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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Aufspannvorrichtung für Bohrwerkzeuge,
insbesondere ein mittels einer geneigten Keilfläche gesperrtes Bohrfutter.
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Traditionelle
Aufspannvorrichtungen dienen zum Sperren der verschiedenen Bohrwerkzeugen, z.B.
Futterkörper,
Reibahle, Schneidbohrer usw.. Solche Aufspannvorrichtungen werden
auch Futter genannt. Typische Futter, z.B. Bohrfutter, umfassen Futterkörper, mehrere
(z.B. drei) Spannbacken, Gewindering, Außenhülse usw., gegebenenfalls noch eine
Hinterhülse.
Dabei umfassen einige Futter noch eine Lagerungsbaugruppe zur Reduzierung
der Reibung. Die Spannbacken sind jeweils in geneigten Bohrungen
angeordnet und die Bohrungen sind auf dem Futterkörper mit
dem gleichen Abstand verteilt. Der Gewindering ist in der auf dem
Futterkörper
angeordneten Gewinderingsnut angeordnet, und durch die Anpassung
an die Gewinde der Spannbacken ein Gewindeübertragensorgan ausgebildet.
Die Außenhülse ist
auf dem Gewindering montiert (eine zusätzliche Gewinderinghülse in einigen
Fallen auch auf dem Gewindering montiert). Die Außenhülse weist Keile
auf und der Gewindering weist eine zu den Keilen entsprechende Keilnut
auf, so dass die Außenhülse mittels
der Keile an der Gewindehülse
(bzw. dem Gewindering) anschließt.
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Die
Außenhülse kann
in der Anwendung manuell verstellt werden und dann die Gewinderinghülse und/oder
den Gewindering antreiben. Danach treibt der Gewindering die Spannbacken
an, so dass die Spannbacken in der geneigten Bohrungen des Futterkörpers nach
vorne oder hinten bewegt und damit die drei Spannbacken geöffnet oder
geschlossen werden, so dass das Werkzeug gelöst oder gesperrt werden kann.
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Da
das Bohrfutter unter den Bedingungen von Vibration und Schlägen benutzt
wird, wird sich der Gewindering wegen der Massenträgheit lockern, so
dass die Spannbacken den Schaft des Werkzeugs verlieren. Deshalb
muss man bei Verwendung des Bohrfutters wiederholt den Gewindering
spannen, so dass die Benutzung erschwert wird.
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Der
Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein mittels einer geneigten
Keilfläche
gesperrtes Bohrfutter anzugeben, wobei der Gewindering durch die
Reibungsperrung relativ zur dem Futterkörper in Stillstand bleibt,
so dass die Spannbacken den Schaft eines Werkzeugs bei Verwendung mit
gleich bleibender Kraft halten.
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Diese
Aufgabe wird durch die Gegenstände der
unabhängigen
Patentansprüche
gelöst.
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Um
die eingangs genannte Aufgabe zu lösen, weist das mittels ei ner
geneigten Keilfläche
gesperrte erfindungsgemäße Bohrfutter
einen durch Reibung gesperrten keilstückartigen Spannring oder rollenkörperartigen
Spannring auf, der von einem an der Außenhülse angeschlossenen Steuerelement (z.B.
von einer Steuerhülse)
angetrieben wird und somit der Gewindering von dem Spannring angetrieben wird.
Wenn der Spannring mittels der geneigten Keilfläche gesperrt wird und nicht
bewegbar ist, wird der Gewindering gesperrt, so dass die Spannbacken
den Schaft des Werkzeugs festhalten können.
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Gemäß einer
Ausgestaltung wird ein mittels einer geneigten Keilfläche gesperrtes
Bohrfutter angegeben umfassend einen Futterkörper, dessen hinteres Ende
mit der Antriebswelle einer Antriebquelle verbunden ist und der
in Umfangsrichtung äquidistante
geneigte Bohrungen aufweist; Spannbacken, die in den entsprechenden
geneigten Bohrungen des Futterkörpers
montiert sind und jeweils an ihren äußeren Seitenflächen Gewinde
aufweisen; einen Gewindering, der um den Futterkörper montiert ist und dessen
Innenfläche
ein Gewinde zum Eingriff mit dem Gewinde der Spannbacken aufweist;
eine Außenhülse, die
um den Futterkörper
montiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bohrfutter weiter umfasst
einen keilstückartigen
Spannring, der drehbar um den Futterkörper montiert ist und den Gewindering
antreibt, wobei an der Innenseite des Spannrings ein Keilstück mittels
eines das Keilstück vorspannenden
Federelements angelenkt ist, und wobei das Keilstück eine
geneigte Keilfläche
zum Sperren der Spannfläche
des Futterkörpers
durch Reibung aufweist; eine Steuerhülse, die mit der Außenhülse operativ
verbunden ist und den keilstückartigen
Spannring drehbar antreibt; und wenigstens eine Stellbacke, die
mit der Steuerhülse
synchron mitdreht, wobei die Stellbacke in der ersten Position von
dem Keilstück
entfernt ist und in der zweiten Position mit dem Keilstück in Kontakt
steht; wobei die geneigte Keilfläche
an der Spannfläche
anliegt, wenn sich die Stellbacke an der ersten Position befindet, und
wobei das Keilstück
wegbewegt wird und die geneigte Keilfläche nicht mehr an der Spannfläche anliegt,
wenn sich die Stellbacke an der zweiten Position befindet.
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Vorzugsweise
ist die Stellbacke auf der Steuerhülse angeordnet. Auf der Steuerhülse ist
ferner eine Antriebsbacke angeordnet und auf dem keilstückartigen
Spannring ist eine Antriebsnut angeordnet, wobei die Antriebsbacke
in die Antriebsnut eingreift, so dass der keilstückartige Spannring drehbar angetrieben
wird.
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Vorzugsweise
sind auf dem Bohrfutter noch eine Verbindungshülse und ein Stellbackenelement umfasst,
wobei das erste Ende der Verbindungshülse mit dem Gewindering verbunden
ist und das zweite Ende der Verbindungshülse mit dem keilstückartigen Spannring
verbunden ist. Die Stellbacke ist auf dem Stellbackenelement angeordnet
und das Stellbackenelement ist mit der Steuerhülse verbunden. Auf der Steuerhülse ist
die Antriebsbacke angeordnet, wobei die Antriebsbacke in die auf
dem keilstückartigen
Spannring angeordnete Antriebsnut eingreift, so dass der keilstückartige
Spannring drehbar angetrieben wird.
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Vorzugsweise
ist die Stellbacke auf der Steuerhülse angeordnet. Zusätzlich weist
die Steuerhülse eine
Antriebsbacken auf, wobei die Antriebsbacke in die auf dem keilstückartigen
Spannring angeordnete Antriebsnut eingreift, so dass der keilstückartige Spannring
drehbar angetrieben wird. Darüber
hinaus umfasst das Bohrfutter noch eine Planetenradgetriebevorrichtung,
die einen Innenzahnring, ein Planentenrad, einen Planetenradträger und
einen Zahnring umfasst, wobei der Planetenradträger mit dem Gewindering verbunden
ist und der keilstückartige Spannring
den Innenzahnring drehbar an treibt.
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Vorzugsweise
sind der Innenzahnring und der keilstückartige Spannring einstückig.
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Vorzugsweise
weist die Antriebsnut des keilstückartigen
Spannrings eine erste Antriebsposition und eine zweite Antriebsposition
auf, wobei die Antriebsbacke einen federnden Vorsprung aufweist. Wenn
der federnde Vorsprung in die erste Antriebsposition eingreift,
befindet sich die Stellbacke an ihrer zweiten Position, wenn der
federnde Vorsprung in die zweite Antriebsposition eingreift, befindet
sich die Stellbacke an ihrer ersten Position.
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Vorzugsweise
besteht die geneigte Keilfläche
des Keilstücks
aus einer exzentrischen krummen Fläche, deren Kreismittelpunkt
von dem Umdrehungsmittelpunkt des Keilstücks abweicht.
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Vorzugsweise
sind die geneigte Keilfläche und
die Spannfläche
als rauhe Flächen
ausgebildet.
