DE3434112C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein schlüsselloses, schlag- und hammer­ bohrfestes Bohrfutter, mit einem Aufnahmeteil, in einer Füh­ rungshülse verschiebbar und kippfest zwangsgeführten Spann­ backen sowie einem gegenüber dem Aufnahmeteil drehbaren, sich in axialer Richtung an diesem abstützenden Spannkörper, wobei die Führungshülse auf dem Aufnahmeteil axial beweglich und über die im Aufnahmeteil axial fest und drehfest, aber radial verschieblich zwangsgeführten Spannbacken drehfest gelagert ist und der Spannkörper schraubend mit der Füh­ rungshülse zusammenwirkt.

Ein entsprechendes Bohrfutter ist aus der DE-AS 26 39 214 bekannt. Dabei erfolgt das Verstellen der Spannbacken über ein Ge­ winde. Nach dem Einstellen der Spannbacken auf einen be­ stimmten Schaftdurchmesser eines Werkzeuges können die Spann­ backen mittels einer nach dem Prinzip der hydraulischen Presse funktionierenden Einrichtung nachgespannt werden. Diese Ein­ richtung ist sehr aufwendig und außerdem aufgrund möglicher Leckverluste an Hydraulikflüssigkeit auch störungsanfällig.

Ein weiteres aus der DE-OS 22 22 075 bekanntes, schlüsselloses Bohr­ futter, weist in einer Führungshülse verschiebbare Spann­ backen sowie einen auf einem Aufnahmeteil drehbar gelager­ ten, sich in axialer Richtung an diesem abstützenden Spann­ körper auf. Das Verstellen und Festspannen der Spannbacken erfolgt über dasselbe Gewinde. Ein Nachspannen des Bohr­ futters mit einem erhöhten Übersetzungsverhältnis ist nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ohne Bohrfutter­ schlüssel betätigbares Bohrfutter zu schaffen, das mit ge­ ringer Handkraft eine gegenüber den bekannten Bohrfuttern erhöhte, während des Betriebes konstant bleibende Spannkraft für das zu spannende Werkzeug ermöglicht.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Spannkörper radiale Fenster aufweist, in denen je ein Druckelement gelagert ist und sich abstützt, und daß ein auf dem Aufnahmeteil gelagerter, mit den Druckelementen so zusammenwirkender Spannring vorgesehen ist, daß bei dessen Betätigung die Druckelemente in den Fenstern des Spannkör­ pers radial nach innen und gegen die Kegelfläche einer fest mit dem Aufnahmeteil verbundenen Kegelscheibe geführt wer­ den.

Nach dem Lösen des Spannringes können somit die Spannbacken mittels eines relativ groben Gewindes rasch auf den ge­ wünschten Durchmesser eingestellt werden. Das Festspannen des Werkzeuges erfolgt dagegen über die Kegelfläche der Kegelscheibe mit einem wesentlich größeren Übersetzungs­ verhältnis.

Ist die Kegelscheibe mit äquidistant über die Kegelfläche verteilten radialen Einsenkungen versehen, deren Zahl der Anzahl von Druckelementen oder einem Vielfachen davon entspricht, so ergibt sich durch den Eingriff der Druck­ elemente in die Einsenkungen eine Verriegelung des Bohr­ futters, so daß die eingestellte Spannkraft unter allen Ein­ satzbedingungen erhalten bleibt.

Der Spannring kann mit einem Innenkonus versehen sein und gleichzeitig schraubend mit dem Aufnahmeteil zusammenwirken.

Bei einer anderen Ausführungsform ist der Spannring auf dem Aufnahmeteil schwimmend gelagert und weist an seinem Innen­ konus Gewindebahnen auf, in die je ein Druckelement ein­ greift.

Bei einer weiteren Ausführungsform weist der drehbar aber axial fest auf dem Aufnahmeteil gelagerte Spannring an seiner Stirnseite eine Spiralverzahnung auf, die mit einer komplementär ausgebildeten Verzahnung an den Druckelementen kämmt; die Druckelemente werden durch Verdrehen des Spannrings in den Fenstern des Spannkörpers radial nach innen oder außen geführt, wobei sie in bzw. außer Eingriff mit der Kegelscheibe kommen.

Zur weiteren Sicherung und Begrenzung der Spannkraft des Bohrfutters ist eine axial verschiebliche Sicherungshülse vorgesehen, mit der der Spannkörper und der Spannring dreh­ fest miteinander gekoppelt werden können.

Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 ein schlüsselloses Bohrfutter mit Selbsthemmung,

Fig. 2 ein schlüsselloses Bohrfutter mit Sicherungshülse,

Fig. 3 eine Modifikation des in Fig. 1 gezeigten Bohrfutters,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines Bohrfutters,

Fig. 5 einen Querschnitt des Bohrfutters von Fig. 1, 2, u. 3 auf Höhe der Linie A-A,

Fig. 6 eine teils geschnittene, teils perspektivische Seitenansicht einer Kegelscheibe, sowie

Fig. 7 u. 8 eine Draufsicht bzw. einen Ausschnitt einer Seitenansicht eines Flügeltellers zur Abweisung von Bohrgut.

Das in Fig. 1 dargestellte Bohrfutter weist einen zentralen Aufnahmeteil 1 auf, der an seinem vorderen Ende 2 Führungen 3 besitzt, in denen Spannbacken 4 drehfest gehalten und schräg verschieblich geführt sind.

Die Spannbacken 4 sind außerdem in rechteckigen, in der Führungshülse 5 ausgebildeten Führungsnuten 6 verschiebbar und kippfest zwangsgeführt, so, daß zwischen dem Aufnahme­ teil 1 und der Führungshülse 5 über die Spannbacken 4 eine drehfeste Verbindung besteht.

Die Führungshülse 5 ist über einen Führungsring 5′, der durch das Sicherungsblech 30 und den Sicherungsring 31 in fester Stellung innerhalb der Führungshülse gehalten wird und gleichzeitig als Anschlag dient, auf dem Aufnahmeteil 1 axial verschieblich gelagert.

Im zylindrischen Teil der Führungshülse 5 ist ein Außen­ gewinde 7 ausgebildet, das mit einem komplementär gestal­ teten Innengewinde 8 eines Spannkörpers 9 schraubend zusam­ menwirkt.

Der Spannkörper 9 ist über einen Lagerring 10, der sich an einer Schulter 32 des Aufnahmeteils 1 abstützt, sowie über seinen hinteren Abschnitt 11 drehbar auf dem Aufnahmeteil 1 gelagert.

In axialer Richtung wird die Bewegung des Spannkörpers 9 auf dem Aufnahmeteil 1 einerseits durch einen Sicherungsring 12 und andererseits durch eine Kegelscheibe 13 sowie ein sich an dem Lagerring 10 abstützendes Axiallager 14, das gegebe­ nenfalls auch in Wegfall kommen kann, begrenzt.

In dem hinteren Teil 11 des Spannkörpers 9 sind radiale Fenster 15 ausgebildet (vgl. auch Fig. 5), in denen Kugeln 16 gelagert sind.

Die Kugeln 16 werden durch eine Schlingfeder 17 nach außen gegen den Innenkonus 18 einer Spannhülse 19 gedrückt, die über ein Innengewinde 20 mit dem Außengewinde 21 eines Kupplungsringes 22, der fest mit dem Aufnahmeteil 1 verbun­ den ist, schraubend zusammenwirkt.

Bei entsprechender Verdrehung des Spannrings 19 über das angespritzte Kunststoffhandrad 33 gegenüber dem Spannkörper 9 schraubt sich der Spannring 19 auf dem Kupplungsring 22, der fest mit dem Aufnahmeteil 1 verbunden ist, gegen die Kugeln 16 vor, wobei diese über den Innenkonus 18 in den Fenstern 15 radial nach innen und gegen die Kugelfläche 13′ der Kugelscheibe 13 gedrückt werden und mit dieser in Eingriff kommen.

Da sich die Kugeln 16 außerdem in den Fenstern 15 an dem hinteren Teil 11 des Spannkörpers 9 abstützen, wird dieser, wenn die Kugeln 16 durch den Innenkonus 18 des Spannrings 19 radial nach innen und gegen die Kegelfläche 13′ geführt werden, durch den Abstützeffekt in axialer Richtung auf dem Aufnahmeteil 1 nach hinten bewegt, wobei die über das Gewin­ de 7, 8 mit dem Spannkörper 9 verbundene Führungshülse 5 auf das Aufnahmeteil 1 zu bewegt wird. Gleichzeitig werden dabei die sich in axialer Richtung an dem Aufnahmeteil 1 abstüt­ zenden Spannbacken 4 durch die Führungsbahnen 6 in der Führungshülse 5 weiter zusammengeführt, wodurch eine Spannkraftverstärkung erfolgt.

