DE202009009010U1

DE202009009010U1 - Schnellspannfutter für Bohrwerkzeuge

Info

Publication number: DE202009009010U1
Application number: DE202009009010U
Authority: DE
Original assignee: Ruko GmbH Prazisionswerkzeuge
Current assignee: Ruko GmbH Prazisionswerkzeuge
Priority date: 2009-07-01
Filing date: 2009-07-01
Publication date: 2009-09-03
Anticipated expiration: 2019-07-02

Abstract

Schnell-Spannfutter (1) mit gedachter Rotationsachse (2) für ein Bohr-Werkzeug (3) mit einem Schaft (4), der eine Schaft-Aussparung (5) mit planer Spannfläche (F*) aufweist,
mit einer Spindel (6) mit einer Bohrung (7) zur Aufnahme des Schaftes (4) über die Spannfutter-Stirnseite (8),
mit einem mit einer Auswurffeder (9) verbundenen axial verschiebbaren Auswurf-Element (10) für das Bohr-Werkzeug (3), mit einem die Spindel umschließenden in Richtung der Spannfutter-Stirnseite (8) und entgegengesetzt dazu verschiebbaren feder(14)beaufschlagten Spannring (13), welcher auf seiner Innenseite eine Aussparung mit stufenförmigem Absatz (15, 24) für eine Auswurf-Element-Verriegelungskugel (12) und eine Aussparung (18) für ein Bohrwerkzeug-Verriegelungselementes (19) aufweist,
und welcher (13) in einer ersten Position über das durch ihn betätigbare Bohrwerkzeug-Verriegelungselement (19) das Bohrwerkzeug (3) und in einer zweiten Position über die durch ihn betätigbare Auswurfelement-Verriegelungs-Kugel (12) das Auswurfelement verriegelt,
wobei bei Verriegelung des Bohrwerkzeuges (3) auch das Auswurfelement (10) verriegelt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß...

