DE102014202419A1 - Collet for clamping a cylindrical tool shank - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spannzange (4) und eine diese umfassende Spannvorrichtung (2) zum Einspannen eines Werkzeugs mit zylindrischem Schaft, wobei die Spannzange (4) als Hülse (5) mit mindestens einem an einer Kante der Hülse (5) beginnenden Schlitz (6) ausgebildet ist und aus mindestens einem ersten und mindestens einem zweiten Bauteil (13, 14) besteht, wobei das erste Bauteil (13) aus mindestens einem ersten Material und das zweite Bauteil (14) aus mindestens einem zweiten Material besteht, wobei das zweite Material härter ist als das erste Material.The invention relates to a collet chuck (4) and a clamping device (2) for clamping a tool with a cylindrical shank, the collet chuck (4) having at least one slot (6) starting at an edge of the sleeve (5) ) is formed and at least a first and at least one second component (13, 14), wherein the first component (13) of at least a first material and the second component (14) consists of at least a second material, wherein the second material harder than the first material.

Description

Technisches Gebiet Technical area

Die Erfindung betrifft eine Spannzange und eine diese umfassende Spannvorrichtung zum Einspannen eines zylindrischen Schafts eines Werkzeugs, wobei die Spannzange als Hülse mit mindestens einem an einer Kante der Hülse beginnenden Schlitz ausgebildet ist. The invention relates to a collet chuck and a comprehensive clamping device for clamping a cylindrical shaft of a tool, wherein the collet is formed as a sleeve with at least one beginning at an edge of the sleeve slot.

Stand der Technik State of the art

Zum Einspannen von Werkzeugen mit einem zylindrischen Schaft sind Halteelemente bekannt, die das Werkzeug, beispielsweise einen Bohrer, durch Haftreibung halten. For clamping tools with a cylindrical shaft retaining elements are known, which hold the tool, such as a drill, by static friction.

Solche Halteelemente sind beispielsweise als Spannzange mit einer Innenbohrung ausgebildet, wobei die Innenbohrung größtenteils etwa dem Durchmesser des Werkzeugschafts entspricht und bereichsweise einen kleineren Durchmesser aufweist. Beim Einführen eines Werkzeugs in die Innenbohrung der Spannzange bilden sich Halteflächen aus, wobei das Werkzeug aufgrund von Haftreibung an den Halteflächen gehalten wird. Such holding elements are formed for example as a collet with an inner bore, wherein the inner bore largely corresponds approximately to the diameter of the tool shank and partially has a smaller diameter. When inserting a tool in the inner bore of the collet retaining surfaces form, the tool is held due to static friction on the support surfaces.

Nachteil solcher Halteelemente bzw. Spannmittel ist, dass ein federndes Material für die Spannzange verwendet werden muss, beispielsweise ein federnder Stahl, um eine Verformung des Materials und das reibschlüssige Halten des Werkzeugschafts zu ermöglichen. Ein geeignetes federndes Material muss eine ausreichende Elastizität haben, um einer möglichst hohen Biege-Lastwechselanzahl standzuhalten. Da solche Materialien eine entsprechend geringere Härte aufweisen, ist auch ihre Verschleißfestigkeit vermindert. Insbesondere an den Kontaktstellen mit dem Werkzeug tritt daher schneller Verschleiß ein, was zu einer Verringerung der Haltekräfte führt und damit zum Ausfall des Spannsystems. Belastung und Verschleiß der Halteflächen werden insbesondere durch Vibrationen des Werkzeugs während des Betriebs verursacht. Disadvantage of such holding elements or clamping means is that a resilient material must be used for the collet, such as a resilient steel to allow deformation of the material and the frictional holding the tool shank. A suitable resilient material must have sufficient elasticity to withstand the highest possible number of bending load cycles. Since such materials have a correspondingly lower hardness, their wear resistance is also reduced. Therefore, especially at the contact points with the tool faster wear occurs, which leads to a reduction of the holding forces and thus to the failure of the clamping system. Load and wear of the holding surfaces are caused in particular by vibrations of the tool during operation.

Aus der DE 86 34 397 U1 ist eine solche Spannvorrichtung für insbesondere zahnärztliche Werkzeuge mit zylindrischem Schaft bekannt, die eine hülsenförmige Welle mit einer Spannhülse als Spannmittel bzw. Spannzange aufweist. Die Spannhülse weist Längsschlitze auf, wodurch federnde, den Werkzeugschaft in der Spannstellung in der Spannhülse festhaltende Zungen gebildet werden. Um den Verschleiß der Halteflächen zu reduzieren ist die Spannhülse vollständig oder teilweise mittels chemischer Gasphasenabscheidung (CVD) beschichtet. From the DE 86 34 397 U1 Such a clamping device for particular dental tools with cylindrical shaft is known, which has a sleeve-shaped shaft with a clamping sleeve as a clamping means or collet. The clamping sleeve has longitudinal slots, whereby resilient, the tool shank in the clamping position in the clamping sleeve retaining tongues are formed. In order to reduce the wear of the holding surfaces, the clamping sleeve is fully or partially coated by means of chemical vapor deposition (CVD).

