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Die
Erfindung betrifft ein Spannfutter für nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung
auf ein Spannfutter der ohne Spannschlüssel arbeitenden Art, das von
Hand oder durch Betätigung
des Antriebsmotors gespannt oder gelöst werden kann.
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Sowohl
von Hand betätigte
als auch elektrische oder pneumatische Werkzeugantriebe sind bekannt.
Obwohl Spiralbohrer die üblicherweise
mit solchen Antrieben verwendeten Werkzeuge sind, können diese
Werkzeuge aber auch Schraubendreher, Schraubenschlüssel, Werkzeuge
zum Entgraten, Schleifsteine oder andere Schneid- oder spanabhebende
Werkzeuge sein. Da die Werkzeuge Schäfte unterschiedlicher Durchmesser
aufweisen oder ihr Querschnitt auch polygonal sein kann, ist die
Einrichtung üblicherweise
mit einem Spannfutter versehen, das in einem relativ weiten Bereich
einstellbar ist. Das Spannfutter wird am Antrieb durch eine mit
einem Gewinde oder mit einem Spannkonus versehene Bohrung angebracht.
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Es
ist eine Vielzahl von Spannfuttern entwickelt worden. In der einfachsten
Form eines Spannfutters werden dabei drei Spannklauen um etwa 120° versetzt
zueinander auf dem Umfang verteilt angeordnet und in winkelförmig angeordneten
Führungen in
einem Körper
gehalten, der am Antriebsschaft befestigt wird und so gestaltet
ist, dass die Drehung dieses Körpers
in einer Richtung relativ zu einer festgehaltenen Mutter, welche
mit den Klauen in Eingriff steht, diese Klauen in Klemmverbindung
mit dem zylindrischen Schaft eines Werkzeuges bringt, während die
Rotation in der entgegengesetzten Richtung diese Klemmverbindung
aufhebt. Solche Spannfutter bedürfen
keines Spannschlüssels,
wenn sie von Hand gedreht werden. Ein Beispiel eines solchen Spannfutters
ist in der
US-PS 5 125 673 mit
dem Titel „Non-Impact
Keyless Chuck” gezeigt,
das der Anmelderin gehört.
Die gesamte Offenbarung jener Druckschrift soll auch für die vorliegende
Anmeldung in Anspruch genommen werden.
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In
der
DE 42 38 461 C2 ist
ein Bohrfutter für Schlagbohrer
und Hammerbohrer beschrieben. Das Bohrfutter weist einen Futterkörper mit
einem Vorderbereich, der einer Werkzeugaufnahme zugewandt ist, und
einem Hinterbereich auf, der einer das Bohrfutter tragenden Antriebsvorrichtung
zugewandt ist und der mit einer Gewindeaufnahme versehen ist. Zwischen
dem Vorderbereich und dem Hinterbereich ist eine den Vorderbereich
und den Hinterbereich verbindende axialer Durchgang in den Futterkörper eingebracht.
Das Bohrfutter weist mehrere Spannbacken auf, die schräg zur Futterachse
in Bohrungen des Futterkörpers
eingebracht sind, wobei die Bohrungen jeweils einen Winkel zwischen
sich und der jeweiligen benachbarten Bohrung definierend in dem Futterkörper angeordnet
sind. In dem Bohrfutter ist ein Spannring vorgesehen, der am Futterkörper drehbar
jedoch axial unverschiebbar gelagert ist und der sich etwa über ein
Drittel der Länge
des Futterkörpers
erstreckt. Der Spannring ist in einer Schnittansicht im Wesentlichen
C- förmig ausgebildet,
wobei die hohle Seite der C-Form einer Mittelachse des Bohrfutters
zugewandt ist. Der Spannring ist in einem dem Mittelbereich des
Futterkörpers
zugewandten Endbereich an seiner Innenseite mit einer Innenverzahnung
versehen, die mit einer Verzahnung der Spannbacken in Eingriff steht.
In einem Endbereich des Bohrfutters, der dem Vorderbereich des Futterkörpers zugewandt
ist, ist ein Haltering angeordnet, der mit dem Spannring in Wirkverbindung
steht und der mittels einer Kupplung einen Sperrring in eine sperrende
beziehungsweise entsperrende Axialposition überführt. In seiner sperrenden Position
unterbindet der Sperrring eine Rotation des Halterings und somit
eine Rotation des Spannrings.
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In
der
DE 38 74 885 T2 ist
eine Spannvorrichtung für
Werkzeuge beschrieben, beispielsweise einen Bohrer. Die Spannvorrichtung
weist einen Einspannvorrichtungskörper auf, der aus einem Rotationskörper gebildet
ist. Der Einspannvorrichtungskörper
weist einen hinteren Endbereich, der einer Welle beispielsweise
eines elektrischen Bohrers zugewandt ist, sowie einen vorderen Endbereich
auf, in dem das Werkzeug mit der Spannvorrichtung in Eingriff gebracht
wird. In den Einspannvorrichtungskörper ist den Einspannvorrichtungskörper zwischen dem
vorderen und dem hinteren Endbereich vollständig durchdringend eine axiale
Bohrung eingebracht. Die Spannvorrichtung weist weiterhin drei Klemmbacken
auf, die in Ausnehmungen im Einspannvorrichtungskörper geführt sind.
