DE4305744C1 - Bohrfutter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bohrfutter mit einem an eine Bohrspindel anschließbaren Futterkörper, mit zwischen sich eine Aufnahme für das Bohrwerkzeug bildenden Spannbacken, die zum Öffnen und Schließen des Bohrfutters durch einen am Futterkörper drehbar geführten Spannring verstellbar sind, ferner mit einem am Futterkörper geführten koaxialen Sperring zum Verriegeln des Spannrings, wozu der Sperring Verriegelungsglieder aufweist, die im Verriegelungszustand drehschlüssig in einer Verzahnung am Spannring zum Eingriff kommen, und mit einem koaxial am Bohrfutter angeordneten Haltering.

Bei einem aus WO 91/12 914 bekannten Bohrfutter dieser Art ist der Sperring undrehbar und axial verschiebbar am Futterkörper angeordnet und mit einem Zahnkranz versehen, mit dem der Sperring unter der Kraft einer Feder in die Verzahnung des Spannrings greift. Zwischen dem Sperring und dem verdrehbar auf dem Spannring sitzenden Haltering ist eine Kupplung vorgesehen, die von einer Steuerausnehmung in der Wand des Sperrings und einem axial in die Steuerausnehmung eingreifenden Steuernocken des Halterings gebildet ist. Der Haltering ist daher gegenüber dem Sperring nur in dem durch die Steuerausnehmung und den Steuernocken bestimmten Verstellbereich verdrehbar. Durch Verdrehen des Halterings gegenüber dem Sperring wird letzterer über die Kupplung zwischen einer den Spannring verriegelnden Axiallage und einer den Spannring zum Verdrehen freigebenden Axiallage verschoben. - Derartige bekannte Bohrfutter sind für selbsttätig spannende und nachspannende Bohrfutter ungeeignet, da beim Bohren der Verriegelungseingriff des undrehbaren Sperrings am Spannring den Nachspannvorgang verhindert. Von Nachteil ist auch, daß der axiale Verriegelungseingriff unter der Kraft der den Sperring in dieser Richtung beaufschlagenden Feder, d. h. nur kraftschlüssig, nicht aber formschlüssig erfolgt. Daher besteht die Gefahr, daß sich beim Bohren, insbes. Schlagbohren, durch die dabei auftretenden Erschütterungen der Verriegelungseingriff vorübergehend löst, was nicht nur die Bohrereinspannung lockern, sondern bei selbsttätig nachspannenden Bohrfuttern auch zur Folge haben könnte, daß die Nachspannwirkung keine wirksame Begrenzung fände.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bohrfutter der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Verriegelung des Spannrings in sehr zuverlässiger Weise gewährleistet und auch für selbsttätig spannende und nachspannende Bohrfutter geeignet ist und dabei insbes. eine zuverlässig wirksame Begrenzung der Nachspannung ergibt.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Sperring und der Haltering je für sich zwischen Anschlägen begrenzt verdrehbar am Futterkörper gelagert sind, wobei der Drehweg des Sperrings den maximal möglichen Drehweg des Spannrings bei einem selbsttätigen Nachspannen des Bohrfutters bestimmt und demgegenüber der Drehweg des Halterings noch um einen Stellweg größer ist, längs dem der Haltering beim Verdrehen gegenüber dem Sperring über eine Steuerkurve die am Sperring beweglich geführten Verriegelungsglieder zwischen ihrem in der Verzahnung des Spannrings zum Eingriff kommenden Verriegelungszustand und ihrem die Verzahnung freigebenden Entriegelungszustand verstellt.

Bei dem erfindungsgemäßen Bohrfutter ist durch die begrenzte Verdrehbarkeit des Sperrings die Möglichkeit der Nachspannung des Bohrfutters auch bei am Spannring im verriegelnden Eingriff stehendem Sperring gegeben, wobei die Größe des Weges, um den der Sperring relativ zum Futterkörper gedreht werden kann, den maximal möglichen Nachspannweg des Spannrings bestimmt. Der Haltering ist relativ zum Sperring noch weiter um den Stellweg verdrehbar, der dazu dient, die Verriegelungsglieder zu betätigen, also am Spannring zum Eingriff zu bringen oder sie aus dem Verriegelungseingriff zu lösen, und zwar auch dann noch, wenn der Sperring am einen oder anderen Ende seines Verdrehungsweges steht und über den jeweiligen Anschlag hinaus nicht mehr weiter verdrehbar ist. Die Verstellung der Verriegelungsglieder erfolgt dabei zwangsgeführt durch die Steuerkurve unter Verzicht auf federnde Rückstellkräfte, so daß sich die Verriegelungsglieder bei entsprechender Drehstellung des Halterings in Bezug auf den Sperring unter keinen Umständen aus dem Verriegelungseingriff am Spannring lösen können.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsglieder von doppelarmigen Hebeln gebildet sind, die jeweils in einer durch die Futterachse gehenden Radialebene schwenkbar am Sperring gelagert sind, wobei der eine Hebelarm einen radial in die Verzahnung ein- und ausschwenkbaren Sperrfinger und der andere Hebelarm einen Steuerkopf aufweist, der in eine mit ihren Seitenwänden die Steuerkurve bildende Steuernut faßt, die längs des Drehweges sich ändernden Abstand von der Futterachse aufweist.

