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Hintergrund der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft allgemein Futter zur Verwendung mit Bohrern oder
mit elektrischen oder pneumatischen kraftbetriebenen Antrieben.
Die Erfindung betrifft insbesondere ein Futter vom schlüssellosen
Typ, das manuell oder durch Betätigen des Antriebsmotors
festgezogen oder gelockert werden kann.
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Bekannt
sind sowohl manuelle wie auch elektrische oder pneumatische Werkzeugantriebe. Obwohl
Spiralbohrer die gängigsten Werkzeuge an derartigen Antrieben
sind, können die Werkzeuge auch Schraubenschlüssel,
Mutternschlüssel, Senker, montierte Schleifscheiben und
andere Schneide- oder Abschleifwerkzeuge umfassen. Da die Werkzeugschäfte
verschiedene Durchmesser aufweisen oder polygonal im Querschnitt
sein können, ist die Vorrichtung üblicherweise
mit einem Futter versehen, das in einem vergleichsweise weiten Bereich
einstellbar ist. Das Futter kann an dem Antrieb mittels einer Gewinde-
oder Kegelbohrung angebracht werden.
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Im
Stand der Technik ist eine Vielzahl von Futtern entwickelt worden.
Bei einem Schiefbackenfutter beinhaltet ein Futterkörper
drei Durchlässe, die annähernd 120° voneinander
angeordnet sind. Die Durchlässe sind derart ausgestaltet,
dass sich ihre Mittellinien an einem Punkt entlang der Futterachse vorderhalb
von dem Futter treffen. Die Durchlässe grenzen drei Backen
ein, die in den Durchlässen beweglich sind, um einen zylindrischen
oder polygonalen Werkzeugschaft zu greifen, der annähernd
entlang der Mittelachse des Futters versetzt wird. Das Futter beinhaltet
eine Mutter, die sich um die Mitte des Futters dreht und die mit
Windungen an den Backen derart in Eingriff ist, dass eine Drehung
der Mutter die Backen in jedwede Richtung innerhalb der Durchlässe
bewegt. Der Körper ist an dem Antriebsschaft eines Antriebes
angebracht und derart ausgestaltet, dass eine Drehung des Körpers in
einer Richtung in Bezug auf die Mutter die Backen in eine Greifbeziehung
mit dem Werkzeugschaft bringt, wohingegen eine Drehung in der entgegengesetzten
Richtung die Greifbeziehung freigibt. Das Futter kann schlüssellos
sein, wenn es manuell gedreht wird. Beispiele für derartige
Futter sind in den
US-Patenten 5,125,673 und
5,193,824 offenbart, die
gemeinsam an den vorliegenden Anmelder übertragen worden sind
und deren gesamte Offenbarungen hier durch Verweis mitaufgenommen
sind. Verschiedene Ausgestaltungen von schlüssellosen Futtern
sind aus dem Stand der Technik bekannt und bei einer Vielzahl von
Anwendungen wünschenswert.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung beruht auf den vorhergehenden Betrachtungen
sowie auf weiteren Konstruktionen und Verfahren aus dem Stand der Technik
und befasst sich mit diesen.
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Diese
und weitere Aufgaben werden durch ein Futter zur Verwendung mit
einem manuellen oder kraftbetriebenen Antrieb mit einer drehbaren
Antriebswelle gelöst. Das Futter beinhaltet einen im Allgemeinen
zylindrischen Körper, der aus Aluminium besteht und einen
Nasenabschnitt und einen Sockelabschnitt aufweist. Der Sockelabschnitt
ist derart ausgestaltet, dass er sich mit der Antriebswelle dreht, während
der Nasenabschnitt eine darin ausgebildete Axialbohrung aufweist.
Eine Mehrzahl von Backen ist beweglich in Bezug auf den Körper
in Verbindung mit der Axialbohrung angeordnet. Eine im Allgemeinen zylindrische
Hülse ist drehbar um den Körper in funktioneller
Verbindung mit den Backen derart montiert, dass eine Drehung der
Hülse in einer Schließrichtung die Backen hin
zu der Achse der Axialbohrung bewegt und eine Drehung der Hülse
in einer Öffnungsrichtung die Backen weg von der Achse
bewegt. Ein Lager weist eine erste Laufbahn benachbart zu dem Körper,
eine zweite Laufbahn benachbart zu der Hülse und wenigstens
ein Lagerelement, das zwischen der ersten Laufbahn und der zweiten
Laufbahn ist, auf. Von der ersten Laufbahn und der zweiten Laufbahn
die eine legt ein Gesperre fest, während von der ersten
Laufbahn und der zweiten Laufbahn die andere eine Klinke definiert
oder festlegt, die hin zu dem Gesperre vorgespannt ist. Das Gesperre
und die Klinke sind derart ausgestaltet, dass dann, wenn die Klinke
mit dem Gesperre in Eingriff ist, das Gesperre und die Klinke verhindern,
dass sich die zweite Laufbahn in der Öffnungsrichtung in
Bezug auf die erste Laufbahn dreht.