Diese Ausnehmungen sind jeweils in einem Winkel zu der axialen Bohrung
und zueinander angeordnet. Die Klemmbacken sind auf einer Seite,
die mit einem Werkzeug in Eingriff gebracht wird, mit einer Klemmfläche versehen.
An dem Einspannvorrichtungskörper
ist eine zweiteilige Drehmutter angeordnet, die mit einem Innengewinde mit
den Gewinden der Klemmbacken in Eingriff steht. Im vorderen Endbereich
der Spannvorrichtung ist ein im Wesentlichen zylindrisches Drehteil
angeordnet, das mit der Drehmutter in Wirkverbindung steht. Eine Rotationsbewegung
des Drehteils wird also, sofern ein Spanring fixiert ist, auf die
Drehmutter übertragen,
wodurch die Klemmbacken eine Relativbewegung vollziehen, die parallel
zu einer Mittellängsachse
des Einspannvorrichtungskörpers
verläuft.
Die Drehmutter ist mittels eines Ringkörpers und einer Lageranordnung
in ihrer Relativposition entlang der Mittellängsachse des Einspannvorrichtungskörpers fixiert.
Der Ringköper
ist einstückig
mit dem Drehteil ausgebildet und weist eine Querschnittsform auf,
die aus zwei Rechtecken zusammengesetzt ist. Der Ringkörper weist
nur Kanten auf, die parallel oder orthogonal zur Mittellängsachse
des Einspannvorrichtungskörpers
ausgerichtet sind.
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Die
US 5,125,673 , beschreibt
ein Spannfutter für
Handbohrmaschinen, das mittels eines Antriebs der Handbohrmaschine
und/oder manuell mit der Hand betätigbar ist. Das Spannfutter
weist einen Körper
auf, der rotationssymmetrisch ausgebildet ist und der einen Nasenbereich
sowie einen Heckbereich aufweist. Der Heckbereich ist mittels einer
Gewindebohrung mit einer Antriebswelle verbindbar. Der Nasenbereich
weist eine axiale Bohrung, sowie mehrere, in einem Winkel zueinander
angeordnete Durchgangsöffnungen
auf, die die Axialbohrung schneiden. Drei Klauen sind verschiebbar
in den winkelförmig
angeordneten Durchgangsöffnungen
angeordnet. Jede der Klauen weist auf einer Seite eine Klemmfläche für den Eingriff
mit einem Werkzeug auf. Eine geteilte Mutter ist drehbar an dem
Körper angeordnet
und steht mit Gewinden in Eingriff, die an den Klauen vorgesehen
sind. Eine vordere Hülse
ist im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet und steht mit der Mutter
in Antriebsverbindung. Dadurch werden die Klauen bewegt, wenn die
Hülse relativ
zum Körper
gedreht wird.
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In
der
DE 40 23 303 C1 ist
ein Bohrfutter beschrieben, dass einen Futterkörper mit Führungsbohrungen aufweist, in
denen Spannbacken angeordnet sind. Die Spannbacken weisen an einer
Außenseite ein
Stellgewinde auf, das mit einem Gewinde eines Gewinderings in Eingriff
steht. Der Gewindering und eine Stellhülse sind mittels einer Nut-Feder-Ausbildung miteinander
verbunden und bilden gemeinsam einen Stellring, der den Futterkörper axial
vollständig umgibt.
Der Stellring wird mittels eines Stützrings eines Kugellagers sowie
mittels eines Federrings axial unverschiebbar am Futterkörper fixiert.
Dieser Stützring
liegt an einer einer Gewindeaufnahme für die Verbindung des Bohrfutters
mit einer Bohrspindel zugewandten Seite des Gewinderings am Gewindering an.
Der Federring liegt an einer einer Bohrwerkzeugaufnehmen zugewandten
Seite der Stellhülse
an der Stellhülse
an. In einem Bereich zwischen der Stellhülse und dem Futterkörper ist
ein Sperrring vorgesehen, der eine konischen Bereich aufweist. Dieser
konische Bereich bildet, je nach Ausgestaltung, eine Bremsringfläche oder
weist einen Zahnkranz auf. Der Sperrring, insbesondere die Bremsringfläche beziehungsweise
der Zahnkranz, wird mittels einer Feder an eine entsprechende Gegenfläche beziehungsweise
einen entsprechenden Gegenzahnkranz des Gewinderings gepresst. Die
Feder greift einerseits an der Stellhülse und anderseits an dem Sperrring
an. Die Anpresskraft ist dabei so gewählt, dass die Stellhülse manuell
verdreht beziehungsweise die Zahnkränze voneinander getrennt werden
können.
Der Sperrring ist also axial verschiebbar in dem Bohrfutter angeordnet.
Mittels der Bremsfläche
beziehungsweise des Zahnkranzes und eines entsprechenden Gegenzahnkranzes
wird ein Verdrehen der Stellhülse
während
eines Bohrvorgangs verhindert.
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Trotz
des Erfolges von solchen schlüssellosen
Spannfuttern, wie sie in den vorstehenden Druckschriften gezeigt
sind, sind verschiedene Ausgestaltungen von Spannfuttern für eine Vielzahl
von Anwendungen wünschenswert.
