DE8611811U1

DE8611811U1 - Spannfutter

Info

Publication number: DE8611811U1
Application number: DE19868611811
Authority: DE
Original assignee: S and L Maskin AB
Current assignee: S and L Maskin AB
Priority date: 1985-05-03
Filing date: 1986-04-29
Publication date: 1986-06-12
Also published as: DE3614511C2; DE3614511A1

Description

I ·

BESCHREIBUNG

1 Technisches Gebiet 1

Vorliegende Erfindung betrifft eine Überlastungs- | kupplung für ein Spannfutter gemäss dem Oberbegriff des Anspruch 1. Das Werkzeug kann beispielsweise ein Gewindeschneider sein.

Stand der Technik

Spannfutter üblicher Art können normalerweise

nur Werkzeuge mit Schäften einer bestimmten Dimension, oder _}

I solche mit Schaftdimensionen die innerhalb eines sehr beschränkten Bereiches liegen, aufnehmen. Wenn es wünschenswert ist ein Werkstück mit Werkzeugen verschiedener Schaftdimensionen zu bearbeiten ,hat es sich als notwendig erwiesen, das ganze Spannfutter auszutauschen. Folglich hat es sich als notwendig erwiesen jede Werkzeugmaschine mit mehreren Spannfuttern für Werkzeuge mit verschiedenen Schaftdimensionen auszurüsten. Auch die Sätze von Spannfuttern sind wegen des Werkzeugschaftes vermehrt, z.B. solche für Gewinde-

JÜ schneider,welche zwei Halteflächen haben, eine obere mit p

quadratischem Querschnitt und einen runden Mittelquerschnitt, | 0 die verschiedene Dimensionsverhältnisse für verschiedene Werkzeuge haben. Es ist aber sehr wichtig, dass der Spannfuttergriff zu den Halteflächen des Werkzeuges wohl angepasst ist ,um gute Energievermittlung zum Werkzeug und zuverlässige Bearbeitung von dem Werkstück zu erreichen.

. Gewisse bekannte Spannfutter schliessen einen Überlastungsschutz ein, wo ein einstellbares Drehmoment zwischen dem Antriebskörper und einem an diesen angebrachten Werkzeug übertragen werden soll, siehe beispielsweise das schwedische Patent Nr. 324 095. Falls das Werkzeug im Werkstück steckenbleiben sollte oder das vorweg eingestellte Drehmoment aus irgendeinem Grunde überschritten werden sollte, werden kraftübertragende Kugeln aus ihren Normal-

l I

«II

ΙΟ

Stellungen gedrückt und die Kraftübertragung zwischen Antriebskörper und Werkzeug wird unterbrochen *

Die bekannte Konstruktion beruht darauf, dass der Schaft des Werkzeuges mit Nuten Versehen ist, die mit den kraftübertragenden Kugein zusammenarbeiten. Dies bedeutet, dass der bekannte überlastungsschutz lediglich für Werkzeuge mit spezieil ausgebildetem Schaft anwendbar ist. Ein anderer Nachteil des bekannten Überlastungsschutzes liegt darin, dass die Federkraft für jede Werkzeugdimension manuell eingestellt werden muss, was umständlich und äusserst unzufriedenstellend ist, weil es schwierig ist, eine bestimmte Einstellung des Überlastungsschutzes zustande zu bringen.

Darlegung der Erfindung

15

20

Mit der vorliegenden Erfindung, deren Besonderheiten aus dem kennzeichnenden Teil des

Anspruches 1 hervorgehen, wird die Anzahl notwendiger Spannfutter aus dem Grund reduziert, daß der Spannkörper des Spannfutters eine Form hat, die Werkzeugschäfte mit verschiedenen Dimensionen aufnehmen kann. Verschiedene Dimensions-Verhältnisse der Schaftteile erfordern nicht verschiedene Spannfutter, sondern ein und dasselbe Spannfutter gibt eine gute Haltfähigkeit ungeachtet der Dimensionen des Werkzeugschaftes.