Die Aufgabe der Erfindung liegt nun darin, eine alternative Lösung zur Verschleißreduzierung bzw. eine verschleißfestere Spannzange bereitzustellen. The object of the invention is to provide an alternative solution for reducing wear or a wear-resistant collet.

Darstellung der Erfindung Presentation of the invention

Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Spannzange gelöst. Diese Spannzange zum Einspannen eines zylindrischen Schafts eines Werkzeugs in eine Spannvorrichtung ist als Hülse mit mindestens einem an einer Kante der Hülse beginnenden Schlitz ausgebildet und besteht aus mindestens einem ersten und mindestens einem zweiten Bauteil, wobei das erste Bauteil aus mindestens einem ersten Material und das zweite Bauteil aus mindestens einem zweiten Material besteht, wobei das zweite Material härter ist als das erste Material. This object is achieved by the collet chuck according to the invention. This collet for clamping a cylindrical shaft of a tool in a clamping device is designed as a sleeve with at least one slot beginning at an edge of the sleeve and consists of at least a first and at least a second component, wherein the first component of at least a first material and the second Component consists of at least a second material, wherein the second material is harder than the first material.

Die erfindungsgemäße Spannzange kann beispielsweise Teil einer Spannvorrichtung eines motorbetriebenen zahnärztlichen Hand- oder Winkelstücks oder eines zahnärztlichen Turbinenhandstücks sein, die in dessen Kopf angeordnet ist, um beispielsweise einen Bohrer aufzunehmen, zu halten und die Drehbewegung eines Motors oder einer Turbine auf das Werkzeug zu übertragen. The collet of the present invention may, for example, be part of a fixture of a motorized dental handpiece or dental handpiece located in the head thereof for receiving, holding, and transmitting the rotary motion of a motor or turbine to the tool, for example.

In einer erfindungsgemäßen Spannzange wird ein Werkzeug, beispielsweise ein Bohrer, aufgrund von Haftreibung gehalten. Hierfür weist die Spannzange eine Hülse, also einen hülsenförmigen Körper auf, der mindestens einen Schlitz aufweist, der von einer Kante der Hülse in Richtung der am anderen Ende der Hülse liegenden Kante verläuft und sich zumindest über Teile der Länge der Hülse erstreckt. Der Schlitz erstreckt sich somit über die Mantelfläche der zylinderförmigen Hülse und zwar von einer Kante der Mantelfläche der Hülse zumindest in Richtung der auf der anderen Seite der Mantelfläche liegenden Kante, wobei er sich nicht unbedingt über die gesamte Höhe der Mantelfläche erstreckt. Der Schlitz verläuft beispielsweise im Wesentlichen parallel zur Längsachse der Hülse, wobei mit Längsachse die durch den Mittelpunkt der kreisförmigen Öffnungen bzw. Innenbohrung der Hülse verlaufende Symmetrieachse der Hülse bezeichnet wird und wobei die Länge des Schlitzes kleiner oder gleich der Länge der Hülse bzw. der Höhe der zylindrischen Mantelfläche der Hülse ist. In a collet according to the invention, a tool, for example a drill, is held due to static friction. For this purpose, the collet chuck, that is a sleeve-shaped body having at least one slot extending from an edge of the sleeve in the direction of lying at the other end of the sleeve edge and extends at least over parts of the length of the sleeve. The slot thus extends over the lateral surface of the cylindrical sleeve and from one edge of the lateral surface of the sleeve at least in the direction of lying on the other side of the lateral surface edge, wherein it does not necessarily extend over the entire height of the lateral surface. The slot extends, for example, substantially parallel to the longitudinal axis of the sleeve, wherein with longitudinal axis extending through the center of the circular openings or inner bore of the sleeve axis of symmetry of the sleeve is called and wherein the length of the slot is less than or equal to the length of the sleeve or the height the cylindrical lateral surface of the sleeve is.

Eine Hülse einer Spannvorrichtung eines dentalen Handstücks kann beispielsweise eine Länge von ca. 9 mm aufweisen, wobei mit Länge die Ausdehnung der Hülse entlang der Längsachse bezeichnet wird. Im Hülsenmantel können beispielsweise zwei Schlitze beispielsweise an zwei sich gegenüberliegenden Seiten der Mantelfläche der Hülse angeordnet sein, die sich im Wesentlichen parallel zur Längsachse beispielsweise über ca. die Hälfte der Länge der Hülse erstrecken und beispielsweise eine Breite von mindestens 0,02 mm aufweisen. Die Schlitze können beispielsweise über ihre gesamte Länge eine konstante oder auch eine variierende Breite aufweisen. A sleeve of a clamping device of a dental handpiece may for example have a length of about 9 mm, wherein the length of the extension of the sleeve along the longitudinal axis is designated. In the sleeve jacket, for example, two slots can be arranged, for example, on two opposite sides of the lateral surface of the sleeve, which extend substantially parallel to the longitudinal axis, for example over approximately half the length of the sleeve and, for example, have a width of at least 0.02 mm. The slots may have, for example, over their entire length a constant or varying width.