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Die
begleitende Zeichnung, die in der vorliegenden Druckschrift enthalten
ist und einen Teil derselben bildet, zeigt ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung und dient zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung
der Prinzipien der Erfindung.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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Eine
vollständige und umsetzungstaugliche Offenbarung der vorliegenden
Erfindung, beinhaltend eine für einen Durchschnittsfachmann
auf dem einschlägigen Gebiet optimale Ausführung
derselben, erfolgt insbesondere in der restlichen Beschreibung,
in der auf die begleitenden Zeichnung Bezug genommen wird, die sich
wie folgt zusammensetzt.
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1 ist
eine teilweise im Schnitt gegebene Längsansicht eines Futters
entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung.
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2 ist
eine Explosionsansicht des in 1 gezeigten
Futters.
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3 ist
eine Explosionsansicht des Lagers und der Mutter des in 1 gezeigten
Futters.
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4A ist
eine perspektivische Teilansicht der Hülse des in 1 gezeigten
Futters.
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4B ist
eine perspektivische Teilansicht des Lagers und der Hülse
des in 1 gezeigten Futters.
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4C ist
eine perspektivische Teilansicht des Lagers und der Hülse
des in 1 gezeigten Futters.
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5 ist
eine perspektivische Ansicht einer Futterbacke des in 1 gezeigten
Futters.
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6 ist
eine Explosionsansicht eines Futters entsprechend einem alternativen
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Die
wiederholte Verwendung von Bezugszeichen in der vorliegenden Beschreibung
und in der Zeichnung soll dieselben oder analoge Merkmale oder Elemente
der Erfindung bezeichnen.
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Detailbeschreibung bevorzugter
Ausführungsbeispiele
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Nachstehend
wird detailliert Bezug auf die derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiele
der Erfindung genommen, von der ein oder mehrere Beispiele in der
begleitenden Zeichnung dargestellt sind. Jedes Beispiel ist zur
Erläuterung der Erfindung und nicht zur Beschränkung
derselben angegeben. Es erschließt sich einem Fachmann
auf dem einschlägigen Gebiet, dass Änderungen
und Abwandlungen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können,
ohne vom Wesen oder Umfang derselben abzugehen. Insbesondere können
Merkmale, die als Teil eines Ausführungsbeispieles dargestellt
oder beschrieben sind, bei einem anderen Ausführungsbeispiel
verwendet werden, woraus sich wieder ein anderes Ausführungsbeispiel
ergibt. Es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung all
diese Änderungen und Abwandlungen beinhaltet, so sie in
den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche und
ihrer Äquivalente fallen.
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Wie
in 1 und 2 gezeigt ist, beinhaltet ein
Futter 10 einen Körper 14, eine Mutter 16,
eine vordere Hülse 18, ein Nasenstück 20 und
eine Mehrzahl von Backen 22. Der Körper 14 ist
der Form nach im Allgemeinen zylindrisch und umfasst eine Nase oder
einen vorderwärtigen Abschnitt 24 und einen Sockel
oder einen hinterwärtigen Abschnitt 26. Der Nasenabschnitt 24 weist
eine vordere Fläche 28 quer zur Längsmittelachse 30 des
Körpers 14 und eine verjüngte bzw. kegelartige
Oberfläche 32 an seinem vorderwärtigen
Ende auf. Der Nasenabschnitt legt eine Axialbohrung 34 fest,
die ein wenig größer als der größte
Werkzeugschaft, für dessen Aufnahme das Werkzeug ausgelegt
ist, bemessen ist. Eine Gewindebohrung 36 ist in dem Sockelabschnitt 26 ausgebildet
und weist eine Standardgröße derart auf, dass
sie auf die Antriebswelle eines kraftbetriebenen oder manuellen
Antriebes (nicht gezeigt) abgestimmt ist. Die Bohrungen 34, 36 können
in einem mittleren Bereich 38 des Körpers 14 verbunden
sein. Obwohl eine Gewindebohrung 36 dargestellt ist, kann
eine derartige Bohrung auch durch eine verjüngte bzw. kegelartige
Bohrung mit einer Standardgröße derart, dass sie
auf eine verjüngte bzw. kegelartige Antriebswelle abgestimmt
ist, ersetzt werden. Darüber hinaus kann der Körper 14 integral
mit der Antriebswelle ausgebildet sein.
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Der
Körper 14 legt drei Durchlässe 40 zur Aufnahme
von drei Backen 22 fest. Jede Backe ist von der benachbarten
Backe durch einen Bogen von annähernd 120° getrennt.