Zur Zeit werden in einer Vielzahl von Spannfutteranwendungen Kugellager
zur Reduzierung der Reibung zwischen der Mutter und dem Körper vorgesehen,
die durch den Axialdruck der Mutter auf den Körper bewirkt wird. Diese Lager
sind manchmal in Käfigen
eingesetzt und haben getrennte obere und untere Laufringe. In manchen
Fällen
kann der Spannfutterkörper
selbst oder die Mutter, wenn sie hart genug ausgebildet ist, als Boden
oder oberer Laufring dienen. Es ist aber wünschenswert, ein schlüsselloses
Spannfutter zu haben, das weniger Einzelteile aufweist und damit
auch niedrigere Herstellungs- und Montagekosten hat. Zusätzlich ist
es wünschenswert,
eine Spannfutterausgestaltung zu erhalten, bei der sowohl die radialen als
auch die axialen Gewindespannungen beim Einsatz des Spannfutters
minimiert werden. Schließlich ist
es auch wünschenswert,
ein Spannfutter zu erreichen, bei dem die vordere Hülse durch
ein Nasenstück
in ihrer Lage gehalten wird, das sowohl funktionell ist, als auch ästhetischen
Zweck hat.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung hat sich die vorstehenden Betrachtungen zu
eigen gemacht, sowie auch andere, von früheren Bauarten und Verfahren. Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Spannfutter
zu schaffen.
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Gelöst wird
diese Aufgabe durch ein Spannfutter mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1, gemäß dem das
Spannfutter für
einen manuellen oder elektrischen Antrieb mit einem drehbaren Antriebsschaft
gelöst,
das einen im wesentlichen zylindrischen Grundkörper mit einem Nasen- und einem Heckbereich
aufweist. Der Heckbereich besitzt eine Axialbohrung, um mit dem
Antriebsschaft des Antriebes in Verbindung zu kommen und der Nasenbereich besitzt
eine axiale Bohrung sowie eine Vielzahl von winkelförmig angeordneten
Durchgangsöffnungen, die
die Axialbohrung schneiden. Das Spannfutter besitzt ferner mehrere
Klauen, von denen jeweils eine verschiebbar in je einer der winkelförmig angeordneten
Durchgangsöffnungen
angeordnet ist, wobei jede der Klauen eine Klemmfläche an einer
Seite aufweist und ein Gewinde an der gegenüberliegenden Seite. Das Spannfutter
besitzt auch eine drehbar an dem Spannfutterkörper angeordnete Mutter, die
in Eingriff mit dem Gewinde der Klauen steht und einen am Spannfutterkörper befestigten
Lagerring aufweist. Das Spannfutter besitzt ferner ein in sich geschlossenes
Kugellager, das zwischen der Mutter und dem Lagerring angeordnet
ist, sowie eine im wesentlichen zylindrische vordere Hülse, die
in Antriebsverbindung mit der Mutter steht und den Nasenbereich
des Körpers übergreift,
so daß dann,
wenn diese Hülse
relativ zum Körper
gedreht wird, dadurch die Klauen bewegt werden.
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Mit
der Erfindung wird ein Spannfutter geschaffen, das sowohl die radialen
als auch die axialen Spannungen während des Betriebes auf ein
Minimum reduziert. Weiter wird ein schlüsselloses Spannfutter geschaffen,
daß nur
ein Minimum von einzelnen Bestandteilen aufweist, die zusam mengesetzt
werden müssen.
Mit der Erfindung kann ein Spannfutter mit einem verbesserten Nasenstück gebildet
werden, das sowohl dekorativ ist als auch die vordere Hülse in ihrer
Lage hält.
Schließlich
gelingt es mit der Erfindung, einen verbesserten Mechanismus zur
Sicherung einer einteiligen Mutter an dem Spannfutterkörper zu
erreichen.
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Diese
Aufgabe wird auch durch ein Spannfutter für einen manuellen oder elektrischen
Antrieb mit einem drehbaren Antriebsschaft gelöst, bei dem ein im wesentlichen
zylindrischer Körper
mit einem Nasenbereich und einem Heckbereich vorgesehen ist, bei
dem der Heckbereich eine Axialbohrung aufweist, um mit dem Antriebsschaft
des Antriebs in Verbindung zu kommen und bei dem der Nasenbereich eine
Axialbohrung besitzt sowie mehrere im Winkel angeordnete Durchgangsbohrungen,
die diese Axialbohrung schneiden. Dieses Spannfutter besitzt außerdem mehrere
Klauen, die jeweils verschiebbar in je einer der winkelförmig angeordneten
Durchgangsöffnungen
angeordnet sind und von denen jede eine Klemmfläche auf einer Seite und ein
Gewinde auf der gegenüberliegenden
Seite aufweist. Das Spannfutter besitzt auch eine drehbar an dem
Körper
angeordnete Mutter, die in Eingriff mit dem Gewinde der Klauen steht,
sowie eine im wesentlichen zylindrische vordere Hülse, welche
den Nasenbereich des Körpers übergreift
und in Antriebsverbindung mit der Mutter steht. Das Spannfutter
besitzt auch ein rostfreies Nasenstück, das an dem Nasenbereich
des Körpers
fixiert werden kann, wobei dieses Nasenstück die Hülse in Antriebsverbindung mit
der Mutter hält,
so daß dann,
wenn die Hülse
relativ zu dem Spannfutterkörper
gedreht wird, sich die Klauen bewegen.
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Diese
Aufgabe wird aber auch durch ein Spannfutter zum Einsatz mit einem
manuell oder elektrisch betriebenen Antrieb mit einem drehbaren Antriebsschaft
gelöst,
das einen im wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Grundkörper mit
einem Nasen- und einem Heckbereich aufweist.