Die Kugeln 16 sind bei dem Spannvorgang in Einsenkungen 13′ der Kegelscheibe 13 gelaufen, die sie nicht mehr verlassen können, solange sie von dem Spannring 19 in dieser Stellung gehalten werden. Diese Spannkraftverriegelung wird erst wieder aufgehoben, wenn der Spannring 19 durch Zurückdrehen in seine hintere Endstellung gebracht worden ist, und die von der Schlingfeder 17 beaufschlagten Kugeln 16 außer Ein­ griff mit der Kegelscheibe 13 gekommen sind.

Das in Fig. 2 dargestellte Bohrfutter entspricht in seinem konstruktiven Aufbau dem in Zusammenhang mit Fig. 1 be­ schriebenen Bohrfutter.

Es ist jedoch eine zusätzliche Sicherung vorgesehen, die in Form eines Sicherungsrings 25 anstelle des Handrades 33 tritt. Dazu ist der Spannring 19 an seiner Außenseite mit einer Längsverzahnung 23 versehen, die mit einer komple­ mentär ausgebildeten Innenverzahnung 24 der Sicherungshülse 25 kämmt. Diese Sicherungshülse 25 ist auf dem Spannring 19 mit zwei Raststellungen 26 und 27 axial verschiebbar derart geführt, daß in der Raststellung 26 ein Eingriff einer Innenverzahnung 28 an der Sicherungshülse 25 in die Außen­ verzahnung 29 des Spannkörpers 9 erfolgt, wodurch eine dreh­ feste Kopplung des Spannrings 19 mit dem Spannkörper 9 entsteht. Das Bohrfutter ist dadurch verriegelt.

In der anderen Raststellung 27 sind die Verzahnungen 29 des Spannkörpers 9 und 28 der Sicherungshülse 25 außer Eingriff, so daß die Sicherungshülse 25 zusammen mit dem Spannring 19 gegenüber dem Spannkörper 9 und damit auch gegenüber dem Aufnahmeteil 1 verdreht werden kann.

Durch Zurückdrehen des Spannrings 19 in seine Ausgangsstel­ lung an dem Kupplungsring 22 wird die Spannkraftverriege­ lung, wie in Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, wieder aufgehoben, so daß ein eingespannter Bohrer durch eine entsprechende Verdrehung des Spannkörpers 9 gegenüber dem Aufnahmeteil 1 und damit der Führungshülse 5, wobei sich die Spannbacken 4 öffnen, wieder ausgespannt werden kann.

Das in Fig. 3 dargestellte Bohrfutter stimmt in Konstruktion und Aufbau mit dem in Zusammenhang mit Fig. 2 beschriebenen Bohrfutter überein, mit dem einzigen Unterschied, daß der Spannring 19 schwimmend auf dem mit dem Aufnahmeteil 1 fest verbundenen Kupplungsring 22 gelagert ist und dafür an seinem Innenkonus 18 Gewindebahnen 35 aufweist, in denen die Kugeln 16 laufen.

Bi einer entsprechenden Verdrehung des Spannrings 19 laufen die Kugeln 16 in den helixförmig gewundenen Gewindebahnen, wobei der Spannring 19 nach vorne geführt und die Kugeln 16 dadurch in den Fenstern 15 radial nach innen gegen die Kegelscheibe 13 gedrückt werden. Hierbei wird der gleiche, wie in Zusammenhang mit Fig. 1 und 2 beschriebene Nach­ spanneffekt erreicht.

Bei einer vierten Ausführungsform (Fig. 4) eines schlüssel­ losen Bohrfutters ist der Spannring 19 mit einer stirnseiti­ gen Spiralverzahnung 36 versehen, mit der eine komplementär an Druckstücken 37 ausgebildete Verzahnung 38 kämmt.

Bei entsprechender Verdrehung des Spannrings werden die Druckstücke 37, die von dem Fenster 15 in dem Spannkörper 9 zu etwa zwei Dritteln so umfaßt werden, daß das Gewinde 38 freiliegt und in Eingriff mit dem Gewinde 36 des Spannrings 19 kommt, ebenfalls radial nach innen geführt, wobei sie auf die Kegelfläche 13′ der Kegelscheibe 13 auflaufen. Dabei er­ folgt wiederum eine, wie vorstehend beschriebene, Nachspan­ nung, weil sich die Druckstücke 37 sowohl in dem Fenster 15 als auch an der Kegelscheibe 13 abstützen.