Die Achsen der Durchlässe 40 und der Backen 22 sind
in Bezug auf die Mittelachse 30 des Futters derart gewinkelt,
dass die Achse jedes Durchlasses durch die Axialbohrung 34 läuft und
die Achse 30 an einem gemeinsamen Punkt vorderhalb von
dem Körper des Futters schneidet. Die Backen bilden einen
Griff, der sich zum Greifen eines Werkzeuges radial hin zur Achse
des Futters und weg von dieser bewegt, wobei jede Backe 22 eine Werkzeugeingriffsfläche 42 aufweist,
die im Allgemeinen parallel zur Achse des Körpers 14 des
Futters ist. Windungen 44, die an der entgegengesetzten bzw.
gegenüberliegenden oder äußeren Oberfläche der
Backe ausgebildet sind, können auf beliebige geeignete
Art und mit beliebiger geeigneter Ganghöhe ausgestaltet
sein. Wie in 5 gezeigt ist, kann jede Backe 22 mit
Karbideinsätzen 112 ausgebildet sein, die in die
zugehörige Werkzeugeingriffsoberfläche eingepresst
sind.
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Wie
in 1 und 2 gezeigt ist, beinhaltet der
Körper 14 einen Schubring bzw. Axialring 46, der
bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel integral mit
dem Körper ausgebildet sein kann. Es ist jedoch einsichtig,
dass der Schubring 46 und der Körper 14 auch
getrennte Komponenten sein können. Der Schubring 46 beinhaltet
eine Mehrzahl von Backenführungen 48, die längs
des Umfanges hiervon ausgebildet sind, um ein Einrücken
der Backen 22 hierdurch zu ermöglichen, und umfasst
zudem einen Stufenabschnitt 50 zur Aufnahme einer nachstehend noch
beschriebenen Lageranordnung. Der Stufenabschnitt 50 beinhaltet
eine erste Oberfläche 47 und eine zweite Oberfläche 49.
Die erste Oberfläche 47 erstreckt sich radial
nach außen und ist senkrecht zur Längsmittelachse 30 des
Futterkörpers. Die zweite Oberfläche 49 erstreckt
sich axial entlang der Längsmittelachse 30 des
Futterkörpers sowie konzentrisch hierzu.
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Der
Körpersockelabschnitt 26 beinhaltet eine gerändelte
Oberfläche 54, die bei 55 eine optionale hintere
Hülse 12 in Presspassung aufnimmt. Die hintere
Hülse 12 kann auch durch Presspassung ohne Rändelung
unter Verwendung eines Schlüssels oder mittels Sicken,
Verkerben, Nieten oder Versehen mit einem Gewinde oder mittels eines
beliebigen anderen geeigneten Sicherungsmechanismus zurückgehalten
werden. Darüber hinaus kann das Futter auch mittels einer
einzelnen Hülse ohne hintere Hülse konzipiert
werden.
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Das
Nasenstück 20 hält die Mutter 16 gegen eine
Vorwärtsaxialbewegung zurück. Das Nasenstück
ist an den Körpernasenabschnitt 24 pressgepasst.
Es sollte jedoch einsichtig sein, dass andere Verfahren zur axialen
Sicherung der Mutter an den Körper ebenfalls verwendet
werden können. Die Mutter kann beispielsweise eine zweistückige
Mutter sein, die an dem Körper innerhalb einer Umfangsnut an
dem Außenumfang des Körpers gehalten ist. Das Nasenstück 20 kann
mit einer metallischen Nichteisenbeschichtung beschichtet sein,
um Rost zu verhindern und das äußere Erscheinungsbild
zu verbessern. Beispiele für geeignete Beschichtungen beinhalten
Zink oder Nickel, obwohl einsichtig sein sollte, dass auch eine
beliebige andere geeignete Beschichtung Verwendung finden kann.
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Die äußere
Umfangsoberfläche der vorderen Hülse 18 kann
gerändelt oder mit Längsrippen 77 oder
anderen Vorsprüngen versehen sein, um den Bediener in die
Lage zu versetzen, sie sicher zu greifen. Auf gleiche Weise kann
die Umfangsoberfläche der hinteren Hülse 12,
wenn sie eingesetzt wird, bei 79 gegebenenfalls gerändelt
oder gerippt sein.
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Die
vordere Hülse 18 ist gegen eine Bewegung in Vorwärtsaxialrichtung
durch eine ringförmige Schulter 91 an dem Nasenstück 20 gesichert.
Ein kegelstumpfförmiger Abschnitt 95 an dem hinterwärtigen
Abschnitt des Nasenstückes erleichtert die Bewegung der
Backen 22 innerhalb des Futters.
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Die
vorderen und hinteren Hülsen können geformt oder
auf andere Weise aus einem Strukturkunststoff hergestellt werden,
so beispielsweise aus Polycarbonat, einem gefüllten Polypropylen,
so beispielsweise aus einem glasgefüllten Polypropylen, oder einem
Gemisch aus strukturellen Kunststoffmaterialien. Andere Verbundmaterialien,
so beispielsweise graphitgefüllte Polymere, können
in bestimmten Umgebungen ebenfalls geeignet sein. Wie für
einen Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet einsichtig
ist, hängen die Materialien, für die das Futter der
vorliegenden Erfindung hergestellt wird, von der Endverwendung des
Futters ab, weshalb die obigen Materialien nur beispielhalber angegeben
sind.