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Der
Heckbereich ist dabei so ausgebildet, daß er mit dem Antriebsschaft
des Antriebs in Eingriff steht, und das Nasenteil ist mit einer
Axialbohrung versehen und mit einer Mehrzahl von im Winkel angeordneten
Durchführungsöffnungen,
welche diese Axialöffnung
schneiden. Das Spannfutter besitzt ferner mehrere Klauen, die in
den winkelförmig
angeordneten Durchgangsöffnungen
angeordnet sind und von denen jede eine Klemmfläche auf einer Seite aufweist.
Das Spannfutter besitzt ferner eine drehbar an dem Körper gehaltene
Mutter, die in Eingriff mit den Gewinden der Klauen steht. Das Spannfutter
besitzt schließlich
auch ein Halteglied für
die Mutter, das an dem Spannfutterkörper angeordnet wird, um die
Mutter am Körper
festzuhalten. Dieses Mutter-Halteglied besitzt eine konischen Teil.
Das Spannfutter weist ferner eine im allgemeinen zylindrisch ausgebildete
vordere Hülse
auf, die in Antriebsverbindung mit der Mutter steht und den Nasenbereich
des Spannfutterkörpers übergreift,
so daß dann,
wenn die Hülse
relativ zum Spannfutterkörper
gedreht wird, sich auch die Klauen bewegen. Bei einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
ist das Halteglied für
die Mutter auch noch mit einem zylindrischen Teil versehen, der
mittels Press-Sitz auf den Spannfutterkörper aufgeschoben ist.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Eine
vollständige
Offenbarung der vorliegenden Erfindung einschließlich des besten Ausführungsbeispieles
hiervon ist zur Erläuterung
für einen Fachmann
in der nachfolgenden Beschreibung gegeben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen
Bezug genommen wird. Es zeigen:
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1 eine
teilweise aufgeschnittene Längsansicht
eines Spannfutters nach der Erfindung in einer ersten Ausführungsform,
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2 die
Explosionsdarstellung des Spannfutters nach 1,
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3 eine
teilweise aufgeschnittene Längsansicht
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung und
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4 die
Explosionsdarstellung des Spannfutters nach 3.
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In
der folgenden Beschreibung und in den Zeichnungen werden Bezugszeichen
zur Darstellung derselben oder analogen Merkmale oder Teile der
Erfindung mehrfach verwendet.
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Eingehende Beschreibung bevorzugter
Ausführungsbeispiele
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Es
versteht sich für
einen Fachmann, daß die vorliegende
Abhandlung nur eine Beschreibung eines Ausführungsbeispieles darstellt
und nicht dazu dient, breitere Aspekte der vorliegenden Erfindung
zu beschränken,
die mit bei der Beispielskontruktion verwendet worden sind.
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In
den 1 und 2 ist ein Spannfutter 10 nach
der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das Spannfutter 10 umfaßt eine
vordere Hülse 12,
eventuell eine rückwärtige Hülse 14,
einen Grundkörper 16 und
Klauen 18. Der Grundkörper 16 ist
im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und besitzt einen Nasen- oder vorderen Bereich 20 und
einen Heck- oder rückwärtigen Bereich 22.
Eine axiale Bohrung 24 ist im Nasenbereich 20 des
Grundkörpers 16 ausgebildet.
Diese Axialbohrung 24 ist etwas größer als der größte Werkzeugschaft,
zu dessen Aufnahme das Spannfutter ausgelegt ist. Eine Gewindebohrung 26 ist
in dem Heckteil 22 des Grundkörpers 16 ausgebildet
und besitzt ein Standardmaß,
um in Eingriff zu kommen mit dem Antriebsschaft einer angetriebenen oder
von Hand betätigten
Antriebswelle (nicht gezeigt). Die Bohrungen 24 und 26 können im
Zentralbereich 28 des Grundkörpers 16 ineinander übergehen.
Obwohl eine Gewindebohrung 26 dargestellt ist, kann diese
Bohrung auch durch eine Konusbohrung mit einer Standardabmessung
zum Eingriff mit einem entsprechend konusförmig ausgebildeten Antriebsschaft
ersetzt sein.
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Durchgangsöffnungen 30 sind
in dem Grundkörper 16 vorgesehen,
um jeweils eine Klaue 18 aufzunehmen. Vorzugsweise werden
drei Klauen 18 verwendet, und jede Klaue 18 ist
von der benachbarten Klaue durch einen Bogen von ungefähr 120° getrennt.
Die Achsen der Durchgangsöffnungen 30 und die
Klauen 18 sind bezüglich
der Achse des Spannfutters unter einem Winkel angestellt, schneiden
die Spannfutterachse aber in einem gemeinsamen Punkt vor dem Grundkörper 16.
Jede Klaue 18 besitzt eine zur Anlage an dem Werkzeug ausgelegte
Fläche 32, die
im wesentlichen parallel zu der Achse des Grundkörpers 16 ist und ein
Gewinde 34 an ihrer gegenüberliegenden oder äußeren Fläche. Als
Gewinde 34 können
dabei alle geeigneten Arten oder Steigungen im Rahmen der Erfindung
verwendet werden, die einem Fachmann zur Verfügung stehen.
