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Die Erfindung betrifft ein Bohrfutter mit einem aus Kunststoff, insbesondere aus faserverstärktem Kunststoff, gefertigten und eine Spindelaufnahme und eine Werkzeugaufnahme aufweisenden Futterkörper, in dem mittels eines Gewinderinges verstellbare Spannbacken geführt sind, sowie mit einer den Gewindering verstellenden Spannhülse.
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Derartige Bohrfutter sind beispielsweise aus der
EP 0 895 824 A1 bekannt. Hierin ist ein Bohrfutter gezeigt, das einen gegossenen Futterkörper aufweist, dem an seinem die Spindelaufnahme aufweisenden Ende eine Grifffläche zugeordnet ist. Bei einem gegossenen Futterkörper nach der EP 0 895 824 A1 tritt jedoch das Problem auf, dass es beim Aushärten des Futterkörpers Spannungen erzeugt werden, was sich negativ auf die Stabilität, Belastbarkeit und die Langlebigkeit des Futterkörpers auswirkt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben genannten Nachteile zu reduzieren.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem Futterkörper der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass im Futterkörper im Bereich der Spindelaufnahme mindestens ein ringsegmentartiger Schlitz ausgebildet ist.
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Dadurch ist sichergestellt, dass die Wandstärke im Bereich der Spindelaufnahmen an die Wandstärke im Bereich der Werkzeugaufnahme angepasst ist und somit wandstärkenabhängige Effekte während des Aushärtens gänzlich vermieden beziehungsweise reduziert werden.
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Als vorteilhaft hat es sich weiterhin erwiesen, wenn dem die Spindelaufnahme beherbergenden Ende des Futterkörpers eine einstückig mit dem Futterkörper gebildete Stützscheibe zur radialen Führung der Spannhülse zugeordnet ist, und wenn die Stützscheibe mit den Spannbacken fluchtende Austrittsöffnungen aufweist. Durch die Führung der Spannhülse an dem die Spindelaufnahme beherbergenden Ende des Futterkörpers durch die Stützscheibe werden insbesondere die Rundlaufeigenschaften der Spannhülse des erfindungsgemäßen Bohrfutters verbessert. Durch die mit den Spannbacken fluchtenden Austrittsöffnungen ist zudem gewährleistet, dass nach dem Gießen des Futterkörpers die Platzhalter der Spannbacken aus dem die Spindelaufnahme beherbergenden Ende des Futterkörpers entnommen werden können. Dadurch wird der Herstellungsprozess deutlich vereinfacht und es können zudem auch Führungen für Spannbacken realisiert werden, die einen nicht kreisrunden Querschnitt aufweisen.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich zudem gezeigt, wenn der Schlitz mehrfach, insbesondere dreifach, vorgesehen ist. Da nun die Schlitze versetzt zwischen den Austrittsöffnungen in den Futterkörper eingearbeitet werden können, lässt sich dadurch die Wandstärke gezielt einstellen. Zudem ist es zweckdienlich, die Schlitze durch geeignete Platzhalter direkt beim Gießen des Futterkörpers eingearbeitet werden. Da die Wandstärke insbesondere im Bereich der Spindelaufnahme deutlich höher ist als im Bereich der Werkzeugaufnahme, ist es weiterhin günstig, wenn die Schlitztiefe der axialen Erstreckung der Spindelaufnahme angepasst ist, also die Schlitztiefe nicht an der axialen Erstreckung der Spannaufnahme orientiert, ohne exakt mit dieser übereinstimmen zu müssen Im Rahmen der Erfindung ist es zudem auch vorgesehen, dass die Breite der Schlitze, die an der Oberseite des die Spindelaufnahme beherbergenden Endes des Futterkörpers angebracht sind, an den Durchmesser der Stützscheibe angepasst wird.
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Günstig hat es sich weiterhin gezeigt, wenn dem die Spindelaufnahme beherbergenden Ende des Futterkörpers ein Sitz zur Aufnahme einer metallenen Abschlussscheibe zugeordnet ist. Durch die metallene Abschlussscheibe ist der Futterkörper im Bereich der Spindelaufnahme, die einen neuralgischen Punkt des Futterkörpers darstellt, lokal verstärkt. In diesem Zusammenhang hat es sich darüber hinaus als zweckdienlich gezeigt, wenn die die Abschlussscheibe zur radialen Führung der Spannbacken geeignet ist. Insbesondere bei Futterkörpern, bei denen die Spannbacken rückwärtig aus den Austrittsöffnungen austreten, kann dadurch auf einfache Art und Weise eine lokale Verstärkung des Futterkörpers in einem oftmals stark beanspruchten Bereich erfolgen.