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Gemäß einer
anderen Ausgestaltung ist ein mittels einer geneigten Keilfläche gesperrtes
Bohrfutter angegeben, umfassend ein Futterkörper, dessen hinteres Ende
mit der Antriebswelle einer Antriebsquelle verbunden ist und der
in Umfangsrichtung äquidistante
geneigte Bohrungen aufweist; Spannbacken, die in den entsprechenden
geneigten Bohrungen des Futterkörpers
montiert sind und jeweils an ihren äußeren Seitenflächen Gewinde
aufweisen; einen Gewindering, der um den Futterkörper montiert ist und an dessen
Innenfläche
ein Gewinde zum Eingriff mit dem Gewinde der Spannbacken aufweist; eine
Außenhülse, die
um den Futterkörper
montiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bohrfutter weiter
umfasst einen rollenkörperartigen
Spannring, der drehbar um den Fut terkörper montiert ist und den Gewindering
antreibt, wobei ein Rollenkörper
und ein den Rollenkörper
vorspannendes Federelement auf der Innenseite des Spannrings angeordnet
sind, und wobei der rollenkörperartige
Spannring eine geneigte Keilfläche
aufweist; ein Steuerelement, das mit der Außenhülse operativ verbunden ist
und eine Stellbacken zwischen einer ersten und einer zweiten Position
drehbar antreibt, wobei die Stellbacke in der ersten Position von
dem Rollenkörper
entfernt ist und in der zweiten an dem Rollenkörper anliegt, wobei der rollenkörperartige
Spannring auch von dem Steuerelement angetrieben wird; wenigstens
eine Stellbacke, die mit der Steuerhülse synchron mitdreht zwischen der
ersten Position, in der die Stellbacke von dem Rollenkörper getrennt
ist und der zweiten Position, in der die Stellbacke den Rollenkörper vorspannt;
wobei der Rollenkörper
an der Sperrungsfläche
des Futterkörpers
und auch an der geneigten Keilfläche
anliegt und damit der rollenkörperartige
Spannring durch Reibung den Futterkörper sperrt, wenn sich die Stellbacke
an der esten Positon befindet und der Rollenkörper nicht mehr an der Spannfläche anliegt, wenn
sich die Stellbacke an der zweiten Position befindet.
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Vorzugsweise
ist die Stellbacke auf dem Steuerelement angeordnet; auf dem Steuerelement ist
zusätzlich
eine Antriebsbacke angeordnet und der rollenkörperartigen Spannring weist
eine Antriebsnut auf, wobei die Antriebsbacke in die Antriebsnut
eingreift, so dass der rollenkörperartige
Spannring drehbar angetrieben wird.
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Vorzugsweise
sind noch eine Verbindungshülse
und ein mit dem Steuerelement verbundenes Stellbackenelement vorgesehen.
Das erste Ende der Verbindungshülse
ist mit dem Gewindering verbunden und das zweite Ende ist mit dem
rollenkörperartigen
Spannring verbunden. Die Stellbacke ist auf dem Stellbackenelement
angeordnet. Ferner ist auf dem Steuerelement die Antriebsbacke vorgese hen, wobei
die Antriebsbacke in die auf dem rollenkörperartigen Spannring angeordnete
Antriebsnut eingreift, so dass der rollenkörperartige Spannring drehbar
angetrieben wird.
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Vorzugsweise
ist die Stellbacke auf dem Steuerelement angeordnet. Ferner auf
dem Steuerelement ist auch die Antriebsbacke angeordnet, die in die
in dem rollenkörperartigen
Spannring angeordnete Antriebsnut eingrifft, so dass der rollenkörperartige Spannring
drehbar angetrieben wird. Dabei ist noch eine Planetengetriebevorrichtung
vorgesehen, die einen Innenzahnring, ein Planentenrad, einen Planetenradträger und
einen Zahnring umfasst, wobei der Planetenradträger mit dem Gewindering verbunden ist
und der Innenzahnring von dem rollenkörperartigen Spannring drehbar
angetrieben wird.
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Vorzugsweise
sind der Innenzahnring und der rollenkörperartige Spannring einstückig.
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Vorzugsweise
sind eine erste Antriebsposition und eine zweite Antriebsposition
auf der Antriebsnut des rollenkörperartigen
Spannrings angeordnet. Ferner ist auf der Antriebsbacke ein federnder
Vorsprung angeordnet. Wenn der federnde Vorsprung in die erste Antriebsposition
eingreift, befindet sich die Stellbacke an der zweiten Position.
Wenn der federnde Vorsprung in die zweite Antriebsposition eingreift, befindet
sich die Stellbacke an der ersten Position.
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Vorzugsweise
weist der Rollenkörper
mit der geneigten Keilfläche
einen Kontaktpunkt M und mit der Spannfläche einen Kontaktpunkt N auf,
wenn sich die Stellbacke an der ersten Position befindet, wobei
der Winkel zwischen der Tangente der geneigten Keilfläche und
der Tangente der Spannfläche
kleiner ist als die Summe der Reibungswinkel der Punkte M und N.
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Vorzugsweise
ist auf der Stellbacke eine mit dem Rollenkörper kontaktierende Kontaktfläche angeordnet,
wobei die Kontaktfläche
geneigt ist.
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Vorzugsweise
ist die Spannfläche
als eine mit feinen Strichen versehene Rauhfläche ausgebildet.
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Vorzugsweise
ist noch eine Spannhülse
angeordnet. Die Spannhülse
ist an dem Futterkörper fest
angeschlossen und die Spannfläche
ist die äußere Oberfläche der
Spannhülse.
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Vorzugsweise
ist eine Spannhülse
umfasst, wobei die Spannhülse
fest mit dem Futterkörper
verbunden ist und die Spannfläche
die äußere Oberfläche der
Spannhülse
ist.
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In
einer Ausführung
der Erfindung umfasst das Bohrfutter, das mittels einer geneigten
Keilfläche gesperrt
wird, einen Futterkörper
mit in Umfangsrichtung äquidistanten
geneigten Bohrungen; Spannbacken, die in den entsprechenden geneigten
Bohrungen des Futterkörpers
montiert sind und jeweils an ihren äußeren Seitenflächen Gewinde
aufweisen; einen Gewindering, der um den Futterkörper montiert ist und der an
seiner Innenfläche
Gewinde zum Eingriff in die Gewinde der Spannbacken aufweist; eine Außenhülse, die
um dem Futterkörper
montiert ist, wobei das Bohrfutter noch umfasst Spannringe, die um
dem Futterkörper
drehbar montiert ist, und mittelbar oder unmittelbar mit der Außenhülse verbunden sind,
wobei die Spannringe auf ihrer Innenseite Spannelemente und Federelemente
aufweisen, die die Spannelemente gegen eine Spannfläche vorspannen
und wobei die Spannelemente eine geneigte Keilfläche aufweisen, die die Spannfläche des
Futterkörpers
durch Reibung sperrt.
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Vorzugsweise
ist das Spannelement ein Rollenkörper
und in einer Nut der Innenfläche
des Spannrings angeordnet, wobei eine geneigte Keilfläche des
Spannrings sich auf der Nut befindet und der Abstand der geneigten
Keilfläche
zum Zentrum des Futterkörpers
in einer Spannrichtung immer kleiner wird.
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Vorzugsweise
umfasst das Bohrfutter eine Gewinderinghülse, die mit der Außenhülse verbunden
ist und an deren Unterseite ein Anschlussteil zur Verbindung mit
der äußeren Oberfläche des
Spannrings angeordnet ist sowie federnd erstreckte Positionsvorsprünge zum
Anschluss an auf der inneren Fläche
der Außenhülse angeordnete
Positionsnute angeordnet sind.
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Vorzugsweise
sind auf der äußeren Oberfläche des
Spannrings in Umfangsrichtung angeordnete Anschlusszähne vorgesehen,
und der Anschlussteil der Gewinderinghülse weist Anschlusszähne auf, die
an den auf der äußeren Oberfläche des
Spannrings angeordneten Anschlusszähne angreifen.
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Vorzugsweise
erstreckt der die Anschlusszähne
aufweisende Anschlussteil sich in Umfangsrichtung in einer ersten
Richtung und die Positionsvorsprünge
in Umfangsrichtung in einer zweiten, der ersten Richtung entgegengesetzt
verlaufenden, Richtung.