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Wie
in den 1 und 2 gezeigt ist, ist der Grundkörper 16 mit
einem Laufring 36 versehen, der beim bevorzugten Ausführungsbeispiel
aus einem Stück
mit dem Grundkörper 16 besteht.
Der Laufring 36 besitzt eine Druckfläche 38. Diese Druckfläche 38 schließt eine
gebogene Sitzfläche 40 zur Anlage
an dem inneren Ring eines geschlossenen Kugellagers 42 ein,
wie im einzelnen noch beschrieben werden wird. Der Laufring 36 schließt auch
mehrere Führungsbahnen
in der Form der Durchgangsöffnungen 30 für die Klauen
ein, die auf dem Umfang verteilt angeordnet sind, um das Zurückziehen
der Klauen 18 durch diese Durchgangsöffnungen 30 zu ermöglichen.
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Der
Grundkörper 16 besitzt
einen zylindrischen Endteil 44 mit einer geriffelten Oberfläche 46 zur
Aufnahme der gegebenenfalls vorzusehenden rückwärtigen Hülse 14, die, wenn
das gewünscht
ist, aufgepreßt
werden kann.
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Der
Körper 16 besitzt
ferner einen ersten konusförmigen
Teil 48, der sich vom rückwärtigen Teil 44 zu
dem Laufring 36 erstreckt. Ein zweiter konusförmiger Teil 50 erstreckt
sich vom Bereich der Druckfläche 38 zu
einem vorderen zylindrischen Teil 52. Dieser vordere zylindrische
Teil 52 besitzt einen größeren Durchmesser als das kleinere
Ende des zweiten konischen Teiles 50 und bildet eine erste
Umfangsnut 54 zwischen dem Nasen- und Heckbereich 20 und 22 des
Körpers 16.
Der Körper 16 weist
auch einen Nasenbereich 56 mit kleinerem Durchmesser auf,
der dazu geeignet ist, ein Nasenstück 58 aufzunehmen,
wie im folgenden noch näher
beschrieben werden wird.
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Bei
der Erfindung ist auch eine Mutter 60 vorgesehen, die beim
vorliegenden Ausführungsbeispiel eine
zweiteilige Mutter ist, die ein Gewinde 62 zum Eingriff
in die Gewinde 34 der Klauen 18 aufweist, so daß dann,
wenn die Mutter relativ zum Körper
gedreht wird, diese Klauen nach vorne bewegt, oder nach innen zurückgezogen
werden. Die Mutter 60 kann von einem Halteband 64 aufgenommen
werden, so daß die
Mutter nach dem Zusammenbau zusammengehalten wird. Beim gezeigten
Ausführungsbeispiel
wird eine zweiteilige Mutter verwendet wegen des Durchmessers des
vorderen zylindrischen Teiles 52. Die Mutter 60 besitzt
Antriebsschlitze 66, um mit Antriebsrippen 68 an
der vorderen Hülse 12 in Eingriff
zu kommen, so daß dann,
wenn diese vordere Hülse 12 gedreht
wird, sich auch die Mutter 60 mitdreht, und die Klauen 18,
wie vorher erwähnt,
bewegt werden.
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Eine
in sich geschlossene Lagereinheit 42 kann zwischen den
Laufring 36 und eine Fläche 70 der
Mutter 60 eingesetzt werden. Dieses in sich geschlossene
Lager 42 besitzt eine innere Lauffläche 72, eine äußere Lauffläche 74 und
Lagerelemente 76, die dazwischen gehalten werden. Bei einer
bevorzugten Ausführungsform
sind die Lagerelemente 76 Kugellager. Die in sich geschlossene
Lagereinheit 42 kann auch eine Abdeckung 78 aufweisen,
welche die inneren und äußeren Laufflächen 74 umgibt,
um die Lagereinheit als in sich geschlossenes Teil zu sammenzuhalten.
Die innere Lauffläche 72 besitzt eine
gebogene Fläche,
die so dimensioniert und ausgebildet ist, daß sie mit einer gebogenen Sitzfläche 40 auf
der Druckfläche 38 des
Lagerringes 36 zusammenwirken kann. Eine solche Zusammenwirkung
hilft auch bei der Ausrichtung und Minimierung sowohl der axialen
als auch der radialen Spannungen, wenn das Spannfutter in Betrieb
ist. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist das in sich geschlossene Lager 42 als ein Radialdrucklager
ausgebildet.
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Der
Einsatz einer geschlossenen Lagereinheit hat eine Reihe von Vorteilen.
So ist zum einen der Zusammenbau wesentlich vereinfacht, weil keine einzelnen
Kugeln oder Käfige
gehandhabt werden müssen.
Der Grundkörper
und die Mutter müssen auch
nicht so hart oder dicht ausgebildet werden, wie es mit konventionellen
Lagersystemen der Fall ist, wo der Körper oder die Mutter auch als
Laufring dienen. Dies erlaubt mehr Flexibilität in der Materialauswahl und
eine Reduktion von sekundären
Bearbeitungsvorgängen
und dadurch schließlich
auch eine Reduktion von Kosten.
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Die
vordere Hülse 12 kann
lose über
den Nasenbereich 20 des Spannfutters 10 gesteckt
werden. Die Antriebsrippen 68 der vorderen Hülse 12 greifen dabei
in Antriebsschlitze 66 der Mutter 60 ein, so daß die vordere
Hülse 12 und
die Mutter 60 in Wirkverbindung stehen, d. h. daß dann,
wenn die vordere Hülse 12 gedreht
wird, sich auch die Mutter 60 mit ihr dreht. Die vordere
Hülse 12 besitzt
einen ringförmig
vorspringenden Teil 79, der an der inneren Fläche des zylindrischen
Teiles 52 und dem Nasenteil 56 aufliegen kann.