Die zusätzliche Sicherung der eingestellten Spannkraft wird wiederum mittels einer Sicherungshülse 25 bewirkt, die in einer an dem Spannkörper 9 ausgebildeten Längsverzahnung 23 mit ihrer Längsverzahnung 24 axial verschieblich ist. Die Rastungen 26 und 27 sind an den Umfang des Spannkörpers 9 verlegt.

In der Raststellung 26 steht die Innenverzahnung 28 an dem Sicherungsring 25 in Eingriff mit der Außenverzahnung 29 des Spannringes 19. Die dadurch bewirkte drehfeste Kopplung des Spannrings 19 mit dem Spannkörper 9 sichert die eingestellte Spannkraft. In der Raststellung 27 ist die drehfeste Kopplung aufgehoben und die Spannkraft kann durch Verdrehen des Spannrings 19 gegenüber dem Spannkörper 9 verändert wer­ den.

Bei allen in Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 4 beschriebenen schlüssellosen Bohrfuttern erfolgt die Spannkraftverstärkung mittels einer Kraftübersetzung an mindestens einer schrägen Ebene in Form einer Keglescheibe 13.

Diese Kegelscheibe 13 übernimmt dabei gleichzeitig die Funktion der Arretierung der an dem Bohrfutter eingestellten Spannkraft, weil die in die Einsenkungen 13′ eingelaufenen Druckelemente 16; 37, solange sie durch den Spannring 19 blockiert sind, die Einsenkungen nicht verlassen können.

Die Einsenkungen 13′ sind äquidistant über die Kegelfläche verteilt; ihre Anzahl entspricht der Anzahl von Druckelemen­ ten oder einem Vielfachen davon.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Kegelscheibe stoßen die Einsenkungen 13′ am Umfang der Kegelscheibe aneinander, wobei sie zwischen sich einen Grat bilden. Auf diese Weise wird erreicht, daß das Druckelement 16; 37 immer in eine der Einsenkungen läuft.

Um das nach vorne offene Gewinde 7, 8 zwischen der Füh­ rungshülse 5 und dem Spannkörper 9 gegen eindringendes Bohrgut zu schützen, ist an der Führungshülse vorzugsweise in einer Ringnut 39 ein Flügelteller 40 befestigt (vgl. Fig. 7 u. 8), der mehrere Flügel 41 besitzt, die zusammen mit dem Teller dafür sorgen, daß, insbesondere beim Über-Kopf- Bohren, kein Bohrgut in das Gewinde 7, 8 eindringt.

Die bei den Zeichnungen 1 und 2 mit 42, 43 und 44 bezeichne­ ten Teile sind maschinenseitige Elemente, an denen das Bohrfutter befestigt wird, die im übrigen aber mit der Funktion des Bohrfutters nichts zu tun haben.

Der Spannvorgang eines Bohrers läuft bei einem Bohrfutter entsprechend den Zeichnungen 2 bis 4 derart ab, daß zunächst die Sicherungshülse 25 in ihre Ausgangsstellung 27 auf dem Bohrfutter gebracht wird, bei der die drehfeste Kopplung des Spannkörpers 9 mit dem Spannring 19 aufgehoben ist.

Der weitere Ablauf gilt im folgenden auch für das Bohrfutter nach Fig. 1.

Durch entsprechendes Verdrehen des jetzt frei drehbaren Spannrings 19 können die Kugeln 16 unter der Wirkung der Schlingfeder 17 in dem Fenster 15 radial nach außen wandern.

Die Kugeln 16 kommen dabei außer Eingriff mit den Einsenkun­ gen 13′ der Kegelscheibe 13.

Das gleiche gilt auch für die Druckelemente 37 des Bohr­ futters von Fig. 4.

Damit ist sowohl die zuvor eingestellte Spannkraftver­ stärkung als auch die drehfeste Verbindung des Spannkörpers 9 mit dem Aufnahmeteil 1 und damit der Führungshülse 5 auf­ gehoben.

Der Spannkörper 9 kann daher gegenüber der Führungshülse 5 verdreht werden, wobei diese aufgrund des kämmenden Gewindes 7, 8 vor- oder zurückgeschraubt wird.