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Vorzugsweise
sind auf der äußeren Oberfläche des
Spannrings in Umfangsrichtung Anschlusszähne angeordnet und ist der
auf der Gewinderinghülse
angeordnete Anschlussteil backenfömig, wobei dessen Backenspitze
an den auf dem Spannring angeordneten Anschlusszähnen angreift.
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Vorzugsweise
ist am Ende des Positionsvorsprungs eine Backen spitze ausgebildet,
die sich zusammen mit einer Backenspitze des Anschlussteils und
mit den Anschlusszähnen
auf der äußeren Oberfläche des
Spannrings verbindet oder sich von diesen löst.
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Vorzugsweise
sind die auf der inneren Oberfläche
der Außenhülse angeordneten
Positionsnute als Positionsnut zum Lösen in der Spannungsrichtung
und als Positionsnut zum Sperren in der Lösungsrichtung ausgebildet sind,
wobei der Anschlussteil der Gewinderinghülse von der äußeren Oberfläche des
Spannrings abgetrennt wird, wenn der Positionsvorsprung mit der
Positionsnut zum Lösen
zusammenwirkt, und wobei der Anschlussteil der Gewinderinghülse an die äußere Oberfläche des Spannrings
angeschlossen wird, wenn der Positionsvorsprung mit der Positionsnut
zum Sperren zusammenwirkt.
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Vorzugsweise
umfasst das Bohrfutter noch eine Gewinderinghülse, die auf dem Gewindering fest
montiert ist und eine sich in axialer Richtung erstreckende Gleit-Führungsbahn
aufweist; eine Kupplung, die um den Futterkörper angeordnet ist und einen
an der Gewinderinghülse
angepassten Führungsteil
aufweist, so dass die Kupplung entlang der axialen Richtung gleiten
kann, wobei ein in der axialen Richtung führendes erstes Anschlussteil
an der unteren Seite der Kupplung angeordnet ist; ein Feder, die
zwischen der Gewinderinghülse
und der Kupplung angeordnet ist und die Kupplung vorspannt; wobei
ein zweiter Anschlussbereich entlang der axialen Richtung auf dem
oberen Ende des Spannrings angeordnet ist, zum Anschluss an dem ersten
Kupplungbereich der Kupplung.
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Vorzugsweise
sind der erste Kupplungbereich der Kupplung und der zweite Anschlussteil
des Spannrings als Zähne
ausgebildet; wobei eine Nockenfläche
und ein Positionsteil an der unteren Seite der Kupplung entlang
der axialen Richtung angeordnet ist, und eine No ckenfläche und
Positionsteil in der axialen Richtung auf der inneren Fläche der
Außenhülse angeordnet
sind, wobei die Nockenfläche
und Positionsteil jeweils an der Nockenfläche und dem Positionsteil der
Kupplung angreift, so dass die Kupplung entlang der Umfangsrichtung
und in der axialen Richtung gesteuert werden können, um an dem Spannring anzugreifen
oder von dem Spannring abgetrennt zu werden.
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Wegen
der beschriebenen Struktur des erfindungsgemäßen mittels einer geneigten
Keilfläche gesperrten
Bohrfutters kann der Gewindering relativ zu dem Futterkörper im
Stillstand bleiben, so dass die Spannbacken den Schaft des Werkzeugs
zuverlässig festhalten,
ohne dass der Gewindering mehrmals angezogen werden muss, wenn die
geneigte Keilfläche des
Keilstücks
dicht an der Spannfläche
des Futterkörpers
anliegt, oder wenn der Rollenkörper
an der geneigten Keilfläche
des rollenkörperartigen
Spannrings und der Rollenkörper
an der Spannfläche
des Futterkörpers
anliegt. Der keilstückartige
Spannring oder der rollenkörperartige
Spannring kann am Vorderteil des Futterkörpers, aber auch am Hinterteil
des Futterkörper
angeordnet sein, so dass andere Organ einfach angeordnet werden
können,
wie z.B. ein Bremsmechanismus zum Verhindern eines zu großen Zurückgehens
der Spannbacken. Zwischen dem Gewindering und dem Futterkörper kann
auch ein Planetengetriebemechanismus zum Vergrößern des Drehmoments, das zum
Antreiben der Außenhülse dient,
vorgesehen sein, so dass die Sperrung auch mit einem kleinen Drehmoment
einfach erfolgen kann.
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Im
Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen
im Zusammenhang mit den beiligenden Zeichnungen erläutert. Dabei
zeigen die Zeichnungen im Einzelnen
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1-9 die
erste Ausführungsform
des mittels einer ge neigten Keilfläche gesperrten erfindungsgemäßen Bohrfutters.
Dabei zeigt
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1 eine
Frontschnittansicht der erste Ausführungsform;
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2 den
Schnitt A-A aus 1, in dem das mittels einer
geneigten Keilfläche
gesperrte Bohrfutter im ungesperrten Futterzustand ist;
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3 den
Schnitt A-A aus 1, in dem das mittels einer
geneigten Keilfläche
gesperrte Bohrfutter im gesperrten Futterzustand ist;
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4 die
Position Y des vergrößerten Teilschnitts
in 2, in dem die glatte Keilfläche des Bohrfutters dargestellt
wird;
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5 die
Position Y des vergrößerten Teilschnitt
in 2, in dem die feine Striche aufweisende rauhe
Keilfläche
des Bohrfutters dargestellt wird;
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6 eine
Schnittansicht der Steuerhülse;
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7 eine
dreidimensionale Ansicht der Steuerhülse in 6;
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8 eine
Draufsicht auf einen keilstückartigen
Spannring;
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9 eine
dreidimensionale Ansicht des in 8 dargestellten
keilstückartigen
Spannrings;
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10-22 die
zweite Ausführungsform des
mittels einer geneigten Keilfläche
gesperrten erfindungsgemäßen Bohr futters;
dabei zeigt
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10 einen
Frontschnitt der zweiten Ausführungsform;
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11 den
Schnitt B-B aus 10;
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12 den
Schnitt C-C aus 10;
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13 einen
Frontschnitt der Außenhülse;
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14 eine
Draufsicht der in 13 dargestellten Außenhülse;
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15 eine
Schnittansicht der Steuerhülse;
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16 eine
Draufsicht der in 15 dargestellten Steuerhülse;
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17 einen
Frontschnitt der Verbindungshülse;
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18 eine
Draufsicht der in 17 dargestellten Verbindungshülse;
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19 einen
Frontschnitt des Stellbackenelements;
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20 eine
Draufsicht des in 19 dargestellten Stellbackenelements;
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21 eine
Draufsicht des keilstückartigen Spannrings;
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22 eine
Draufsicht des in 21 dargetellten keilstückartigen
Spannrings;
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23-33 die
dritte Ausführungsform des
erfindungsgemä ßen Bohrfutters,
in dem das Bohrfutter mittels einer geneigten Keilfläche gesperrt ist;
dabei zeigt
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23 einen
Frontschnitt der dritten Ausführungsform;
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24 den
Schnitt D-D aus 23, und zwar das mittels einer
geneigten Keilfläche
gesperrte Bohrfutter im gesperrten Futterzustand;
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25 den
Schnitt D-D aus 23, und zwar das mittels einer
geneigten Keilfläche
gesperrte Bohrfutter im ungesperrten Futterzustand;
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26 die
Position I des vergrößerten Teilschnitts
in 24, in dem die Spannfläche der Hülse eine glatte Spannfläche ist;
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27 die
Position I des vergrößerten Teilschnitts
in 24, in dem die Spannfläche der Hülse eine feine Striche aufweisende
raue Spannfläche
ist;
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28 die
Hinaufsicht des rollenkörperartigen
Spannrings;
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29 den
Frontschnitt des in 28 dargestellten rollenkörperartigen
Spannrings;
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30 den
Frontschnitt des Steuerelements;
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31 eine
Draufsicht des in 30 dargestellten Steuerelements;
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32 die
Hinaufsicht des trennbaren Gewinderings, in dem jeder Teil des trennbaren
Gewinderings zusammenfasst ist;
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33 den
Halbschnitt des in 32 dargestellten trennbaren
Gewinderings;
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34-40 das