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Zudem hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn der Abschlussscheibe mindestens ein Kragenelement zur Überdeckung des mindestens einen Schlitzes zugeordnet ist. Dadurch wird neben einer einfachen Ausbildung eines Formschluss zwischen dem Futterkörper und der Abschlussscheibe auch verhindert, dass im Bohrbetrieb Verunreinigungen in das Innere der Schlitze gelangen.
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Um die Abschlussscheibe in dem Sitz zu sichern, hat es sich auch als vorteilhaft erwiesen, wenn der Sitz zur Sicherung der Abschlussscheibe eine Hinterschneidung aufweist. Dadurch kann die Abschlussscheibe einfach in den Sitz eingeklipst werden. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch vorgesehen, dass die Abschlussscheibe eingegossen oder auf andere, bekannte Art und Weise befestigt wird.
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Besonders vorteilhaft ist es weiterhin, wenn ein durch einen Formschluss drehfest mit dem Futterkörper verbundener Druckring zur axialen Abstützung des Gewinderinges an dem Futterköper vorgesehen ist. Durch die Abstützung des Gewinderinges an dem Druckring wird insbesondere der Futterkörper nicht direkt belastet, wodurch die Lebensdauer des erfindungsgemäßen Futterkörpers erhöht werden kann. Die drehfeste Verbindung des Druckrings mit dem Futterkörper wirkt sich zudem positiv auf den Montageaufwand aus und kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass dem Futterkörper mindestens eine Ausnehmung und dem Druckring eine zur Anzahl der Ausnehmungen korrespondierende Anzahl an Nocken zugeordnet sind, wodurch ein Verdrehen des Druckringes relativ zu dem Futterkörper unterbunden ist.
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Als günstig hat es sich zudem erwiesen, wenn der Druckring außenumfangsseitig eine Sperrverzahnung trägt, in die ein dem Gewindering zugeordnetes Sperrelement durch eine an der Spannhülse ausgebildete Steuerkurve einrückbar ist. Dadurch kann der Gewindering drehfest mit dem Futterkörper verbunden werden, wodurch ein unbeabsichtigtes Verstellen der Spannbacken vermieden wird.
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Im Rahmen der Erfindung hat es sich weiterhin als vorteilhaft gezeigt, wenn dem Futterkörper im Bereich der Werkzeugaufnahme außenumfangsseitig ein Sicherungsreif zugeordnet ist. Durch den Sicherungsreif wird der Futterkörpers im Bereich der Werkzeugaufnahme lokal verstärkt, wodurch geringe Wandstärken des Futterkörpers und damit sehr kompakte Bohrfutter realisiert werden können.
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Um die Rundlaufeigenschaften des erfindungsgemäßen Bohrfutters zu verbessern, hat es sich als günstig erwiesen, wenn der Sicherungsreif innenumfangsseitig eine Verzahnung trägt. Hierbei ist es speziell vorteilhaft, wenn die Höhe der Verzahnung in einem Bereich von 0,15 mm bis 0,60 mm liegt, wenn die Zahntäler abgerundet sind, und wenn die Anzahl der Zähne der Verzahnung in einem Bereich von 80 Zähnen bis 200 Zähnen liegt. Durch die Verzahnung kommt es bei der Verbindung des Sicherungsreifes mit dem Futterkörper zu einer Materialumverteilung, wodurch insbesondere sichergestellt ist, dass die durch den Herstellungsprozess bedingten Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden
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Im Folgenden wird die Erfindung an einem den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert; es zeigt:
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1 eine teilgeschnittene Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bohrfutters;
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2 eine Perspektivansicht des Futterkörpers;
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3 eine Aufsicht auf das rückwärtige Ende des Futterkörpers;
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4 eine Explosionsdarstellung des Bohrfutters aus 1;
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5 eine Schnittansicht eines Sicherungsreifes mit einer Verzahnung;
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6 eine Detailansicht der Verzahnung des Sicherungsreifes; und
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7 eine Schnittansicht entlang des Schnittes VII-VII aus 1.