Mit dem erfinderischen Spannfutter kann ein Werkzeug in das Spannfutter mit einer einfachen Einführung ■dies Schaftes im Spannkörper unabhängig von den Schaftdimensionen eingesetzt werden. Dank der zwei verschiedenen konischen Flächen und dem zwischenliegenden Körner aus flexiblem Material werden die verschiedenen Spannbacken automatisch zu den Schaftdimensionen des Werkzeuges eingeregelt.

Um einheitliche Kraftübertragung und gute Überlastungssicherheit des Werkzeuges durch automatische Einregelung des vorausbestimmten Drehmoments für jede Dimension des Werkzeuges, das vom SpanoKörper der Kupplung festgehalten

25

30

werden kann, sichzustellen, ist der Spannkörper des erfinderischen Spannfutters an den Antriebskörpär über einen Mitnehmer angeschlossen. Der Mitnehmer steht im Eingriff mit einem federbelasteten Sperring, wobei,sobald S der Widerstand gegen den Schaft während des Betriebes ein vorausbestimmtes Drehmoment übersteigt, der Sperring aus seinem Eingriff mit dem Mitnehmer gebracht wird, so dass die Kraftübertragung unterbrochen wird. Dies wird mit Hilfe mehrerer Kugeln in einer Nut auf der Oberfläche des Antriebskörpers durchgeführt, die aus der Nut herausdrückbar sind.

Mit konisch ausgebildeten Flächen des Spannkörpers, die auf vordere Spannbacken wirken, die gegen den in den Spannkörper eingeführten zylindrischen Abschnitt des Werkzeugschaftes anliegen, sowie mit hinteren Spannbacken, die gegen den Vierkantteil des Werkzeugschaftes anliegen, wird eine direkte Abtastung der Werkzeugdimension erhalten. Diese wird auf den Mitnehmer des Spannfutters übertragen, welcher mit den hinteren Spannbacken in direkter Berührung steht und die in Abhängigkeit von den Werkzeugschaftdimensionen einge-0 nommene Lage über die Kugeln und den Sperr ing auf die Feder überträgt. Durch die Regelung der Spannbacken wird dank der konischen Flächen die selbsttätige Regelung des Drehmoments für das Spannfutter erhalten.

Durch die konische Form des Spannkörpers und seine Wirkung auf die beiden Spannbacken können Werkzeuge mit üblicherweise vorkommenden Schaftformen angewendet werden. Irgendwelche Spezialwerkzeuge sind dafür nicht notwendig.

Bevorzugte Ausführungsform

Die Erfindung wird nachstehend anhand einer bevorzugten Ausführungsform und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Spannfutter nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt II-II nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt III-III nach Fig. 1 und Fig. 4 eine Draufsicht auf den Mitnehmer des Spannfutters.

Das Spannfutter nach der Erfindung umfasst, wie in Fig. 1 gezeigt, einen Antriebskörper 1, dessen oberer Teil bei der hier gezeigten Ausführungsform zur Anbringung in einem Spannfutter (nicht dargestellt) mit Schnellkupplung vorgesehen ist. Zu diesem Zweck ist der Antriebskörper 1 mit einer über den Umfang verlaufenden Nut 13 und einer Ausnehmung 24 ausgebildet. Da diese Kraftübertragung vom Spannfutter keinen Gegenstand der Erfindung darstellt, ist sie hier nicht näher beschrieben.