Der mindestens eine Schlitz ermöglicht es, die Hülse zumindest im Bereich des Schlitzes aufzubiegen. Hierdurch ist es möglich einen Schaft eines Werkzeugs mit einem Durchmesser, welcher zumindest ein wenig größer als der Innendurchmesser der Hülse ist, in die Hülse einzuführen, wobei der Schaft aufgrund der beim Aufbiegen entstandenen Vorspannung bzw. der Rückstellkräfte des Materials der Spannzange gehalten wird. Üblicherweise als FG-Schaft (Friction Grip) bezeichnete Werzeugschafts für entsprechende auf Haftreibung beruhende zahnärztliche Spannsysteme haben beispielsweise einen Durchmesser von ca. 1,6 mm. Ein zum Halten eines solchen FG-Schafts geeigneter Innendurchmesser der Hülse beträgt entsprechend zumindest bereichsweise etwas weniger als der Durchmesser des Schafts. The at least one slot makes it possible aufzubiegen the sleeve at least in the region of the slot. This makes it possible to introduce a shaft of a tool with a diameter which is at least a little larger than the inner diameter of the sleeve in the sleeve, wherein the shaft is held due to the resulting biasing or the restoring forces of the material of the collet. Typically, as FG (friction grip) designated Werzeugschafts for corresponding based on static friction dental clamping systems, for example, have a diameter of about 1.6 mm. An inner diameter of the sleeve suitable for holding such an FG shaft is correspondingly at least partially slightly less than the diameter of the shaft.

Beim Einführen des Schafts bilden sich Haltebereiche aus. Dies sind Bereiche, in denen sich der Schaft und die Innenseite der Hülse so berühren, dass diese Bereiche den Schaft halten, während die restlichen Bereiche der Hülse den Schaft im Wesentlichen nur führen. Diese Haltebereiche befinden sich typischerweise im Bereich des geringsten Innendurchmessers der Hülse, beispielsweise im Bereich eines Endes des mindestens einen Schlitzes im Hülsenmantel. Haltebereiche können kantenförmig, punktförmig oder auch flächig ausgebildet sein. When inserting the shaft, holding areas form. These are areas in which the shaft and the inside of the sleeve touch so that these areas hold the shaft while the remaining portions of the sleeve essentially only guide the shaft. These holding regions are typically in the region of the smallest inner diameter of the sleeve, for example in the region of one end of the at least one slot in the sleeve jacket. Holding regions can be formed edge-shaped, punctiform or flat.

Die Innenbohrung einer Hülse einer Spannvorrichtung eines dentalen Handstücks kann beispielsweise im Wesentlichen drei Bereiche mit unterschiedlichen Durchmessern aufweisen, die in Richtung der Längsachse aufeinander folgen. Beispielsweise kann sich der Innendurchmesser beginnend an der Kante, an der auch der mindestens eine Schlitz beginnt, über eine Länge der Hülse von ca. 2 mm von einem etwas größeren Wert auf ca. 1,54 mm reduzieren, anschließenden über einige Millimeter konstant bleiben und sich wiederum anschließend auf einen Wert von ca. 1,6 mm erhöhen. The inner bore of a sleeve of a tensioning device of a dental handpiece may, for example, have substantially three regions with different diameters, which follow one another in the direction of the longitudinal axis. For example, starting at the edge at which the at least one slot begins, the inner diameter can be reduced over a length of the sleeve of about 2 mm from a slightly greater value to about 1.54 mm, then remain constant over a few millimeters and in turn, then increase to a value of about 1.6 mm.

Halteflächen bzw. Haltekanten bzw. Haltepunkte bilden sich im Wesentlichen in dem Bereich der Hülse mit dem geringsten Innendurchmesser aus. Die Form des Haltebereichs hängt im Wesentlichen von der Ausformung des Schlitzes in diesem Bereich ab. Beispielsweise können sich Haltekanten direkt am Schlitz bilden, insbesondere in Bereichen, in denen sich die Breite des Schlitzes ändert. Haltepunkte oder ganze Halteflächen bilden sich beispielsweise auf der Inneren Mantelfläche der Hülse im Bereich mit dem geringsten Innendurchmesser aus. Holding surfaces or holding edges or holding points are formed substantially in the region of the sleeve with the smallest inner diameter. The shape of the holding area depends essentially on the shape of the slot in this area. For example, holding edges can form directly on the slot, especially in areas where the width of the slot changes. Breakpoints or entire holding surfaces are formed, for example, on the inner circumferential surface of the sleeve in the area with the smallest inner diameter.

Das Aufbiegen der Spannzange sowie die Rückstellkräfte beruhen wesentlich auf dem Material, aus welchem die Spannzange gefertigt ist. Daher muss ein erstes Material, aus dem ein erstes Bauteil besteht, eine geeignete Elastizität bzw. ein geeignetes Verhältnis von Steifigkeit/Biegesteifigkeit und Elastizität aufweisen, wobei auch ein Kompromiss zwischen der Härte des Materials und der zu erreichenden Biege-Lastwechselanzahl gefunden werden muss. Dadurch ist das für eine Spannzange geeignete Material meist nicht besonders hart, weist also eine nicht so große Härte auf. Beispielsweise sind federnde Stähle mit einer maximalen Härte von ca. 600 HV (Vickers Härte) geeignet. The bending of the collet and the restoring forces are based essentially on the material from which the collet is made. Therefore, a first material of which a first component is made must have a suitable elasticity or a suitable ratio of stiffness / bending stiffness and elasticity, whereby a compromise must also be found between the hardness of the material and the number of bending load cycles to be achieved. As a result, the material suitable for a collet is usually not very hard, so it has a not so great hardness. For example, resilient steels with a maximum hardness of about 600 HV (Vickers hardness) are suitable.