Weiter empfiehlt es sich, zwischen dem Sperring und dem Haltering eine Rasteinrichtung vorzusehen, die in den dem Entriegelungszustand und dem Verriegelungszustand der Verriegelungsglieder entsprechenden Relativstellungen beider Ringe zum Einrasten kommt. Beim Öffnen und Schließen des Bohrfutters kommt die Rasteinrichtung automatisch zum Eingriff und hält den Haltering gegenüber dem Sperring in denjenigen Drehstellungen fest, in denen sich die Verriegelungsglieder entweder im Verriegelungseingriff oder außer Eingriff am Spannring befinden, so daß im letzteren Fall der Spannring unbeeinträchtigt durch die Verriegelungsglieder frei verdrehbar ist. Erst beim erneuten Spannen des Bohrfutters öffnet sich dann die Rasteinrichtung wieder, der Haltering verdreht sich gegenüber dem Sperring, die Rasteinrichtung schließt wieder und der Verriegelungszustand stellt sich wieder ein, und zwar selbsttätig so, daß sich der Sperring wirklich am Anfang seines Verdrehungsweges befindet, dieser Verdrehungsweg während des Bohrens für die Nachspannung also auch voll nutzbar zur Verfügung steht.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung der die Verdrehung des Sperrings und des Halterings gegenüber dem Futterkörper begrenzenden Anschläge am Futterkörper mindestens eine achsenparallele Planfläche vorgesehen ist, der am Sperring und am Haltering je zwei achsenparallele und zueinander schräge Anschlagflächen gegenüber stehen, die durch ihre gegenseitige Schrägstellung den Winkel bestimmen, um den der Sperring und der Haltering jeweils gegenüber dem Futterkörper maximal verdrehbar sind. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die beim Anschlag der Ringe am Futterkörper zur gegenseitigen Anlage kommenden Flächen vergleichsweise groß und die dabei entstehenden Flächenpressungen entsprechend klein sind, was im Hinblick darauf von Bedeutung sein kann, daß die beim selbsttätigen Nachspannen auftretenden Kräfte und Drehmomente groß sein können.

Im übrigen empfiehlt es sich, die Anordnung so zu treffen, daß der Haltering ein Hülsenteil aufweist, das den Sperring axial außen übergreift und so abdeckt, daß der Sperring von außen zum Festhalten von Hand unzugänglich ist. Hierdurch wird die Handhabung des Bohrfutters sehr vereinfacht. Zum Spannen oder Lösen kann es nur am Spannring und am Haltering von Hand gefaßt werden; die jeweils richtige Einstellung des Sperrings ergibt sich dann selbsttätig, so daß insbes. nicht mehr darauf geachtet zu werden braucht, ob sich bei Bohrbeginn der Sperring auch wirklich im Verriegelungseingriff am Spannring und in der Ausgangsstellung am Anfang seines Nachspannweges befindet.

Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 ein Bohrfutter nach der Erfindung, teils im Axialschnitt, teils in Seitenansicht,

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Bohrfutter nach Fig. 1.