Das Nasenstück
ist so dimensioniert und darauf ausgelegt, daß es auf den Nasenbereich 56 aufgepreßt werden
kann, um die vordere Hülse 12 an dem
Spannfutter 10 zu halten. Es kann auch wünschenswert
sein, daß das
Nasenstück 58 durch
einen Schnappsitz, ein Gewinde oder dergleichen gehalten wird. Das
Nasenstück 58 steht
nach dem Zusammenbau des Spannfutters nach außen vor und ist vorzugsweise
mit einer nicht eisenhaltigen Metallschicht ver sehen, um eine Rostbildung
zu verhindern und das Erscheinungsbild zu verbessern. In einer bevorzugten
Ausführungsform
kann als Beschichtung eine Zink oder Nickelschicht vorgesehen sein.
Es ist aber auch möglich,
jede andere geeignete Beschichtung zu benutzen.
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Das
Nasenstück 58 dient
dazu, die vordere Hülse 12 in
ihrer Lage an dem Spannfutter 10 und in Antriebsverbindung
mit der Mutter 60 zu halten. Zusätzlich dient das Nasenstück 58 auch
dem weiteren Zweck, eine ästhetisch
ansprechende Abdeckung für den
Nasenteil 76 zu bilden, der Rostbildung vermeidet. Dies
wiederum bringt den Vorteil einer ästhetisch ansprechenden Erscheinung
mit sich, ohne daß die Notwendigkeit
besteht, den gesamten Grundkörper 16 mit
einem nicht eisenhaltigen Material zu beschichten. Wenn gewünscht, kann
die hintere Hülse 14 weggelassen
werden und die vordere Hülse 12 bis zum
Heckende des Körpers 16 erstreckt
werden. Diese Alternative ist zweckmäßig wenn eine Spindelsperre
oder dergleichen am Antrieb vorgesehen ist, oder wenn der Antrieb
zum Festziehen oder Lösen
der Klauen verwendet werden soll.
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Die
Umfangsoberfläche
der vorderen Hülse 12 kann
gerändelt
oder auch mit länglichen
Rippen oder anderen Vorsprüngen
versehen sein, um der Bedienungsperson einen sicheren Griff zu ermöglichen.
In gleicher Weise kann die Umfangsfläche der hinteren Hülse 14,
wenn sie vorgesehen ist, gerändelt
oder gerippt sein, wenn das gewünscht
wird. Die vordere und hintere Hülse
kann aus geformtem Kunststoff, wie beispielsweise Polycarbonat,
verstärktem
Polypropylen, z. B. glasverstärktem
Polypropylen oder aus einer Mischung von Kunststoffen bestehen.
Andere zusammengesetzte Materialien, wie beispielsweise graphitangereicherte
Polymere, können
auch in bestimmten Umgebungen vorteilhaft sein. Jeder Fachmann wird
aber ohne weiteres erkennen, daß das
Material, aus dem das Spannfutter der vorliegenden Erfindung hergestellt
wird, vom Verwendungszweck des Spannfutters abhängt und die oben angegebenen
Materialien sind nur beispielshaft zu verstehen.
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Es
darf festgehalten werden, daß die
hintere Hülse 14 am
Grundkörper 16 befestigt
ist, während die
vordere Hülse 12 in
Wirkverbindung mit der Mutter 60 steht und an dem Grundkörper 16 zusammen mit
der Mutter 60 drehbar angebracht ist. Eine Relativdrehung
zwischen der vorderen und der hinteren Hülse 12 und 14 führt dazu,
daß die
Klauen 18 vorgeschoben oder zurückgezogen werden, je nachdem, wie
die Richtung der Relativbewegung ist, was auf das Zusammenwirken
der Gewinde 34 an den Klauen 18 und dem Gewinde 62 der
Mutter 60 zurückzuführen ist.
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In
den 3 und 4 ist ein Spannfutter 110 nach
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Spannfutter 110 besitzt
eine vordere Hülse 112,
nach Wunsch auch eine hintere Hülse 114,
einen Grundkörper 116 und
Klauen 118. Der Grundkörper 116 ist
im wesentlichen von zylindrischer Form und besitzt einen Nasen-
oder vorderen Bereich 120 und einen Heck- oder hinteren Bereich 122.
Eine Axialbohrung 124 ist in dem Nasenbereich 120 des
Grundkörpers 116 vorgesehen. Diese
Axialbohrung 124 ist etwas größer als der größte Werkzeugschaft,
den das Spannfutter aufzunehmen ausgelegt ist. Eine Gewindebohrung 126 ist im
Heckbereich 122 des Körpers 116 vorgesehen und
besitzt eine Standardabmessung, um mit dem Antriebsschaft eines
elektrisch oder von Hand getriebenen Antriebs (nicht gezeigt) in
Eingriff zu kommen. Die Bohrungen 124 und 126 können im
mittleren Bereich 128 des Körpers 116 ineinander übergehen. Obwohl
eine Gewindebohrung 126 gezeigt ist, kann eine solche Bohrung
auch durch eine konusartige Bohrung mit einer Standardabmessung
ersetzt werden, um mit einem konusförmigen Antriebsschaft in Eingriff
zu kommen.