Dies wirkt sich nachteilig auf die Verschleißfestigkeit aus. Erfindungsgemäß wird das erste Bauteil aus dem mindestens eine erste Material daher durch mindestens ein zweites Bauteil aus mindestens einem zweiten Material ergänzt, wobei das zweite Material eine größere Härte als das erste Material aufweist. Das zweite Material kann beispielsweise eine Härte von mindestens 750 bis 1800 HV 3 aufweisen. This has a disadvantageous effect on the wear resistance. According to the invention, the first component of the at least one first material is therefore supplemented by at least one second component of at least one second material, wherein the second material has a greater hardness than the first material. The second material may, for example, have a hardness of at least 750 to 1800 HV 3.

Vorzugsweise weist die Hülse mindestens eine Ausnehmung auf, die an einem Anfang und/oder einem Ende des Schlitzes und/oder an einer Position entlang des Schlitzes angeordnet ist. Preferably, the sleeve has at least one recess disposed at a beginning and / or an end of the slot and / or at a position along the slot.

Eine Ausnehmung am unteren Ende des Schlitzes, also an dem von der Kante der Hülse, an welcher der Schlitz beginnt, abgewandten Ende des Schlitzes, verhindert bzw. verzögert das Brechen der Hülse, insbesondere das Abbrechen des entlang des mindestens einen Schlitzes verlaufenden Wandabschnitts. Bei mehreren Schlitzen entsprechen diese Wandabschnitte zwischen benachbarten Schlitzen Metallzungen. Die Form der Ausnehmung kann beispielsweise rund, eckig oder auch herzförmig oder dreieckig sein. A recess at the lower end of the slot, ie at the end of the slot facing away from the edge of the sleeve on which the slot begins, prevents or delays the breaking of the sleeve, in particular the breaking off of the wall section running along the at least one slot. With several slots, these wall sections between adjacent slots correspond to metal tongues. The shape of the recess may be, for example, round, angular or heart-shaped or triangular.

Eine Ausnehmung am Beginn eines Schlitzes, also in einem Bereich der Kante der Hülse, von der sich der Schlitz erstreckt, vereinfacht das Einführen des Werkzeugschafts bzw. einer Vorrichtung zum Aufbiegen der Spannzange, wie beispielsweise eines Stößels, um den Werkzeugschaft leicht in die Hülse einführen zu können. Die Ausnehmung kann beispielsweise halbkreisförmig sein oder auch eine eckige oder elliptische oder halb-elliptische Form aufweisen. Beispielsweise kann die Ausnehmung konus- oder trichterförmig zum Ende hin bzw. auf eine Endbreite hin zusammenlaufen, beispielsweise mit einem Öffnungswinkel von ca. 30°. A recess at the beginning of a slot, that is in a region of the edge of the sleeve from which the slot extends, facilitates insertion of the tool shank or device for bending the collet, such as a plunger, to easily insert the tool shank into the sleeve to be able to. The recess may for example be semicircular or also have an angular or elliptical or semi-elliptical shape. For example, the recess may converge conically or funnel-shaped toward the end or towards an end width, for example with an opening angle of approximately 30 °.

Ein typischer Schlitz kann beispielsweise als erste Ausnehmung einen an der Kante beginnenden ersten Bereich mit einer sich kontinuierlich beispielsweise von ca. 0,15 mm auf ca. 0,02 mm reduzierenden Breite aufweisen, der in einen Bereich übergeht, der eine konstante Breite von beispielsweise ca. 0,02 mm aufweist. An diesen Bereich mit konstanter Breite kann sich beispielsweise als zweite Ausnehmung ein bis zum Ende des Schlitzes reichender Bereich mit einer variierenden Breite von beispielsweise bis zu 1 mm oder mehr anschließen. A typical slot may, for example, as the first recess, a first region beginning at the edge with a continuous, for example, from about 0.15 mm to about 0.02 mm having reducing width, which merges into a region having a constant width of, for example, about 0.02 mm. At this region with a constant width, for example, as a second recess, a region reaching to the end of the slot with a varying width of, for example, up to 1 mm or more may follow.

Vorzugsweise ist das erste Material ein federnder Stahl. Preferably, the first material is a resilient steel.

Federnder Stahl ist ein Stahl, der Elastizität aufweist. Beispielsweise ein Stahl mit einer maximalen Härte von ca. 600 HV (Vickers Härte). Spring steel is a steel that has elasticity. For example, a steel with a maximum hardness of about 600 HV (Vickers hardness).

Vorzugsweise ist das zweite Material Stahl, Hartmetall, Keramik oder Diamant. Preferably, the second material is steel, cemented carbide, ceramic or diamond.

Geeignete Materialien für das zweite Material sind Hartmetalle, Keramiken und Diamant, da sie eine besonders hohe Härte aufweisen und dadurch besonders verschleißfest sind. Suitable materials for the second material are hard metals, ceramics and diamond, since they have a particularly high hardness and are therefore particularly resistant to wear.