Description

Die Erfindung betrifft ein Schnell-Spannfutter für Bohrwerkzeuge mit Weldon-Schaft.
Solche Schnell-Spannfutter umfassen üblicherweise ein federbeaufschlagtes Auswurf-Element für das Bohrwerkzeug und einen federbeaufschlagten Spannring.
Sie dienen der selbsttätigen Verriegelung aufzunehmender Werkzeuge, welche leicht auszuwechseln sind.
In dem Gebrauchsmuster 20 303 664.6 ist ein Schnell-Spannfutter beschrieben, welches eine einhändige Bedienung beim Einführen und Lösen des Werkzeugs gestattet. Die Spann-Verriegelung des Bohrwerkzeugs erfolgt durch eine Kugel. Welche auf eine plane (Weldon)-Spannfläche einer Bohrwerkzeugaussparung einwirkt. Eine solche Verriegelung mit einer Kugel hat den Nachteil, daß sie nur bei Einhaltung sehr kleiner Toleranzwerte ihrer Bauteile zufriedenstellend arbeitet.
In der Gebrauchsmusterschrift 20 107 998 ist ein Schnellspannfutter beschrieben, bei dem die Werkzeugverriegelung nicht durch eine Kugel, sondern durch eine federkraftbeaufschlagtes Bohrwerkzeug-Verriegelungselement mit einer planen Spannfläche bewirkt wird.
Dieses Bohrwerkzeug-Verriegelungselement wirkt im Verriegelungsfall ebenfalls auf eine plane Spannfläche einer Bohrwerkzeug-Aussparung ein. Hierbei, d. h. bei Verwendung eines Bohrwerkzeug-Verriegelungselements mit einer planen Spannfläche sind die Toleranzanforderungen an die Bauteile nicht so hoch. Durch die Konstruktion des Schnellspannfutters gemäß der Gebrauchsmusterschrift 20 107 998 bedingt, ist jedoch eine einhändige Handhabung desselben bei dem Einführen und Lösen des Werkzeuges nicht möglich.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein einhändig zu handhabendes Schnellspannfutter gemäß des Gebrauchmusters 20 303 664.6 so abzuändern, daß die für eine Verriegelung wichtigen Teile keinen so hohen Toleranzanforderungen unterliegen wie es bei der Verwendung einer Kugel als Bohrwerkzeug-Verriegelungselement der Fall ist.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
1 eine perspektivische Teil-Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Schnell-Spannfutters mit eingeführtem und verriegeltem Bohrwerkzeug;
2 eine auszugsweise perspektivische Darstellung des Bohrwerkzeugschaftes mit einer planmäßigen Aussparung zur Aufnahme des Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Elementes;
3 eine schematische perspektivische Explosionsdarstellung zur Anordnung des Bohrwerkzeug-Verriegelungselementes in einer Spindel-Aussparung;
4A bis 4D Darstellungen des Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Elementes:
4A eine perspektivische Ansicht des Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Elementes mit Blick auf seinen Randbogen-Stufenabsatz und seine Randbogen-Kantenschräge;
4B eine perspektivische Ansicht des Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Elementes mit Blick auf seine plane Spannfläche;
4C eine Schnittansicht des Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Elementes gemäß der Schnittebene A-A in 4B;
4D eine Schnittansicht des Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Elementes gemäß der Schnittebene B-B in 4A.
1 zeigt eine perspektivische Teil-Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Schnell-Spannfutters 1 mit eingeführtem und verriegelten Bohrwerkzeug 3. Aus Übersichtsgründen wurde die Schraffur der geschnittenen Teile fortgelassen.
Das Schnell-Spannfutter 1 für das Bohr-Werkzeug 3 hat eine gedachte Rotationsachse 2.
Der Endbereich des Bohrwerkzeug(3)-Schaftes weist eine Bohrwerkzeug-Aussparung 5 mit einer planen Verriegelungs-Spannfläche F* auf.
Das Schnell-Spannfutter umfaßt einen Werkzeugschaft-Aufnahmeteil 6 (Spindel) mit einer Bohrung 7 zur Aufnahme des Werkzeugschaftes 4 über die Spannfutter-Stirnseite 8.
Nach Einführen des Bohrwerkzeugschaftes 4 in das Schnell- Spannfutter 1 wird dieses wie folgt verriegelt:
In der Spindelaussparung 18 ist ein Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Element 19 angeordnet. Dieses wird in Richtung w zur Rotationsachse 2 hin derart verschoben, daß das vordere Teil dieses Elements 19 in die Bohrwerkzeug-Aussparung 5 eingreift. Im Verriegelungsfall liegt die plane Spannfläche F** des Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Elements 19 auf der planen Spannfläche F* der Bohrwerkzeug-Aussparung 5 auf.
Am Spannfutter-Stirnseiten(8)-fernen Ende der Aufnahme-Bohrung 7 ist ein in Richtung der Spannfutter-Stirnseite 8 druckfeder(9)beaufschlagtes und axial bewegliches Auswurf-Element 10 angeordnet. Die Druckfeder 9 dient dem Auswurf des Bohr-Werkzeuges.
Die Spindel(6)wandung weist im Bereich des Auswurf-Elementes 10 im Endbereich der Aufnahme-Bohrung 7 eine Durchgangsbohrung 11 auf.
In dieser Bohrung 11 ist eine Auswurfelement-Verriegelungs-Kugel 12 angeordnet. Ihr Durchmesser ist größer als die Wandungsstärke der Spindel im Bereich der Durchgangsbohrung 11. Diese Kugel dient der Verriegelung des Auswurf-Elementes 10, sobald der Bohrwerkzeugschaft 4 in die Aufnahmebohrung 7 eingeführt ist.
Die Auswurf-Element-Verrieglungs-Kugel 12 ist innerhalb der Durchgangsbohrung 11 (in Richtung –l) verschiebbar.