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Durchgangsöffnungen 130 sind
in dem Grundkörper 116 ausgebildet,
um jeweils Klauen 118 aufzunehmen. Vorzugsweise sind drei
Klauen vorgesehen, und jede dieser Klauen 118 ist von der
benachbarten Klaue durch einen Bogen von etwa 120° ge trennt.
Die Achsen der Durchgangsöffnungen 130 und
die Klauen 118 sind im Winkel zu der Achse des Spannfutters
angeordnet, aber schneiden diese Achse an einem gemeinsamen Punkt
vor dem Spannfutterkörper 116.
Jede Klaue 118 besitzt eine am Werkzeug anlegbare Fläche 132,
die im wesentlichen parallel zu der Achse des Spannfutterkörpers 116 ist, sowie
ein Gewinde 134 auf der entgegengesetzten oder äußeren Fläche. Gewinde 134 jeder
geeigneten Art und Steigung können
im Sinn der Erfindung eingesetzt werden, wie das für einen
Fachmann ohne weiteres erkennbar ist.
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Wie
in den 3 und 4 gezeigt ist, besitzt der Grundkörper 116 einen
Laufring 136, der in der bevorzugten Ausführungsform
einstückig
mit dem Körper 116 ausgebildet
ist. Der Laufring 136 weist mehrere Führungen 150 für die Klauen
auf, die auf dem Umfang angeordnet sind, um das Zurückziehen
der Klauen 118 durch diese Führungen zu ermöglichen.
Der Laufring 136 kann eine gebogene Sitzfläche zur
Aufnahme eines in sich geschlossenen Lagerkörpers aufweisen, wie das anhand
des oben genannten Ausführungsbeispieles
schon erläutert worden
ist.
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Der
Körper 116 besitzt
einen rückwärtigen zylindrischen
Teil 144 mit einer gerändelten
Oberfläche 146,
um die wahlweise einzusetzende hintere Hülse 114 aufzunehmen,
die aufgepreßt
werden kann, wenn das erwünscht
ist.
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Die
vorliegende Erfindung weist ferner eine Mutter 160 auf,
die bei einer bevorzugten Ausführungsform
als einteilige Mutter ausgebildet ist, die ein Gewinde 162 zum
Eingriff in die Gewinde 134 der Klauen 118 aufweist,
so daß dann,
wenn die Mutter relativ zum Körper
gedreht wird, diese Klauen sich entweder nach vorne schieben oder
nach hinten zurückgezogen
werden. Wie in 4 gezeigt, besitzt die Mutter 160 Antriebsschlitze 166,
die in Eingriff mit Antriebsrippen 168 an der vorderen
Hülse 112 stehen,
so daß dann,
wenn die vordere Hülse 112 in Drehung
versetzt wird, auch die Mutter 160 mit gedreht wird, und
dadurch, wie vorher ausgeführt,
die Klauen 118 bewegt werden.
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Eine
in sich geschlossene Lagereinheit 142 kann zwischen den
Laufring 136 und eine Fläche 170 der Mutter 160 eingesetzt
werden. Die in sich geschlossene Lagereinheit 142 besitzt
einen inneren Laufring 172, einen äußeren Laufring 174 und
Lagerelemente 176, die dazwischen gehalten sind. Im bevorzugten
Ausführungsbeispiel
sind als Lagerelemente 176 Kugellager vorgesehen. Das in
sich geschlossene Lager 172 kann auch noch eine Abdeckung 178 aufweisen,
die den inneren und den äußeren Laufring 172 und 174 umgibt
und dazu dient, die Lageranordnung als eine in sich geschlossene
Einheit zu erhalten. Der innere Laufring 172 kann eine gebogenen
Oberfläche
aufweisen, die so dimensioniert und ausgebildet ist, daß sie mit
einer gebogenen Sitzfläche
auf der Lauffläche
des Laufringes 136 in Eingriff kommt, wie das in dem vorher
erwähnten Ausführungsbeispiel
gezeigt wurde, wenn es so gewünscht
ist. Ein solches Ineinandergreifen hilft bei der Ausrichtung der
Teile und der Minimierung sowohl der axialen als auch der radialen
Reibung, wenn das Spannfutter in Betrieb ist. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist die in sich geschlossene Lagereinheit 142 ein Radialdrucklager.
Natürlich
kann auch jede andere Art einer Lageranordnung einschließlich von
Gleitlagerflächen
für die
Erfindung benutzt werden.
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In
den 3 und 4 ist ein Aufnahmeglied für die Mutter
ganz allgemein mit 143 bezeichnet. Dieses Mutter-Halteglied 143 besitzt
einen ersten, im allgemeinen zylindrischen Teil 145 und
einen zweiten, konischen Teil 147. Der im wesentlichen
zylindrische Teil 145 ist so ausgestaltet, daß er mit Preß-Sitz über den
Nasen- bzw. vorderen Teil 120 in eine solche Lage gedrückt werden
kann, daß ein
Teil 149 die Mutter 160 berührt, um zu verhindern, daß diese
Mutter 160 sich axial um mehr als einen bestimmten Betrag
bewegt. Dieser gewünschte
Betrag kann durch die Lage bestimmt werden, in die das Mutter-Halteglied
auf den Körper
aufgepreßt
ist. In be vorzugter Weise wird dieses Mutter-Halteglied 143 mit
Preß-Sitz auf den Nasenteil
des Körpers
aufgesetzt, kann aber auch in jeder anderen geeigneten Weise gemäß der Erfindung
gesichert werden. Die Mutter 160 bildet einen umlaufenden
Anschlag 150 und das Mutter-Halteglied 143 kann
sich an diesem Rand 151 mit seinem Teil 149 anlegen,
wenn die Mutter 160 und das Halteglied 143 in
Kontakt kommen. Die vordere Hülse 112 kann
lose über
den Nasenteil 120 des Spannfutters 110 gestülpt werden.
