DE2639214A1

DE2639214A1 - Bohrfutter

Info

Publication number: DE2639214A1
Application number: DE19762639214
Authority: DE
Inventors: Guenter Horst Roehm
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-08-31
Filing date: 1976-08-31
Publication date: 1978-03-09
Also published as: DE2639214B2; US4103914A; IT1083443B; GB1535909A; DE2639214C3; FR2363392A1; FR2363392B1

Description

PATENTANWALT DIPL.-PHYS. DR. HERMANN FAY

Günter Horst Ruhm Heinrich-Röhm-Straße 50 7927 Sonthein

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79 Ulm, 23. Aug. 1976 PG/^537 er

Bohrfutter

Die Erfindung betrifft ein Bohrfutter mit einem Futterkörper, einem Spannkonus und durch eine Axialverβteilung des Spannkonus radial verstellbaren Spannbacken, die radial an der Kegelfläche des Spannkonus anliegen und axial in Richtung zum Futterkörper hin abgestützt sind.

Derartige Bohrfutter sind in der Praxis vielfach bekannt. Beim Schlagbohren mit hoher Schlagzahl und großer Belastung zeigen sie häufig den Nachteil, daß sich die Einspannung des Werkzeuges im Bohrfutter lockert oder löst. Das gilt insbesondere für Schnellspannfutter, bei welchen zum Einspannen des Werkzeuges auf die Verwendung des sonst üblichen Futterspannschlüssels verzichtet wird und das zum

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Spannvorgang auf das Spannfutter ausgeübte Drehmoment nur so groß sein soll, daß noch keine Mitdrehung der Bohrmaschinenspindel erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bohrfutter der eingangs genannten Art so auszubilden, daß unter Beibehaltung der Vorteile einer Schnellspannung mit geringem Drehmomentaufwand dennoch eine sehr feste Einspannung des Werkzeuges im Bohrfutter erreicht und das Bohrfutter im Ergebnis schlagbohrsicher wird.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der axial verschiebbar und undrehbar am Futterkörper geführte Spannkonus über ein Gewinde mit einer drehbar und axial unverschiebbar am Futterkörper gelagerten Spannhülse und diese über ein zweites Gewinde und über eine drehmomentabhängige Kupplung mit einem drehbar und axial verschiebbar am Futterkörper geführten Spannring im Eingriff steht, wobei die Kupplung beim Verdrehen des Spannringes die Spannhülse nur bis zu einer vorgegebenen Größe dee Drehmomente· mitnimmt, und daß

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der Spannring bei seiner Axialverstellung ein im Futterkörper vorgesehenes Druckpolster beaufschlagt, das zu den Spannbacken hin durch einen axial im Futterkörper geführten, die Spannbacken abstützenden Kraftkolben abgeschlossen ist, wobei die Fläche, in der der Spannring das Druckpolster beaufschlagt,' kleiner als die Querschnittsfläche des Kraftkolbens ist« In der Regel wird der Futterkörper einen durch den Kraftkolben dicht abgeschlossenen Zylinderraum mit einer das Druckpolster bildenden Hydraulikfüllung aufweisen, der mit einem im Querschnitt kleineren, ebenfalls axial im Futterkörper angeordneten zweiten Zylinderraum in Verbindung steht, in dem ein axial aus dem Futterkörper gegen den Spannring vorstehender Kolben geführt ist.

Die drehmomentabhängige Kupplung kann als federbelastete Rastkupplung ausgebildet sein und dazu einerseits aus einem axial verschiebbaren, unter der Kraft einer Feder stehenden Raststift und andererseits aus dem Raststift zugeordneten Rastaufnahmen bestehen. Die Vorspannung der Feder bestimmt dann diejenige Größe des Drehmomentes, bei der die Kupplung ausrastet und oberhalb der soait keine Mitnahm· der Spannhülse durch den Spannring mehr erfolgt.

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Vorzugsweise let das Gewinde zwischen der Spannhülse und dem Spannring im Vergleich zu dem Gewinde zwischen der Spannhülse und dem'Spannkonus als Feingewinde ausgeführt .

Zweckmäßig sind beide Gewinde auf der Innenseite der Spannhülse vorgesehen* Der Spannring kann mit einem Kragen den vom Spannkonus abgewandten Rand der Spannhülse außen übergreifen, so daß der Spannring zur Durchführung des Spannvorgangee gut zugänglich ist*

Xm einzelnen kann der Futterkörper im Bereich des Spannringes im Durchmesser verkleinert sein und dadurch eine Ringschulter bilden, aus der der Kolben gegen den Spannring vorsteht.