vierte Ausführungsbeispiel
des mittels einer geneigten Keilfläche gesperrten erfindungsgemäßen Bohrfutters;
dabei zeigt
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34 den
Frontschnitt der vierten Ausführungsbeispiel;
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35 den
Schnitt E-E aus 34;
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36 die
Daraufsicht des Rollenringkörpers;
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37 den
Frontschnitt des Stellbackenelements;
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38 die
Daraufsicht des in 37 dargestellten Stellbackenelements;
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39 die
Hauptansicht der Steuerhülse;
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40 die
Daraufsicht der in 39 dargestellten Steuerhülse;
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41-50 das
fünfte
Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen keilstückartigen Spannrings;
dabei zeigt
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41 den
Frontschnitt des fünften
Ausführungsbeispiels;
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42 den
Schnitt F-F aus 41;
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43 den
Schnitt G-G aus 41;
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44 die
Hinaufsicht des Steuerelements;
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45 den
Frontschnitt des in 44 dargestellten Steuerelements;
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46 den
Frontschnitt des Planetenträgers;
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47 die
Daraufsicht des in 46 dargestellten Planetenradträgers;
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48 die
Hinaufsicht des keilstückartigen Spannrings;
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49 den
Frontschnitt des in 48 dargestellten keilstückartigen
Spannrings;
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50 die
Daraufsicht der Außenhülse;
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51-53 das
sechste Ausführungsbeispiel
des mittels einer geneigten Keilfläche gesperrten erfindungsgemäßen Bohrfutters;
dabei zeigt
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51 den
Schnitt F-F aus 41;
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52 die
Hinaufsicht des Rollenringkörpers;
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53 den
Frontschnitt des Rollenringkörpers;
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54 den
Frontschnitt des in der erfindungsgemäßen siebten Ausführungsform
dargestellten mittels einer geneigten Keilfläche gesperrten Bohrfutters;
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55 den
Daraufschnitt entlang der in 54 dargestellten
Line H-H;
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56 den
Daraufschnitt entlang der in 54 dargestellten
Line H-H, wobei das Bohrfutter in gesperrtem Zustand ist;
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57 den
vergrößerten Teilschnitt
des Teils J in 55, das Positionsverhältnis des
rollenkörperartigen
Spannrings, des Rollenkörpers
und des Federelements;
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58 den
vergrößerten Teilschnitt
des Teils U in 56, wobei die auf der Gewinderinghülse angeordneten
Anschlusszähne
mit den Anschlusszähnen
des Rollenkörperspannrings
im Verbindungszustand stehen;
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59 die
Schnittansicht entlang der in 54 dargestellten
Line K-K;
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60 die
perspektivische Ansicht des in 54 dargestellten
Bohrfutters, ohne Außenhülse;
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61 eine
Variante des in der erfindungsgemäßen siebten Ausführungsform
dargestellten mittels einer geneigten Keilfläche gesperrten Bohrfutters
entlang der in 54 dargestellten Line H-H, wobei
das Bohrfutter in ungesperrtem Zustand ist;
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62 die
Daraufansicht des in 61 dargestellten Bohrfutters,
wobei das Bohrfutter in gesperrtem Zustand ist;
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63 die
perspektivische Ansicht des in 61 dargestellten
Bohrfutters, ohne Außenhülse;
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64 den
vergrößerten Teilschnitt
des Teils V in 62, wobei das Positionsverhältnis des
rollenkörperartigen
Spannrings, des Rollenkörpers
und des Federelements dargestellt ist;
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65 die
perspektivische Ansicht der in 54 dargestellten
Gewinderinghülse;
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66 die
perspektivische Ansicht der in 61 dargestellten
Gewinderinghülse;
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67 die
perspektivische Schnittansicht des in der achten Ausführungsform
dargestellten Bohrfutters;
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68 eine
andere perspektivische Ansicht des in 67 dargestellten
Bohrfutters, wobei auf dem Bohrfutter keine Vorhülle 20 und keine Außenhülse angeordnet
sind;
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69 die
perspektivische Schnittansicht der in 67 dargestellten
Gewinderinghülse;
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70 die
perspektivische Schnittansicht der in der 67 dargestellten
Außenhülse;
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71 die
perspektivische Ansicht der in der 67 dargestellten
Kupplung;
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72 die
perspektivische Ansicht des in der 67 dargestellten
Rollenkörperspannrings.
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Die erste Ausführungsform
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1 bis 9 zeigen
die erste Ausführungsform
des mittels einer geneigten Keilfläche (bzw. Kreisfläche mit
geändert
Kreisbogenradius) gesperrten erfindungsgemäßen Bohrfutters, wie 1 dargestellt.
Das mittels der geneigten Keilfläche
gesperrte Bohrfutter weist Futterkörper 1, Spannbacken 2,
Gewindering 3 (bzw. Mutter), Hinterhülse 4, Außenhülse 5,
Lagerungsbaugruppe 6, Gewinderinghülse 7, Steuerhülse 8,
Schließring 9 bzw.
Spannring, (nämlich
Keilstückschließring, darauf
können
Keilstücke
montiert werden) Keilstück 10,
Federelement 12, und Schnappfeder 22 auf. Auf
dem Futterkörper 1 sind
drei geneigte Bohrungen angeordnet, deren Achsen sich alle in einem
Punkt treffen, der auf der Achse des Futterkörpers 1 liegt. In
den drei geneigten Bohrungen an dem Futterkörper 1 werden jeweils eine
bewegbare Spannbacke 2 eingebracht. Die Spannbacken 2 sind
an einer Seite teilweise mit Gewinde versehen und an der anderen
Seite mit Kanten parallel zu der Achse des Futterkörpers 1 versehen, um
den Schaft des Werkzeugs zur verspannen. Gewindering 3 ist
auf dem Futterkörper 1 montiert.
Dessen innere Gewinde und die an den Spannbacken 2 teilweise
versehen Gewinden greifen ineinander. Durch Verdrehung des Gewindering 3 können die Spannbacken 2 in
den Bohrungen des Futterkörpers hinauf- und hinunter geschoben
werden, so dass die Spannbacken 2 den Schaft des Werkzeugs
sperren oder lösen
können.
Sofern der Gewindering relativ zu dem Futterkörper unbeweglich ist, bzw.
sofern der Gewindering verspannt ist, wenn das Bohrfutter im Betrieb
ist, da die Spannbacken nur von dem Gewindering angetrieben wird,
dann sind die Spannbacken immer in dem gesperrten Zustand. In diesem Zustand
wird der Schaft des Werkzeugs gesperrt. Im Folgenden werden die
einzelnen Elemente im Detail beschreiben, die zur Reibungssperrung
bzw. zum Reibungsschluss des Gewinderings dienen.
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Gemäß 6 und 7 ist
die Steuerhülse 8 mit
der Außenhülse 5 fest
verbunden. Die untere Wand der Steuerhülse 8 weist Antriebsbacken 81 und
Stellbacken 83 auf, die auf der inneren Seite der Antriebsbacken 81 liegen.
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8 und 9 zeigen,
dass der Spannring 9 auf dem Futterkörper 1 drehbar montiert
ist und ein Spalt zwischen den beiden gebildet ist. Der Spannring 9 weist
Kraftübertragungskeile 95 zum
Angriff an den Antriebsnuten 32 des Gewinderings 3 auf,
so dass der Spannring mit dem Gewindering 3 synchron drehbar
ist (Gewindering 3, vgl. 32, 33).
An der Innenseite des Spannrings 9 sind der Keilstückaufnahmebereich 93 zum
Aufnahmen des Keilstücks 10 und
der Federelementlagerungsbereich 94 zur Lagerung des Federelements 12 angeordnet.
An der äußeren Seite
des Spannrings 9 sind Antriebsnuten 98 angeordnet,
auf deren Umfangswand die erste Antriebsposition 91 und
die zweite Antriebsposition 92 angeordnet sind.
-
2 und 3 zeigen,
dass das Keilstück 10 an
dem Spannring angelenkt ist, wobei das Keilstück 10 mittels eines
Lagerungsteils 101 auf dem Keilstückaufnahmebereich 93 des
Spannrings 9 drehbar angeordnet ist. Auf dem Keilstück 10 ist
eine mit der Futterkörperspannfläche 103 in
Kontakt bleibende geneigte Keilfläche 102 angeordnet.
