DE2847927C2

DE2847927C2 - Spannfutter, insbesondere Bohrfutter

Info

Publication number: DE2847927C2
Application number: DE2847927A
Authority: DE
Inventors: Günter Horst 7927 Sontheim Röhm
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-11-04
Filing date: 1978-11-04
Publication date: 1986-10-16
Also published as: IT1119238B; FR2440799B1; CH640443A5; NL186227B; NL7907225A; JPS5570506A; NL186227C; FR2440799A1; GB2034210A; IT7969033A0; JPS6150722B2; DE2847927A1; US4272087A; GB2034210B

Description

3 4

müssen daher genügend tief in den Zahnkranz eingrei- stift gewährleistet

fen können, damit sich eine zuverlässige Sperrung er- Auch die Ausbildung und Betätigung des Mitnehmers

gibt und Oberbeanspruchungen der empfindlichen JCan- kann auf verschiedene Weise erfolgen. Eine sehr einfa-

tenbereiche vermieden werden. Im übrigen besitzen die ehe und daher im Rahmen der Erfindung besonders be-

Sperrstifte jeweils eine Schulter, mit der sie in Richtung 5 vorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet,

ihres Eingriffs in den Zahnkranz an einem Ringflansch daß der Mitnehmer längs einer zur Futterächse koaxja-

eines die Löseeinrichtung bildenden Löserings anschla- len Kreisbahn verstellbar geführt ist, in die die Stirnflä-

gen, der an der Spannhülse drehbar und dabei axial ehe des Sperrstiftes hineinragt. Zweckmäßig ist dazu

verstellbar gelagert ist, so daß durch entsprechende Ee- der Mitnehmer durch das Ende einer vom Sperrstift

tätigung des Löseringes alle Sperrstifte gleichzeitig aus io durchgriffenen Ausnehmung in einem koaxial um die

ihrem Eingriff im Zahnkranz zurückgestellt werden Futterachse drehbaren, auf der Seite der Verzahnung

können. des Zahnkranzes liegenden Lösering gebildet Wird der

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Spann- Lösering gedreht, verstellt sich der Mitnehmer längs der

futter der eingangs genannten Art so auszubilden, daß erwähnten Kreisbahn. Bei Verdrehung des Löseringes

trotz einfachen konstruktiven Aufbaus die Spannhülse 15 im Sinne einer Entsperrung des Futters drückt daher

und der Futterkörper mit nur wenigen Sperrstiften oder der Mitnehmer, d. h. das ihn bildende Ende d.er Ausneh-

mit sogar nur einem einzigen Sperrstift dennoch in dicht mung des Löseringes, in gleicher Weise auf die Stirnflä-

aufeinander folgenden Drehstellungen gegeneinander ehe des Sperrstiftes wie eine der dieser Stirnfläche anlie-

fixiert werden können. genden und den Sperrstift gegen die Feder zurückdrük-

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch ge- 20 kenden Zahnflanken des Zahnkranzes. Djes ist unmittel-

löst, daß der Sperrstift mit seiner Längsachse etwa tan- bar ein Ergebnis der durch die Erfindung geschaffenen

gential zur Futterachse im Futterkörper geführt und der Möglichkeit den Sperrstift trotz feiner Zahnteilung des

Zahnkranz an der Spannhülse angeordnet ist, so daß der Zahnkranzes mit verhältnismäßig großem Durphmesser

Sperrstift auf den Futterkörper bezogen, von· innen auszustatten, so daß die Stirnfläche des Sperrstiftes von

nach außen in die an der inneren Umfangsfläche des 25 der Verzahnung einerseits bis in die Bahn des Mitneh-

Zahnkranzes angeordnete Verzahnung drückt, daß die mers am Lösering andererseits reicht. Im übrigen kann

Sperrfläche des Sperrstiftes von seiner Umfangsfläche der Lösering in einer oder mehreren vorgegebenen

gebildet ist, und daß die Löseeinrichtung einen den Drehstellungen einrastbar sein, wozu entsprechende

Sperrstift in eine aus dem Eingriff am Zahnkranz gelöste Rasteinrichtungen zwischen dem Lösering und dem