Das in der Zeichnung dargestellte selbstspannende Bohrfutter ist zum Betrieb an einer selbst nicht dargestellten Schlagbohrspindel bestimmt. Die Einspannung des ebenfalls nicht dargestellten Bohrers erfolgt zwischen Spannbacken 1, die geneigt zur Futterachse 19 in Bohrungen 3 eines Spannrings 2 verschiebbar geführt sind. Zu ihrer Verstellung greifen die Spannbacken 1 mit einer Verzahnung 4 in ein konisches Spanngewinde 5, das an einem an die Schlagbohrspindel mit einer Aufnahme 6 anschließbaren Futterkörper 7 ausgebildet ist. Der Spannring 2 ist drehbar und axial unverschiebbar am Futterkörper 7 geführt und besitzt einen fest mit ihm verbundenen Verzahnungsring 8, der dank seiner festen Verbindung mit dem Spannring 2 wie dieser gegenüber dem Futterkörper 7 verdrehbar und axial unverschiebbar ist. Ferner ist ein die Nachspannung begrenzender Sperring 9 vorgesehen, an dem Verriegelungsglieder 10 angeordnet sind, die im Verriegelungszustand drehschlüssig in der Verzahnung 11 des Verzahnungsrings 8 am Spannring 2 zum Eingriff kommen. Die Verriegelungsglieder 10 sind durch einen koaxial am Futterkörper 7 drehbar und axial unverschiebbar geführten Haltering 12 verstellbar. Im einzelnen sind der Sperring 9 und der Haltering 12 je für sich zwischen allgemein mit 20 bezeichneten Anschlägen begrenzt verdrehbar am Futterkörper 7 gelagert. Der Drehweg des Sperrings 9 bestimmt dabei den maximal möglichen Drehweg des Spannrings 2 beim selbsttätigen Nachspannen des Bohrfutters, wenn die Verriegelungsglieder 10 sich an der Verzahnung 11 im Eingriff befinden und somit der Sperring 9 gegenüber dem Spannring 2 nicht verdrehbar ist. Dieser die Nachspannung ermöglichende Drehweg des Sperrings 9 ist in Fig. 2 durch den Winkel 30 gekennzeichnet, der im Ausführungsbeispiel 10° beträgt. Der Drehweg des Halterings 12 ist gegenüber dem des Sperrings 9 noch um einen in Fig. 2 durch den Winkel 40 gekennzeichneten Stellweg größer. Der Winkel 40 beträgt 30°. Auf diesem Stellweg verstellt der Haltering 12 beim Verdrehen gegenüber dem Sperring 9 über eine Steuerkurve 13 die am Sperring 9 beweglich geführten Verriegelungsglieder 10, und zwar zwischen ihrem in der Verzahnung 11 des Spannrings 2 zum Eingriff kommenden Verriegelungszustand einerseits und ihrem die Verzahnung freigebenden Entriegelungszustand andererseits.

Die Verriegelungsglieder 10, die im Ausführungsbeispiel insgesamt zu dritt in gleichmäßiger Verteilung über den Umfang des Sperrings 9 vorgesehen sind, bestehen aus doppelarmigen Hebeln, die jeweils in einer durch die Futterachse 19 gehenden Radialebene schwenkbar um eine Achse 14 am Sperring 9 gelagert und in dessen Umfangsrichtung unverschiebbar sind. Der Sperring 9 ist dazu mit jeweils eines der Verriegelungsglieder 10 aufnehmenden Aussparungen 15 versehen. Der eine Hebelarm jedes Verriegelungsgliedes trägt einen bei dessen Verschwenken radial in die Verzahnung 11 ein- und ausschwenkenden Sperrfinger 16, der andere Hebelarm einen Steuerkopf 17, der in eine Steuernut 18 faßt, die mit ihren Seitenwänden die Steuerkurve 13 bildet. Längs des Drehweges besitzt die Steuerkurve 13 sich ändernden Abstand von der Futterachse 19, wodurch die Steuerkurve 13 den Verriegelungsgliedern 10 beim Verdrehen des Halterings 12 relativ zum Sperring 9 die gewünschte Schwenkbewegung vermittelt.

Zwischen dem Sperring 9 und dem Haltering 12 ist eine Rasteinrichtung 35 vorgesehen, die aus einem im Sperring 9 angeordneten, in Axialrichtung unter Federdruck stehenden, kugelförmigen Rastkörper 36 und zwei den Rastkörper 36 im Rastsitz aufnehmenden Rastausnehmungen 37′, 37′′ besteht. Diese beiden Rastausnehmungen sind längs des Umfangs des Halterings 12 um den Winkel 40 beabstandet, so daß die Rasteinrichtung 35 in denjenigen beiden Drehstellungen des Halterings 12 zum Einrasten kommt, in der die Verriegelungsglieder 10 sich entweder im Entriegelungszustand oder im Verriegelungszustand befinden. Diese Rasteinrichtung 35 stellt sicher, daß sich im eingerasteten Zustand der Haltering 12 gegenüber dem Sperring 9 nicht selbsttätig verdrehen kann.

