DE1063882B - Chuck for taps or the like. - 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.Chuck with an overload clutch that automatically engages in the engaged or disengaged position Triggering allow the drive to continue running while the tool is stationary are known per se. Such devices usually work with friction clutches, the coefficient of friction accordingly the nature of the friction surfaces and that of the sliding of the surfaces on each other developed heat fluctuates largely. In another known chuck with overload clutch are spring-loaded support joints mounted in ball sockets in connection with cam surfaces accruing pins used. This device therefore works with a relatively large sliding Friction and also has the disadvantage that after switching off the device by a hand To be carried out additional operation, the device must be set so that it is also reversed Direction of rotation can be effective.

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.In the device according to the invention to avoid these disadvantages for power transmission and only rolling elements are used for disengagement. This is achieved in that the driven Tool holders carrying coupling cams as well as rollers of one guided in a cage resiliently expandable, driven sleeve are enclosed and the rotational path of the cage opposite the holder when rolling over the cams with balls also guided in the cage through the ends of the Ball rolling groove in the holder is limited.

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.Preferably, the arrangement is made so that at least two diametrically on the tool holder opposing cams each with a contact surface for the rollers in the working direction of rotation and in the reverse direction of rotation are provided.

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.A rigid, axially adjustable drive sleeve with a conical seat on the resiliently expandable drive sleeve Outer sleeve makes it possible to limit the spring travel of the drive sleeve, so that the chuck also for the transmission of larger torques is suitable.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigtAn exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing. It shows

Fig. 1 einen Längsschnitt des Spannfutters,1 shows a longitudinal section of the chuck,

Fig. 2 einen Querschnitt gemäß der Linie 2-2 der Fig. 1,FIG. 2 shows a cross section along the line 2-2 of FIG. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt gemäß der Linie 3-3 der Fig. 2,Fig. 3 is a longitudinal section along the line 3-3 of Fig. 2,

Fig. 4 bis 7 teilweise Abwicklungen der Mantelfläche des angetriebenen Gliedes und der Kugel- und Rollenbahnen mit verschiedenen Rollenstellungen,Fig. 4 to 7 partial developments of the outer surface of the driven member and the ball and Roller conveyors with different roller positions,

Fig. 8 eine auf einen Querschnitt bezogene schematische Darstellung der Rollenbahnen.8 shows a schematic representation of the roller conveyors in relation to a cross section.

Ein im folgenden »Hülse« genanntes Antriebsglied 15 des Spannfutters ist aus federnd nachgiebigem Spannfutter für Gewindebohrer od. dgl.A drive member 15 of the chuck, referred to below as a “sleeve”, is made of resiliently flexible material Chuck for taps or the like.

Anmelder:Applicant:

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

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. K. Boehmert und Dipl.-Ing. A. Boehmert,
Patentanwälte, Bremen I₁ Feldstr. 24Dr.-Ing. K. Boehmert and Dipl.-Ing. A. Boehmert,
Patent Attorneys, Bremen I ₁ Feldstr. 24

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 5. Februar 1954Claimed priority:
V. St. v. America 5 February 1954

Bernhard R. Better und Lohn W. Lende,Bernhard R. Better and Lohn W. Lende,

Chicago, IU. (V. St. A.),
sind als Erfinder genannt wordenChicago, IU. (V. St. A.),
have been named as inventors

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.Metal made so that it can expand and contract during its actuation. That one end of the sleeve 15 is provided with a shaft 17, which is in the driving machine tool is clamped.

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.The cylindrical member 18 to be driven, which is called "tool holder" in the following, is rotatable stored in the sleeve 15. The tool holder 18 has at its end lying inside the sleeve 15 an axial extension provided with a conical recess for receiving a support ball 21 19. The shaft 17 has an axial bore in which a piston 23 is arranged, one end of which is a has a conical recess for receiving the support ball 21. The piston 23 is by an on an annular shoulder The helical spring 25 resting against the axial bore is pressed in the direction of the support ball 21. The other end of the drive link 18 is mounted in the sleeve by means of a ball bearing 29 which is by a Sealing ring 30 and a spring ring 31 is held in the sleeve 15. The holder 18 protrudes from the Sleeve 15 out and is at its end with a conical bore 32 for receiving a tap or other tool.