Das elastische Element bzw. Federelement 12 (z.B. ein Feder)
ist am Federelementlagerungsbereich 94 angeordnet. Dieses
Federelement liegt auf einer Seite des Keilstücks 10 und spannt
das Keilstück 10 vor.
-
Die
Steuerhülse 8 ist
drehbar angeordnet, wobei deren Stellbacken 83 zwischen
der Futterkörperspannfläche 103 und
dem Spannring 9 angeordnet sind und deren Antriebsbacken 81 derart
in der Antriebsnut 98 angeordnet sind, dass die Antriebsbacken
von einer Antriebsposition zur anderen Antriebsposition bewegt werden
können.
Wenn die Steuerhülse 8 gedreht
wird, kann eine synchrone Verdrehung des Spannrings 9 durch
Kontaktierung der Seitenfläche
der Antriebsbacken 81 und der Seitefläche der Antriebsnut 98 erfolgen.
Auf den Antriebsbacken 81 sind auch Federvorsprünge 85 angeordnet,
die in die erste Antriebsposition 91 oder die zweite Antriebsposition 92 eingreifen
können,
um die relative Position zwischen der Steuerhülse 8 und dem Spannring 9 zu
verrasten.
-
Der
Sperrprozess des mittels einer geneigten Keilfläche gesperrten Bohrfutters
wird im Folgenden beschrieben.
-
Wie 3 zeigt,
greift die Antriebsbacke 81 im ungesperrten Zustand in
der zweiten Antriebsposition 92 ein. Dabei schieben die
Stellbacken 83 das Keilstück 10 weg, so dass
die geneigte Keilfläche 102 des
Keilstücks 10 mit
der Spannfläche 103 nicht
in Kontakt bleibt. Wenn die Außenhülse 5 in
Spannrichtung (nämlich
Positivrichtung) gedreht wird und die Steuerhülse 8 auch mitgedreht
wird, da die Antriebsbacke 81 in der zweiten Antriebsposition 92 eingreift, wird
der Spannring 9 gleichzeitig mitgedreht und damit wird
der Gewindering relativ zu der Spannbacke durch den Antrieb des
Gewindes gedreht. Dabei bewegen sich die Spannbacken 2 nach
vorne und fangen die Verspannung des nicht dargestellten Werkzeugs
an. Da die Spannbacken 2 den Schaft des Werkzeugs eingespannt
haben, erfährt
der Spannring 9 ein größeres Widerstandmoment
beim weiteren Drehen, so dass die Antriebsbacken 81 gegen die
Federkraft aus der zweiten Antriebsposition 92 herausfahren
und in die ersten Antriebsposition 91 eintreten und eingreifen.
Dabei bewegen die Stellbacken 83 sich von dem Keilstück 10 weg,
wie 2 darstellt. Unter der Wirkung der Federkraft
bleiben die Keilfläche 102 und
die Spannfläche 103 in
Kontakt und kontaktieren die Seitenfläche der Antriebsbacken 81 gerade
mit der Seitenwand der Antriebsnut 98.
-
Wenn
das Drehmoment weiter vergrößert wird,
wird das Spannelement 9 zusammen mit dem Keilstück 10 relativ
zu der Spannfläche 103 des
Futterkörpers 1 gedreht,
und bewegt sich die geneigte Keilfläche 102 auf der Spannfläche 103,
bis die Spannbacken 2 vollständig den Schaft des Werkzeugs
sperren.
-
In 4 und 5 ist
gezeigt, dass die geneigte Keilfläche 102 mit der Spannfläche 103 an
einem Punkt P in Kontakt stehen. Die geneigte Keilfläche 102 ist
als eine exzentrische krumme Fläche ausgebildet,
deren Kreismittelpunkt Punkt O1 ist und Radius R ist, wobei die
Kreismittelpunkt O1 von dem Umdrehungsmittelpunkt O abweicht. Der
Winkel zwischen der Linie OP und der gemeinsamen Normale O1P mittels
einer geneigten Keilfläche
und der Spannfläche
ist α. In
diesem Fall könnte
die Größe des Winkels
durch das Verändern
der Stelle des Kreismittelpunkt O1 und der Größe des Radius R verändern werden.
Die Rauhigkeit der Spannfläche 103 kann
auch verändert
werden. Beispielsweise ist der Reibungswinkel der in 4 dargestellten
glatten Spannfläche 103 auf
dem Punkt P weniger als bei der in 5 dargestellten,
die feinen Strichen aufweisende groben Spannfläche 103. Natürlich können auch durch
das Verändern
der Rauhigkeit der geneigten Keilfläche die Größe der Reibungskraft auf dem Punkt
verändern
werden, so dass der Winkel α gleich wie
oder weniger als der Reibungswinkel auf Kontaktpunkt P wäre. Keilstück 10 steht
zusammen mit dem Spannelement 9 relativ zu der Spannfläche 103 durch
Reibung im gesperrten Zustand, so dass das sich Spannelement 9 nicht
relativ zu der Spannfläche 103 in
Gegenrichtung (nämlich
in negativer Richtung) bewegen kann und sich damit der Gewindering
nicht relativ zu den Spannbacken in Gegenrichtung (nämlich in
negativer Richtung) bewegen kann. Da die Federkraft des Federelements 12 auf
das Keilstück 10 beaufschlagt
wird, ist gewährleist,
dass die Spannbacken auch unter starken Vibrationen den Schaft des Werkzeugs
fest sperren und damit das Werkzeug nicht gelöst wird. Im Fall der größeren Federkraft
des Federelements ist der Winkel α etwas
größer als
der Reibungswinkel auf dem Punkt P.
-
Wenn
die Außenhülse in Gegenrichtung
gedreht wird, sperren die Spannbacken nicht mehr den Schaft des
Werkzeugs und bewegen die Antriebsbacken sich von der Antriebsposition 91 zur
Antriebsposition 92. Die Stellbacken bewegen sich synchron
mit und schieben die geneigte Keilfläche 102 zu einer Position,
in der die geneigte Keilfläche
mit der Spannfläche 103 nicht
mehr in Kontakt steht, so dass der Spannring sich in Gegenrichtung
bewegen kann und die Sperrung gelöst wird.
-
Die zweite Ausführungsform
-
10 bis 22 stellen
die zweite Ausführungsform
des mittels einer geneigten Keilfläche gesperrten Bohrfutters
dar. Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform ist der Spannring 9 auf
hinter Seite des Futterkörpers 1 angeordnet.
-
Aus
der 10, 13, 14 ist
ersichtlich, dass eine Keilnut 52 und eine Bohrung 53 an
der Innenwand der Außenhülse 5 angeordnet
sind. Die auf der vorderen Seite des Futterkörpers 1 montierte vordere
Abdeckung 20 ist durch einen Aufsatzring 21 in
Achsenrichtung auf dem Futterkörper
befestigt. Auf der vorderen Abdeckung 20 ist ein Keil 201 angeordnet,
der mit der Keilbohrung 53 zusammenwirkt, so dass durch
diese Zusammenwirkung des Keiles und der Keilbohrung die Vorhülle 20 mit
der Außenhülse 5 verbunden
wird.
-
Aus 15, 16 ist
ersichtlich, dass Antriebskeile 82 auf der Unterseite der
Steuerhülse 8 angeordnet
sind. Sie wirken mit der auf der Außenhülse 5 angeordneten
Keilnut 52 zusammen, wie 12 zeigt,
so dass die Außenhülse 5 die
Steuerhülse 8 drehbar
antreibt und damit die Steuerhülse 8 gedreht
wird. Auf der oberen Seite der Steuerhülse 8 sind Antriebsbacken 81 zum
Antrieb des im Folgenden beschriebenen Stellbackenelements 13 angeordnet.
-
17, 18 zeigen,
dass die Verbindungshülse 17 auf
den Gewindering 3 montiert ist und den Gewindering 3 antreibt.
Der Kraftübertragungskeil 171 ist
auf der oberen Seite der Verbindungshülse 17 angeordnet.
-
Gemäß 19, 20 weist
das Stellbackenelement 13 an der inneren Seite die Stellbacken 83 und
an der äußeren Seite
die Nut 132 auf. Beim Montieren greifen die Antriebsbacken 81 der
Steuerhülse 8 in
die Nut 132 des Stellbackenelements 13 ein und
damit wird synchron das Stellbackenelement 13 mit der äußeren Steuerhülse 8 mitgedreht.