Zur Ausbildung der die Verdrehung des Sperrings 9 und des Halterings 12 gegenüber dem Futterkörper 7 begrenzenden Anschläge 20 sind am Futterkörper 7 zwei sich gegenüber stehende achsenparallele Planflächen 23 vorgesehen. Jeder dieser Planflächen 21 stehen am Sperring 9 und am Haltering 12 je zwei achsenparallele und zueinander schräge Anschlagflächen 21′, 21′′, 22′, 22′′ gegenüber, die durch ihre gegenseitige Schrägstellung den Winkel bestimmen, um den der Sperring 9 bzw. der Haltering 12 jeweils gegenüber dem Futterkörper 7 maximal verdrehbar sind.

Der Haltering 12 ist mit einem Hülsenteil 12′ ausgestattet, das den Sperring 9 axial außen übergreift und ihn einschließlich der Verriegelungsglieder 10 und des Verzahnungsrings 8 abdeckt, so daß der Sperring 9 von außen zum Festhalten von Hand völlig unzugänglich ist.

Die Zeichnung zeigt das Bohrfutter im gespannten Zustand am Anfang des Nachspannweges. Die dem Spannen des Bohrfutters entsprechende Drehrichtung des Spannrings 2 relativ zum Futterkörper 7 ist durch den Pfeil 50 gekennzeichnet. Die Verriegelungsglieder 10 befinden sich im Eingriff am Verzahnungsring 8, so daß der Sperring 9 drehschlüssig mit dem Spannring 2 verbunden ist. Erfolgt beim Bohren unter der Wirkung der den Bohrwiderstand bildenden Drehmomente ein Nachspannen, können sich der Spannring 2 und der mit ihm drehschlüssig verbundene Sperring 9 gegenüber dem Futterkörper 7 um den Nachspannweg entsprechend dem Winkel 30 verdrehen, also bis zur Anlage der Anschlagflächen 21′ des Sperrings 9 an den Planflächen 23 des Futterkörpers 7. Dabei dreht sich der Haltering 12 um den Winkel 30 mit dem Sperring 9 mit, da beide Ringe 9, 10 durch die Rasteinrichtung 35 aneinander drehschlüssig gehalten sind. Soll das Bohrfutter aus diesem Spannzustand, gleich an welcher Stelle des Nachspannweges, gelöst werden, wird der Spannring 2 entgegen dem Pfeil 50 gegenüber dem von Hand festgehaltenen Haltering 12 verdreht. Da sich dabei der Sperring 9 noch im Verriegelungseingriff am Spannring 2 befindet, dreht sich der Sperring 9 unter Öffnen der Rasteinrichtung 35 mit dem Spannring 2 mit, so daß die Steuerköpfe 17 der Verriegelungsglieder 10 sich längs der Steuernuten 18 bewegen und aus dem Verriegelungseingriff am Verzahnungsring 8 in die in der Zeichnung gestrichelt dargestellte Lage verschwenkt werden. Ist diese Lage erreicht, kommen die Anschlagflächen 22′ des Halterings 12 an den Planflächen 23 des Futterkörpers 7 zur Anlage. Der Sperring 8 läßt sich nicht mehr durch den Spannring 2 entgegen gesetzt zum Pfeil 50 weiter verdrehen. Vielmehr wird der Futterkörper 7 durch den Haltering 12 am weiteren Mitdrehen gehindert, so daß der Spannring 2 gegenüber dem festgehaltenen Futterkörper 7 entgegen dem Pfeil 50 verdreht werden kann und sich dabei das Bohrfutter öffnet. Die Drehlage des Halterings 12 gegenüber dem Sperring 9 ist dabei wieder so, daß die Rasteinrichtung 35 wiederum zum Rasteingriff kommt, die Verriegelungsglieder 10 also außer Eingriff am Spannring 2 bzw. dessen Verzahnungsring 8 gehalten bleiben, so daß der Spannring 2 gegenüber dem Futterkörper 7 unbeeinträchtigt durch die Verriegelungsglieder 10 nach Wunsch verdreht werden kann.
- Zum erneuten Spannen des Bohrfutters wird der Spannring 2 wiederum in Richtung des Pfeiles 50 gegenüber dem festgehaltenen Haltering 12 verdreht, wobei sich zunächst, spätestens bei Anlage der Spannbacken 1 an einem im Futter einzuspannenden Bohrerschaft, der Futterkörper 7 in Richtung des Pfeiles 50 mitdreht, bis die Anschlagflächen 21′′ des Sperrings 9 an den Planflächen 23 des Futterkörpers 7 in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise zur Anlage kommen. Bei der weiteren Verdrehung des Spannrings 2 wird dann über diese Anlage vom Futterkörper 7 auch der Sperring 9 mitgenommen, wodurch sich der Sperring 9 aus seiner Rastaufnahme 37′′ am Haltering 12 löst und sich eine Relativverdrehung zwischen dem Sperring 9 und dem Haltering 12 ergibt, bis wieder die Anschlagflächen 22′′ des Halterings 12 an den Planflächen 23 des Futterkörpers 7 entsprechend der Darstellung in Fig. 2 zur Anlage kommen und die Rasteinrichtung 35 an der zweiten Rastaufnahme 37′ wieder zum Eingriff kommt. Auf diesem Drehweg verstellen sich die Steuerköpfe 17 der Verriegelungsglieder 10 wiederum in den Steuernuten 18 mit dem Ergebnis, daß sie am Ende des Spannvorgangs am Verzahnungsring 8 wieder zum Eingriff kommen und damit den Sperring 9 drehschlüssig mit dem Spannring 2 verbinden.