Vorzugsweise ist mindestens ein zweites Bauteil an mindestens einer Verschleißstelle der Spannzange angeordnet. Preferably, at least one second component is arranged on at least one wear point of the collet.

Durch das Anordnen eines Bauteils aus einem härteren Material im Bereich einer Verschleißstelle eines ansonsten aus einem weicheren Material bestehenden ersten Bauteils kann einerseits die nötige Elastizität der Spannzange sicher gestellt werden, die eine hohe Zahl an Biege-Lastwechseln ermöglicht und andererseits eine möglichst hohe Verschleißfestigkeit erreicht werden. By arranging a component of a harder material in the region of a wear point of a first of a softer material first component on the one hand the necessary elasticity of the collet can be made sure that allows a high number of bending load changes and on the other hand the highest possible wear resistance can be achieved ,

Vorzugsweise ist mindestens ein zweites Bauteil an mindestens einem Haltebereich der Spannzange angeordnet. Preferably, at least one second component is arranged on at least one holding region of the collet.

Der oder die Haltebereiche, also der oder die sich beim Aufbiegen der Hülse und einsetzen eines Werkzeugs ausbildenden Berührungspunkte an denen das Werkzeug gehalten wird, sind die besonders belasteten Bereiche der Spannzange. Nur in diesen Bereichen ein Bauteil aus härterem Material einzusetzen vermindert einerseits nicht die Elastizität bzw. das Haltevermögen, die bzw. das durch das erste Bauteil der Spannzange sichergestellt wird, andererseits erhöht es die Verschleißfestigkeit der gesamten Spannzange. The one or more holding areas, that is, the one or more points of contact formed during the bending of the sleeve and the insertion of a tool against which the tool is held, are the particularly loaded areas of the collet chuck. Only in these areas to use a component made of harder material on the one hand does not reduce the elasticity or the holding power, which is ensured by the first component of the collet, on the other hand, it increases the wear resistance of the entire collet.

Vorzugsweise ist das mindestens eine zweite Bauteil ringförmig oder quasi ringförmig ausgebildet. Preferably, the at least one second component is annular or quasi-annular.

Die Haltebereiche befinden sich typischerweise auf der Innenseite der Hülse in Bereichen mit dem geringsten oder zumindest einem geringeren Innendurchmesser und können beispielsweise punkt- oder flächenförmig ausgebildet sein. Daher ist es besonders einfach, alle Haltebereiche durch das zweite Bauteil abzudecken, wenn sich dieses ringförmig oder zumindest quasi ringförmig auf Höhe des geringsten Innendurchmessers der Innenbohrung der Hülse über den gesamten Innenumfang der Hülse erstreckt. Hierfür kann das zweite Bauteil als durchgehender flacher Ring ausgebildet sein oder aus mehreren kreisabschnittsförmigen Segmenten bestehen, die zumindest in einem Zustand ohne Krafteinwirkung entlang des Innenumfangs aneinander angrenzen und in ihrer Gesamtheit eine Art Ring ergeben. The holding areas are typically located on the inside of the sleeve in areas with the least or at least a smaller inner diameter and may be formed, for example, point or area. Therefore, it is particularly easy to cover all holding areas by the second component, if this extends annularly or at least quasi-annular at the level of the smallest inner diameter of the inner bore of the sleeve over the entire inner circumference of the sleeve. For this purpose, the second component may be formed as a continuous flat ring or consist of a plurality of circular segment-shaped segments which adjoin one another at least in a state without force along the inner circumference and result in a total of a kind of ring.

Vorzugsweise sind mehrere zweite Bauteile nebeneinander in einer Umfangrichtung der Spannzange entlang eines Innenumfangs der Spannzange angeordnet. Preferably, a plurality of second components are arranged side by side in a circumferential direction of the collet along an inner circumference of the collet.

Die Haltebereiche sind beispielsweise im Vergleich zum Innenumfang der Hülse kleinere Bereiche, die sich typischerweise alle auf Höhe des geringsten Innendurchmessers der Innenbohrung befinden. Werden die zweiten Bauteile beispielsweise kreisförmig ausgebildet und entlang des Innenumfangs auf der Höhe der Haltebereiche bzw. Haltepunkte angeordnet, so können möglichst viele Haltebereiche durch ein zweites Bauteil abgedeckt werden, wobei im Vergleich zu einer ringförmigen oder quasi ringförmigen Ausbildung des zweiten Bauteils weniger zweites Material verwendet werden muss. The holding areas, for example, in comparison to the inner circumference of the sleeve smaller areas, which are typically all at the level of the smallest inner diameter of the inner bore. If the second components, for example, circular and arranged along the inner circumference at the height of the holding areas or breakpoints, as many holding areas can be covered by a second component, which uses less second material compared to an annular or quasi-annular design of the second component must become.

Vorzugsweise sind die mehreren zweiten Bauteile an den Haltebereichen der Hülse angeordnet. Preferably, the plurality of second components are arranged on the holding portions of the sleeve.