Dabei setzen sich die Steuerhülse 8 und
das Stellbackenelement 13 zusammen. Ihre Funktion ist gleich
wie die in der ersten Ausführungsform
beschriebene Steuerhülse.
-
Aus
der 21, 22 ist zu erkennen, dass neben
der Antriebsnut 98, den in der Antriebsnut 98 angeordneten
ersten und zweiten Antriebspositionen 91, 92,
dem Keilstückaufnahmebereich 93 und
dem Federelementlagerungsbereich 94 zusätzlich eine Kraftübertragungsnut
oder Bohrung 95 auf dem Spannring 9 angeordnet
ist. Die Verbindungshülse 17 dreht
synchron mit dem Spannring 9 durch Eingriff des Kraftübertragungskeils 171 der
Verbindungshülse 17 in
die Kraftübertragungsbohrung 95 des
Spannrings 9, so dass die Drehung des Gewinderings 3 gesteuert
wird.
-
Aus
der 11 ist ersichtlich, dass die Spannhülse 110 zwischen
dem Keilstück 10 und
dem Futterkörper 1 angeordnet
ist. Die Spannhülse 110 ist auf
dem Futterkörper 1 fest
montiert, deren Umfang die Spannfläche bildet. Die Sperrung und
die Lösung der
zweiten Ausführungsform
sind gleich wie bei der ersten Ausführungsform, hierzu wird nicht
weiter beschrieben.
-
Die dritte Ausführungsform
-
23 bis 33 zeigen
die dritte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Bohrfutters,
in der Reibungsschluss bzw. Sperrung durch Zusammenwirken des Rollenkörpers und
der geneigten Keilfläche
erfolgt.
-
28, 29 zeigen,
dass der Rollenkörperschließring bzw.
der rollenkörperartige
Spannring 19 (das heißt,
darauf können
Rollenkörper
montiert werden) drehbar an den Futterkörper montiert ist. Die Kraftübertragungskeile 193 zur
einsteckbaren Verbindung mit der Antriebsnut 32 des Gewinderings 3 sind
auf dem Schließring 19 angeordnet,
so dass der Schließring 19 mit
dem Gewindering 3 synchron mitdrehen kann. An der inneren
Seite des Rollenkörperspannrings 19 ist
ein Federelementlagerungsbereich 94 zum Anbringen des elastischen
Elements oder Federelements 12, z.B. Feder, und eine geneigte Keilfläche 96 angeordnet.
Das Federelement 12 beaufschlagt Federkraft auf dem auf
einer Seite des Federelements 12 angeordneten Rollenkörper 11.
An der äußeren Seite
des Spannrings 19 ist die Antriebsnut 98 angeordnet,
auf deren seitlicher Wand in Umfangrichtung die erste Antriebsposition 91 und
die zweite Antriebsposition 92 angeordnet sind, die gleich
wie die vorgenannten Ausführungsform
sind.
-
Gemäß 30, 31 sind
Antriebskeile 182, Stellbacken 83 und Antriebsbacken 81 auf
dem Steuerelement 18 angeordnet. Die Antriebskeile 182 dienen
zu der einsteckbaren Verbindung mit der auf der Außenhülse 5 angebrachten
Bohrung, so dass das Steuerelement 18 durch die Außenhülse 5 drehbar
angetrieben wird. Aus 32 und 33 ist
ersichtlich, dass der Gewindering 3 an der Innenseite Gewinde 31 zum
Eingriff in die Gewinde der Spannbacken aufweist und an der unteren
Seite Antriebsnuten 32 zur einsteckbaren Verbindung mit
dem oben genannten Rollenkörperspannring 19 aufweist,
um die synchrone Verdrehung zu ermöglichen.
-
24 zeigt
den gesperrten Zustand dieser Ausführungsform. 25 zeigt
den nicht gesperrten Zustand dieser Ausführungsform. In 25 befinden sich
die Stellbacken 83 auf einer Endstelle und befindet sich
der elastische bzw. federnde Vorsprung 85 der Antriebsbacken 81 im
Eingriff mit der zweiten Antriebstelle 92. Dabei bleiben
die Stellbacken 83 und der Rollenkörper 11 in Kontakt
und wird das Federelement 12 zusammengedrückt. Der
Rollenkörper 11 liegt
von der geneigten Keilfläche 96 entfernt
und es stellt sich ein Spalt ein zwischen dem Rollenkörper und
der Spannfläche 103,
wobei diese Spannfläche 103 auf
einer Spannhülse 110 angeordnet
ist, und die Spannhülse 110 auf
dem Futterkörper
befestigt ist, so dass der Rollenkörperspannring in beide Richtungen (positive
Richtung und negative Richtung) angetrieben werden kann. Wenn das
Steuerelement 18 gedreht wird und die Stellbacken 83 sich
auf der in 24 gezeigten Stelle befindet,
greift der federnde Vorsprung 85 der Antriebsbacken 81 in
die erste Antriebsstelle 91 ein, und dort positionieren
und befinden sich die Stellbacken 83 in einer von dem Rollenkörper 11 entfernten
anderen Endposition. Dabei bleibt unter der Wirkung der von dem
Federelement 12 beaufschlagten Federkraft jeweils der Rollenkörper 11 mit
der geneigten Keilfläche 96 und
der Spannfläche 103 in
Kontakt, so dass Reibungsschluss des rollen körperartig Spannrings 19 und
des Futterkörpers 1 durch
den Rollenkörper
erfolgt.
-
Aus
der 26, 27 ist zu entnehmen, dass der
Kontaktpunkt zwischen dem Rollenkörper 11 und der geneigten
Keilfläche 96 M
ist und der Kontaktpunkt zwischen dem Rollenkörper 11 und der Spannfläche 103 ist
N. Die Tangente der geneigten Keilfläche 196 des Rollenkörperspannrings 19 ist MM' und die Tangente
der Spannfläche 103 ist
NN'. Der Winkel
zwischen der beiden Tangenten ist β, der kleiner als die Summe
der sich auf dem Punkt M und N befindenden Reibungswinkeln sein
soll, wenn die Kraft des Federelement 12 sehr schwach ist.
Die Kontaktfläche
zwischen der Stellbacke 83 und dem Rollenkörper 11 und
dem durch den sich auf der Stellbacke 83 befindenden Punkt
S bildende Normale der Spannfläche
bildet einen spitzen Winkel V, da die Stellbacke 83 geneigt
angeordnet ist. Wenn die Antriebsbacken 81 in der zweiten
Antriebsposition 92 eingreifen, bewegt sich der Rollenkörper 11 unter
der von dem Federelement auf den Rollenkörper beaufschlagten Kraft entlang
der geneigten Fläche
mit dem Winkel V nach der geneigten Keilfläche 196 und bleibt
nicht mehr mit der Spannfläche 103 in
Kontakt. Somit ist die Drehung flexibel.
-
Die vierte Ausführungsform
-
34 bis 40 zeigen
die vierte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen mittels
einer geneigten Keilfläche
gesperrten Bohrfutters. Der Unterschied zu der dritten Ausführungsform
ist, dass der Rollenkörperspannring 19 auf
der Hinterseite des Futterkörpers
angeordnet ist. Außerdem
ist ein Stellbackenelement von der Steuerhülse bzw. dem Steuerelement
getrennt, wie in der zweiten Ausführungsform.
-
Aus
der 36 ist ersichtlich, dass neben der Antriebsnut 98,
der ersten und der zweiten Antriebsposition 91, 92 und
der geneigten Keilfläche 96 eine
zusätzliche
Kraftübertragungsnut
oder Bohrung 95 auf dem Rollenkörperspannring 19 angeordnet
ist, die zur einsteckbaren Verbindung mit dem auf der Kraftübertragungshülse 17 angeordneten
Kraftübertragungskeil 171 dient,
so dass der Gewindering 3 dehbar angetrieben wird.
-
Gemäß 37, 38 sind
die Stellbacken 83 und die Antriebsnut 132 auf
dem Stellbackenelement 13 angeordnet. Gemäß 39, 40 sind
die Antriebsbacken 81 und der Antriebskeil 182 auf
dem Steuerelement 18 angeordnet. Der Antriebskeil 182 dient
zur einsteckbaren Verbindung mit der auf der Außenhülse 5 angeordneten
Keilnut 52, so dass die beiden synchron drehen.