Stellung bewegenden Mitnehmer aufweist. 30 Futterkörper vorgesehen sein können, wie dies aus der

Der durch die Erfindung erreichte technische Fort- DE-OS 28 06 797 an sich bekannt ist. Diese Raststeflunschritt besteht im wesentlichen darin, daß die Zahntei- gen verhindern, daß sich unter der Wirkung von im lung und Zahntiefe des Zahnkranzes sehr fein, der Zahn- Betrieb etwa aufbauenden Vibrationen der Lösering abstand also sehr klein gewählt werden kann, dennoch selbsttätig verdreht und eine Verstellung des Sperrstifein sicherer Eingriff des Sperrstiftes mit seiner im we- 35 tes in die entsperrte, d. h. nipht mehr mit dem Zahnkranz sentlichen rechtwinkligen Kante zwischen der Stirnflä- in Eingriff stehende Stellung ermöglicht,
ehe und der Umfangsfläche in die Verzahnung auch Im folgenden wird die Erfindung an einem in der dann gewährleistet ist, wenn der Sperrstift selbst großen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erQuerschnitt, also gerade in Sperrichtung hohe Festig- läutert; es zeigt

keit besitzt, da in Sperrichtung die Zahnflanken der Um- 40 F i g. 1 einen Axialschnitt durch ein Bohrfutter nach

fangsfläche des Sperrstiftes anliegen und ihn in erster der Erfindung,

Linie auf Scherung über seinen gesamten Querschnitt F i g. 2 einen Schnitt in Richtung IMI durch das Futter

beanspruchen. In der dem Spannen des Futters entspre- nach F i g. 1.

chenden Drehrichtung dagegen kann der Sperrstift dem Das in der Zeichnung dargestellte Bohrfutter bestellt

Druck der ihm an seiner Stirnfläche anliegenden Zahn- 45 aus einem Futterkörper 1 mit einer Aufnahme 2 für die

flanke gegen die Feder ohne weiteres ausweichen und nicht dargestellte Antriebsspindel einer Bohrmaschine,

so die Drehung des Zahnkranzes ermöglichen. Die Ent- Im Futterkörper 1 sind Spannbacken 3 angeordnet, die

sperrung des Futters, also das Verschieben des Sperr- in einer vom Futterkörper gebildete¹))' Honischen Füh-

sliftes in seine aus der Verzahnung völlig gelöste Stel- rung zum Spannen und Lösen des ebenfalls nicht ge-

lung, ist durch den Mitnehmer besonders einfach zu 50 zeigten Bohrwerkzeuges verstellbar sincj, was durch

bewerkstelligen. Die Wirkungsrichtung des Sperrstiftes Verdrehen der koaxial und drehbar arn Futterkörper 1

von innen nach außen empfiehlt sich außer aus Platz- gelagerten Spannhülse 4 in im einzelnen riich,t darge-

gründen besonders auch unter dem Gesichtspunkt, daß stellter, weil vielfach bekannter Weise erfolgt. Die

dann bei schnell laufendem Spannfutter die Fliehkraft Spannhülse 4 besitzt für ihre Verdrehung mittels eines

des Sperrstiftes in derselben Richtung wie die Feder 55 nicht gezeigten Spannschlüssels eine Außenverzahnung

wirkt, den Sperrstift also noch zusätzlich in die Verzah- 5, in die der mit einem Führungszapfen in die Führüngs-

nung des Zahnkranzes drückt. öffnung 6 des Futterkörpers 1 eingesteckte Schlüssel