Das erfindungsgemäße Bohrfutter ermöglicht im übrigen in einfacher Weise eine selbsttätige Nachspannung. Dazu ist es nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung lediglich erforderlich, den Kraftkolben als Ringkolben auszubilden, in dem abgedichtet ein in Richtung auf die Spannbacken an Ringkolben abgestützter Kernkolben geführt ist, wobei die Spannbacken nur am Ringkolben, nicht auch

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am Kernkolben abgestützt sind. Die axialen Bohrkräfte werden dann vom Schaft des Im Bohrfutter eingespannten Werkzeuges auf den Kernkolben und von diesem unter Richtungsumkehr über das Druckpolster auf den Ringkolbentibertragen, der die Spannbacken umso fester in den Spannkonus drückt und dadurch die gewünschte Nachspannwirkung erzeugt. "' ·

Der durch die Erfindung erreichte Vorteil besteht im wesentlichen darin, daß bei dem erfindungsgenräßen Bohrfutter durch die am Druckpolster stattfindende hohe Kraftübersetzung zwischen dem Spannring und dem auf die Spannbacken arbeitenden Kraftkolben mit geringen Drehmomenten am Spannring dennoch hohe Einspannkräfte am Werkzeug erzeugt werden können· Trotzdem ist eine Schnellverstellung der Spannbacken möglich, nämlich über die vom Spannring mitgenommene und die Axialverstellung des Spannkonus bewirkende Spannhülse. Erst wenn die Spannbacken am Schaft des einzuspannenden Werkzeuges anliegen, und daher keine weitere Verstellung des Spannkonus und damit der Spannhülse mehr möglich ist, führt die dann durch öffnen der Kupplung weiterhin Mögliche Verdrehung des Spannringes zu dessen

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auch axialer Verstellung und als Folge davon zur Beaufschlagung des Druckpolstere und zur hydraulischen -Spannung der Spannbacken durch den Kraftkolben;

Xm folgenden wird die Erfindung an einem In der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel erläutert; die einzige Figur zeigt einen Axialschnitt durch ein Bohrfutter nach der Erfindung, und zwar in der linken Hälfte in geschlossenem, in der rechten Hälfte in voll geöffnetem Zustand.

In der Zeichnung ist der Futterkörper mit 1, der als Innenkonus gestaltete Spannkonus mit 2 bezeichnet. Die Spannbacken tragen die Bezugsziffer 3· Der Spannkonus 1 ist axial zwischen zwei in der Zeichnung links und rechts wiedergegebenen Endlagen verstellbar, wobei sich die ai der Kegelfläche h des Spannkonus 2 anliegenden Spannbacken 3 entsprechend radial verstellen. Die Spannbacken 3 sind im übrigen in Richtung zum Futterkörper 1 hin abgestützt» ändern also bei der Axialverstellung des Spannkonus 2 nicht ihre axiale Lage. Zwischen den Spannbacken 3 sind Federn $ eingesetzt, welche die Spannbacken 3 ständig nach außen gegen di· Kegelfläche k des Spannkonus 2 drükken. Der Spannkonus 2 ist am Futterkörper 1 zwar axial verschiebbar, aber undrehbar geführt, wozu der Futterkörper 1 eine Feder 6 trägt, die in eine zugeordnete Axialnut 7 &uf der Innenseite des Spannkonus 2 eingreift. Der Spannkonus 2 ateht über ein Gewinde 8 alt einer drehbar,

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aber axial unverschiebbar am Futterkörper 1 gelagerten Spannhülse 9 im Eingriff. Diese Lagerung wird durch einen Außenbund 10 des Futterkörpers 1 bewirkt, der in eine Ringnut der Spannhülse 9 greift, die zwischen einem Innenbund 11 der Spannhülse und einer in die Spannhülse eingesprengten Ringscheibe 12 gebildet ist. Die Spannhülse 9 steht über ein zweites Gewinde 13 und über eine allgemein mit 1h bezeichnete drehmomentabhängige Kupplung mit einem sowohl drehbar als auch axial verschiebbar am Futterkörper 1 geführten Spannring 15 in Eingriff. Diese Kupplung "\k 1st so ausgelegt, daß sie beim Verdrehen des Spannringe· 15 die Spannhülse 9 nur bis zu einer vorgegebenen Größe des Drehmomentes mitnimmt, darüber aber ausrastet. Die Spannbacken 3 sind axial an einem Kraftkolben 16 abgestützt, der axial verstellbar im Futterkörper 1 geführt ist und mit einem Kolbenring 18 einen Zylinderraum 17 abschließt, der eine ein Druckpolster bildende Hydraulikfüllung aufweist, für die im Futterkörper 1 ein Füllkanal 28 mit Verschlußschraube vorgesehen 1st. Der ZyIInderraum 17 steht mit einem im Querschnitt kleineren, ebenfalle axial im Futterkörper 1 angeordneten zweiten ZyIInderraum 19 in Verbindung, in dem