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Die
Mutter 16 weist Windungen 56 auf, die auf die
Backenwindungen 44 abgestimmt sind. Die Mutter 16 ist
in dem Körper in Eingriff mit den Backenwindungen derart
positioniert, dass dann, wenn die Mutter in Bezug auf den Körper 14 gedreht
wird, die Backen in Abhängigkeit von der Drehrichtung der Mutter
ausrücken oder einrücken.
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Wie
in 3 gezeigt ist, beinhaltet die vorderwärtige
Axialfläche der Mutter Ausnehmungen 62, die jeweilige
Antriebsmitnehmer 64 (2) aufnehmen,
die sich von der inneren Oberfläche der vorderen Hülse 18 aus
erstrecken. Die Winkelbreite der Antriebsmitnehmer ist geringer
als diejenige der Ausnehmungen, was zu einem schmalen Bereich der
relativen Drehbewegung beispielsweise von 6° bis 10° zwischen
der Mutter und der vorderen Hülse führt.
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Die
Mutter 16 legt zudem eine Mehrzahl von Nuten fest, die
als Senken 68 längs des Außenumfanges
der Mutter ausgebildet sind. Die Senken 68 nehmen jeweilige
Fortsätze 70 auf, die sich vorderhalb von einer
inneren Laufbahn 72 einer Lageranordnung 74 aus
erstrecken. Der Eingriff der Fortsätze 70 und
der Senken 68 fixiert die innere Laufbahn drehend an der
Mutter, obwohl einsichtig sein sollte, dass auch eine leichte Drehtoleranz
zwischen beiden vorhanden sein kann.
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Die
innere Laufbahn 72 nimmt eine Mehrzahl von Lagerelementen,
in diesem Fall Lagerkugeln 76, auf, die zwischen ihr und
einer äußeren Laufbahn 78 angeordnet
sind, die an einer Schubringstufe 50 aufsitzt (1).
Die äußere Laufbahn 78 ist drehend an dem
Körper 14 mittels einer Mehrzahl von Fortsätzen 80 fixiert,
die sich von einem inneren Umfang 81 der äußeren
Laufbahn 78 aus nach innen erstrecken. Die Mehrzahl von
Fortsätzen 80 ist in entsprechenden Nuten 82 aufgenommen,
die durch die zweite Oberfläche 49 der Schubringstufe 50 festgelegt
sind.
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Die äußere
Laufbahn 78 weist zudem ein Gesperre auf. Bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel ist das Gesperre als Mehrzahl von sägezahnförmigen
Zähnen 84 ausgebildet, die längs der inneren
Umfangsoberfläche der äußeren Laufbahn angeordnet
sind. Eine erste Klinke 86 erstreckt sich von einer Seite
jedes Fortsatzes 70 aus und ist von der inneren Laufbahn
aus radial nach außen vorgespannt, sodass ein distales
Ende 88 jeder Klinke 86 hin zu dem Gesperre der äußeren
Laufbahn gedrängt wird.
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Jeder
Zahn 84 weist eine erste Seite mit einer Neigung von annähernd
90° auf. Die zweite Seite weist eine geringere Neigung
auf. Die Klinke 86 ist ablenkbar und/oder biegsam und im
Allgemeinen in Ausrichtung zur Neigung der zweiten Seite angeordnet.
Damit bewegt eine Drehung der inneren Laufbahn 72 in einer
Richtung 90 in Bezug auf die äußere Laufbahn 78 die
distalen Enden 88 der Klinke wiederholt über die
Zähne 84, was zu einem Klickgeräusch führt,
wenn die Enden 88 wieder auf die zweite Seite eines nachfolgenden
Zahnes fallen. Diese Ausgestaltung der Zähne 84 und
der Klinke 86 verhindert eine Drehung der inneren Laufbahn
in einer entgegengesetzten Richtung 92. Ein in dieser Richtung
erfolgendes Aufbringen einer Drehkraft auf die innere Laufbahn drängt
die distalen Enden 88 in die steil geneigten ersten Seiten
der Zähne 84. Da die Klinke 86 im Allgemeinen
senkrecht zu den ersten Seiten ist, biegt sie sich nicht nach innen,
um eine Drehung zu ermöglichen.
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Wie
nachstehend noch erläutert wird, entspricht die Richtung 90 der
Schließrichtung des Futters, während die Richtung 92 der Öffnungsrichtung des
Futters entspricht. Entsprechend ermöglichen dann, wenn
die Klinke 86 mit den Zähnen 84 des Gesperres
in Eingriff ist, die Zähne eine Bewegung der inneren Laufbahn
in der Schließrichtung des Futters, verhindern jedoch eine
Bewegung hiervon in der Öffnungsrichtung.
