beabstandeten Lagern (8, 9), deren jeweilige Rotationsachse (10) fluchtend zu der Längsachse (7) der Aufnahmeöffnung (6) ausgerichtet ist und die im montierten Zustand der Welle (2) oder dem Werkzeug (3) unmittelbar an dieser oder über eine Hülse (11) mit anliegen und diese in radialer Richtung abstützen,

aus einem Antriebsring (12), der von einem Antriebsmittel (15) in Rotation versetzbar ist und der in dem Gehäuse (5) rotierbar gelagert ist, und

aus einer Kraftübertragungseinrichtung (21), die in trieblicher Wirkverbindung mit dem Antriebsring (12) und der in die Aufnahmeöffnung (6) eingesetzten Welle (2) oder Werkzeug (3) steht, d ad u rch ge ken nze ich n et, dass die Kraftübertragungseinrichtung (21) aus mindestens einer konkav oder konvex gebogenen Tellerfeder (22, 23) gebildet ist, dass jede der Tellerfedern

(22, 23) eine zentrisch in diese eingearbeitete Durchgangsöffnung (24) aufweist, deren Symmetrieachse fluchtend zu der Längsachse (7) der Aufnahmeöffnung (6) verläuft, dass jede der Tellerfedern (22, 23) in axialer Richtung der Längsachse (7) in zwei Positionen überführbar ist, wobei der Innendurchmes- ser der Durchgangsöffnung (24) der ersten Tellerfeder (22) in der ersten Position größer bemessen ist als der Innendurchmesser in der zweiten Spann- Position, und dass auf mindestens einer der Tellerfedern (22, 23) ein von außen zugängliches Druckstück (27) einwirkt, durch das die Tellerfedern (22, 23) in eine der beiden Positionen bewegbar ist.

2. Spann-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (2) oder das Werkzeug (3) im montierten Zustand einen Lagerbolzen bilden, durch den der Antriebsring (12) und jede der Tellerfedern (22, 23) und die Lager (8, 9) in Richtung der Längsachse (7) abgestützt sind.

3. Spann-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass seitlich neben dem Antriebsring (12) jeweils mindestens eine der Tellerfedern (22, 23) angeordnet ist, dass eine der beiden Tellerfedern (23) eine größere Vorspannkraft aufweist als die Vorspannkraft der gegenüberliegenden Tellerfeder (22) und dass die beiden gegenüberliegenden Tellerfedern (22, 23) gegenläufig zueinander gekrümmt sind.

4. Spann-Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfeder (22, 23) und der Antriebsring (12) eine gemeinsame Baueinheit bilden, die im Gehäuse (5) geringfügig in axialer Richtung beweglich ist.

5. Spann-Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Tellerfedern (22) kraftschlüssig oder formschlüssig mit der in der Aufnahmeöffnung (6) des Gehäuses (5) eingesetzten Welle (2) oder Werkzeuges (3) gekoppelt ist und/oder dass die Welle (2) oder das Werkzeug (3) eine Außenverzahnung (32) aufweist, die im eingesetzten Zustand der Welle

(2) oder Werkzeuges (3) fluchtend zu dem Antriebsring (12) verläuft und dass in die Innenkontur des Antriebsringes (12) eine Innenverzahnung (33) eingearbeitet ist, die in die Außenverzahnung (32) der Welle (2) oder Werkzeuges

(3) eingreift.

6. Spann-Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser der Durchgangsöffnung (24) der jeweiligen Tellerfeder (22) an den Außenumfang der Welle (2) oder Werkzeuges (3) angepasst ist und dass die Tellerfedern (22) konvex und die gegenüberliegende Tellerfeder (23) konkav zueinander gebogen sind, derart, dass die gegenüberliegenden Tellerfeder (22, 23) eine vorgegebene Einspannkraft auf das Gehäuse (5), oder Lager (8, 9) oder Hülse (11) und den Antriebsring (12) ausüben.

7. Spann-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Welle (2) und den beiden Lagern (8, 9) die Hülse (11) angeordnet ist, deren Außenumfang unmittelbar an den inneren Schalen der Lager (8, 9) anliegt und in die die Welle (2) eingesetzt und in radialer Richtung und in Umfangsrichtung gehalten ist.

8. Spann-Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Tellerfedern (22) trieblich mit der Hülse (11) im eingesetzten Zustand der Welle (2) gekoppelt ist.

9. Spann-Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenumfang der jeweiligen Tellerfeder (22, 23) elliptisch, oval oder mehreckig ausgestaltet ist und dass in den Antriebsring (12) eine Aussparung (16) eingearbeitet ist, deren Innenkontur an die jeweilige Außenkontur der Tellerfeder (22, 23) angepasst ist, derart, dass die Tellerfeder (22, 23) mit dem Antriebsring (12) in Umfangsrichtung formschlüssig verbunden ist.

10. Spann-Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) die beiden Lager (8, 9), den Antriebsring (12) und jede der vorhand- denen Tellerfedern (22, 23) ummantelt und dass die Innenschale des Lagers (8) als Anschlag für die Welle (2) dient.

11.Spann-Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Tellerfedern (22, 23) an dem Antriebsring (12) mindestens radial geahlten ist und dass an dem Außenumfang des Antriebsringes (12) eine L- oder U-förmig ausgestaltete Aufnahmenut (18) angearbeitet ist, in die einer oder mehrere der Tellerfedern (22, 23) in Reihe bzw. paketweise angordnet sind.

12. Spann-Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Außenumfang des Antriebsringes (12) eine oder mehrere Schaufeln, eine umlaufende Führungsnut (20) oder eine Außenverzahnung vorgese- hen ist und dass der jeweilige Antriebsring (12) mit Hilfe von einem gasförmigen Medium, einem Fluid oder einem umlaufenden Riementrieb oder Zahnrad, vorzugsweise in Form von Kettengliedern oder eines Keilriemens, mit dem Antriebsmittel trieblich verbunden ist.

13. Spann-Vorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfedern (22, 23) an den Innenschalen der Lager (8, 9) anliegen oder in jeweils einem in einer Hülse (11) eingearbeiteten Freistich eingesetzt sind.

H.Werkzeugmaschine (41), die eine Spann-Vorrichtung (1) gemäß einem der vorgenannten Patentansprüche aufweist und die mittels eines Antriebsmittels (15) mit dem Antriebsring (12) der Spann-Vorrichtung (1) trieblich verbunden ist.