DE19610213C2

DE19610213C2 - Spannfutter mit Bogenstück

Info

Publication number: DE19610213C2
Application number: DE19610213A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Schmidt; Hans Albert Voelkl
Original assignee: SCHMIDT ULRICH USH SCHRAUBWERK
Current assignee: DIAGER GMBH, DE
Priority date: 1996-03-15
Filing date: 1996-03-15
Publication date: 1998-11-19
Anticipated expiration: 2016-03-16
Also published as: DE19610213A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Spannfutter für Schaftenden von Werkzeugeinsatzstücken, insbesondere von sechskantigen Schrau bendreherbits mit schaftseitigen Eckaussparungen oder umlau fenden Eingriffsnuten.

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

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

Aus der EP 483 703 A1 ist ein Spannfutter für Schraubendreher bits bekannt, bei dem als Arretierorgan ein kreisrundes Ver riegelungsplättchen verwendet wird, das drehfest mit einer verdrehbar gelagerten Überwurfhülse verbunden ist. Der mittige Durchbruch des Verriegelungsplättchens weist radial verlaufen de Ausnehmungen auf, durch die in entsprechender Position das Verriegelungsplättchen mit dem Querschnittsprofil der Aufnahme für das Schraubendreherbit zur Deckung kommt. In dieser Posi tion kann der Bit eingesetzt bzw. herausgenommen werden. Durch ein Verdrehen der Überwurfhülse wird gleichzeitig das Plätt chen in eine Arretierstellung gedreht, so daß das Bit in die ser Position arretiert ist.

Eine weitere Möglichkeit, um den Schraubendreherbit in der Werkzeugaufnahme zu arretieren, ist der G 94 03 686 zu entneh men. Das Spannfutter gemäß dieser Druckschrift weist wiederum eine das Schaftende des Bits aufnehmende Buchse auf, deren innerer Querschnitt dem des Schaftendes entspricht. Hier dient ein L-förmig gebogenes Verriegelungsplättchen als Arretier organ, das mit seinem radial verlaufenden Schenkel bei ent sprechender Stellung der Überwurfhülse durch einen Schlitz in der Buchse in die Kerben des Bits einzugreifen vermag. Durch ein axiales Verschieben der Überwurfhülse wird das L-förmige Verriegelungsplättchen mit seinem radial angeordneten Schenkel nach außen gedrückt und gibt so das Schaftende des Bits frei.

Sowohl die Verwendung von Kugeln wie auch von Verriegelungs plättchen weist jedoch einige Nachteile auf.

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

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

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

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

Die gleiche schlechte Zentrierwirkung ist bei den Lösungen zu befürchten, bei denen als Arretierorgan ein Verriegelungs plättchen verwendet wird. Diese Plättchen vermögen den Schrau bendreherbit praktisch nicht zu zentrieren, sondern stellen lediglich eine Sicherung gegen eine Verschiebbarkeit des Schraubendreherbits in axialer Richtung dar. Außerdem sind die Plättchen naturgemäß relativ dünn, so daß ihre Eingriffsenden leicht verbogen werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Spannfutter zu schaffen, das für die C- und E-Ausführung der Bits verwendet werden kann und mit dem ein Verkanten der Bitschäfte weit gehend vermieden wird. Auch soll das Spannfutter bei erhöhter Betriebssicherheit einfacher herzustellen sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die Verwendung eines teilkreisförmigen Bogenstückes als Arretierungsorgan in einem Wandungsschlitz der Buchse reicht es bei der Herstellung des Spannfutters nunmehr aus, die Buch se quer zu ihrer Längsrichtung auf die gewünschte Tiefe ein zusägen, wobei hier die Fertigungstoleranzen ohne nachteilige Wirkungen auf die Funktionsweise um ein Mehrfaches größer sein können. Die Breite des Wandungsschlitzes wird durch die Wahl eines entsprechenden Sägeblattes festgelegt, wobei die Schlitzbreite geringfügig größer als die maximale Breite des Bogenstückes ist.

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

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

Bei einer vorteilhaften Ausbildung des Spannfutters ist die Hülse in Längsrichtung der Buchse gegen die Kraft einer Spi ralfeder bewegbar. Der innere Durchmesser der Hülse weist eine die Spannfläche bildende konische Verjüngung auf, die sich unter der Wirkung der Federkraft selbsttätig gegen das Bogen stück legt. Dadurch ist ein Entarretieren des eingesetzten Bits nur durch eine willensbetonte Verlagerung der Hülse mög lich.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausbildung des erfindungs gemäßen Spannfutters kann auf die Verwendung einer Feder völ lig verzichtet werden. Dazu ist die Hülse in Umfangsrichtung der Buchse verdrehbar und weist eine exzenterartige Quer schnittsaufweitung ihres inneren Querschnittes auf. Durch ein entsprechendes Verdrehen der Hülse kommt diese Querschnitts aufweitung über dem Bogenstück zu liegen, so daß dieses zu rückweichen kann und ein Einsetzen bzw. Herausnehmen des Bits möglich ist.

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

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

Durch die teilkreisförmige Ausbildung kann das Bogenstück preiswert aus aus Federstahl bestehenden Spannringen herge stellt werden.

Die erfindungsgemäßen Spannfutter sind äußerst langlebig, da sich das verwendete Bogenstück elastisch deformieren kann und eine Abnutzung praktisch nicht erfolgt. Auch die Fertigungs toleranzen bzgl. der auszubildenden Spannfläche sind im Gegen satz zu Spannfuttern mit Kugeln als Druckstück dadurch wesent lich unproblematischer einzuhalten.