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Eine
zweite ablenkbare oder biegsame Klinke 94 erstreckt sich
von der anderen Seite jedes Fortsatzes 70 aus. Wie bei
den Klinken 86 ist jede Klinke 94 radial nach
außen vorgespannt. Im Gegensatz zu den Klinken 86 sind
die Klinken 94 jedoch nicht mit dem Gesperre der äußeren
Laufbahn in Eingriff.
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Die
Klinken 86 und 94 beinhalten Fortsätze 96, 98 an
ihren distalen Enden. Wie ebenfalls in 4A gezeigt
ist, legt eine innere Umfangsoberfläche der Hülse 18 erste
und zweite Ausnehmungen 100 und 102 fest. Während
der Betätigung des Futters ist jeder Fortsatz 98 in
einer dieser Ausnehmungen aufgenommen, und zwar in Abhängigkeit
von der Drehposition der Hülse in Bezug auf die Mutter,
wie nachstehend noch detaillierter erläutert wird. Die
Hülse legt zudem eine dritte Ausnehmung 104 und
eine Nockenoberfläche 106 fest. Ebenfalls in Abhängigkeit
von der Drehposition der Hülse wird jeder Fortsatz 96 entweder
von der Nockenoberfläche oder von der Ausnehmung 104 aufgenommen.
Die Hülse beinhaltet ein Paar von Ausnehmungen 100, 102 für
jeden Fortsatz 98 sowie eine Ausnehmung 104 und eine
Nockenoberfläche 106 für jeden Fortsatz 96.
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4C zeigt
die Anordnung der Klinken 86 und 94, wenn die
Hülse 18 in einer ersten von zwei Positionen in
Bezug auf die Mutter 16 (2) ist,
wohingegen 4B diese Komponente darstellt,
wenn die Hülse in einer zweiten Position in Bezug auf die Mutter
ist. Zur Erleichterung der Darstellung ist in beiden Figuren die
Mutter weggelassen. Wie in 2 und mit
Bezug auf die zweite Position der Hülse gemäß Darstellung
in 4B gezeigt ist, ist jeder Antriebsmitnehmer 64 gegen
eine oder benachbart zu einer Seite 108 des Spaltes 60,
in dem er aufgenommen ist, angeordnet. Jede von den Ausnehmungen 104 der
Hülse nimmt den Fortsatz 98 von einer der Klinken 94 auf,
wobei jede Ausnehmung 104 einen Fortsatz 96 von
einer der Klinken 86 aufnimmt. Entsprechend ist das distale
Ende 88 jeder Klinke 86 mit den Zähnen 84 des
Gesperres in Eingriff, wobei sich die innere Laufbahn 72 nur
in der Richtung 90 in Bezug auf die äußere
Laufbahn 78 drehen kann.
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Wie
in 4C gezeigt ist, bewegt sich dann, wenn sich die
innere Laufbahn 72 in der Öffnungsrichtung 92 in
Bezug auf die äußere Laufbahn bewegt, jeder Fortsatz 98 aus
seiner Ausnehmung 102 heraus und in eine Ausnehmung 100 hinein,
wie durch den Pfeil 108 angedeutet ist. Jeder Fortsatz 96 fährt
seine Ausnehmung 104 hinauf und aus dieser heraus auf seine
Nockenoberfläche 106, wie durch den Pfeil 110 angedeutet
ist. Wie durch den Pfeil 112 angedeutet ist, schiebt dies
jeden ablenkbaren oder biegsamen Fortsatz 86 radial nach
innen, wodurch der Eingriff der distalen Enden 88 mit den
Zähnen 84 des Gesperres gelöst wird.
Damit kann sich die innere Laufbahn in Bezug auf die äußere
Laufbahn frei drehen.
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Wie
nachstehend noch detaillierter beschrieben wird, bewegen sich dann,
wenn sich die Hülse 18 in der Richtung 92 derart
dreht, dass sich die innere Laufbahn von der in 4B gezeigten
Position in die in 4C gezeigte Position bewegt,
die Antriebsmitnehmer 64 innerhalb der Nuten 62 der
Mutter 16 (2) derart, dass jeder Antriebsmitnehmer
gegen eine Seite 110 der Nut oder unmittelbar benachbart zu
dieser ist.
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Bei
Betätigung nehmen, wie in 2, 3, 4B und 4C gezeigt
ist, die Nuten 62 der Mutter die Antriebsmitnehmer 64 auf,
wenn das Futter zwischen den vollständig geöffneten
und vollständig geschlossenen Positionen ist, sodass die
Antriebsmitnehmer benachbart zu den Nutseiten 110 sind.
Die innere Laufbahn 72 ist in Bezug auf die äußere
Laufbahn 78 derart angeordnet, dass die Fortsätze 96 und 98 von
der Nockenoberfläche 106 beziehungsweise der Ausnehmung 100 aufgenommen werden.
Dies bedeutet, dass die Hülse 18 in der ersten
Position in Bezug auf die Mutter ist. In diesem Zustand fixieren
die Fortsätze 98 und die Ausnehmungen 100 die
innere Laufbahn 72 an der Hülse 18 drehend.