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1 zeigt eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bohrfutters 1 mit einem aus faserverstärktem Kunststoff gefertigten Futterkörper 2. Der Futterkörper 2 weist eine Spindelaufnahme 3 zur Aufnahme einer Bohrspindel einer Bohrmaschine und gegenüberliegend eine Werkzeugaufnahme 4 auf. In dem Futterkörper 2 sind Spannbacken 5 geführt, die über einen Gewindering 6 in bekannter Weise geneigt zur Futterachse in Führungsaufnahmen verstellt werden können. Zur Verstellung des Gewinderinges 6 ist eine Spannhülse 7 vorgesehen, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel über eine Zwischenhülse 8 auf den Gewindering 6 einwirkt, diesem aber auch direkt anliegen kann. Der Gewindering 6 ist dabei über einen Druckring 9 und mittels eines Kugellagers 10 an dem Futterkörper 2 axial nach hinten in Richtung der Spindelaufnahme 3 abgestützt. Die Abstützung des Gewinderinges 6 in Richtung der Werkzeugaufnahme 4 erfolgt über ein kragenförmiges Abstützelement 27, das der Spannhülse 7 zugeordnet ist. Die Spannhülse 7 ist wiederum über einen Sicherungsreif 12 abgestützt, der den Futterkörper 2 im Bereich der Werkzeugaufnahme 4 außenumfangseitig umfasst. Der Sicherungsreif 12 weist dabei einen zur Abstützung der Spannhülse 7 dienenden Kragen 14 auf, der bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel auch eine Anschlagsfläche 13 bildet, die den Futterkörper 2 im Bereich der Werkzeugaufnahme 4 vor Beschädigungen schützt. Bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die radiale Abstützung und Führung der Spannhülse 7 an dem die Spindelaufnahme 3 beherbergenden Ende des Futterkörpers 2 durch eine Stützscheibe 15, die einstückig mit dem Futterkörper 2 gebildet ist. Die Stützscheibe 15 weist dabei mit den Spannbacken 5 fluchtende Austrittsöffnungen 16 auf, die den Herstellungsprozess des Futterkörpers 2 begünstigen. Die Austrittsöffnungen 16 werden zu diesem Zweck bei der Fertigung des Futterkörpers 2 direkt in diesen durch entsprechende Platzhalter eingegossen, die nach dem Gießen des Futterkörpers 2 entfernt werden. Damit kann nun der Futterkörper 2 in einem Produktionsschritt hergestellt werden, ohne die Führungen der Spannbacken 5 nach dem Herstellungsprozess des Futterkörpers 2 aufwendig in den Futterkörper 2 einarbeiten zu müssen. Zudem kommt das erfindungsgemäße Bohrfutter 1 mit einer sehr geringen Zahl an Teilen aus und darüber hinaus ist durch den Aufbau die Montage erleichtert. Zunächst wird der Gewindering 6 auf den Futterkörper 2 aufgebracht, gefolgt von der Spannhülse 7, die auf der der Spindelaufnahme 3 zugewandten Seite an dem Futterkörper 2 abgestützt ist. Abschließend wird der Sicherungsreif 12 mit dem Futterkörper 2 verbunden, wodurch nun durch den Kragen 14 des Sicherungsreifes 12 die axiale Lage der Spannhülse 7 und des Gewinderinges 6 gesichert ist.
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2 zeigt eine Perspektivansicht des aus faserverstärktem Kunststoff gefertigten Futterkörpers 2. Wie der Abbildung zu entnehmen ist, weist der Futterkörper 2 im Bereich der Spindelaufnahme 3 mehrere ringsegmentartige Schlitze 20 auf, die ebenfalls im Herstellungsprozess direkt in den Futterkörper 2 eingearbeitet werden. Die Tiefe der Schlitze 20 ist hierbei im Wesentlichen der axialen Erstreckung der Spindelaufnahme 3 angepasst, dies führt dazu, dass die Wandstärke des Futterkörpers 2 entlang seiner axialen Erstreckung im Wesentlichen konstant bleibt. Dadurch ist gewährleistet, dass beim Aushärten des Futterkörpers 2 materialstärkenabhängige Effekte vermieden werden, die sich negativ auf die Stabilität und die Rundlaufeigenschaften des Futterkörper 2 auswirken würden. Ebenfalls aus der 2 ist die einstückig mit dem Futterkörper 2 gebildete Stützscheibe 15 zu erkennen, die zur radialen Führung der Spannhülse 7 dient und die die mit den Spannbacken 5 fluchtenden Austrittsöffnungen 16 aufweist, die eine einfache und damit kostengünstige Fertigung des Futterkörpers 2 aus einem Guss ermöglichen. Weiterhin ist dem die Spindelaufnahme 3 beherbergenden Ende des Futterkörpers 2 ein Sitz 21 zur Aufnahme einer metallenen Abschlussscheibe 22 zugeordnet. Dieser Sitz 21 weist dabei eine Hinterschneidung 23 auf, in die die Abschlussscheibe 22 eingeklipst werden kann.