Um eine besonders gute Arretier- bzw. Zentrierwirkung zu er möglichen, liegt das Bogenstück vorzugsweise in Zweipunkt anlage der prismenartig zueinanderstehenden Flächen der Eck aussparungen des Schaftendes bei einer C-Ausführung des Bits. Da die Länge des Bogenstückes bzw. des Wandungsschlitzes vor zugsweise so gewählt ist, daß das Bogenstück mindestens zwei Kanten des Schaftendes übergreift, ergibt sich eine hervorra gende Arretier- und Zentrierwirkung in der Buchse.

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

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

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

Mittels einer über die Aufnahme hinausgehenden mittigen Boh rung kann das erfindungsgemäße Spannfutter auch für Werkzeu geinsätze mit an beiden Enden vorgesehenen Werkzeugeinsatz stücken oder Werkzeugen, bekannt etwa aus dem DE-GM 295 01 859, verwendet werden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschau licht und wird im nachfolgenden anhand der Zeichnung im ein zelnen erläutert. Es zeigen:

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

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

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

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

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

In der Wandung 7 der Buchse 2 ist ein quer zur Längsrichtung des Spannfutters 1 verlaufender Schlitz 8 ausgebildet, in den ein teilkreisförmiges Bogenstück 9 eingesetzt ist. Das Bogen stück 9 ist bzgl. seiner Kreisbogenlänge bzw. Krümmung so gewählt, daß es bei nicht eingesetztem Schraubendreherbit 4 nicht in die Aufnahme 6 der Buchse 2 fallen kann.

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

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

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

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

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

Bei der in Fig. 2 gezeigten Schnittdarstellung wird verdeut licht, wie das Bogenstück 9 unter Wirkung der Spannfläche 11 in die Eckaussparungen des Schaftendes 3 des Schraubendreher bits 4 eingreift.

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

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

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

Bezugszeichenliste

1

Spannfutter

2

Buchse

3

Schaftende

4

Schraubendreherbit

5

Hülse, Spannhülse

6

Aufnahme

7

Wandung

8

Schlitz

9

Bogenstück

10

Außenumfang

11

Spannfläche

12

Feder

13

Federnut

14

obere Schulter

15

untere Schulter

16

Schulter

17

Nut

18

Sicherungsring

19

Spannfutter

20

Spannhülse

21

Querschnittsaufweitung

22

Bogenstück

23

Buchse

Claims

1. Spannfutter (1) für Schaftenden (3) von Werkzeugeinsatz stücken (4), insbesondere von sechskantigen Schrauben dreherbits mit schaftseitigen Eckaussparungen oder um laufenden Eingriffsnuten, umfassend

1. eine das Schaftende (3) aufnehmende Buchse (2, 23), deren innerer Querschnitt dem des Schaftendes (3) entspricht,
2. eine auf der Buchse (2, 23) sitzende, in Längs- oder Umfangsrichtung der Buchse (2, 23) bewegbare Hülse (5, 20) mit mindestens einer Spannfläche (11, 21) sowie
3. ein als teilkreisförmiges Bogenstück (9, 22) ausge bildetes, mittels der mindestens einen Spannfläche (11, 21) auf das Schaftende (3) einwirkendes, quer zur Längsrichtung der Buchse (2, 23) bewegbares Arretie rungsorgan, welches in einem quer zur Längsrichtung der Buchse (2, 23) in dieser ausgebildeten Schlitz (8) sitzt.

2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Hülse (5) in Längsrichtung der Buchse (2) gegen die Kraft einer Spiralfeder (12) begrenzt bewegbar ist und sich der innere Durchmesser der Hülse (5) über mindestens einen Teilbereich ihrer Längserstreckung zur Bildung der Spannfläche (11) konisch verjüngt, wobei sich die Spannfläche (11) unter der Wirkung der Federkraft der Spiralfeder (12) selbsttätig gegen das Bogenstück (9) anlegt.

3. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die in Umfangsrichtung der Buchse (23) bewegbare Hülse (20) mindestens eine exzenterartige Querschnittsaufweitung (21) ihres inneren Querschnittes aufweist.

4. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß die umfäng liche Länge des Schlitzes (8) größer als die Bogenlänge des Bogenstückes (9, 22) ist.

5. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß die Bogenlän ge des Bogenstückes (9, 22) derart gewählt ist, daß es mindestens zwei Eckkanten eines Schaftendes (3) über greift.

6. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß das Bogen stück (9, 22) aus Federstahl besteht.

7. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß das Bogen stück (9, 22) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.

8. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, daß das Bogen stück (9, 22) in Zweipunktanlage zu den prismenartig zu einander stehenden Flächen der Eckaussparungen eines Schaftendes (3) liegt.

9. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, daß das Bogen stück (9, 22) in Linien- oder Flächenanlage an der um laufenden Eingriffsnut eines Schaftendes liegt.

10. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da durch gekennzeichnet, daß im Inneren der Buchse (2, 23) ein die Höhenlage des Werkzeugeinsatz stückes (4) bzw. des Schaftendes (3) festlegender Perma nentmagnet vorgesehen ist.

11. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da durch gekennzeichnet, daß die Buchse (2) eine über die Aufnahme (6) hinausgehende, gegenüber der Aufnahme (6) querschnittsverengte mittige Bohrung aufweist.