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ein axial aus dem Futterkörper 1 gegen den Spannring 15 vorstehender Kolben 20 mit Kolbendichtring 21 geführt ist. Bei seiner Axialverstellung drückt der Spannring 15 gegen diesen Kolben 20, beaufschlagt also über diesen Kolben 20 das von der Hydraulikfüllung gebildete Druckpolster in den Zylinderräumen 17 und 19» Dabei ergibt sich eine KraftüberSetzung im Verhältnis der Querschnittsflache des Kraftkolbens 16 einerseits und der Fläche andererseits, in der der Spannring I5 auf das Druckpolster wirkt. Im Ausführungsbeispiel ist dieses Übersetzungsverhältnis somit durch das Verhältnis der Fläche des Kraftkolbens 16 zuz* Fläche des Kolbens 20 bestimmt.

Die drehmomentabhängige Kupplung Ik ist als federbelastete Rastkupplung ausgebildet. Sie besteht einerseits aus einem in der Wand der Spannhülse 9 axial verschiebbaren, unter der Kraft einer Feder 22 stehenden Raststift 23 und andererseits aus dem Raststift 23 zugeordneten Rastaufnahmen Zk im Spannring 15, wobei mehrere solcher Rastaufnahaen Zk über den Umfang des Spannringes verteilt angeordnet sind. Selbstverständlich ist es auch möglich, den

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Raststift 23 mit seiner Feder 22 im Spannring 15 und die Rastaufnahmen 2k in der Spannhülse 9 vorzusehen.

Das Gewinde 13 zwischen der Spannhülse 9 und dem Spannring 15 ist im Vergleich zu dem Gewinde 8 zwischen der Spannhülse 9 und dem Spannkonus 2 als Feingewinde ausgeführt, was eine, sehr genaue dosierbare Einstellung der hydraulischen Spannkraft ermöglicht. .

Im übrigen sind beide Gewinde 8, 13 auf der Innenseite der Spannhülse 9 angeordnet. Der Spannring 15 übergreift mit einem Kragen 25 den vom Spannkonus 2 abgewandten, in der Zeichnung also oberen Rand der Spannhülse 9 an der Außenseite, so daß der Spannring 15 zur Durchführung des Spannvorganges gut zugänglich ist. Der Futterkörper 1 ist im Bereich des Spannringes 15 im Durchmesser verkleinert und bildet dadurch eine Ringschulter 26, aus der der Kolben 20 hervorsteht. Im Ausführungsbeispiel bildet diese Ringschulter 2$ zugleich die Anlage für die Ringscheibe

Der Kraftkolben i6 besteht aus einem Ringkolben i6b, in den abgedichtet ein Kernkolben i6a geführt ist, der in

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Richtung auf die Spannbacken 3 bei 27 am Ringkolben abgestützt ist. Die Spannbacken 3 sind nur am Ringkolben i6b, nicht aber auch am Kernkolben i6a abgestützt.

Wird zum Zwecke der Einspannung der Spannring 15 verdreht , so nimmt er zunächst über die Rastkupplung ~\k die Spannhülse 9 mit, so daß zwischen dem Spannring

15 und der Spannhülse 9 keine Relativdrehung stattfindet, der Spannring 15 also auch im Gewinde 13 an der Spannhülse 9 keine Axialverstellung erfährt. Das hat zur Folge, daß auch der Kolben 20 und der Kraftkolben

16 keine AxialVerstellungen erfahren. Die Verdrehung der Spannhülse 9 bewirkt über das Gewinde 8 eine Axialverstellung des Spannkonus 2 mit dem Ergebnis« daß die Spannbacken 3 radial verstellt werden. Diese Verstellung ist solange möglich, bis die Spannbacken 3 am Schaft des in der Zeichnung nicht dargestellten einzuspannenden Werkzeuges anliegen. Eine weitere Axialverstellung des Spannkonus 2 und eine weitere Drehung der Spannhülse 9 sind dann ausgeschlossen, so daß bei weiterem Drehen des Spannringes 15 die Kupplung Ik ausrastet. Dies· weitere Verdrehung des Spannringes bewirkt nun, da die Spannhülse

