DE1063882B - Spannfutter fuer Gewindebohrer od. dgl. - Google Patents

Description

Spannfutter mit selbsttätig in der Ein- oder Ausrückstellung einrastender Überlastkupplung, die bei Auslösung ein Weiterlaufen des Antriebes gestatten, während das Werkzeug feststeht, sind an sich bekannt. Solche Vorrichtungen arbeiten in der Regel mit Reibungskupplungen, deren Reibungskoeffizient entsprechend der Beschaffenheit der Reibungsflächen und der jeweils durch das Gleiten der Flächen aufeinander entwickelten Wärme weitgehend schwankt. Bei einem anderen bekannten Spannfutter mit Überlastkupplung werden federbelastete, in Kugelpfannen gelagerte Stützgelenke in Verbindung mit auf Nockenflächen auflaufenden Stiften verwendet. Diese Vorrichtung arbeitet daher mit verhältnismäßig großer gleitender Reibung und hat überdies den Nachteil, daß nach dem Abschalten der Vorrichtung durch einen bei Hand auszuführenden zusätzlichen Arbeitsgang die Vorrichtung so eingestellt werden muß, daß sie auch bei umgekehrter Drehrichtung wirksam sein kann.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sollen zur Vermeidung dieser Nachteile zur Kraftübertragung und zum Ausrücken nur rollende Elemente verwendet werden. Dies wird dadurch erreicht, daß der angetriebene Kupplungsnocken tragende Werkzeughalter sowie in einem Käfig geführte Rollen von einer federnd aufweitbaren, angetriebenen Hülse umschlossen sind und der Drehweg des Käfigs gegenüber dem Halter beim Überrollen der Nocken mit gleichfalls im Käfig geführten Kugeln durch die Enden der Kugelrollnut im Halter begrenzt ist.

Vorzugsweise ist die Anordnung so getroffen, daß an dem Werkzeughalter mindestens zwei diametral gegenüberliegende Nocken mit je einer Auflauffläche für die Rollen bei Arbeitsdrehrichtung und bei Rücklaufdrehrichtung vorgesehen sind.

Eine auf der federnd aufweitbaren Antriebshülse mit konischem Sitz axial auf dieser verstellbare starre Außenhülse ermöglicht es, den Federweg der Antriebshülse zu begrenzen, so daß das Spannfutter auch für das Übertragen größerer Drehmomente geeignet wird.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt des Spannfutters,

Fig. 2 einen Querschnitt gemäß der Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt gemäß der Linie 3-3 der Fig. 2,

Fig. 4 bis 7 teilweise Abwicklungen der Mantelfläche des angetriebenen Gliedes und der Kugel- und Rollenbahnen mit verschiedenen Rollenstellungen,

Fig. 8 eine auf einen Querschnitt bezogene schematische Darstellung der Rollenbahnen.

Ein im folgenden »Hülse« genanntes Antriebsglied 15 des Spannfutters ist aus federnd nachgiebigem Spannfutter für Gewindebohrer od. dgl.

Anmelder:

Scully-Jones and Company,
Chicago, 111. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. K. Boehmert und Dipl.-Ing. A. Boehmert,
Patentanwälte, Bremen I₁ Feldstr. 24

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 5. Februar 1954

Bernhard R. Better und Lohn W. Lende,

Chicago, IU. (V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden

Metall hergestellt, so daß es sich während seiner Betätigung ausdehnen und zusammenziehen kann. Das eine Ende der Hülse 15 ist mit einem Schaft 17 versehen, der in der antreibenden Werkzeugmaschine eingespannt ist.

