CH694957A5 - Verfahren zur Herstellung von Spannbacken sowie entsprechend gefertigte Spannbacken sowie ein die Spannbacken aufweisenedes Bohrfutter. - Google Patents

Description

  



   Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Spannbacken  gemäss Anspruch 1. 



     Die Erfindung betrifft weiterhin nach diesem Verfahren gefertigte  Spannbacken gemäss Anspruch 14 sowie ein diese Spannbacken aufweisendes  Bohrfutter gemäss Anspruch 17. 



   Für einen sicheren Bohrbetrieb ist es wesentlich, dass der Schaft  des einzuspannenden Werkzeuges sicher von den Spannbacken gehalten  wird, wobei dies über die gesamte Lebensdauer des Bohrfutters gewährleistet  sein muss, die nicht dadurch verkürzt werden soll, dass die an den  Spannbacken ausgebildeten Spannschneiden deformieren und so keine  ausreichende Spannkraft mehr aufbringen können. Um die Lebensdauer  der Spannschneiden, und damit der Spannbacken und des Bohrfutters  insgesamt zu erhöhen, ist es bereits bekannt, die Spannschneiden  an Einsätzen, insbesondere Hartmetalleinsätze, auszubilden, die mit  den Spannbacken verbunden werden, wobei diese Verbindung möglichst  dauerhaft sein muss, weil jede Lockerung dieser Verbindung das sichere  Ergreifen des Schaftes des Werkzeuges beeinträchtigt oder sogar vollständig  verhindert. 



   Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu  entwickeln, mit dem für die Massenfertigung von Spannbacken in kostengünstiger  Weise eine dauerhafte Verbindung der Spannbacken und der Hartmetalleinsätze  bei gleichzeitig präziser Platzierung der Hartmetalleinsätze erreicht  werden kann. Der die Spannbacke betreffende Teil der Aufgabe besteht  darin, eine verfahrensgemäss gefertigte Spannbacke so zu gestalten,  dass der Verschleiss beim häufigen Wechseln des Werkzeugs, wie er  insbesondere bei    der Verwendung von Schrauberbits erfolgt, vermindert  ist. Schliesslich ist Aufgabe der Erfindung, ein Bohrfutter bereitzustellen,  dessen Spanngenauigkeit nicht durch die Verwendung von Hartmetalleinsätzen  an den Spannbacken beeinträchtigt ist. 



   Der das Verfahren betreffende Teil der Aufgabe wird durch das eingangs  genannte Verfahren gelöst, bei dem durch die einfach und kostengünstig  herzustellenden Einstichpaare eine präzise Positionierung des Hartmetalleinsatzes  erfolgt, der durch das Einsicken in seiner Lage schon fixiert und  gesichert ist, so dass bei dem nachfolgenden Verfahrensschritt, bei  dem der Bindestoff eingesetzt wird, keine Verschiebung des Hartmetalleinsatzes  mehr erfolgen kann. 



   Vorteilhaft dabei ist, wenn die Spannbacke vor der spanenden Bearbeitung  einem Glühprozess unterzogen wird, der dazu genutzt wird, die im  Grundwerkstoff vorhandenen mechanischen Spannungen zu reduzieren.                                                              



   Im Hinblick auf diesen erforderlichen Glühprozess ist es vorteilhaft,  wenn nach dem Glühprozess und vor der spanenden Bearbeitung die Spannbacke  gescheuert und eingeölt wird, da beim Glühprozess eine Oxydation  stattfindet, deren Wirkung auf die Oberfläche der Spannbacke entgegengewirkt  werden muss, um eine gute Qualität zu erreichen. 



   Im Rahmen der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, dass nach der spanenden  Bearbeitung zur Ausbildung der Nut und vor dem Einsetzen des Hartmetalleinsatzes  die Spannbacke entgratet und gewaschen wird. Dieser Verfahrensschritt    wirkt sich günstig auf die Verbindung des Hartmetalleinsatzes  mit der Nut durch den Bindestoff aus, der so selber vollständig die  Oberfläche benetzen kann, ohne daran durch das Öl gehindert zu werden.                                                         



   Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung ist dabei vorgesehen,  dass als Bindestoff ein Klebstoff verwendet wird. 



   Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,  dass ein Lot als Bindestoff verwendet und der Hartmetalleinsatz in  die Nut eingelötet wird, da das Temperaturverhalten dieses Bindestoffes  günstiger ist und auch starke Temperaturerhöhungen eines Bohrers  bei hoher Belastung Dauerhaftigkeit der Verbindung von dem Hartmetalleinsatz  mit der Spannbacke nicht beeinträchtigen. 



   Um ein Aufschwimmen des Hartmetalleinsatzes in der Nut zu vermeiden,  wird eine im Nutgrund ausgebildete Rinne zur Führung des Lots genutzt.  Alternativ ist es gleichfalls möglich, dass eine an dem Hartmetalleinsatz  ausgebildete Rinne zur Führung des Lots genutzt wird. 



   Da der für die Spannbacken verwendete Grundwerkstoff nicht verschleissfest  ist, wird in einem weiteren Verfahrensschritt die Spannbacke auf  eine höhere Festigkeit vergütet. 



   Weiterhin ist vorgesehen, dass zum Abbau von Spannungsspitzen die  Spannbacke einem Anlassvorgang unterzogen wird. Als weiterer Verfahrensschritt  schliesst    sich daran an, dass die Spannbacke poliert wird, dass  heisst gescheuert und als Schutz gegen Passungsrost speziell an der  Oberfläche behandelt wird. 



   Ein weiteres gemäss der Erfindung bevorzugtes Verfahren ist dadurch  gekennzeichnet, dass die Hartmetalleinsätze zweifach vorgesehen sind  und diese beiden Hartmetalleinsätze mit gegenseitigem Abstand in  die Nut eingesetzt werden. Dies bietet den Vorteil, dass die Kontaktlänge  von Spannbacke und Werkzeugschaft vergrössert ist, wobei die Verwendung  zweier mit Abstand angeordneter Hartmetalleinsätze das Einbringen  des Bindestoffes in die Nut oberhalb beider Hartmetalleinsätze ermöglicht,  also der Bindestoff in der Nut keine langen Strecken entlangkriechen  muss, um über die gesamte Kontaktlänge eine sichere Verbindung herzustellen.                                                   



   Der die Spannbacke betreffende Teil der Aufgabe wird dadurch gelöst,  dass zwischen den beiden Hartmetalleinsätzen in dem Boden der Nut  ein Sackloch ausgebildet ist, in dem unter der Kraft einer Feder  ein zur Zusammenwirkung mit einer in dem aufzunehmenden Wekzeugschaft  eines Werkzeuges ausgebildeten Aufnahme vorgesehenes Halteglied angeordnet  ist. Dieses Halteglied zeigt seinen Vorteil insbesondere dann, wenn  die Spannbacken in einem einem Akkuschrauber zugeordneten Bohrfutter  verwendet werden, bei dem überwiegend Schrauberbits eingesetzt werden  und nur gelegentlich eine sehr hohe Belastung der Spannbacken im  Bohrbetrieb erfolgt.

   Bei der Verwendung hauptsächlich in Kombination  mit Akkuschrauberbits erhöht sich die Lebensdauer eines Bohrfutters,  da dieses weniger Erschütterungen ausgesetzt ist, kein Bohrstaub  anfällt, der in das Bohrfutterinnere eindringen und dort durch    Reibung erhöhten Verschleiss verursachen könnte. Bei dieser gesteigerten  Lebensdauer des Bohrfutters muss stets die sichere Einspannung eines  Bohrers gewährleistet sein. Zur Minderung des Verschleisses der Spannschneiden  ist daher das Halteglied vorgesehen, das bereits eine provisorische  Sicherung des Schrauberbits bewirkt und für die Übertragung geringer  Drehmomente ausreichend ist.

   Durch die provisorische Sicherung mittels  des Haltegliedes befindet sich der Schaft des Schrauberbits bereits  auch schon in der richtigen Orientierung in der Werkzeugaufnahme,  so dass beim nachfolgenden Spannen eine symmetrische Anlage der Spannschneiden  der Hartmetalleinsätze an dem Schaft erfolgt und dieser nicht erst  durch die von den Spannbacken einwirkende Kraft koaxial zur Futterachse  ausgerichtet wird. 