Der Antriebskörper 1 ist an einem Spannkörper 8 zur Kraftübertragung auf jenes Werkzeug angeschlossen, dessen Schaft 12 in den Spannkörper 8 eingesetzt ist. Der Spannkörper 8 umfasst einen Teil, der den Schaft 12 umgibt und zur Festklemmung desselben mit einer vorderen konischen Fläche 14 und einer hinteren konischen Fläche 15 ausgebildet ist. Zwischen den konischen Flächen 14,15 ist eine Stufe 16 angeordnet. Die vordere Fläche 14 arbeitet mit vorderen Backen 6 zusammen, die zum Festspannen des üblicherweise mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildeten Mittelteiles des Werkzeugschaftes 12 vorgesehen sind (siehe auch Fig. 3). Die hintere Fläche 15 arbeitet auf entsprechende Weise mit hinteren Backen 5 zusammen, um den normalerweise mit quadratischem Querschnitt ausgebildeten Endteil des Werkzeugschaftes 12 festzuspannen (vergleiche auch Fig. 2). Zwischen den vorderen und hinteren Backen 6,5 ist ein Körper 7 aus flexiblem Material angeordnet. Die Backen 5,6 und der Körper 7 werden durch einen Mitnehmer 2 in ihrer gegenseitigen Lage gehalten.

Der Mitnehmer 2 hat, wie aus Fig. 4 hervorgeht, eine obere Fläche mit einer Ver-;;fung 26, deren Durchmesser dem Durchmesser des Antriebsorganes 1 entspricht und somit das eine Ende des Antriebsorganes 1 aufnehmen kann. Die Vertiefung¹ 2 6 ist von einelf ringförmigen Wandung 17 umgeben, in Welcher eine Anzahl von Kammern 18 ausgebildet ist. Die

Anzahl von Kammern 18 entspricht einer Anzahl von Kugeln 11, die in einer über den Umfang verlaufenden Nut 19 gelagert sind, welche in unmittelbarer Nähe des in die Vertiefung 2 hineinragenden Fndes des Antriebsorganes 1 angeordnet ist. in den die benachbarten Kammern 18 voneinander trennenden Kammerwänden 2 0 ist eine V-förmige Ausnehmung 21 vorgesehen, die mit einem Sperring 9 zusammenwirkt.

Der Querschnitt des Sperringes 9 ist, wie aus Fig. 1 hervorgeht, im wesentlichen dreieckig mit einem rechten Winkel, so dass dessen eine Seite zur Innenseite jenes Teiles des Spannkörpers 8 parallel verläuft, die den Antriebskörper 1 umgibt. Die dem rechten Winkel gegenüberliegende Dreieckseite (d.h. die Hypotenuse) liegt an den Kugeln 11 an, während die übrige Dreiecksseite durch Scheibenfedern 10 belastet ist. Der Sperring 9 ist auf diese Weise durch die Scheibenfedern 10 belastet bis er normalerweise über die Ausnehmung 21 mit dem Mitnehmer 2 in Eingriff steht.

Die gegenüberliegende Abstützung der Scheibenfedern 10 ist durch eine Führungshülse 3 gebildet, mit der die Federkraft einstellbar ist, indem die Führungshülse 3 in jenen Teil des Spannkörpers 8 eingeschraubt wird, der den Antriebskörper 1 umgibt. Auf das selbe Gewinde der Führungshülse 3 ist ein Haltering 4 aufgeschraubt, mit dem die Führungshülse 3 mit dem Spannkörper 8 verriegelt wird.

Das Spannfutter nach der Erfindung hat somit folgende Funktionsweise.

Die vom Spannfutter (nicht gezeigt) kommende Antriebskraft wird über den Antriebskörper 1 auf die von den Scheibenfedern 10 und dem Sferring 9 innen gehaltenen Kugeln 11 und weiter auf den Mitnehmer 2 übertragen, in welchem sich die Sperrbacken 5,6 befinden. Die Verriegelung des Schaftes 12 wird durch die Federkraft der Scheibenfedern 10 erzielt, die den Mitnehmer 2 und die Spannbacken 5,6 in den konischen Teil des Spannkörpers 8 nach vorne drücken, wodurch die Greifkraft Um den Schaft 12 erhalten wird. Die Spann backen 5,6 werden durch das flexible Organ

zusammengehalten, so dass sich beide Teile an unterschiedliche Verhältnisse zwischen den kreisförmigen und den quadratischen Teilen des Schaftes 12 anpassen können.