-
Die fünfte Ausführungsform
-
41 bis 50 zeigen
die fünfte
Ausführungsform
des mittels einer geneigten Keilfläche gesperrten erfindungsgemäßen Bohrfutters.
Die fünfte Ausführungsform
geht von der ersten Ausführungsform
aus und weist eine zusätzliche
Planetengetriebevorrichtung zwischen dem Gewindering 3 und
dem keilstückartigen
Spannring 9 auf. In 41 ist
zu erkennen, dass diese Planetengetriebevorrichtung ein Planentenrad 62,
einen Innenzahnring 69, einen Zahnring 63 und
einen Planetenradträger 60 aufweist,
wobei der Zahnring 63 auf dem Futterkörper befestigt ist.
-
In 48 und 49 ist
zu sehen, dass der Innenzahnring aus Radzähnen 696 und dem Keilstückspannring 9 einstückig besteht.
Auf dem Innenzahnring sind die erste und die zweite Antriebsposition 91, 92,
die Antriebsnut, die Keilstücklagerungsstelle 93 und
die Federelementlagerungsstelle 94 angeordnet. Deren Funktionen
sind gleich wie die in der ersten Ausführungsform beschriebenen Funktionen.
-
Aus
den 44 und 45 ist
ersichtlich, dass der Antriebskeil 182, die Antriebsbacken 81 und die
Stellbacken 83 auf dem Steuerelement 18 angeordnet
sind. Die Verbindung zwischen dem Steuerelement 18 und
der Außenhülse 5 erfolgt
durch die einsteckbaren Verbindung von dem Antriebskeil 182 und
der Bohrung 53. Die Antriebsbacken 81 dienen zum
Antreiben des Innenzahnrings 69. Die Verdrehung des Innenzahnrings 69 führt zur
Verdrehung des Planetenrades, und damit zur Verdrehung des Planetenradträgers 60.
Gemäß 46 und 47 sind
an einem Ende des Planetenradträgers 60 Keile 603 angeordnet,
die mit dem Gewindering 3 einsteckbar verbunden sind, so
dass die Verdrehung des Planetenradträgers 60 zur Verdrehung
des Gewinderings 3 führt.
-
Da
der keilstückartige
Spannring auf dem Innenzahnring 69 angeordnet ist, stehen
die auf dem Innenzahnring angeordnete geneigte Keilfläche des Keilstücks und
die Spannfläche
Futterkörpers 1 in Kontakt
und sind kraftschlüssig
verbunden, wie in 42 dargestellt. Das Antreiben
von der Außenhülse auf
den Gewindering erfolgt durch die Planetengetriebevorrichtung, deshalb
kann der vergrößere Drehmoment
für den
Gewindering zur Verfügung
gestellt werden, wie in 43 dargestellt.
-
Die sechste Ausführungsform
-
51 bis 53 zeigen
die sechste Ausführungsform
des mittels einer geneigten Keilfläche gesperrten erfindungsgemäßen Bohrfutters.
Die sechste Ausführungsform
geht von der dritten Ausführungsform
aus und weist eine zusätzliche
Planetengetriebevorrichtung zwischen dem Gewindering und dem Rollenkörperspannring
auf. Diese Planetengetriebevorrichtung umfasst ein Planentenrad 62,
einen Innenzahnring 69, einen Zahnring 63 und
einen Planetenradträger 60,
wobei der Zahnring 63 auf dem Futterkörper befestigt ist und der
Innenzahnring 69 aus den Radzähnen 696 und dem rollenkörperartigen
Spannring 9 einstückig
besteht, wie 52 und 53 dargestellt.
Die Ausgestaltung und die Funktion der Planetengetriebevorrichtung
sind gleich wie in der fünften
Ausführungsform
und wird hier nicht beschreiben.
-
Die
in der fünften
und der sechsten Ausführungsform
beschriebene Planetengetriebevorrichtung sind an dem Vorderteil
des Futterkörpers
angeordnet, es ist auch denkbar, dass dieses Planetenradübertragungsorgan
an der Hinterseite des Futterkörpers
angeordnet ist. Die Anordnung der Planetengetriebevorrichtung kann
aufgrund der zweiten und der vierten Ausführungsform erfolgen.
-
Die siebte Ausführungsform
-
54 bis 66 zeigen
die schematischen Ansicht des in der siebten erfindungsgemäßen Ausführungsform
dargestellten mittels einer geneigten Keilfläche gesperrten Bohrfutters
und die Variante. An der unteren Seite der Gewinderinghülse 7' ist ein nach
unten überragender
Verbindungskeil 73 angeordnet, um in eine auf der Außenhülse angeordnete entsprechende
Nut (vgl. 59) einzugreifen. Diese Gewinderinghülse hat
einen Bewegungsbereich relativ zu der Nut.
-
Wie
in 60 und 65 dargestellt,
ist ein Anschlussteil unter der Gewinderinghülse 7' angeordnet, der sich elastisch
bzw. federnd erstreckt. Eine Ende des Anschlussteils ist mit der
Gewinderinghülse 7' einstückig verbunden
und das andere Ende des Anschlussteils ist ein freies Ende. Auf
mindestens einem Teil der Innenfläche des Anschlussteils ist
der Anschlusszahn 72 angeordnet. Darüber hin aus ist auf dem Anschlussteil
noch ein mit dem Anschlussteil einstückig gefertigter Positionsvorsprung 71,
der bogenförmig
ausgebildet ist. Entsprechend sind die tiefere Positionsnut 55 zur
Lösung
und die flachere Positionsnut 56 zur Sperrung auf der Innenwand
der Außenhülse 5 angeordnet.
Der federnde Teil hat eine Vorspannungskraft, die den Positionsvorsprung 71 radial
nach außen
vorspannt, so dass der Positionsvorsprung 71 federnd an
der Innenwand der Außenhülse 5 anliegt.
Wenn die Außenhülse sich
entlang der Spannungsrichtung oder Lösungsrichtung dreht, wird der
Positionsvorsprung 71 jeweils in die Positionsnut 55 zur
Lösung
und die Positionsnut 56 zur Sperrung eingreifen.
-
Der
rollenkörperartige
Spannring 19' kann nur
in einer Richtung gesperrt werden, nämlich wenn der rollenkörperartige
Spannring 19' mit
Drehmoment in Schließrichtung
beaufschlagt wird, dreht der rollenkörperartige Spannring relativ
zum Futterkörper sich
nur in einer Sperrrichtung (der rollenkörperartige Spannring 19' dreht sich
relativ zu dem Rollenkörper im
Uhrzeigergegensinn in 58). Wenn der rollenkörperartige
Spannring 19' mit
Drehmoment in Löserichtung
relativ zum Futterkörper
beaufschlagt wird, zwingt das Federelement 12 die Rollenkörper 11 dazu,
dass die Rollenkörper 11 stets
mit der geneigten Keilfläche 96 und
der auf dem Futterkörper
angeordneten Spannfläche 103 in
Kontakt bleiben, so dass damit der rollenkörperartige Spannring 19' in dem von
geneigten Keilfläche
gesperrten kraftschlüssigen Zustand
ist. Der rollenkörperartige
Spannring 19' dreht
sich dabei nicht in Lösungsrichtung
relativ zum Futterkörper.
-
Während der
Verspannung des Schafts der Werkzeug, dreht es sich zuerst in den
ungesperrten Zustand, wobei die Stellbacken 71 in die Nut 55 zur Lösung der
Sperrung eingreifen und die Anschlusszähne 196 des rollenkörperartigen
Spannrings 19' mit
den Anschlusszäh nen 72 der
Gewinderinghülse 7' in nicht angeschlossenen
Zustand steht. Der Gewindering wird von der Außenhülse unmittelbar angetrieben
und damit verdreht. Der Gewindering treibt dann die Bewegung der
Spannbacken an. Unter dem Druck des Federelements 12 und
der Reibungskraft des Rollenkörpers 11,
bewegt sich der rollenkörperartige
Spannring 19' mit
dem Futterkörper
mit.