Die Spindel 6 wird von einem in –d Richtung zur Spannfutter-Stirnseite 8 hin und entgegengesetzt dazu (in d Richtung) verschiebbaren Spannring 13 umschlossen. Dieser ist auch um die Rotationsachse 2 drehbar.
Der Spannring 13 ist in Richtung der Spannfutter-Stirnseite 8 druckfeder(14)-beaufschlagt.
Das Auswurf-Element 10 weist auf seiner Außenseite eine Abstufung auf mit einer achsfernen Stufe 16 an seinem der Spannfutter-Stirnseite 8 abgewandtem Ende und einer achsnäheren Stufe 17 an seinem der Spannfutter-Srtirnseite 8 zugewandtem Ende.
Der Spannring 13 hat im Endbereich eine innere Aussparung mit einer achsnäheren Stufe 15 und einer in Richtung der Spannfutter-Stirnseite 8 daran anschließenden achsferneren Stufe 24.
In geöffneter Position des Schnell-Spannfutters 1, also bei nichteingeführtem Bohrwerkzeug, liegt vor der Durchgangsbohrung 11 auf der Innenseite der Aufnahme-Bohrung 7 der Endbereich 16 des Auswurf-Elementes 10. Dadurch bleibt der Auswurf-Element-Verriegelungs-Kugel 12 der Weg in das Innere der Aufnahmebohrung 7 versperrt.
In der geöffneten Position des Schnell-Spannfutters 1 ragt die Auswurf-Element-Verrieglungs-Kugel 12 in den Raum vor der Stufe 24 des Spannringes 13; sie ist hierbei zwischen dem Endbereich 16 des Auswurf-Elements 10 und der Stufe 24 des Spann-Ringes 13 angeordnet.
In der geöffneten Position des Schnell-Spannfutters ist die Position des Spannringes 13 durch die in –d Richtung wirkende Druckfeder 14 und dadurch bestimmt, daß die aus der Durchgangsbohrung 11 in Richtung –l herausstehende Auswurf-Element-Verrieglungs-Kugel 12 für den Absatz ST zwischen der Stufe 24 und der Stufe 15 des Spann-Rings 13 einen Anschlag bildet, wenn sich der Spann-Ring in –d Richtung bewegt.
In der Wandung der Spindel 6 ist im Spannfutter-Stirnseiten(8)-nahen Bereich eine Aussparung 18 mit Wandungsdurchbruch vorgesehen, in welcher das Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Element 19 angeordnet ist. Dieses ist innerhalb der Aussparung 18 in w Richtung zur Rotationsachse 2 hin und entgegengesetzt dazu (in –w Richtung) verschiebbar.
Nähere Einzelheiten dazu sind den 4(A, B, C, D) und 3 in Zusammenhang mit der dazugehörigen Beschreibung zu entnehmen. Das Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Element 19 ist in offener Position des Spannfutters 1 in der Aussparung 18 derart angeordnet, daß es nicht in die Bohrwerkzeug-Aussparung 5 hineinragt.
In geschlossener Position des Spannfutters 1 ragt das Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Element 19 verriegelnd in die Bohrwerkzeug-Aussparung 5 hinein.
Beim Einführen des Werkzeugschaftes 4 in die Aufnahmebohrung 7 der Spindel 6 gelangt das Schnellspann-Futter wie folgt in die geschlossene Position:
Das obere Ende des Werkzeugschaftes 4 wird gegen das Auswurf-Element 10 gedrückt, wobei dieses gegen die Kraft der Auswurf-Feder 9 in Richtung d soweit verschoben wird, daß sich die Auswurf-Element-Verriegelungs-Kugel 12 in l-Richtung bis zur Stufe 17 bewegen kann. Dadurch entfällt die Anschlagswirkung der Kante ST für die Kugel 12.
Der druckfeder(14)-beaufschlagte Spannring 13 kann weiter in –d Richtung bewegt werden.
Gleichzeitig wird der Spannring 13 auch an der Stelle des Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Elementes 19 in –d Richtung verschoben. Dabei wird das Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Element 19 in Richtung w gedrückt, bis sein vorderes Teil verriegelnd in die Bohrwerkzeug-Aussparung 5 eingreift.
Die Verschiebung des Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Elementes 19 ergibt sich, wenn die Schräge 21 in der Aussparung 22 des Spannrings bei der Bewegung in Richtung –d auf die Randbogenschräge S des Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Elementes 19 trifft und bei weiterer Bewegung in Richtung –d das Element 19 zum Ausweichen in Richtung w zwingt.
Zum Lösen des Bohrwerkzeugs aus dem Schnellspannfutter 1 wird der Spannring gegen die Kraft der Feder 14 in Richtung d verschoben. Dabei wird die Verriegelung zwischen dem Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Elementes 19 und der Bohrwerkzeugaussparung 5 gelöst. Das Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Elementes 19 weicht in –w Richtung aus, während die Auswurfelement-Verriegelungs-Kugel 12 in l-Richtung zur Stufe 24 hin ausweicht. Dadurch ist das Auswurf-Element 10 nicht mehr verriegelt und die Druckfeder 9 kann das Auswurf-Element 10 in Richtung –d bewegen, wobei das Werkzeug aus der Aufnahmebohrung geschoben wird. Zum Lösen der Verriegelung zwischen dem Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Elementes 19 und der Bohrwerkzeugaussparung wird der Spannring soweit in Richtung d verschoben, bis die Druckfedern F1 und F2 (3) das Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Elemente 19 aus seiner Verriegelungsposition in Richtung –w in die Spannring-Aussparung 22 verschieben können. Eine weitere Verschiebung des Spannrings in Richtung –w wird durch die Randbogen-Stufe R des Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Elementes 19 verhindert, welche als Anschlag für die Kante K in der Spannring-Aussparung 22 dient.