Sobald der Widerstand gegen das Werkzeug und damit gegen den Schaft 12 das gewünschte Drehmoment überschreitet, werden die Kugeln 11 nach aussen gedrückt und heben den Sperring 9 ab, so dass der Antriebskörper 1 frei rotiert.

Die Führungshülse 3 ist so in den Spannkörper 8 eingeschraubt und durch den Haltering 4 verriegelt, dass die gewünschte Federkraft gegen den Sperring 9 erhalten w ird.

Bei verschiedenen Schaftdimensionen kommen die Spannbacken 5,6 im konischen Teil des Spannkörpers 8 auf verschiedenen Höhen zu liegen, wodurch die Federkraft gegen den Sperring 9 verändert wird und demzufolge das damit vorherbestimmte Antriebsmoment.

Das oben beschriebene Spannfutter kann auf verschiedene Weise abgeändert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Beispielsweise kann die Anzahl an Backen 5,6 mehr oder weniger als die jeweils vier in Fig. 2 und 3 gezeigten betragen. Ebenso kann der gezeigte Querschnitt der Backen 5,6 anders sein. Das aus flexiblem Material gebildete Organ 7 kann ringförmig oder von einer Vielzahl einzelner Körper gebildet sein. Der Spannkörper ο kann auch Werkzeugschäfte 12 mit anderer Querschnittsform als oben erwähntem quadratischem und kreisförmigem Querschnitt festhalten. Der Sperring 9 des Spannfutters kann selbstverständlich anderen Querschnitt als den gezeigten dreieckigen aufweisen und die Federkraft kann durch andere Mittel als die gezeigten Scheibenfedern 10 bewirkt werden. Die Erfindung darf somit nicht als auf die oben beschriebene und in den Zeichnungen veranschaulichte bevorzugte Ausführungsform beschränkt angesehen werden, sondern einzig durch die vorhergehenden Ansprüche.

I I

Claims

European Patent Attorned· ··' '··' : '"·' Deutsche Patentanwälte Dr. W. MüIIer-Bore t Dr. Pan! Deufel Dipl.-Chem., Dipl.-Winsch.-Ing. Dr. Müller-Bare und Panner . POB 260247 ■ D-80OO München 26 ' "Γ· ΑΙΐΓβΠ SChOn Dipl.-Chem. Werner Hertel Dipl.-Phys. Dietrich Levvald Dipl.-Ing. Dr. Ing. Dieter Otto Dipl.-Ing. Brit. Chartered Patent Agent Peter B. Tunnicliffe M.A. (Oxon) Chem. Ot/Bz - S 4173 29 AFR. 86^ S & L Maskin AB, Box 245, S-444 Ol Stenungsund, Schweden Spannfutter Ansprüche

1. Spannfutter umfassend einen Antriebskörper (1) der im

Spannfutter eines Rotationsmotors befestigbar und zur Übertragung der Antriebskraft des Motors auf den Schaft (12) S des vom Motor anzutreibenden Werkzeuges angeordnet ist,

j wobei der Antriebskörper (1) mit einem 3pannkörper (8)

zum Festhalten des Schaftes gekuppelt ist, dadurch

' gekennzeichnet, daß der Teil des Spannkörpers

{ (8) der den Schaft (12) umgibt eine vordere konische

Fläche (14) und eine hintere konische Fläche (15) mit einer zwischenliegenden Stufe (16) hat, daß die vordere

\ Fläche (14) eine Anlage für vordere Backen (6) bildet,

die zum Festspannen des üblicherweise mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildeten Mittelteiles des Werkzeugschaftes

(12) vorgesehen sind, daß die hintere Fläche (15) eine

D-8000 MünAen 2 POB ZO0247¹ '."',['5<abej: 'J ','·', Telefon: Telecopier Infötec 6400 B Telex

lSartorplatü! B t)'8ÖÖÖ München'as' '.{ÄuoHopot!· '4»' OQi)/2^14 83-7' GII + I1I (089)22 96 43 5-24285

t ■ · 11 I ■

• · · III

» I · I I > I I t

• ■ ■ ι ι ι ι ι it

Anlage für hintere Backen (5) bildet, um den normalerweise mit quadratischem Querschnitt ausgebildeten Endteil des Werkzeugschaftes (12) festzuspannen, und daß zwischen den vorderen und hinteren Backen (6, 5) ein Körper (7) aus flexiblem Material angeordnet ist.