Werden die zweiten Bauteile entlang des Innenumfangs so angeordnet, dass jedes zweite Bauteil genau einen Haltebereich abdeckt, so ist es möglich, die Größe und Anzahl der zweiten Bauteile möglichst klein zu halten, also wenig zweites Material einzusetzen und trotzdem alle Haltebereiche und damit alle besonders verschleißanfälligen Bereiche durch ein härteres Material abzudecken. If the second components along the inner circumference arranged so that every second component covers exactly one holding area, it is possible to keep the size and number of second components as small as possible, so use little second material and still all holding areas and thus all particularly susceptible to wear Cover areas with a harder material.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Spannvorrichtung zum Einspannen eines Werkzeugs mit zylindrischem Schaft, die eine erfindungsgemäße Spannzange aufweist. Furthermore, the invention relates to a clamping device for clamping a tool with a cylindrical shaft, which has a collet according to the invention.

Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Spannzange wird der Wartungsaufwand der Spannvorrichtung verringert und ihre Lebenszeit erhöht. By using the collet according to the invention the maintenance of the clamping device is reduced and increases their lifetime.

Vorzugsweise ist die Spannvorrichtung ein friction-grip Spannsystem (FG-Spannsystem). Preferably, the clamping device is a friction-grip clamping system (FG clamping system).

Kurzbeschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt: Embodiments of the invention are illustrated in the drawings. It shows:

1 ein Kopfgehäuse eines dentalen Handgeräts, 1 a head housing of a dental hand-held device,

2 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Spannzange, 2 a perspective view of a collet according to the invention,

3–5 Schnitte erfindungsgemäßer Spannzangen. 3 - 5 Cuts of collets according to the invention.

Ausführungsbeispiele embodiments

Die 1 zeigt eine Skizze eines Kopfgehäuses 1 eines dentalen Handgeräts. Das Kopfgehäuse 1 weist eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung 2 auf, um ein Werkzeug, beispielsweise einen Bohrer mit einem zylindrischen Schaft einzuspannen. The 1 shows a sketch of a head housing 1 a dental handset. The head housing 1 has a clamping device according to the invention 2 to clamp a tool, such as a drill with a cylindrical shaft.

Die Spannvorrichtung 2 zur Übertragung einer Rotationsbewegung auf das Werkzeug umfasst eine hülsenförmige Welle 3, in der konzentrisch eine Spannzange 4 angeordnet ist. Die Spannzange ist als Hülse 5 ausgebildet, in die der Schaft des Werkzeugs eingebracht und gehalten wird. The tensioning device 2 for transmitting a rotational movement to the tool comprises a sleeve-shaped shaft 3 , in concentric a collet 4 is arranged. The collet is as a sleeve 5 formed, in which the shank of the tool is introduced and held.

Hierzu weist die Hülse 5 mindestens einen Schlitz 6 auf, der sich von einer Kante 7 der Hülse 5 über einen Teil der Länge L der Hülse 5 in Richtung der gegenüberliegenden Kante 8 der Hülse 5 erstreckt, wie in 2 zu erkennen ist. Der mindestens eine Schlitz 6 ermöglicht das Aufbiegen der Hülse 5 zumindest in dem Bereich dieses mindestens einen Schlitzes 6 und damit das Entstehen einer Vorspannung, durch welche ein eingebrachtes Werkzeug gehalten wird. For this purpose, the sleeve 5 at least one slot 6 up, extending from an edge 7 the sleeve 5 over a part of the length L of the sleeve 5 towards the opposite edge 8th the sleeve 5 extends, as in 2 can be seen. The at least one slot 6 allows the sleeve to bend 5 at least in the area of this at least one slot 6 and thus the emergence of a bias, by which an introduced tool is held.

Um das Einbringen eines Werkzeugschafts und das damit verbundene Aufbiegen zu erleichtern und/oder zu ermöglichen, ist auf der Seite des mindestens einen Schlitzes 6 der Hülse 5 ein Stößel 9 vorgesehen, welcher durch Drücken in die Hülse 5 hinein bewegbar ist. So kann die Hülse mittels des Stößels 9 aufgebogen und ein Werkzeugschaft leicht eingeführt werden. Wird der Stößel 9 wieder aus der Hülse herausbewegt, so wird der eingeführte Werkzeugschaft von der Hülse 5 gehalten. To facilitate and / or facilitate the insertion of a tool shank and the associated bending, is on the side of the at least one slot 6 the sleeve 5 a pestle 9 provided, which by pressing into the sleeve 5 is movable into it. Thus, the sleeve by means of the plunger 9 bent up and a tool shank easily introduced. Will the plunger 9 again moved out of the sleeve, the imported tool shaft of the sleeve 5 held.

Insbesondere um das Einführen des Stößels 9 zu vereinfachen kann der mindestens eine Schlitz 6 im Bereich der Kante 7 in einer Ausnehmung 10 anfangen, wie dies in 1 zu erkennen ist. Diese Ausnehmung 10 kann beispielsweise wie dargestellt halbkreisförmig sein. Es können aber auch andere Formen, beispielsweise eine trichterartige Form verwendet werden. In particular, the insertion of the plunger 9 To simplify the at least one slot 6 in the area of the edge 7 in a recess 10 start like this in 1 can be seen. This recess 10 For example, as shown, it may be semicircular. But it can also be used other shapes, such as a funnel-like shape.