Im einzelnen kann die Erfindung auf verschiedene mit einem Ritzel eingreift Zwischen dem Futterkörper Weise verwirklicht werden. In bevorzugter Ausfüh- 1 und der Spannhülse 4 ist eine Feststelleinrichtung vor·: rungsform sind die Stirnfläche des Sperrstiftes und die 60 gesehen, die bei im Betrieb des Spannfutters unter Um-Zahnflanken ebene Flächen, wobei die Zahnwinkel so ständen auftretenden Vibrationen verhindert, daß sich gewählt sind, daß die Normale der an der Stirnfläche des das Spannfutter selbsttätig löst. Dazu besteht die Fest-Sperrstiftes zur Anlage kommenden Zahnflanke im we- stelleinrichtung aus einem zur Futterachse 7 koaxialen sentlichen parallel zur Längsachse des Sperrstiftes, die Zahnkranz 8 einerseits und einem unter der Kraft einer Normale der jeweils anderen, also an der Umfangsflä- 65 Feder 9 in den Zahnkranz Seingreifenden Sperrstift 10 ehe des Sperrstiftes zur Anlage kommenden Zahnflan- andererseits. Diese Feststelleinrichtung sperrt den Futke, senkrecht dazu gerichtet ist. Dadurch wird eine opti- terkörper 1 und die Spannhülse 4 gegen Relativdrehunmale Anlage der jeweils beiden Zahnflanken am Sperr- gen im Sinne eines Lösens der Spannbacken, (Pfeil 12 in

F i g. 2), läßt aber Relativdrehungen im entgegengesetzten Sinne eines Spannens des Futters unbehindert. Durch eine Löseeinrichtung, die an einem zur Futterachse 7 koaxial gelagerten drehbaren Lösering 13 vorgesehen Ist, kann der Sperrstift 10 von außen in eine mit dem Zahnkranz 8 nicht im Eingriff stehende Stellung verstellt werden, damit das Spannfutter, beispielsweise zum Werkzeugwechsel, geöffnet werden kann. Der Sperrstift 10 ist mit seiner Längsachse 10.1 etwa tangential zur Futterachse 7 angeordnet und in seiner Längsrichtung unter der Kraft: der Feder 9 im Futterkörper 1 verschiebbar geführt. Er greift mit einer am Stiftende von seiner Stirnfläche J0.2 und seiner Umfangsfläche 103 gebildeten Kante 10.4 in die innenseitige Verzahnung des an der Spannhülse 4 festen Zahnkranzes 8, und zwar im einzelnen derart, daß der Zahnkranz 8, gesehen in der dem Spannen des Futters entsprechenden dem Pfeil 12 also entgegengesetzten Drehrichtung mit einer jeweils vorderen Zahnflanke 8.1 der Stirnfläche 10.2 des Sperrstiftes 10, mit der rückwärtigen Zahnflanke 8.2 des in dieser Drehrichtung jeweils vorhergehenden Zahnes dagegen der Umfangsfläche 103 des Sperrstiftes 10 anliegt Der auf der Seite der Verzahnung des Zahnkranzes 8 liegende Lösering 13 besitzt eine Ausnehmung 14 für den Durchtritt des Sperrstiftes 10, ferner einen Mitnehmer 14.1, der bei Verdrehen des Löseringes 13 den Sperrstift 10 in seine aus dem Eingriff am Zahnkranz 8 gelösten Stellung bewegt Wie die Zeichnung erkennen läßt, sind die Stirnfläche 10.2 des Sperrstiftes 10 und die Zahnflanken 8.1,8.2 ebene Flächen, wobei die Normale, d. h. die zur jeweiligen Ebene Senkrechte, der an der Stirnfläche t02 des Sperrstiftes 10 zur Anlage kommenden Zahnflanke 8.1 im wesentlichen parallel zur Längsachse 10.1 des Sperrstiftes 10, die Normale der jeweils anderen Zahnflanke 8.2 senkrecht dazu gerichtet ist. Wird die Spannhülse 4 entgegen der Richtung des Pfeiles 12, d h. also im Sinne eines Spannens des Futters, gegenüber dem Futterkörper 1 bewegt, so drücken die Zahnflanken 8.1 den Sperrstift 10 gegen den Druck der Feder 9 im Futterkörper 1 nach innen, so daß im Ergebnis der Sperrstift 10 über die Zähne der Verzahnung rastet und das Verdrehen des Zahnkranzes 8 und damit der Spannhülse 4 nicht behindert. In entgegengesetzter Drehrichtung der Spannhülse 4 dagegen liegen die Zahnflanken 62 der Umfangsfläche 103 des Sperrstiftes 10 an. In dieser Richtung, also quer zu seiner Längsachse 10.1 kann der Sperrstift i0 nicht ausweichen, blockiert also den Zahnkranz 8 und mit ihm die Spannhülse 4. Dabei können der Zahnabstand und die Zahntiefe der Verzahnung des Zahnkranzes 8 klein sein, so daß die aufeinanderfolgenden gegenseitigen Drehstellungen, in welchen die Spannhülse 4 und der Futterkörper 1 gegenseitig fixiert werden können, entsprechend dicht aufeinanderfolgen. Jedoch kann der Querschnitt des Sperrstiftes 10 unabhängig von Zahnabstand und Zahntiefe des Zahnkranzes 8 groß gewählt werden, so daß die Querfestigkeit des Sperrstiftes 10 und damit seine die Spannhülse 4 blockierende Kraft entsprechend groß sind. Auch wenn der Sperrstift 10 lediglich mit seiner Kante 10.4 in der Verzahnung liegt, und die Verzahnung t>o bezüglich Zahnabstand und Zahntiefe sehr fein gehalten ist, bleiben die Flächenpressungen zwischen Verzahnung und Stift 10 gering, :;o daß bleibende Verformungen der Zähne oder der Stiftkante 10.4 in der Praxis auch bei vergleichsweise feingeteiltem Zahnkranz 8 nicht befürchtet werden brauchen.