Der Halter 18 wird durch mindestens zwei Rollen 33 und 34 angetrieben, die innerhalb der Hülse 15The holder 18 is driven by at least two rollers 33 and 34 located inside the sleeve 15

... angeordnet sind. Dazu ist der Halter 18 mit zwei diametral gegenüberliegenden Nocken 35., 36 versehen, - auf--defea-ansteigende Flächen die beiden Rollen 33... are arranged. For this purpose, the holder 18 is provided with two diametrically opposed cams 35, 36, - on - defea-rising surfaces the two rollers 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:and 34 run up when rotating forwards and backwards, as is usual with roller clutches. The rollers 33, 34 are arranged opposite one another in a cage 39 between the sleeve 15 and the holder 18 (FIG. 2). Stop balls 41 and 42 are arranged in longitudinal grooves 43 and 44 which extend along the inner wall of the cage 39. These longitudinal grooves are related to a number of guide grooves 45 which are located on the outer circumference of the drive link 18. According to the invention, the expansion of the wall of the sleeve 15 which is present at the time the rollers pass over the cams represents a measure of the greatest rotational force which can be exerted by the chuck. In order to be able to increase the torque which can be transmitted to the cams 35, 36 when the rollers 33, 34 run up, an internally conical outer sleeve 46 is placed on the outer conical sleeve 15. Both sleeves 15, 46 are connected to one another by a thread, so that the outer sleeve 46 can be adjusted in the longitudinal direction relative to the sleeve 15. The outer sleeve 46 can be fixed in the set position with respect to the sleeve 15 by a pin 50, the pin 50 being held by a spring ring 51 which is snapped into an annular groove in the sleeve 15. The guide groove 45 has a special course. In a simplified manner, only the ball 41 and roller 33 are shown in FIGS. 4 to 7, namely one below the other, while according to FIG. 2 they are arranged offset by 90 ° to one another. The roller track is shown here in cross section and the ball track above it in a top view. 4 shows the roller and ball in the rest position with dashed lines, in which the ball 41 is located in the middle part of the groove 45 that encircles the holder 18 except for a small interruption in the same plane and the roller 33 is at a distance from the cam 36. As soon as the chuck is set in rotation, the roller 33 and the ball 41 move the same distance from right to left until the roller 33 runs onto one of the cams 36 of the holder 18. The ball 41 has moved into a branch of the groove 45. In this normal drive position shown in full lines, in which the thread is cut, the sleeve 15 and the drive member 18 move as a unit, which is indicated by the arrows. In the position shown in Fig. 5, the roller has run into the cam 36 of the drive link as a result of excessive working resistance of the tool, i. that is, the forward rotation of the tool is interrupted. Here, the outer sleeve 15, as indicated by dashed lines, has been resiliently expanded by the roller. The ball has moved on in the groove 45 according to the path of the roller. The roller then moves over the cam of the holder into the position shown in FIG. 6, while the ball simultaneously reaches the end of the junction A1 of the groove 45. The sleeve 15 can thus rotate freely with respect to the holder 18 and the cage 39. In order to remove the tool from the workpiece, by turning the sleeve 15 backwards in the direction of the arrow indicated in FIG Position moved so that the drive member 18 is taken and also rotated backwards. The ball also moves back the same distance in the groove. If the torque exerted during the reverse rotation exceeds the set level, the roller runs over the cam into the position shown furthest to the right in broken lines, and the ball moves into the position shown at the end of the lower branch A2 of the groove 45 the reverse rotation of the holder is interrupted; because the cage and holder are freely rotatable in the sleeve 15 in accordance with the position shown in FIG. When the drive direction is reversed, the working position according to FIG. 4 can then be reached again. While only one cam, one roller and one ball were shown in FIGS. 4 to 7, FIG. 8 shows the arrangement corresponding to FIG. 2 with two cams 35, 36, two balls 41, 42 and two rollers 33, 34 shown. The holder 18 and the roller track are shown in cross section and the ball track groove 45 is shown folded in the plane of the drawing with respect to the axis of rotation. Patent claims: 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.1. Chuck for taps or the like with automatically engaging in the engaged or disengaged position Overload clutch, characterized in that the driven clutch cam (35, 36) carrying tool holders (18) and rollers (33, 34) guided in a cage (39) by one resiliently expandable, driven sleeve (15) are enclosed and the rotational path of the cage compared to the holder (18) when rolling over the cam with likewise guided in the cage (39) Balls (41, 42) is limited by the ends of the ball rolling groove (45) in the holder (18). 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.2. Chuck according to claim 1, characterized in that on the tool holder (18) at least two diametrically opposed cams (35, 36) each with a run-on surface for the Rollers (33, 34) are provided in the working direction of rotation and in the reverse direction of rotation. 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.3. Chuck according to claims 1 and 2, characterized by one on the conical Rigid outer sleeve (46) fitted on the outer circumference of the sleeve (15) and having a mating cone, which is axially adjustable with respect to the sleeve (15). 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.4. Chuck according to claims 1 to 3, characterized in that the sleeve (15) and a rigid axial mandrel (17) for receiving the chuck in a machine tool spindle consist of one piece. 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.5. Chuck according to claim 1, characterized in that the groove (45) - on the holder (18) extends in the circumferential direction of the same and is provided with two oppositely ending branches (Al, A2) . In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 620377, 856255;
britische Patentschrift Nr. 115 694;
USA.-Patentschrift Nr. 1 593 732.Considered publications:
German Patent Nos. 620377, 856255;
British Patent No. 115,694;
USA. Pat. No. 1,593,732. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings ©909 608/35 8.59© 909 608/35 8.59