Da die Spannbacken 4 durch das Aufnahmeteil 1 in axialer Richtung fixiert sind, öffnen oder schließen sich die Spannbacken je nach Drehrichtung des Spannkörpers 9.

Sind die Spannbacken 4 zur Aufnahme eines Bohrers aus­ reichend geöffnet, werden nach Einführung des Bohrers die Spannbacken 4 durch entsprechendes Verdrehen des Spannkörpers 9 gegenüber dem Aufnahmeteil 1 an den Bohrer angelegt und vorgespannt.

Eine Spannkraftverstärkung erfolgt nun in der Weise, daß der Spannring 19 (die Sicherungshülse 25 befindet sich dabei in ihrer hinteren Ausraststellung 27) gegenüber dem Aufnahme­ teil 1 so verdreht wird, daß die Kugeln 16 bzw. das Druckstück 37 in dem Fenster 15 des Spannkörpers 9 radial nach innen und gegen die Kegelfläche 13′ der Kegelscheibe 13 geführt werden, dabei den Spannkörper 9 über das Aufnahme­ teil 1 mit der Führungshülse 5 drehfest verriegeln und wei­ terhin durch den an der Kegelscheibe 13 erfolgenden Ab­ stützeffekt den Spannkörper 9 und damit die Führungshülse 5 auf dem Aufnahmeteil 1 in axialer Richtung nach hinten führen, welche Bewegung über die Spannbacken 4 in eine Spannkraftverstärkung umgesetzt wird.

Bei den Ausführungen eines Bohrfutters nach den Fig. 2 bis 4 wird diese Spannkraftverstärkung durch die Sicherungshülse 25 fixiert, indem diese in ihre Raststellung 26 gebracht wird, bei der eine drehfeste Kopplung des Spannrings 19 mit dem Spannkörper 9 erfolgt.

Das Ausspannen eines Bohrers erfolgt in genau umgekehrter Reihenfolge.

Claims (7)

1. Schlüsselloses, schlag- und hammerbohrfestes Bohrfutter, mit einem Aufnahmeteil (1), in einer Führungshülse (5) verschiebbar und kippfest zwangsgeführten Spannbacken (4) sowie einem gegenüber dem Aufnahmeteil (1) dreh­ baren, sich in axialer Richtung an diesem abstützenden Spannkörper (9), wobei die Führungshülse (5) auf dem Aufnahmeteil (1) axial beweglich und über die im Auf­ nahmeteil (1) axial fest und drehfest, aber radial ver­ schieblich zwangsgeführten Spannbacken (4) drehfest gelagert ist und der Spannkörper (9) schraubend mit der Führungshülse (5) zusammenwirkt, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Spannkörper (9) radiale Fenster (15) aufweist, in denen je ein Druck­ element (16, 37) gelagert ist und sich abstützt, und daß ein auf dem Aufnahmeteil (1) gelagerter, mit den Druckelementen (16, 37) so zusammenwirkender Spannring (19) vorgesehen ist, daß bei dessen Betätigung die Druckelemente (16, 37) in den Fenstern (15) des Spann­ körpers (9) radial nach innen und gegen die Kegelfläche (13′) einer fest mit dem Aufnahmeteil (1) verbundenen Kegelscheibe (13) geführt werden.

2. Bohrfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelscheibe (13) mit äquidistant über die Kegelfläche ver­ teilten, aneinanderstoßenden radialen Einsenkungen (13′) versehen ist.

3. Bohrfutter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Einsenkungen (13′) der Anzahl der Druckelemente (16; 37) entspricht oder ein Vielfaches davon ist.

4. Bohrfutter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (19) einen Innenkonus (18) aufweist und mit dem Aufnahmeteil (1) schraubend zusammenwirkt.

5. Bohrfutter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (19) auf dem Aufnahmeteil (1) schwimmend gelagert ist, und daß an dem Innenkonus (18) des Spannrings (19) Gewindebahnen (35) ausgebildet sind, in die je eine Kugel (16) eingreift.

6. Bohrfutter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (19) an seiner Stirnseite eine Spiralver­ zahnung (36) aufweist, mit der eine komplementäre Verzahnung (38) der Druckelemente (37) kämmt.

7. Bohrfutter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer axial verschieblichen Sicherungshülse (25) der Spannkörper (9) und der Spannring (19) drehfest mitein­ ander gekoppelt werden können.