Claims (5)

1. Bohrfutter mit einem an eine Bohrspindel anschließbaren Futterkörper (7), mit zwischen sich eine Aufnahme für das Bohrwerkzeug bildenden Spannbacken (1), die zum Öffnen und Schließen des Bohrfutters durch einen am Futterkörper (7) drehbar geführten Spannring (2) verstellbar sind, ferner mit einem am Futterkörper (7) geführten koaxialen Sperring (9) zum Verriegeln des Spannrings (2), wozu der Sperring (9) Verriegelungsglieder (10) aufweist, die im Verriegelungszustand drehschlüssig in einer Verzahnung (11) am Spannring (2) zum Eingriff kommen, und mit einem koaxial am Bohrfutter angeordneten Haltering (12), dadurch gekennzeichnet, daß der Sperring (9) und der Haltering (12) je für sich zwischen Anschlägen (20) begrenzt verdrehbar am Futterkörper (7) gelagert sind, wobei der Drehweg des Sperrings (9) den maximal möglichen Drehweg des Spannrings (2) bei einem selbsttätigen Nachspannen des Bohrfutters bestimmt und demgegenüber der Drehweg des Halterings (12) noch um einen Stellweg größer ist, längs dem der Haltering (12) beim Verdrehen gegenüber dem Sperring (9) über eine Steuerkurve (13) die am Sperring (9) beweglich geführten Verriegelungsglieder (10) zwischen ihrem in der Verzahnung (11) des Spannrings (2) zum Eingriff kommenden Verriegelungszustand und ihrem die Verzahnung (11) freigebenden Entriegelungszustand verstellt.

2. Bohrfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsglieder (10) von doppelarmigen Hebeln gebildet sind, die jeweils in einer durch die Futterachse (19) gehenden Radialebene schwenkbar am Sperring (9) gelagert sind, wobei der eine Hebelarm einen radial in die Verzahnung (11) ein- und ausschwenkbaren Sperrfinger (16) und der andere Hebelarm einen Steuerkopf (17) aufweist, der in eine mit ihren Seitenwänden die Steuerkurve (13) bildende Steuernut (18) faßt, die längs des Drehweges sich ändernden Abstand von der Futterachse (19) aufweist.

3. Bohrfutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Sperring (9) und dem Haltering (12) eine Rasteinrichtung (35) vorgesehen ist, die in den dem Entriegelungszustand und dem Verriegelungszustand der Verriegelungsglieder (10) entsprechenden Relativstellungen beider Ringe (9, 12) zum Einrasten kommt.

4. Bohrfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung der die Verdrehung des Sperrings (9) und des Halterings (12) gegenüber dem Futterkörper (7) begrenzenden Anschläge (20) am Futterkörper (7) mindestens eine achsenparallele Planfläche (23) vorgesehen ist, der am Sperring (9) und am Haltering (12) je zwei achsenparallele und zueinander schräge Anschlagflächen (21′, 21′′, bzw. 22′, 22′′) gegenüber stehen, die durch ihre gegenseitige Schrägstellung den Winkel bestimmen, um den der Sperring (9) und der Haltering (12) jeweils gegenüber dem Futterkörper (7) maximal verdrehbar sind.

5. Bohrfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering (12) ein Hülsenteil (12′) aufweist, das den Sperring (9) axial außen übergreift und so abdeckt, daß der Sperring (9) von außen zum Festhalten von Hand unzugänglich ist.