2 zeigt eine auszugsweise perspektivische Darstellung des Bohrwerkzeugschaftes 4, eines sogenannten WELDON-Schaftes, mit einer planflächigen F* Aussparung 5 zur Aufnahme des Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Elementes;
4A bis 4D zeigen Darstellungen des Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Elementes 19 in verschiedenen Ansichten.
Das Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Element 19 weist eine „münzenabschnittsähnliche” Form mit ebener Schnittfläche als Verriegelungs-Spannfläche F** auf. Dieses Element 19 hat in gedachter Schnittdarstellung bei senkrecht zur Rotationsachse verlaufenden Schnittebene bzw. bei der in 4A gepunktet angedeuteten Schnittebene mit Blickrichtung B-B eine kreisabschnitts(kreissegment)-ähnliche Form (4A, 4B, 4D). An einem seiner Randbögen ist eine Kantenschräge S und an seinem anderen Randbogen ein stufenförmiger Absatz R (Randbogenstufe, Randbogenstufenabsatz) ausgebildet.
4A zeigt eine perspektivische Ansicht des Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Elementes 19 mit Blick auf seinen Randbogen-Stufenabsatz R und seine Randbogen-Kantenschräge S. Eine Schnittdarstellung (4C) des Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Elementes 19 gemäß der in 4B gepunktet angedeuteten Schnittebene mit Blickrichtung A-A zeigt die Randbogen-Kantenschräge S, den Randbogen-Stufenabsatz R sowie die Verriegelungs-Element-Spannfläche F**.
4B zeigt eine perspektivische Ansicht des Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Elementes 19 mit Blick auf seine plane rechteckförmige Spannfläche F** mit zwei Sackloch-Bohrungen B1 und B2 zur Aufnahme aus ihnen herausstehender Druckfedern (in 4B nicht dargestellt, wohl aber in 3).
4D zeigt eine Schnittansicht des Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Elementes 19 für die in 4A gepunktet angedeuteten Schnittebene mit Blickrichtung B-B. Aus ihr ist die kreisabschnitts(kreissegment)-ähnliche Form des Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Elementes 19 ersichtlich, sowie die randwärts angeordneten Sacklochbohrungen B1 und B2 und die Lage der Spannfläche F**:
3 zeigt eine schematisch perspektivische auszugsweise Explosionsdarstellung zur Anordnung des Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Elementes 19 (um 90 Grad gekippt dargestellt) in der Spindelaussparung 18.
Im nichtverriegelten Zustand ragt der bogenförmige Rand des Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Elementes 19 über die gedachte Zylindermantelfläche der Spindel 6 hinaus. Die Aussparung 18 weist zwei ebene Auflageflächen 18-1 und 18-2 für die Endbereiche der planen Spannfläche F** des Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Elementes 19 auf.
In den Sacklochbohrungen B1 und B2 sind herausstehende Druckfedern F1 und F2 angeordnet. Sie stützen sich auf den Auflageflächen 18-1 bzw 18-2 ab. Dadurch ist das Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Elementes 19 in Richtung –w (1) federkraftmäßig vorgespannt.
Zwischen den Auflageflächen 18-1 und 18-2 liegt eine freie Öffnung 20, über der der Großteil der planen Spannfläche F** des Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Elementes 19 angeordnet ist. Darunter liegt die plane Spannfläche F* der Aussparung 5 des in das Schnellspannfutter eingeführten Bohrwerkzeug-Schaftes 4. Wird das Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Elementes 19 für den Verriegelungsfall in Richtung w (1) bewegt, kommt dessen Spannfläche F** quasi auf der Spannfläche F* der Bohrwerkzeug-Aussparung 5 zu liegen.
Im Entriegelungsfall drücken die Federn F1 und F2 das Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Elementes 19 in Richtung –w, also aus der Aussparung 5 des Bohrwerkzeuges heraus.
Für den Verriegelungsfall trifft die Schräge 21 der Spannringaussparung 22 auf die Schräge S des Bohrwerkzeug-Verriegelungs-Elementes 19, wodurch bei weiterer Verschiebung des Spannrings in Richtung –d das Element 19 entgegen der Kraft der Druckfedern F1 und F2 in Richtung w in die Verriegelungsposition verschoben wird.
Für den Verriegelungsfall wird beim Einführen des Bohrwerkzeuges 3 in das Schnellspannfutter 1 in Richtung d durch die Kantenschräge 21 in der Aussparung 22 des Spannrings 13 die Kantenschräge S des Bohrwerkzeug-Verriegelungselementes 19 derart beaufschlagt, daß dieses Element 19 gegen die Federkraft F1, F2 in Verriegelungsstellung verschiebbar ist. Für den Entriegelungsfall des Bohrwerkzeuges, bei Bewegung des Spannringes in eine Richtung, die parallel zu der gedachten Einführrichtung des Bohrwerkzeuges in das Spannfutter verläuft, wird das Bohrwerkzeug-Verriegelungselement 19 federkraft(F1, F2)-beaufschlagt in die Aussparung 22 des Spannrings 13 verschoben.
Beim Einführen des Werkzeuges wird dieses (mit einer Hand) in das Schnellspann-Futter gesteckt; für das Lösen des Werkzeuges ist lediglich eine Betätigung des Spannrings mit einer Hand erforderlich.