Wegen der beschriebenen Anordnung des Sperrstiftes 10 im Futierkömer 1 und des Zahnkranzes 8 an der Spannhülse 4 wird erreicht, daß der Sperrstift 10 unter der Wirkung der Feder 9, bezogen auf den Futlerkörpei' 1, von innen nach außen in die an der inneren Umfangsfläche des Zahnkranzes 8 angeordnete Verzahnung drückt. Dreht sich daher das Spannfutter sehr schnell, erhöht die auf den Sperrstift 10 wirkende Fliehkraft lediglich die Kraft der Feder 9. Der mögliche große Durchmesser des Spen Stiftes 10 bietet im übrigen die in der Zeichnung dargestellte sehr vorteilhafte Ausführungsform, daß die Stirnfläche 10.2 des Sperrstiftes 10 bis in die Kreisbahn des am Lösering 13 vorgesehenen Mitnehmers 14.1 hineinragt, die dieser beim Drehen des Löseringes 13 beschreibt. Dieser Mitnehmer 14.1 wird dabei im Ausführungsbeispiel durch das Ende der Ausnehmung 14 des Löseringes 13 gebildet, so daß beim Verdrehen des Löseringes 13 zum Zwecke der Entsperrung des Futters das Ende 14.1 der Ausnehmung 14 auf die Stirnfläche 10.2 des Sperrstiftes 10 in gleicher* Weise wie die Zahnflanken 8.1 wirkt, also den Sperrslift 10 gegen die Wirkung der Feder 9 in den Futterkörper 1 eindrückt, so daß die Spannhülse 4 in jeder Richtung verdreht werden kann. Um dabei zu verhindern, daß unter im Betriebsfall möglicherweise auftretenden Vibrationen der Lösering 13 sich selbsttätig verdreht und den Sperrstift 10 betätigt, kann der Lösering 13 in einer oder mehreren vorgegebenen Drehstellungen cinrastbar sein. Dazu ist im Ausführungsbeispiel eine Rasteinrichtung 15 vorgesehen, die aus einer unter Federdruck 15.1 stehenden Rastkugel 152 besteht, die in eine entsprechende Rastaufnahme 13.1 des Löseringes 13 eingreift Die Kraft der die Rastkugel 15.2 beaufschlagenden Feder 15.1 ist so gewählt, daß ein Verdrehen des Löseringes 13 aus seiner Raststellung von Hand ohne weiteres möglich ist, ein selbsttätiges Verdrehen unter der Einwirkung von Vibrationen dagegen ausgeschlossen ist. Selbstverständlich können mehrere solche Rasteinrichtungen 15 oder Rastausnehmungen 13.1 vorgesehen sein, um je nach betrieblichen Erfordernissen dem Lösering 13 unterschiedliche Ausgangsstellungen ztl geben.