Das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Hülse 5 mit zwei sich gegenüberliegenden Schlitzen 6 die jeweils in einer dreiecksförmigen Ausnehmung 11 enden. Durch die Schlitze 6 entstehen zwei sich gegenüberstehende Zungen 12, die zum Einführen eines Werkzeugschafts mit einem Durchmesser, der etwas größer als der Innendurchmesser I der Hülse 5 ist, beispielsweise mittels des Stößels 9 auseinandergebogen werden. Das Vorhandensein der Ausnehmung 11 sowie ihre Form wirken sich auf die Elastizität der Hülse 5 im Übergangsbereich der Zungen 12 zu dem restlichen in Umfangsrichtung geschlossenen Teil der Hülse 5 aus. Sie verhindern bzw. verzögern das Abbrechen der Zungen 12 aufgrund von Materialermüdung. This in 2 illustrated embodiment shows a sleeve 5 with two opposite slots 6 each in a triangular recess 11 end up. Through the slots 6 arise two opposing tongues 12 for inserting a tool shank having a diameter slightly larger than the inner diameter I of the sleeve 5 is, for example by means of the plunger 9 be bent apart. The presence of the recess 11 as well as their shape affect the elasticity of the sleeve 5 in the transitional area of the tongues 12 to the rest of the circumferentially closed part of the sleeve 5 out. They prevent or delay the breaking off of the tongues 12 due to material fatigue.

Erfindungsgemäß besteht die Hülse 5 aus mindestens zwei Bauteilen. Ein erstes Bauteil 13 der Hülse 5 besteht aus einem ersten Material, welches die nötige Elastizität aufweist, um eine möglichst hohe Biege-Lastwechselanzahl zu erhalten. Ein zweites Bauteil 14 der Hülse 5 besteht aus einem zweiten Material. Diese ist härter als das erste Material und hat dadurch eine höhere Verschleißfestigkeit als das erste Material. According to the invention, the sleeve 5 from at least two components. A first component 13 the sleeve 5 consists of a first material, which has the necessary elasticity to obtain the highest possible bending load change number. A second component 14 the sleeve 5 consists of a second material. This is harder than the first material and thus has a higher wear resistance than the first material.

In 3 ist ein zweites Bauteil 14 dargestellt, das sich ringförmig entlang des Innenumfangs der Hülse 5 erstreckt und eine Höhe H sowie eine Dicke D aufweist. Der restliche Bereich der Hülse wird durch das erste Bauteil 13 aus einem ersten Material gebildet. In 3 is a second component 14 shown, which is annular along the inner circumference of the sleeve 5 extends and has a height H and a thickness D. The remaining area of the sleeve is through the first component 13 formed from a first material.

Das dargestellte ringförmige zweite Bauteil 14 kann beispielsweise einstückig oder mehrstückig, z.B. segmentiert, aus Hartmetall, Keramik, Diamant oder härterem Stahl hergestellt werden und in eine den Dimensionen dieses zweiten Bauteils entsprechende Ausnehmung des ersten Bauteils 13 eingefügt werden. The illustrated annular second component 14 For example, can be made in one piece or in several pieces, for example segmented, made of hard metal, ceramic, diamond or harder steel and in a corresponding dimensions of this second component recess of the first component 13 be inserted.

Das erste Bauteil kann ebenfalls einstückig oder mehrstückig hergestellt werden, wobei es aus elastischerem Material, beispielsweise aus einem federnden Stahl hergestellt wird. The first component can also be produced in one piece or in several pieces, being made of a more elastic material, for example of a resilient steel.

In 4 ist eine Hülse 5 aus einem ersten Bauteil 13 und mehreren zweiten Bauteilen 14 dargestellt, wobei die zweiten Bauteile 14 in Umfangrichtung entlang des Innenumfangs der Hülse 5 angeordnet und beispielhaft punkt- bzw. kreisförmig ausgebildet sind. Hierdurch kann im Vergleich zu dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel der Anteil der zweiten Bauteile 14, also des zweiten Materials an der Hülse 5 verringert werden. In 4 is a sleeve 5 from a first component 13 and a plurality of second components 14 illustrated, wherein the second components 14 in the circumferential direction along the inner circumference of the sleeve 5 arranged and exemplified point or circular are formed. This can be compared to the in 3 illustrated embodiment, the proportion of the second components 14 , So the second material on the sleeve 5 be reduced.

Um die Verschleißfestigkeit der Spannzange 4 zu erhöhen, sollte das mindestens eine zweite Bauteil 14, die Bereiche der innenliegenden Oberflächen der Hülse 5 überspannen, die besonders belastet und damit verschleißanfällig sind. Diese Verschleißstellen 15 sind im Wesentlichen die Bereiche, an denen das Werkzeug gehalten wird. Diese Haltebereiche 16, die auch als Haltekanten oder Haltepunkte bezeichnet werden können, befinden sich an den Stellen, an denen ein eingeführter Werkzeugschaft mit der Hülse 5 so in Berührung steht, dass der Schaft nicht nur geführt sondern gehalten wird. Dies sind insbesondere die Bereiche an denen ein etwas größerer Durchmesser eines Werkzeugschafts auf einen etwas kleineren Durchmesser der Hülse 5 trifft. Typischerweise befinden sich die Haltebereiche 16 entsprechend in den Bereichen der Hülse 5 mit dem geringsten Innendurchmesser. Ein Beispiel für einen solche Haltekante 16 ist in 5 dargestellt. To the wear resistance of the collet 4 should increase that at least a second component 14 , the areas of the inner surfaces of the sleeve 5 span, which are particularly stressed and thus susceptible to wear. These wear areas 15 are essentially the areas where the tool is held. These holding areas 16 , which can also be referred to as holding edges or breakpoints, are located in the places at where an imported tool shank with the sleeve 5 is in contact so that the shaft is not only guided but held. These are in particular the areas where a slightly larger diameter of a tool shank to a slightly smaller diameter of the sleeve 5 meets. Typically, the holding areas are located 16 correspondingly in the areas of the sleeve 5 with the smallest inner diameter. An example of such a retaining edge 16 is in 5 shown.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1