Antriebsrippen 168 der vorderen Hülse 112 greifen dabei
in Antriebsschlitze 166 der Mutter 160 ein, so
daß die vordere
Hülse 112 und
die Mutter 160 wirksam in der Drehrichtung verbunden sind,
d. h. daß dann,
wenn die Hülse 112 gedreht
wird, sich auch die Mutter 160 mitdreht. Ein Nasenstück 158 ist
so ausgebildet, daß es
auf die Vorderseite des vorderen Bereiches 120 des Grundkörpers 116 aufgepreßt werden
kann, um die vordere Hülse 112 an
dem Spannfutter zu halten. Es ist aber auch möglich, daß das Nasenstück 158 durch
einen Rastsitz, durch ein Gewinde oder dergleichen gehalten wird.
Das Nasenstück 158 steht nach
außen
vor, wenn das Spannfutter zusammengesetzt ist und es ist vorzugsweise
mit einer nicht eisenhaltigen Metallbeschichtung versehen, um Rostbildung
zu verhindern und das Erscheinungsbild zu verbessern. Im Ausführungsbeispiel
kann eine solche Beschichtung aus Zink oder Nickel bestehen, es ist
aber auch möglich,
jede andere Beschichtung vorzusehen.
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Das
Nasenstück 158 dient
dazu, die vordere Hülse 112 in
ihrer Lage an dem Spannfutter 110 und in Antriebsverbindung
mit der Mutter 160 zu halten. Zusätzlich dient das Nasenstück 158 aber
auch dem weiteren Zweck, eine ästhetisch
aussehende Abdeckung für
den Nasenteil 156 zu bilden, die auch Rost verhindert.
Das bringt den Vorteil einer ästhetisch
ansprechenden Erscheinung mit sich, ohne daß die Notwendigkeit besteht,
den ganzen Grundkörper 116 mit
nicht eisenhaltigem Material zu beschichten. Wenn es gewünscht ist,
kann die hintere Hülse 114 weggelassen
werden, so daß sich
dann die vordere Hülse 112 bis
zum Heckende des Körpers 116 erstreckt.
Diese Alter native ist zweckmäßig, wenn
eine Spindelsperre oder dergleichen am Antrieb vorgesehen ist, oder
wenn der Antrieb zum Festziehen oder zum Lösen der Klauen dient.
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Es
kann aber auch vorgesehen werden, daß ein Sicherungsring, ein Schnappring
oder auch jeder andere Mechanismus vorgesehen werden kann, um die
vordere Hülse 112 in
ihrer Lage auf dem Nasenstück 158 zu
halten.
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Die
Umfangsfläche
der vorderen Hülse 112 kann
gerändelt
oder mit längsverlaufenden
Rippen oder anderen Vorsprüngen
versehen sein, um es einem Benutzer zu ermöglichen, diese Hülse sicher
zu greifen. In gleicher Weise kann auch die Umfangsfläche der
hinteren Hülse 114,
wenn eine vorgesehen ist, gerändelt
oder mit Rippen versehen werden, wenn das gewünscht ist. Die vordere und
die hintere Hülse
können
aus Kunststoff, wie beispielsweise Polycarbonat, verstärkten Polypropylen,
z. B. glasverstärktem
Polypropylen, oder auch aus einer Mischung von Kunststoffen hergestellt
werden. Auch andere zusammengesetzte Materialien, wie z. B. graphitangereicherte
Polymere, können
in bestimmten Umgebungen geeignet sein. Wie aber jeder Fachmann
erkennen wird, hängt
das Material, aus dem das Spannfutter der vorliegenden Erfindung
hergestellt wird, vom Endeinsatz des Spannfutters ab, und die oben
angegebenen Daten sind nur beispielshaft.
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Man
kann erkennen, daß die
hintere Hülse 114 fest
an dem Grundkörper 116 sitzt,
während
die vordere Hülse 112 in
Wirkverbindung mit der Mutter 160 steht und an dem Körper 116 relativ
drehbar angebracht ist. Eine Relativdrehung der vorderen und der
hinteren Hülsen 112 und 114 gegeneinander
bewirkt wegen des Eingriffes der Gewinde 134 an den Klauen 118 und
dem Gewinde 162 an der Mutter 160, daß die Klauen 118 nach
vorne geschoben oder zurückgezogen
werden, und zwar in Abhängigkeit
von der Richtung der relativen Drehung.
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Die
vorstehende Beschreibung bezieht sich auf ein schlüsselloses
Spannfutter. Es ist aber durchaus möglich, daß die Prinzipien der vorliegenden
Erfindung in gleicher Weise auch auf ein Spannfutter mit Schlüssel übertragen
werden, so daß auch
dies innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung liegt.