Wenn im übrigen in der Zeichnung auch nur ein mit Hilfe eines Spannschlüssels spannbares Bohrfutter dargestellt ist, so ist doch die Erfindung gleichermaßen auch für selbsttätig spannende oder nachspannende Futter geeignet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

.1 2

ρ _ , Die Erfindung betrifft ein Spannfutter, insbesondere ratentansprucne: Bohrfutter, mit einem Futterkörper, mit einer koaxial 1. Spannfutter, insbesondere Bohrfutter, mit ei- zum Futterkörper verdrehbaren Spannhülse, mit nem Futterkörper (1), mit einer koaxial zum Futter- Spannbacken, die zum Spannen und Lösen durch eine körper verdrehbaren Spannhülse (4), mit Spannbak- 5 Relativdrehung zwischen dem Futterkörper und der ken (3), die zum Spannen und Lösen durch eine ReIa- Spannhülse verstellbar sind, und mit einer zwischen dem tivdrehung zwischen dem Futterkörper (1) und der Futterkörper und der Spannhülse vorgesehenen Fest-Spannhülse (4) verstellbar sind, und mit einer zwi- Stelleinrichtung aus einem zur Futterachse koaxialen sehen dem Futterkörper (1) und der Spannhülse (4) Zahnkranz einerseits und einem in seiner Längsrichtung vorgesehenen Feststelleinrichtung aus einem zur io verschiebbar geführten Sperrstift andererseits, der un-Futterachse (7) koaxialen Zahnkranz (8) einerseits ter der Kraft einer Feder mit dem Stiftende derart in und einem in seiner Längsrichtung verschiebbar ge- den Zahnkranz eingreift, daß der Zahnkranz — geseführten Sperrstift (10) andererseits, der unter der hen in seiner dem Spannen des Futters entsprechenden Kraft einer Feder (9) mit dem Stiftende derart in den Drehrichtung — mit jeweils einer vorderen Zahnflanke Zahnkranz eingreift, daß der Zahnkranz (8) — gese- is einer Stirnfläche des Sperrstiftes, mit der rückwärtigen: hen in seiner dem Spannen des Futters entsprechen- Zahnflanke des jeweils vorhergehenden Zahnes einer den Drehrichtung, — mit jeweils einer vorderen Sperrfläche des Sperrstiftes anliegt, wobei der Sperrstift Zahnflanke (8.1) einer Stirnfläche (10.2) des Sperr- den Futterkörper und die Spannhülse gegen Relativdrestiftes (10), mit der rückwärtigen Zahnflanke (8.2) hungen im Sinne eines Lösens der Spannbacken sperrt, des jeweils vorhergehenden Zahnes einer Sperrflä- 20 Relativdrehungen im Sinne eines Spannens aber unbe* ehe des Sperrstiftes (10) anliegt, wobei der Sperrstift hindert läßt, und durch eine Löseeinrichtung von außen (10) den Futterkörper und die Spannhülse gegen Re- in eine mit dem Zahnkranz nicht im Eingriff stehende lativdrehungen im Sinne eines Lösens der Spannbak- Stellung verstellbar ist.

ken sperrt, Relativdrehungen im Sinne eines Span- Spannfutter dieser Art sind aus der nicht vorveröf-

nens aber unbehindert läßt, und durch eine Löseein- 25 fentlichten DE-OS 28 06 797 bekannt. Sie haben den

richtung von außen in eine mit dem Zahnkranz (8) Vorteil, daß ein unbeabsichtigtes Lösen des Futters, bei-

nicht im Eingriff stehende Stellung verstellbar ist, spielsweise durch Vibrationen während des Betriebes,

dadurch gekennzeichnet, daß der Sperr- von der Feststelleinrichtung mit Sicherheit verhindert

stift (10) mit seiner Längsachse (10.1) etwa tangential wird. Das gilt auch für sogenannte nachspannende Fut-

zur Futterachse (7) im Futterkörper (1) geführt und 30 ter, bei welchen die während der Bearbeitung am einge-

der Zahnkranz (8) an der Spannhülse (4) angeordnet spannten Werkzeug oder Werkstück auftretenden

ist, so daß der Sperrstift (10), auf den Futterkörper Kräfte zu einer selbsttätigen Nachspannung des Futters