Kopfgehäuse head case

2 2

Spannvorrichtung jig

3 3

hülsenförmige Welle sleeve-shaped shaft

4 4

Spannzange collet

5 5

Hülse shell

6 6

Schlitz slot

7 7

Kante edge

8 8th

Kante edge

9 9

Stößel tappet

10 10

Ausnehmung recess

11 11

Ausnehmung recess

12 12

Zunge tongue

13 13

erstes Bauteil first component

14 14

zweites Bauteil second component

15 15

Verschleißstelle wear location

16 16

Haltebereich holding area

D D

Dicke des zweiten Bauteils Thickness of the second component

H H

Höhe des zweiten Bauteils Height of the second component

I I

Innendurchmesser der Hülse Inner diameter of the sleeve

L L

Länge der Hülse Length of the sleeve

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• DE 8634397 U1 [0005] DE 8634397 U1 [0005]

Claims (11)

Spannzange (4) zum Einspannen eines Werkzeugs mit zylindrischem Schaft in eine Spannvorrichtung (2), wobei die Spannzange (4) als Hülse (5) mit mindestens einem an einer Kante der Hülse (5) beginnenden Schlitz (6) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannzange (4) aus mindestens einem ersten und mindestens einem zweiten Bauteil (13, 14) besteht, wobei das erste Bauteil (13) aus mindestens einem ersten Material besteht und das zweite Bauteil (14) aus mindestens einem zweiten Material besteht, wobei das zweite Material härter ist als das erste Material. Collet chuck ( 4 ) for clamping a tool with a cylindrical shaft in a clamping device ( 2 ), the collet chuck ( 4 ) as a sleeve ( 5 ) with at least one at an edge of the sleeve ( 5 ) beginning slot ( 6 ), characterized in that the collet ( 4 ) of at least one first and at least one second component ( 13 . 14 ), the first component ( 13 ) consists of at least one first material and the second component ( 14 ) consists of at least one second material, wherein the second material is harder than the first material. Spannzange (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (5) mindestens eine Ausnehmung (10; 11) aufweist, die an einem Anfang und/oder einem Ende des Schlitzes (6) und/oder an einer Position entlang des Schlitzes (6) angeordnet ist. Collet chuck ( 4 ) according to claim 1, characterized in that the sleeve ( 5 ) at least one recess ( 10 ; 11 ) at a beginning and / or an end of the slot ( 6 ) and / or at a position along the slot ( 6 ) is arranged. Spannzange (4) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material ein federnder Stahl ist. Collet chuck ( 4 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the first material is a resilient steel. Spannzange (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Material Stahl, Hartmetall, Keramik oder Diamant ist. Collet chuck ( 4 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the second material is steel, hard metal, ceramic or diamond. Spannzange (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bauteil (14) an mindestens einer Verschleißstelle (15) der Spannzange (4) angeordnet ist. Collet chuck ( 4 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the second component ( 14 ) at least one wear point ( 15 ) of the collet ( 4 ) is arranged. Spannzange (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bauteil (14) an mindestens einem Haltebereich (16) der Spannzange (4) angeordnet ist. Collet chuck ( 4 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the second component ( 14 ) at least one holding area ( 16 ) of the collet ( 4 ) is arranged. Spannzange (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bauteil (14) ringförmig oder quasi ringförmig ausgebildet ist. Collet chuck ( 4 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the second component ( 14 ) Is annular or quasi ring-shaped. Spannzange (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere zweite Bauteile (14) nebeneinander in einer Umfangrichtung der Spannzange (4) entlang eines Innenumfangs der Spannzange (4) angeordnet sind. Collet chuck ( 4 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that a plurality of second components ( 14 ) side by side in a circumferential direction of the collet ( 4 ) along an inner circumference of the collet chuck ( 4 ) are arranged. Spannzange (4) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren zweiten Bauteile (14) an den Haltepunkten (16) der Hülse (5) angeordnet sind. Collet chuck ( 4 ) according to claim 8, characterized in that the plurality of second components ( 14 ) at the breakpoints ( 16 ) of the sleeve ( 5 ) are arranged. Spannvorrichtung (2) zum Einspannen eines Werkzeugs mit zylindrischem Schaft, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (2) eine Spannzange (4) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 aufweist. Clamping device ( 2 ) for clamping a tool with a cylindrical shank, characterized in that the clamping device ( 2 ) a collet ( 4 ) according to one of claims 1 to 11. Spannvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (2) ein friction-grip Spannsystem (FG-Spannsystem) ist. Clamping device according to claim 10, characterized in that the tensioning device ( 2 ) is a friction-grip clamping system (FG clamping system).

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