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In der 3 ist eine Aufsicht auf das rückwärtige Ende des Futterkörpers 2 gezeigt. Insbesondere sind hier erneut die Stützscheibe 15 und die in der Stützscheibe 15 ausgebildeten Austrittsöffnungen 16 ersichtlich, die fluchtend mit den Spannbacken 5 gebildet sind. Zudem werden aus der 3 auch die ringsegmentartigen Schlitze 20 ersichtlich, in die sich bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Sitz 21 erstreckt, um die metallene Abschlussscheibe 22 formschlüssig einsetzen zu können, die zu diesem Zweck radiale Kragenelemente 24 aufweist. Dadurch kommt es zu einer Überdeckung der Schlitze 20 durch die Abschlussscheibe 22, wodurch ein Eindringen von Verunreinigungen in die Schlitze 20 vermieden wird.
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4 zeigt eine Explosionsdarstellung des zweiten Ausführungsbeispiels des Bohrfutters 1. Hieraus wird insbesondere auch deutlich, dass der Druckring 9 außenumfangsseitig eine Sperrverzahnung 18 trägt, in die ein an der Zwischenhülse 8 gelagertes Sperrelement 19 durch eine an der Spannhülse 7 ausgebildete Steuerkurve eingerückt werden kann, um dadurch eine unbeabsichtigte Verstellung des Gewinderinges 6 und damit der Spannbacken 5 zu unterbinden. Auch die metallene Abschlussscheibe 22, die den Futterkörper 2 im Bereich der Spindelaufnahme 3 lokal verstärkt, wird aus der 4 ersichtlich. Zur Bildung eines Formschlusses mit dem Futterkörper 2 weist die aus Metall gefertigte Abschlussscheibe 22 die radialen Kragenelemente 24 auf. Um den Rundlauf des Futterkörpers 2 zu verbessern und die durch den Herstellungsprozess bedingten Fertigungstoleranzen auszugleichen, weist der Sicherungsreif 12 innenumfangsseitig eine Verzahnung 17 auf. Dadurch kommt es beim Aufpressen des Sicherungsreifes 12 auf den Futterkörper 2 zu einer plastischen Verformung des Futterkörpers 2.
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5 zeigt eine Schnittansicht des Sicherungsreifes 12, aus der die innenumfangsseitig angeordnete Verzahnung 17 erkennbar ist. Die Zahl der Zähne liegt bei dem in der 5 dargestellten Ausführungsbeispiel bei 120 Zähnen. Wie der in der 6 abgebildeten Detailansicht der Verzahnung 17 zu entnehmen ist, weist die Verzahnung 17 abgerundete Zahntäler auf, deren Radius in dem gezeigten Ausführungsbeispiel bei 0,16 mm liegt. Der Winkel zwischen benachbarten Zahnflanken beträgt 60° und die Höhe der Verzahnung 17 liegt bei 0,25 mm. Durch die Wahl dieser Parameter lässt sich die Materialumformung des Futterkörpers 2 positiv beeinflussen.
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Die in der 7 dargestellte Schnittansicht zeigt den drehfest mit dem Futterkörper 2 verbundenen Druckring 9, der zur axialen Abstützung des Gewinderinges 6 an dem Futterkörper 2 vorgesehen ist und der die Sperrverzahnung 18 trägt. Um den Druckring 9 drehfest mit dem Futterkörper 2 zu verbinden, weist der Druckring 9 Nocken 25 auf, die in korrespondierende Ausnehmungen 26, die am Futterkörper 2 ausgebildet sind, eingesetzt werden können. Durch die Sperrverzahnung 18 ist es möglich, eine Relativdrehung zwischen dem Gewindering 6 und dem Futterkörper 2 zu unterbinden, die zu gegebenenfalls in einer ungewollten Verstellung der Spanbacken 5 resultieren könnte. Hierzu ist an der Zwischenhülse 8, die drehfest mit dem Gewindering 6 verbunden ist, das Sperrelement angeordnet, das die Zwischenhülse 8 durchgreift und die mit der an der Spannhülse 7 ausgebildeten Steuerkurve in die am Druckring 9 ausgebildete Sperrverzahnung 18 ein- und ausgerückt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bohrfutter
- 2
- Futterkörper
- 3
- Spindelaufnahme
- 4
- Werkzeugaufnahme
- 5
- Spannbacken
- 6
- Gewindering
- 7
- Spannhülse
- 8
- Zwischenhülse
- 9
- Druckring
- 10
- Kugellager
- 12
- Sicherungsreif
- 13
- Anschlagsfläche
- 14
- Kragen
- 15
- Stützscheibe
- 16
- Austrittsöffnung
- 17
- Verzahnung
- 18
- Sperrverzahnung
- 19
- Sperrelement
- 20
- Schlitz
- 21
- Sitz
- 22
- Abschlussscheibe
- 23
- Hinterschneidung
- 24
- Kragenelement
- 25
- Nocken
- 26
- Ausnehmung
- 27
- Abstützelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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