Da die innere Laufbahn 72 drehend an der Mutter 16 mittels
der Fortsätze 70 und der Senken 68 fixiert
ist, treibt ein Bediener, der die Hülse 18 dreht, die
Mutter drehend durch die innere Laufbahn 72, damit hierdurch
die Backen geöffnet oder geschlossen werden. Dreht der
Bediener die Hülse/die innere Laufbahn des Lagers/die Mutter
in der Schließrichtung (in 3 durch
den Pfeil 90 angedeutet) bis zu demjenigen Punkt, an dem
die Backen einen Werkzeugschaft festziehen, so wird die Mutter nach
hinten die Backenwindungen hinaufgedrängt, wodurch die Backe
gegen die innere Laufbahn 72, die Lagerelemente 76,
die äußere Laufbahn 78 und den Schubring 46 gedreht
wird. Die Rückwärtskraft erzeugt eine Reibungsarretierung
zwischen der Mutter und der inneren Laufbahn 72, die die
beiden Komponenten weiter fixiert.
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Die
Verkeilung zwischen den Windungen der Mutter und den Windungen der
Backen setzt der Drehung der Mutter zunehmend einen Widerstand entgegen.
Setzt der Bediener die Drehung der Hülse 18 fort
und übersteigt der Widerstand den durch die Fortsätze 98 in
den Ausnehmungen 100 bereitgestellten Halt, so dreht sich
die Hülse 18 in Bezug auf die Mutter 16 und
die innere Laufbahn 72 des Lagers. Dies bewegt die Antriebsmitnehmer 64 von
den Seiten 110 der Nuten 62 zu den Seiten 108 und schiebt die
Fortsätze 98 aus den Ausnehmungen 100 in
die Ausnehmungen 102. Gleichzeitig drehen sich die Nockenoberflächen 106 weg
von den Fortsätzen 96, sodass die Fortsätze
in die Ausnehmungen 104 freigegeben werden, wodurch ein
Eingriff der distalen Enden 88 der Klinken 86 mit
den Zähnen 84 des Gesperres, wie in 4B gezeigt
ist, gegeben ist. An diesem Punkt ist die innere Laufbahn 72 und
daher die Mutter 16 drehend an der äußeren
Laufbahn 76 und daher dem Körper 14 gegen
eine Drehung in der Öffnungsrichtung des Futters arretiert.
Dies bedeutet, dass die Mutter drehend an dem Futterkörper
in der Öffnungsrichtung arretiert ist. Da die Drehung der Mutter
in Bezug auf den Körper notwendig ist, um das Futter zu öffnen,
verhindert dies ein unbeabsichtigtes Öffnen während
der Verwendung.
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Die
innere Laufbahn 72 und daher die Mutter 16 können
sich jedoch immer noch in Bezug auf die äußere
Laufbahn 78 und daher den Körper 14 in
der Schließrichtung des Futters drehen. Während
einer derartigen Drehung treibt die Hülse 18 die
Mutter 16 durch die Antriebsmitnehmer 64 gegen
die Nutseiten 108 wie auch durch die innere Laufbahn 72.
Dies setzt das Festziehen des Futters fort, und erzeugt, wie vorstehend
beschrieben worden ist, ein Klickgeräusch, das dem Bediener
mitteilt, dass das Futter in einer vollständig festgezogenen
Position ist.
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Zum Öffnen
des Futters dreht der Bediener die Hülse 18 in
der entgegengesetzten Richtung. Die Hülse 18 überträgt
dieses Drehmoment auf die innere Laufbahn 72 in Eingriff
mit den Fortsätzen 96 und 98 in den Ausnehmungen 104 beziehungsweise 102. Da
die Klinken 86 mit der äußeren Laufbahn 78 in Eingriff
sind, die drehend an dem Körper fixiert ist, und zwar durch
die Gesperrezähne, kann sich die innere Laufbahn nicht
mit der Hülse drehen. Daher bewegt sich bei Einwirken eines
ausreichenden Drehmomentes in der Öffnungsrichtung die
Hülse 18 in Bezug auf die innere Laufbahn und
die Mutter. Dies bewegt die Fortsätze 96 zurück
auf die Nockenoberflächen 106 hinauf, wodurch
der Eingriff der Klinken 86 mit den Gesperrezähnen 84 gelöst
wird. Die Fortsätze 98 bewegen sich aus den Ausnehmungen 102 in
die Ausnehmungen 100, und die Antriebsmitnehmer 64 bewegen
sich von den Seiten 108 zu den Seiten 110 der
Nuten 62. Damit bewegt sich die Nut in ihre erste Position
in Bezug auf die Mutter, wie in 4C gezeigt
ist, und die innere Laufbahn und die Mutter können sich
in Bezug auf die äußere Laufbahn und den Futterkörper
frei drehen. Entsprechend bewegt eine weitere Drehung der Hülse 18 in
der Öffnungsrichtung die Backen 22 weg von der
Futterachse, wodurch das Futter geöffnet wird.