   Es hat sich als zweckmässig erwiesen, wenn dass Halteglied durch  eine mittels eines Ringbundes in dem Sackloch gehaltene Kugel gebildet  ist, wobei alternativ gleichfalls die Möglichkeit besteht, die mit  geringerem Fertigungsaufwand verbunden ist, dass das Halteglied durch  den Rand der Hartmetalleinsätze in dem Sackloch gesichert ist. 



   Der das Bohrfutter betreffende Teil der Aufgabe wird bei einem Bohrfutter  mit einem einer Spindelaufnahme und eine gegenüberliegende Werkzeugaufnahme  aufweisenden Futterkörper, in dem in geneigt zur Futterachse verlaufenden,  gleichmässig über den Umfang verteilt angeordneten Führungsaufnahmen  jeweils eine Spannbacke durch einen in die Zahnreihe eingreifenden,  gegenüber dem Futterkörper verdrehbaren Gewindering längsverschieblich  geführt ist und in die Werkzeugaufnahme vorsteht, dadurch    gelöst,  dass durch Rundlaufschleifen mit einem Schleifstift eine konzentrische  Ausrichtung der Spannschneiden der Hartmetalleinsätze an den mehreren  Spannbacken gegeben ist.

   Insbesondere bei schlüssellosen, nur mit  Handkraft zu spannenden Bohrfuttern ist die erforderliche Präzision  und die notwendige Spannkraft nur mit exakt masshaltigen und in der  Oberfläche fein bearbeiteten Spannbacken erreichbar, die in dem komplett  montierten Bohrfutter einem weiteren Bearbeitungsschritt unterzogen  werden, um zu dem vorstehend definierten Bohrfutter zu gelangen,  bei dem die Spannschneiden aller Hartmetalleinsätze exakt auf dem  Umfang eines Kreises liegen, und zwar unabhängig von der Öffnungsweite  des Bohrfutters. 



   Im Folgenden wird die Erfindung an in der Zeichnung dargestellten  Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigen:      Fig. 1  eine Vorderansicht einer mit dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten  Spannbacke,     Fig. 2 eine Seitenansicht der Spannbacke aus Fig.  1, teilweise im Schnitt dargestellt,     Fig. 3 das Detail III  aus Fig. 2,     Fig. 4 der Schnitt IV-IV aus Fig. 3,     Fig.  5 das Detail V aus Fig. 4,     Fig. 6 eine der Fig. 5 entsprechende  Darstellung einer alternativen Ausführungsform,       Fig. 7 eine  der Fig. 5 entsprechende Darstellung einer weiteren alternativen  Ausführungsform,     Fig. 8 eine Seitenansicht eines Bohrfutters,  teilweise im Schnitt dargestellt,     Fig. 9 der Schnitt IX-IX  aus Fig. 8,     Fig. 10 eine der Fig. 8 entsprechende Darstellung  einer weiteren Ausführungsform eines Bohrfutters, und     Fig.

    11 der Schnitt XI-XI aus Fig. 10.  



   In Fig. 8 ist ein Bohrfutter 1 dargestellt, das einen Futterkörper  2 aufweist, in dem eine Spindelaufnahme 3 zur Kopplung des Bohrfutters  1 mit einer in der Zeichnung selber nicht dargestellten Bohrspindel  einer Bohrmaschine und an dem gegenüberliegenden Ende eine Werkzeugaufnahme  4 ausgebildet ist. In die Werkzeugaufnahme 4 stehen Spannbacken 5  vor, die in geneigt zur Futterachse 6 verlaufenden, gleichmässig  über den Umfang verteilt angeordneten Führungsaufnahmen 7 des Futterkörpers  2 geführt sind.