Claims

Schnell-Spannfutter (1) mit gedachter Rotationsachse (2) für ein Bohr-Werkzeug (3) mit einem Schaft (4), der eine Schaft-Aussparung (5) mit planer Spannfläche (F*) aufweist, mit einer Spindel (6) mit einer Bohrung (7) zur Aufnahme des Schaftes (4) über die Spannfutter-Stirnseite (8), mit einem mit einer Auswurffeder (9) verbundenen axial verschiebbaren Auswurf-Element (10) für das Bohr-Werkzeug (3), mit einem die Spindel umschließenden in Richtung der Spannfutter-Stirnseite (8) und entgegengesetzt dazu verschiebbaren feder(14)beaufschlagten Spannring (13), welcher auf seiner Innenseite eine Aussparung mit stufenförmigem Absatz (15, 24) für eine Auswurf-Element-Verriegelungskugel (12) und eine Aussparung (18) für ein Bohrwerkzeug-Verriegelungselementes (19) aufweist, und welcher (13) in einer ersten Position über das durch ihn betätigbare Bohrwerkzeug-Verriegelungselement (19) das Bohrwerkzeug (3) und in einer zweiten Position über die durch ihn betätigbare Auswurfelement-Verriegelungs-Kugel (12) das Auswurfelement verriegelt, wobei bei Verriegelung des Bohrwerkzeuges (3) auch das Auswurfelement (10) verriegelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das in einer Aussparung (18) des Spannrings (13) angeordnete Bohrwerkzeug-Verriegelungselementes (19) eine an sich bekannte plane Spannfläche (F**) aufweist, welche im Verriegelungsfall auf der planen Spannfläche (F*) der Schaftaussparung (5) aufliegt.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bohrwerkzeug-Verriegelungselementes (19) in an sich bekannterweise federkraft(F1, F2)beaufschlagt ist und eine plane Spannfläche (F**) aufweist, welche im Verriegelungsfall auf der planen Spannfläche (F*) der Schaftausparung (5) aufliegt, daß das Bohrwerkzeug-Verriegelungselementes (19) eine münzenabschnittsähnliche Form mit planer Schnittfläche als Verriegelungselement-Spannfläche (F**) aufweist, welche in gedachter Schnittdarstellung bei senkrecht zur Rotationsachse (2) verlaufender Schnittebene eine kreisabschnitts(kreissegment)-ähnliche Form aufweist, daß das Bohrwerkzeug-Verriegelungselementes (19) im Bereich eines Randbogens eine Kantenschräge (S) und im Bereich seines anderen Randbogens einen stufenfürmigen Absatz (R) aufweist, daß der Spannring (13) eine Aussparung (22) zur Aufnahme der Kantenschräge (S) und des stufenförmigen Absatzes (R) des Bohrwerkzeug-Verriegelungselementes (19) aufweist, daß für den Verriegelungsfall beim Einführen des Bohrwerkzeuges (3) in das Schnellspannfutter (1) in Richtung d eine Kantenschräge (21) in der Aussparung (22) des Spannrings (13) die Kantenschräge (S) des Bohrwerkzeug-Verriegelungselementes (19) derart beaufschlagt, daß dieses (19) gegen die Federkraft (F1, F2) in Verriegelungsstellung verschiebbar ist und daß für den Entriegelungsfall des Bohrwerkzeuges bei Bewegung des Spannringes in eine Richtung, die parallel zu der gedachten Einführrichtung des Bohrwerkzeuges in das Spannfutter verläuft, das Bohrwerkzeug-Verriegelungselement (19) federkraft(F1, F2)-beaufschlagt in die Aussparung (22) des Spannrings (13) verschiebbar ist.