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In 6 ist
das Futter 10 bei einem alternativen Ausführungsbeispiel
einer äußeren Laufbahn 78a zur Verwendung
in einer Lageranordnung 74 gezeigt. Im Gegensatz zu dem
bereits beschriebenen Ausführungsbeispiel beinhaltet die äußere
Laufbahn 78a nicht eine Mehrzahl von Fortsätzen,
die sich von einem inneren Umfang 81 aus nach innen erstrecken.
Ebenso wenig legt eine zweite Oberfläche 49 des
Stufenabschnittes 50 des Futterkörpers 40 eine Mehrzahl
von Ausnehmungen fest. Anstelle eines drehenden Fixierens der äußeren
Laufbahn 78a an dem Futterkörper 14 mit
den Fortsätzen und den entsprechenden Ausnehmungen werden
Reibungskräfte eingesetzt, um die äußere
Laufbahn 78a selektiv an dem Futterkörper 14 zu
fixieren, während das Futter, wie nachstehend beschrieben
wird, betätigt wird.
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Bei
Betätigung nehmen, wie in 3, 4B, 4C und 6 gezeigt
ist, die Nuten 62 der Mutter die Antriebsmitnehmer 64 auf,
wenn das Futter zwischen den vollständig geöffneten
und vollständig geschlossenen Positionen ist, sodass die
Antriebsmitnehmer benachbart zu den Nutenseiten 110 sind.
Die innere Laufbahn 72 ist in Bezug auf die äußere
Laufbahn 78a derart angeordnet, dass die Fortsätze 96 und 98 von
der Nockenoberfläche 106 beziehungsweise der Ausnehmung 100 aufgenommen werden.
Dies bedeutet, dass die Hülse 18 in der ersten
Position in Bezug auf die Mutter ist. In diesem Zustand fixieren
die Fortsätze 98 und die Ausnehmungen 100 drehend
die innere Laufbahn 72 an der Hülse 18,
und die äußere Laufbahn 78 kann sich
frei um den Körper 14 drehen. Da die innere Laufbahn 72 drehend
an der Mutter 16 durch die Fortsätze 70 und die
Senken 68 fixiert ist, treibt ein Bediener, der die Hülse 18 dreht,
drehend die Mutter durch die innere Laufbahn 72, wodurch
die Backen geöffnet oder geschlossen werden. Dreht der
Bediener die Hülse/die innere Laufbahn des Lagers/die Mutter
in der Schließrichtung (in 3 durch
den Pfeil 90 angedeutet) bis zu demjenigen Punkt, an dem
die Backen an dem Werkzeugschaft festgezogen sind, so wird die Mutter
nach hinten die Backenwindungen hinaufgedrängt, wodurch
die Mutter gegen die innere Laufbahn 72, die Lagerelemente 76,
die äußere Laufbahn 78a und den Schubring 46 gedrängt
wird. Die Rückwärtskraft erzeugt eine Reibungsarretierung zwischen
der Mutter und der inneren Laufbahn 72, die die beiden
Komponenten weiter drehend fixiert. Darüber hinaus erhöht
die Rückwärtskraft die Reibungskräfte
zwischen der hinteren Oberfläche der äußeren Laufbahn 78a und
einer ersten Oberfläche 47 des Stufenabschnittes 50 in
einer Richtung entgegengesetzt zu derjenigen Richtung, in der die
Hülse 18 und die Mutter 16 gedreht werden.
Gegebenenfalls widerstehen die Reibungskräfte einer Drehung
der äußeren Laufbahn 78a in Bezug auf
den Körper 14. Die Lagerkugeln 76 ermöglichen
jedoch, dass sich die Hülse 18 und die Mutter 16 weiter
relativ zu dem Körper 14 und der äußeren
Laufbahn 78a in der Schließrichtung 90 drehen.
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Die
Verkeilung zwischen den Windungen der Mutter und den Windungen der
Backen setzt der Drehung der Mutter zunehmend einen Widerstand entgegen.
Setzt der Bediener das Drehen der Hülse 18 fort
und übersteigt der Widerstand des durch die Fortsätze 98 in
den Ausnehmungen 100 bereitgestellten Haltes, so dreht
sich die Hülse 18 in Bezug auf die Mutter 16 und
die innere Laufbahn 72 des Lagers. Dies bewegt die Antriebsmitnehmer 64 von
den Seiten 110 der Nuten 62 zu den Seiten 108 und
schiebt die Fortsätze 98 aus den Ausnehmungen 100 heraus in
die Ausnehmungen 102. Gleichzeitig drehen sich die Nockenoberflächen 106 von
den Fortsätzen 96 weg, sodass die Fortsätze
in die Ausnehmungen 104 freigegeben werden, wodurch die
distalen Enden 88 der Klinken 86 mit den Gesperrezähnen 84,
wie in 4B gezeigt ist, in Eingriff
treten. Nunmehr sind die innere Laufbahn 72 und daher die
Mutter 16 an der äußeren Laufbahn 78a und
daher dem Körper 14 gegen eine Drehung in der Öffnungsrichtung
des Futters arretiert. Dies bedeutet, dass die Mutter drehend an
dem Futterkörper in der Öffnungsrichtung arretiert ist.