(1) bezogen, von innen nach außen in die an der führen. Der durch diese Nachspannung jeweils erreichte

inneren Umfangsfläche des Zahnkranzes (8) ange- Spannzustand wird durch die Feststelleinrichtung

ordnete Verzahnung drückt, daß die Sperrfläche des 35 fixiert. Ein Lösen des Futters ist in jedem Fall erst nach

Sperrstiftes (10) von seiner Umfangsfläche (10.3) ge- Betätigung der Löseeinrichtung möglich,

bildet ist, und daß die Löseeinrichtung einen den Bei dem bekannten Spannfutter ist der Zahnkranz an

Sperrstift (10) in eine aus dem Eingriff am Zahnkranz einem am Futterkörper angesetzten Klemmring und

(8) gelöste Stellung bewegenden Mitnehmer (14.1) der Sperrstift zu mehreren achsenparallel zueinander

aufweist. 40 und zur Futterachse in der Spannhülse angeordnet, wo-
2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekenn- bei die Sperrstifte gleichmäßig über den Futterumfang zeichnet, daß die Stirnfläche (10.2) des Sperrstiftes verteilt sind und einen Abstand voneinander aufweisen, (10) und die Zahnflanken (8.1, 8.2) ebene Flächen der um einen Bruchteil eines Zahnabstands im Zahnsind, wobei die Zahnwinke! so gewählt sind, daß die kranz größer oder kleiner als ein Vielfaches dieses Normale der an der Stirnfläche (10.2) des Sperrstif- 45 Zahnabstandes ist. Durch das voneinander abweichende tes(10)zur Anlage kommenden Zahnflanke (8.1) im Teilungsverhältnis in der Anordnung der Zähne des wesentlichen parallel zur Längsachse (10.1) des Zahnkranzes einerseits und der Sperrstifte andererseits Sperrstiftes (10), die Normale der jeweils anderen liegen die Raststellungen, in welchen es zum sperrenden Zahnflanke (8.2) senkrecht dazu gerichtet ist. Eingriff wenigstens eines der Sperrstifte an einem der
3. Spannfutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 50 Zähne kommt, wesentlich dichter als der Zahnabstand gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (14.1) längs ei- des Zahnkranzes beträgt, und zwar um so dichter, je nerzur Futterachse (7) koaxialen Kreisbahn verstell- größer die Anzahl der Sperrstifte ist. Daher können bar geführt ist, in die die Stirnfläche (10.2) des Sperr- trotz dicht aufeinander folgender Raststellungen, wenn Stiftes (10) hineinragt. auch auf Kosten einer entsprechend großen Anzahl an
4. Spannfutter nach Anspruch 3, dadurch gekenn- 55 Sperrstiften, der Zahnabstand und damit die Zahngröße zeichnet, daß der Mitnehmer (14.1) durch das Ende selbst so groß gewählt werden, daß ausreichend große einer vom Sperrstift (10) durchgriffenen Ausneh- Flächen für die sperrende Anlage der Sperrstifte an den mung (14) in einem koaxial um die Futterachse (7) Zähnen zur Verfügung stehen. Die Zähne selbst sind im drehbaren, auf der Seite der Verzahnung des Zahn- wesentlichen sägezahnförmig ausgebildet, wobei die kranzes (8) liegenden Losering (13) gebüdei isi. t>o schräge vordere Zahnflanke jeweils an der entspre-
5. Spannfutter nach Anspruch 4, dadurch gekenn- chend schräg geneigten Stirnfläche des Sperrstiftes und zeichnet, daß der Lösering (13) in einer oder mehre- die zur Stift- bzw. Futterachse parallele steile hintere ren vorgegebenen Drehstellungen einrastbar ist, und Zahnflanke an der mit entsprechender Orientierung am daß dazu Rasteinrichtungen (15) zwischen dem Lö- Stiftende angearbeiteten Sperrfläche zur Anlage sering (13) und dem Futterkörper (1) vorgesehen 65 kommt. Im Ergebnis schließen die Sperrfläche und die sind. Stirnfläche jedes Sperrstiftes ebenso wie die beiden

Zahnflanken jedes Zahnes des Zahnkranzes jeweils miteinander eine spitzwinklige Kante ein. Die Sperrstifte