-
Wenn
ein bestimmtes Spannungsmoment erreicht wird, können sich die Stellbacken 71 von
der Positionsnut 55 zur Lösung in die Positionsnut 56 zur Sperrung
bewegen und den gesperrten Zustand einnehmen. Die zur Sperrung dienende
Positionsnut zwingt die Positionsbacken 71, die auf der
Gewinderinghülse
angeordneten Anschlusszähne 72 in
die auf dem rollenkörperartigen
Spannring 19' angeordneten
Anschlusszähne 196 einzugreifen,
ohne sich relativ zu drehen. Da der rollenkörperartige Spannring 19' nur in einer
Richtung gesperrt werden kann, werden nach der Spannung der rollenkörperartige Spannring 19' und der Gewindering 3 gesperrt
und es erfolgt die Sperrfunktion.
-
Die
Außenhülse wird
bei der Lösung
der Sperre in Gegenrichtung gedreht. Dabei wird der Druck auf die
Stellbacken 71 gelöst
und damit wird der Eingriff zwischen den Anschlusszähnen 72 und 196 gelöst. Unter
dem unmittelbaren Antrieb von der Außenhülse 5 werden dann
die Gewinderinghülse 7 und
der Gewindering 3 in der Gegenrichtung bewegt.
-
Das
auf dem Federelementlagerungsbereich des rollenkörperartigen Spannrings montierte
Federelement 12 kann als eine Gummistange, Federblatt, Feder
usw. ausgebildet sein.
-
Der
Rollenkörper 12 kann
als eine Rolle, eine Kugel usw. ausgebildet sein.
-
In
dieser Ausführungsform
gehört
die Fläche des
Rollenkörpers 11,
auf der der Rollenkörper 11 mit dem
Futterkörper 1 in
Kontakt steht, zu der geneigten Keilfläche. In dieser Ausführungsform
gehört
die Fläche
des rollenkörperartigen
Spannrings 19',
auf der der rollenkörperartig
Spannring 19' mit
dem Rollenkörper 11 in
Kontakt steht, zu der geneigten Keilfläche. Alternativ kann die Fläche des
rollenkörperartigen
Spannrings 19',
auf der der rollenkörperartige Spannring 19' mit dem Rollenkörper 11 in
Kontakt steht, eine geneigte ebene Fläche sein.
-
54 und 55 zeigen
jeweils die Frontschnittansicht des in der erfindungsgemäßen siebten Ausführungsform
dargestellten mittels einer geneigten Keilfläche gesperrten Bohrfutters,
und die Daraufschnittansicht entlang der Linie H-H, und weiter den
Gewindering des Bohrfutters und der Variante.
-
In 61-64, 66 ist
weiter ein Aufbau der Variante des in der siebten Ausführungsform dargestellten
mittels einer geneigten Keilfläche
gesperrten Bohrfutters gezeigt, wobei der auf der Gewinderinghülse 7' angeordnete
Backenanschlussteil 76 und die Backenspitze 74 den
in 54-60 gezeigten, auf der Gewinderinghülse 7' angeordneten
Anschlussteil 76 und die Anschlusszähne 72 ersetzt.
-
Im
gesperrten Zustand drückt
jeweils die Innenwand 54 und Positionsnut 56 der
Außenhülse 5 den
Anschlussteil 76 und die Positionsvorsprung 71, so
dass die Backenspitze 74 , 77 in die Anschlusszähne 196 eingreift
und damit die Gewinderinghülse 7' mit dem Rollenkörperspannring 19' verbindet, ohne
Relativdrehung auch unter Wirkung der Kraft.
-
Die achte Ausführungsform
-
67 bis 72 zeigen
die schematische Ansicht eines mittels einer geneigten Keilfläche gesperrten
erfindungsgemäßen Bohrfutters.
-
Der
Unterschied zwischen dieser Ausführungsform
und der siebten Ausführungsform
wird im Folgenden beschrieben.
-
Die
Funktion der in der siebten Ausführungsform
dargestellten Gewinderinghülse 7' ist in der
achten Ausführungsform
aufgeteilt auf eine Gewinderinghülse 7'', eine Kupplung 15 und
eine Feder 24, wobei die Kupplung 15 entlang der
Führungsbahn der
Gewinderinghülse 7'' axial bewegbar ist; und
die
radialen Anschlusszähne
des in der siebten Ausführungsform
dargestellten rollenkörperartigen Spannrings 19 werden
en der achten Ausführungsform
durch die axialen Anschlusszähne
des Rollenkörperspannrings 29 ersetzt.
-
Der
Antriebsprozess des Bohrfutters der achten Ausführungsform ist im Folgenden
beschrieben:
Wenn die Außenhülse 5 im
ungesperrten Zustand in Spannungsrichtung gedreht wird, stützen die
Nockenfläche 58 und
der Positionsteil 57 die Kupplung 15 ab, so dass
sie mit dem rollenkörperartigen Spannring 29 im
getrennten Zustand bleiben. Dabei befindet sich die Feder 24 im
gedrückten
Zustand. Wenn die Außenhülse 5 gedreht
wird, wird die Gewinderinghülse 7'' und der Gewindering 3 durch
das Angreifen der Nockenfläche 58 und
des Positionsteils 57 der Außenhülse 5 jeweils an der
Nockenfläche 153 und
dem Positionsteil 154 der Kupplung 15 durch die
Außenhülse 5 bzw.
die Kupplung 15 angetrieben.
-
Wenn
die Antriebshülse 5 bei
weiterer Drehung (nämlich
bei Sperren des Schaft des Werkzeugs mit drei Spannbacken) ein größeres Drehmoment
aufnehmen, wird die Außenhülse 5 relativ
zu der Kupplung 15 gedreht. Dabei kontaktiert die Seitenwand
der Antriebsnut 59 von der Außenhülse den Antriebskeil 73 von
der Gewinderinghülse
und bewegt die Kupplung unter der Wirkung der Federkraft entlang
der Führungsbahn 78 der
Gewinderinghülse 7'' nach vorne, so dass der Kupplungszahn 151 der Kupplung 15 an
dem Anschlusszahn 296 des rollenkörperartigen Spannrings 29 angreift.
Wenn die Außenhülse 5 dabei
weiter in Spannrichtung gedreht wird, wird der Antriebskeil 73 von
der Gewinderinghülse
von der Seitenwand der Antriebsnut 59 der Außenhülse angetrieben,
so dass der Gewindering 3, die Kupplung 15 und
der rollenkörperartige
Spannring 29 synchron mit der Gewinderinghülse 7'' drehen bis zu der Verspannung
des Werkzeugs. Die Funktion der Anti-Lösung von dem rollenkörperartigen Spannring 29 ist
gleich wie bei dem in der siebten Ausführungsform dargestellten rollenkörperartigen Spannring 19'.
-
Wenn
man den Schaft des Werkzeugs lösen möchte, dann
dreht man die Außenhülse 5 in
Gegenrichtung. Dabei kontaktiert die andere Seite der Antriebsnut 57 von
der Außenhülse mit
dem Antriebskeil 73 der Gewinderinghülse und bewegt die Nockenfläche 58 der
Außenhülse entlang
der Nockenfläche 153 der
Kupplung 15 und damit bewegt sich die Kupplung 15 gegen
die Federkraft entlang der Führungsbahn 78 der
Gewinderinghülse 7'' nach hinten, bis die Kupplungszähne 151 mit
den Anschlusszähnen 296 des
Rollenkörperspannrings
vollständig
entkoppeln. Da der rollenkörperartige
Spannring 29 schon mit der Kupplung 15 entkoppelt
ist, drehen die Gewinderinghülse 7'', die Kupplung 15 und
der Gewindering 3 in der Lösungsrichtung synchron mit
der Außenhülse 5 bei
weiter Drehung der Außenhülse 5 mit
und treibt die Außenhülse 5 die
Spannbacken nach hinten an. Dabei wird der Schaft des Werkzeugs
gelöst.
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Obwohl
vier Gruppen von Stellbacken, Antriebsbacken, Keilstücken und
Rollenkörpern
in den jeweiligen Figuren dargestellt werden, ist nach Bedarf auch
eine andere Anzahl von Gruppe möglich, wie
z.B. zwei, drei oder mehr Gruppen, sofern das Ziel der Erfindung
erreicht wird.