Da die Drehung der Mutter in Bezug auf den Körper notwendig
ist, um das Futter zu öffnen, verhindert dies ein unbeabsichtigtes Öffnen
während der Verwendung.
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Die
innere Laufbahn 72 und daher die Mutter 16 können
sich jedoch immer noch in Bezug auf die äußere
Laufbahn 78a und daher den Körper 14 in
der Schließrichtung des Futters drehen. Während
einer derartigen Drehung treibt die Hülse 18 die
Mutter 16 durch die Antriebsmitnehmer 64 gegen
die Nutseiten 108 wie auch durch die innere Laufbahn 72.
Dies setzt das Festziehen des Futters fort, und es wird, wie vorstehend
beschrieben worden ist, ein Klickgeräusch erzeugt, das
dem Bediener mitteilt, dass das Futter in einer vollständig
festgezogenen Position ist.
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Zum Öffnen
des Futters dreht der Bediener die Hülse 18 in
der entgegengesetzten Richtung. Die Hülse 18 überträgt
dieses Drehmoment auf die innere Laufbahn 72 in Eingriff
mit den Fortsätzen 96 und 98 in den Ausnehmungen 104 beziehungsweise 102. Da
die Klinken 86 mit der äußeren Laufbahn 78a in Eingriff
sind, die drehend an dem Körper mittels einer Reibungskraft
fixiert ist, und zwar durch die Gesperrezähne, kann sich
die innere Laufbahn nicht mit der Hülse drehen. Damit bewegt
sich bei Einwirken eines ausreichenden Drehmomentes in der Öffnungsrichtung
die Hülse 18 in Bezug auf die innere Laufbahn und
die Mutter. Dies bewegt die Fortsätze 96 zurück auf
die Nockenoberflächen 106 hinauf, wodurch die Klinken 86 aus
dem Eingriff mit den Gesperrezähnen 84 gelöst
werden. Die Fortsätze 98 bewegen sich aus den
Ausnehmungen 102 in die Ausnehmungen 100, und
die Antriebsmitnehmer 64 bewegen sich von den Seiten 108 zu
den Seiten 110 der Nuten 62. Damit bewegt sich
die Hülse in die erste Position in Bezug auf die Mutter,
wie in 4C gezeigt ist, und die innere
Laufbahn und die Mutter können sich frei in Bezug auf die äußere
Laufbahn 78a und den Futterkörper drehen. Entsprechend
bewegt eine weitere Drehung der Hülse 18 in der Öffnungsrichtung
die Backen 22 weg von der Futterachse, wodurch das Futter
geöffnet wird. Ebenso werden, wenn die Mutter 16 in
der Öffnungsrichtung gedreht wird und die Rückwärtskraft
an den Backen 22 nachlässt, die Reibungskräfte
zum Arretieren der äußeren Laufbahn 78a an
der ersten Oberfläche 47 derart weitgehend verringert,
dass sich die äußere Laufbahn 78a um den
Körper des Futters drehen kann.
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Bei
einem alternativen Ausführungsbeispiel des Futters sind
der innere Umfang 81 der äußeren Laufbahn 78a und
die zweite Oberfläche 49 des Stufenabschnittes 50 derart
bemessen, dass die äußere Laufbahn 78a um
den Körper in Presspassung aufgenommen ist. Dieses Ausführungsbeispiel
funktioniert auf eine Weise, die zu derjenigen, die in 2 gezeigt
und vorstehen beschrieben worden ist, ähnlich ist. Die
Beschreibung der Betätigung wird daher nicht wiederholt.
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Obwohl
ein oder mehrere bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung beschrieben worden sind, sollte einsichtig sein, dass alle
beliebigen äquivalenten Umsetzungen der vorliegenden Erfindung
dem Schutzumfang und Wesen der Erfindung entsprechen. Daher sind
das dargestellte Ausführungsbeispiel beziehungsweise die
dargestellten Ausführungsbeispiele rein beispielhalber angegeben
und sollen keine Beschränkung der vorliegenden Erfindung
darstellen. Es sollte einsichtig sein, dass die Aspekte des einen
oder der verschiedenen mehreren Ausführungsbeispiele sowohl
als Ganzes als auch in Teilen untereinander ausgetauscht werden
können. Es ist beabsichtigt, dass beliebige derartige Ausführungsbeispiele
in der vorliegenden Erfindung enthalten sind, wenn diese in den wörtlichen
und äquivalenten Schutzumfang der beigefügten
Ansprüche fallen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 5125673 [0003]
- - US 5193824 [0003]