Das anzutreibende zylindrische Glied 18, das im folgenden »Werkzeughalter« genannt wird, ist drehbar in der Hülse 15 gelagert. Der Werkzeughalter 18 hat an seinem innerhalb der Hülse 15 liegenden Ende einen mit einer zur Aufnahme einer Stützkugel 21 dienden konischen Vertiefung versehenen axialen Ansatz 19. Der Schaft 17 hat eine axiale Bohrung, in der ein Kolben 23 angeordnet ist, dessen eines Ende eine konische Vertiefung zur Aufnahme der Stützkugel 21 hat. Der Kolben 23 wird durch eine an einer Ringschulter der axialen Bohrung anliegende Schraubenfeder 25 in Richtung auf die Stützkugel 21 gedrückt. Das andere Ende des Treibgliedes 18 ist in der Hülse mittels eines Kugellagers 29 gelagert, das durch einen Dichtungsring 30 und einen Springring 31 in der Hülse 15 gehalten ist. Der Halter 18 ragt aus der Hülse 15 heraus und ist an seinem Ende mit einer konischen Bohrung 32 zur Aufnahme eines Gewindebohrers oder anderen Werkzeuges versehen.

Der Halter 18 wird durch mindestens zwei Rollen 33 und 34 angetrieben, die innerhalb der Hülse 15

... angeordnet sind. Dazu ist der Halter 18 mit zwei diametral gegenüberliegenden Nocken 35., 36 versehen, - auf--defea-ansteigende Flächen die beiden Rollen 33

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Claims (5)

und 34 beim Vorwärts- und Rückwärtsdrehen auflaufen, wie es bei Rollenkupplungen üblich ist. Die Rollen 33, 34 sind in einem Käfig 39 einander gegenüberliegend zwischen der Hülse 15 und dem Halter 18 angeordnet (Fig. 2). Anschlagkugeln 41 und 42 sind in Längsnuten 43 und 44, die sich entlang der Innenwand des Käfigs 39 erstrecken, angeordnet. Diese Längsnuten stehen mit einer Anzahl von Führungsnuten 45 in Beziehung, die sich am äußeren Umfang des Treibgliedes 18 befinden. Gemäß der Erfindung stellt die Ausdehnung der Wand der Hülse 15, die in dem Zeitpunkt vorhanden ist, in welchem die Rollen über die Nocken hinweglaufen, ein Maß der größten Drehkraft dar, die durch das Spannfutter ausgeübt werden kann. Um das beim Auflaufen der Rollen 33, 34 auf die Nocken 35, 36 übertragbare Drehmoment erhöhen zu können, ist auf der außen konischen Hülse 15 eine innen konische Außenhülse 46 aufgesetzt. Beide Hülsen 15, 46 stehen durch ein Gewinde miteinander in Verbindung, so daß die Außenhülse 46 in Längsrichtung relativ zur Hülse 15 verstellbar ist. Die Außenhülse 46 kann durch einen Stift 50 in der eingestellten Lage mit Bezug auf die Hülse 15 festgesetzt werden, wobei der Stift 50 durch einen Springring 51, der in eine Ringnut der Hülse 15 eingeschnappt ist, gehalten ist. Die Führungsnut 45 hat einen besonderen Verlauf. Vereinfacht ist in den Fig. 4 bis 7 nur die Kugel 41 und Rolle 33, und zwar untereinander dargestellt, während sie gemäß Fig. 2 um 90° zueinander versetzt angeordnet sind. Die Rollenbahn ist hier im Querschnitt und die Kugelbahn darüber in Draufsicht gezeigt. Fig. 4 zeigt gestrichelt die Rolle und Kugel in Ruhestellung, bei der die Kugel 41 sich in dem mittleren, bis auf eine kleine Unterbrechung in derselben Ebene am Halter 18 umlaufenden Teil der Nut 45 befindet und die Rolle 33 Abstand vom Nocken 36 hat. Sobald das Futter in Drehung versetzt wird, bewegen sich die Rolle 33 und die Kugel 41 um die gleiche Weglänge von rechts nach links, bis die Rolle 33 auf einen der Nocken 36 des Halters 18 aufläuft. Die Kugel 41 hat sich dabei in eine Abzweigung der Nut 45 bewegt. In dieser in voll ausgezogenen Strichen gezeigten normalen Antriebsstellung, in der das Gewinde geschnitten wird, bewegen sich die Hülse 15 und das Treibglied 18 als Einheit, was durch die Pfeile angedeutet ist. In der in Fig. S gezeigten Stellung ist die Rolle infolge überhöhten Arbeitswiderstandes des Werkzeuges auf den Nocken 36 des Treibgliedes aufgelaufen, d. h., die Vorwärtsdrehung des Werkzeuges ist unterbrochen. Hierbei ist die Außenhülse 15, wie gestrichelt angedeutet, von der Rolle federnd erweitert worden. Die Kugel hat sich dabei entsprechend dem Weg der Rolle in der Nut 45 weiterbewegt. Die Rolle gelangt dann über den Nocken, des Halters hinweg in die in Fig. 6 gezeigte Stellung, während die Kugel gleichzeitig das Ende der Abzweigung Al der Nut 45 erreicht. Damit kann sich die Hülse 15 gegenüber dem Halter 18 und dem Käfig 39 frei drehen. Um das Werkzeug aus dem Werkstück zu entfernen, wird durch Rückwärtsdrehen der Hülse 15 in der in Fig. 7 angegebenen Pfeilrichtung die Rolle gegen die in der Zeichnung links gezeigte Auflauffläche des Nockens 36 in eine der in Fig. 4 in voll ausgezogenen Linien gezeigten Stellung entsprechende Stellung bewegt, so daß das Treibglied 18 mitgenommen und gleichfalls rückwärts gedreht wird. Die Kugel bewegt sich dabei ebenfalls um dieselbe Wegstrecke in der Nut zurück. Überschreitet hierbei das bei der Rückwärtsdrehung ausgeübte Drehmoment die eingestellte Höhe, so läuft die Rolle über den Nocken hinweg in die am weitesten rechts gestrichelt gezeigte Stellung, und die Kugel gelangt in die gezeigte Stellung am Ende des unteren Zweiges A2 der Nut 45. Dadurch ist dann die Rückwärtsdrehung des Halters unterbrochen; denn Käfig und Halter sind entsprechend der in der Fig. 6 gezeigten Stellung frei in der Hülse 15 drehbar. Bei Umkehr der Antriebsrichtung kann darauf wieder die Arbeitsstellung gemäß Fig. 4 erreicht werden. Während in den Fig. 4 bis 7 nur ein Nocken, eine Rolle und eine Kugel gezeigt waren, ist in der Fig. 8 die der Fig. 2 entsprechende Anordnung mit zwei Nocken 35, 36, zwei Kugeln 41, 42 und zwei Rollen 33, 34 gezeigt. Der Halter 18 und die Rollenbahn sind im Querschnitt und die Kugelbahnnut 45 schematisch in bezug auf die Drehachse in die Zeichenebene geklappt dargestellt. Patentansprüche:

1. Spannfutter für Gewindebohrer od. dgl. mit selbsttätig in der Ein- oder Ausrückstellung einrastender Überlastkupplung, dadurch gekennzeichnet, daß der angetriebene Kupplungsnocken (35, 36) tragende Werkzeughalter (18) sowie in einem Käfig (39) geführte Rollen (33, 34) von einer federnd aufweitbaren, angetriebenen Hülse (15) umschlossen sind und der Drehweg des Käfigs gegenüber dem Halter (18) beim Überrollen der Nocken mit gleichfalls im Käfig (39) geführten Kugeln (41, 42) durch die Enden der Kugelrollnut (45) im Halter (18) begrenzt ist.

2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Werkzeughalter (18) mindestens zwei diametral gegenüberliegende Nocken (35, 36) mit je einer Auflauffläche für die Rollen (33, 34) bei Arbeitsdrehrichtung und bei Rücklaufdrehrichtung vorgesehen sind.

3. Spannfutter nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch eine auf dem konischen Außenumfang der Hülse (15) aufgesetzte, einen Gegenkonus aufweisende starre Außenhülse (46), die gegenüber der Hülse (15) axial verstellbar ist.

4. Spannfutter nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (15) und ein starrer axialer Dorn (17) zur Aufnahme des Futters in einer Werkzeugmaschinenspindel aus einem Stück bestehen.

5. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (45)- am Halter (18) sich in Umfangsrichtung desselben erstreckt und mit zwei entgegengesetzt endenden Abzweigungen (Al, A2) versehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 620377, 856255;
britische Patentschrift Nr. 115 694;
USA.-Patentschrift Nr. 1 593 732.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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