   An diesen Spannbacken 5 sind jeweils an der radial  nach innen weisenden Seite Spannflächen 12 und auf den radial nach  aussen weisenden Seiten Zahnreihen 9 ausgebildet, wobei die Zahnreihen  9 in das Spanngewinde eines Gewinderinges eingreifen, der drehbar  und axial unverschiebbar am Futterkörper 2 geführt ist, so dass durch  eine Verdrehung des Gewinderinges, bewirkt durch eine Verdrehung  der undrehbar mit dem Gewindering gekoppelten Spannhülse 10, die  Spannbacken 5 in ihren Führungsaufnahmen 7 verstellt werden können.    Diese Spannbacken 5 werden mit dem nachfolgend beschriebenen Verfahren  mit Hartmetalleinsätzen 11, die als Spannschneiden fungieren, versehen.                                                        



   Zur Reduzierung der im Grundwerkstoff vorhandenen mechanischen Spannung  wird jede Spannbacke 5 einem Glühprozess unterzogen, an den sich  zur Beseitigung bei dem Glühprozess entstehender Oxydation ein Verfahrensschritt  anschliesst, bei dem die Spannbacken 5 gescheuert, dass heisst blank  gemacht und leicht geölt werden. Anschliessend wird die Spannbacke  5 in der Spannfläche 12 durch spanende Bearbeitung mit einer parallel  zur Bohrfutterachse 6 verlaufenden Nut 13 versehen, bei der in die  sich gegenüberliegenden Wände der Nut 13 in einem der Länge des Hartmetalleinsatzes  11 entsprechenden Abstand zwei Einstichpaare 14 ausgebildet werden,  zwischen denen nach einem Entgrat- und Waschvorgang zur Entfernung  des Öls Hartmetalleinsatz 11 eingesickt wird.

   Oberhalb des Hartmetalleinsatzes  11 wird ein Bindestoff 15 aufgebracht, wobei dies bei dem in der  Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ein Lot ist, mit dem  die Hartmetalleinsätze 11 in die Nuten 13 eingelötet werden. Dabei  fliesst das flüssige Lot unter der Wirkung der Schwerkraft bzw. durch  die Kapillarkräfte an dem Hartmetalleinsatz 11 in der Nut 13 entlang.  Um dabei ein Aufschwimmen des Hartmetalleinsatzes 11 zu vermeiden,  wird eine im Nutgrund und/oder an dem Hartmetalleinsatz 11 ausgebildete  Rinne 16 zur Führung des Lots genutzt. 



   Nach dem Löten erfolgt eine Oberflächenhärtung der Spannbacke 5 sowie  eine Vergütung, um die Festigkeit der Spannbacke 5 im gesamten Querschnitt  zu erhöhen. Damit Spannungsspitzen abgebaut werden, wird die Spannbacke  5    einem Anlassvorgang unterzogen. Anschliessend wird die Spannbacke  5 poliert, dass heisst gescheuert und als Schutz gegen Passungsrost  speziell an der Oberfläche behandelt. 



   Wie insbesondere aus den Fig. 1 und 2 zu erkennen ist, sind pro Spannbacke  5 zwei Hartmetalleinsätze 11 vorgesehen, die mit gegenseitigem Abstand  in die Nut 13 eingesetzt werden. Zwischen den beiden Hartmetalleinsätzen  11 ist in dem Boden der Nut 13 ein Sackloch 17 ausgebildet (Fig.  8, 10), in dem unter der Kraft einer Feder 18 ein zur Zusammenwirkung  mit einer in dem Schaft eines aufzunehmenden Werkzeuges ausgebildeten  Aufnahme 19 vorgesehenes, als Kugel 20 ausgebildetes Halteglied 21  angeordnet ist. 



   Bei dem in der Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die  Kugel 20 durch den Rand der Hartmetalleinsätze 11 in dem Sackloch  17 gesichert, während dazu in der Ausführungsform gemäss Fig. 8 ein  Ringbund 22 vorgesehen ist. 



   Diese Kugel 20 dient dazu, um den Schaft eines aufzunehmenden Schrauberbits  23 in der Werkzeugaufnahme 4 des Bohrfutters zu halten, wozu die  Kugel 20 mit einer am axial rückwärtigen Ende des Schaftes ausgebildeten,  geneigt verlaufenden Fläche zusammenwirkt. 



   Bei dem Bohrfutter ist durch Rundlaufschleifen mit einem Schleifstift  sichergestellt, dass die Spannschneiden der Hartmetalleinsätze 11  der Spannbacken 5 präzise auf dem Umfang eines Kreises angeordnet  sind.