2. Spannfutter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Mitnehmer (2), der zu dem vorderen Ende der Backen vorsteht und ohne Berührung des Spannkörpers (8) den Schaft (12) umgibt, wobei der Mitnehmer zwiscben den hinteren und vorderen Backen (5, 6) Stützorgane darstellt, die einen plattenförmigen Querschnitt aufweisen.

3. Spannfutter nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η -

zeichnet, daß die Anzahl der hinteren Backen (5) vier und die Anzahl der vorderen Backen (6) vier ist, und daß die Backen paarweise, einander entgegengesetzt angeordnet sind.

4. Spannfutter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorausbestimmtes Drehmoment beim befestigen des Schaftes (12) mittels des Spannkörpers (8) im Verhältnis zum Durchmesser und Vierkant des Schaftes automatisch einstellbar ist, indem der Spannkörper (8) konische Flächen (14, 15) für vordere und hintere Spannbacken (6 bzw. 5) sowie ein zwischen diesen Spannbacken (6, 5) angeordnetes flexibles Organ (7) aufweist, wobei die Spannbacken (6, 5) in Abhängigkeit von den Durchmesserund Vierkantabmessungen die Federbelastung auf eine diesen entsprechende Kraft einstellen (über 10), die ihrerseits dem vorausbestimmten Drehmoment entspricht.

5. Spannfutter nach Anspruch 4, dadurch r e k e η η zeichnet, daß der hintere Spannbacken (5) gegen den Mitnehmer (2) anliegt, der mit einem Sperring (9) in Eingriff steht, gegen welchen eine Feder (10) mittels einer am Spännkörper (8) angeordneten Anschlagflädhe vorgespannt ist (via 3).

Ii ill Il Il

III ill III

Il I · I · · 11(11

I I I 4 i I · · · 4 t I Il I

I · · « I I I I

I I I 4 1 i Il Il

6. Spannfutter nach Anspruch 1 oder 4, dadurch g e k e η η zeichnet _t daß der vordere Spannbacken (6) gegen den kreiszylindrischen Abschnitt des Schaftes (12) Und der hintere Spannbacken (5) gegen den vierkantförmigeh Abschnitt des Schaftes (12) anliegend angeordnet ist, wobei der vordere Spannbacken (6) in direkter Verbindung mit dem Mitnehmer (2) steht und diesen im Verhältnis zu den Abmessungen der kreiszylindrischen und vierkantförmigen Abschnitte des Schafte-? (12) beaufschlagt.

7· Spannfutter nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Ende des Mitnehmers (2) den Antriebskörper (1) umgibt und bei einer für Kugeln (11) vorgesehenen Nut (19) offene Kammern (18) für jeweils eine Kugel bildet, wobei dazwischenliegende Wände (20) eine V-förmige Ausnehmung (21) aufweisen, in welche der mit rechtwinkligem Dreiecksquerschnitt ausgebildete Sperring (9) normalerweise hineinragt, wobei die der Hypotenuse entsprechende Seite des Querschnittes des Sperringes mit den Kugeln in Berührung steht, welche beim erhöhten Widerstand gegen den Schaft (12) den Sperring aus der Ausnehmung herausdrücken.

8. Spannfutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Grundkraft der Federbelastung (via 10) mit einer in den den Antriebskörper (1) des Spannkörpers (8) umgebenden Teil einschraubbaren Führungshülse (3) einstellbar ist, wobei die FührungiV hülse (3) mittels eines Halteringes (4) verriegelbar ist, der auf die Führungshülse bis zur Anlage gegen den Spannkörper aufschraubbar ist.