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9 stillsteht,im Gewinde 13 zugleich eine Axialverschiebung des Spannringes mit einer entsprechenden Axialverschiebung des Kolbens 20. Das führt zu einer Druckbeaufschlagung der Hydraulikfüllung und einer entsprechenden Axialverstellung des Kraftkolbens 16 gegen die Spannbacken 3 bei durch die Hydraulikfüllung ausgeübter hoher Spannkraft. Treten während des Betriebes am Werkzeug hohe axiale Kräfte auf, so werden diese vom Werkzeugechaft auf den Kernkolben i6a übertragen, der somit zusätzlich das Druckpolster beaufschlagt. Das Druckpolster gibt diese Beaufschlagung in umgekehrter Richtung und mit einer durch das Flächenverhältnis von Kern- und Ringkolben bestimmten KraftüberSetzung an den Ringkolben i6b weiter, der dadurch die Spannbacken 3 ständig unter der Wirkung der axialen Bohrkraft· nachspannt·

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Claims

Ansprüche

/ 1·)Bohrfutter mit einem Futterkörper, einem Spannkonus und durch eine Axialverstellung des Spannkonsu radial verstellbaren.-Spannbacken, die radial an der Kegelfläche des Spannkonus anliegen und axial in Richtung zum Futter-: körper hin abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der axial verschiebbar und undrehbar am Futterkörper (i) geführte Spannkonus (2) über ein Gewinde (8) mit einer drehbar und axial unverschiebbar am Futterkörper (1) gelagerten Spannhülse (9) und diese über ein zweites Gewinde

(13) und über eine drehmomentabhängige Kupplung (1¹O mit einem drehbar und axial verschiebbar am Futterkörper (1) geführten Spannring (15) im Eingriff steht, wobei die Kupplung (14) beim Verdrehen des Spannringes (15) die Spannhülse (9) nur bis zu einer vorgegebenen Größe des Drehmomentes mitnimmt, und daß der Spannring (15) bei seiner Axialverstellung ein im Futterkörper (1) vorgesehenes Druckpolster beaufschlagt, das zu den Spannbacken (3) hin durch «inen axial 1* Futterkörper (i) geführten, die Spannbacken (3) abstützenden Kraftkolben (16) abgeschlossen ist,

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wobei die Fläche, in der der Spannring (15) das Druckpolster beaufschlagt, kleiner als die Querschnittsfläche des Kraftkolbens (16) ist.

2. Bohrfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß' der Futterkörper (1) einen durch den Kraftkolben (16) dicht abgeschlossenen Zylinderraum (17) mit einer das Druckpolster bildenden Hydraulikfüllung aufweist, der mit einem im Querschnitt kleineren, ebenfalls axial im Futter· körper (i) angeordneten zweiten Zylinderraum (19) In Verbindung steht, in dem ein axial aus dem Futterkörper (i) gegen den Spannring (15) vorstehender Kolben (20) geführt ist. _t

3· Bohrfutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die drehmomentabhängige Kupplung (¹Ik) als federbelastete Rastkupplung ausgebildet ist und einerseits aus einem axial verschiebbaren, unter der Kraft einer Feder ' (22) stehenden Raststift (23) und andererseite aus den Raststift zugeordneten Rastaufnahmen (2k) besteht.

k. Bohrfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge-

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kennzeichnet, daß das Gewinde (13) zwischen der Spannhülse (9) und dem Spannring (15) in» Vergleich zu dem Gewinde (8) zwischen der Spannhülse (9) und dem Spannkonus (2) als Feingewinde ausgeführt ist.

5* Bohrfutter nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß beide Gewinde (8, 13) auf der Innenseite der Spannhülse (9) vorgesehen sind.

6. Bohrfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (15) »it einem Kragen (25) den vom Spannkonus (2) abgewandten Rand der Spannhülse (9) außen übergreift.

7· Bohrfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Futterkörper (i) im Bereich des Spannringes (15) im Durchmesser verkleinert ist und dadurch dne Ringschulter (26) bildet, aus der der Kolben (20) hervorsteht.

8. Bohrfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftkolben (16) aus einem Ring-

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kolben (i6b) besteht, in dem abgedichtet ein in Richtung auf die Spannbacken (3) am Ringkolben (i6b) abgestützter Kernkolben (i6a) geführt ist, und daß die Spannbacken (3) nur am Ringkolben (i6b) abgestützt sind.

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