Claims (17)

1. Verfahren zur Herstellung von Hartmetalleinsätzen (11) mit Spannschneiden (8) aufweisenden Spannbacken (5) eines Bohrfutters (1), bei dem jede Spannbacke mit einem Backenschaft versehen wird, in dem eine zum Eingriff in ein dem Bohrfutter (1) zugeordnetes Gewinde vorgesehene Zahnreihe (9) ausgebildet wird, und bei dem eine parallel zum aufzunehmenden Werkzeugschaft verlaufende Spannfläche (12) durch spanende Bearbeitung mit einer parallel zur Bohrfutterachse (6) verlaufenden Nut (13) versehen wird, bei dem in die sich gegenüberliegenden Wände der Nut (13) in einem der Länge des Hartmetalleinsatzes (11) entsprechenden Abstand zwei Einstichpaare (14) ausgebildet werden, zwischen denen der Hartmetalleinsatz (11) eingesickt wird, und bei dem oberhalb des Hartmetalleinsatzes (11) in die Nut (13) ein an dem Hartmetalleinsatz (11) entlangfliessender Bindestoff (15)

eingefüllt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannbacke (5) vor der spanenden Bearbeitung einem Glühprozess unterzogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Glühprozess und vor der spanenden Bearbeitung die Spannbacke (5) gescheuert und eingeölt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach der spanenden Bearbeitung zur Ausbildung der Nut (13) und vor dem Einsetzen des Hartmetalleinsatzes (11) die Spannbacke (5) entgratet und gewaschen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindestoff (15) ein Klebstoff verwendet wird.

6.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lot als Bindestoff (15) verwendet und der Hartmetalleinsatz (11) in die Nut (13) eingelötet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine im Nutgrund ausgebildete Rinne (16) zur Führung des Lots genutzt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine an dem Hartmetalleinsatz (11) ausgebildete Rinne (16) zur Führung des Lots genutzt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Löten eine Oberflächenhärtung der Spannbacke (5) erfolgt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannbacke (5) auf eine höhere Festigkeit vergütet wird.

11.

Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abbau von Spannungsspitzen die Spannbacke (5) einem Anlassvorgang unterzogen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannbacke (5) poliert wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche l bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Hartmetalleinsätze (11) zweifach vorgesehen sind und diese beiden Hartmetalleinsätze (11) mit gegenseitigem Abstand in die Nut (13) eingesetzt werden.

14. Spannbacke, gefertigt nach dem Verfahren aus Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Hartmetalleinsätzen (11) in dem Boden der Nut (13) ein Sackloch (17) ausgebildet ist, in dem unter der Kraft einer Feder (18) ein zur Zusammenwirkung mit einer in dem aufzunehmenden Werkzeugschaft ausgebildeten Aufnahme (19) vorgesehenes Halteglied (21) angeordnet ist.

15.

Spannbacke nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteglied (21) durch eine mittels eines Ringbundes (22) in dem Sackloch (17) gehaltene Kugel (20) gebildet ist.

16. Spannbacke nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteglied (21) durch den Rand der Hartmetalleinsätze (11) in dem Sackloch (17) gesichert ist.

17.

Bohrfutter mit einem eine Spindelaufnahme (3) und eine gegenüberliegende Werkzeugaufnahme (4) aufweisenden Futterkörper (2), in dem in geneigt zur Bohrfutterachse (6) verlaufenden, gleichmässig über den Umfang verteilt angeordneten Führungsaufnahmen (7) jeweils eine nach einem der Ansprüche 1 bis 13 gefertigte Spannbacke (5) durch einen in die Zahnreihe (9) eingreifenden, gegenüber dem Futterkörper (2) verdrehbaren Gewindering längsverschieblich geführt ist und in die Werkzeugaufnahme (4) vorsteht, dadurch gekennzeichnet, dass durch Rundlaufschleifen mit einem Schleifstift eine konzentrische Ausrichtung der Spannschneiden der Hartmetalleinsätze (11) an den mehreren Spannbacken (5) gegeben ist.