DE10151894A1 - Spannfutter zum vereinfachten Einsetzen eines Werkzeugschaftes - Google Patents

Abstract

Um bei einem aus dem deutschen Patent 19610213 bekannten Spannfutter das Einstecken eines Werkzeugschaftes ohne Verschieben der Hülse 2 zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, den Schlitz (5), in dem ein als auf das Schaftende als Arretierungsorgan wirkendes Bogenstück (6) sitzt, derart zu verbreitern, daß das Bogenstück (6) in Längsrichtung des Spannfutters bewegbar ist und durch die Stirnseite bzw. die dort ausgebildete Fase eines Werkzeugschaftes außer Eingriff mit der Spannfläche (11) der Hülse (7) bringbar ist.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Spannfutter für Schaftenden von Werkzeugeinsatzstücken, insbesondere von sechskantigen Schraubendreherbits mit schaftseitigen Eckaussparungen oder umlaufenden Eingriffsnuten, mit einer das Schaftende aufnehmenden Buchse, deren innerer Querschnitt dem des Schaftendes entspricht, einer auf der Buchse sitzenden, in Längs- und/oder Umfangsrichtung der Buchse bewegbaren Hülse mit mindestens einer Spannfläche oder Spannkante sowie einem als teilkreisförmiges Bogenstück ausgebildetem, mittels der Spannfläche auf das Schaftende einwirkendem, quer zur Längsrichtung der Buchse bewegbarem Arretierungsorgan, welches in einem quer zur Längsrichtung der Buchse in dieser ausgebildetem Schlitz sitzt, wobei die Hülse in Längsrichtung der Buchse gegen die Kraft einer Spiralfeder begrenzt bewegbar ist und sich der innere Durchmesser der Hülse über einen Teilbereich zur Bildung der Spannfläche oder Spannkante verengt.
• Derartige Spannfutter sind beispielsweise aus dem deutschen Patent DE 196 10 213 bekannt.
• Im Gegensatz zu Spannfuttern, bei denen als Arretierungsorgan eine oder mehrere Kugeln auf das Schaftende einwirken, sind bei den Spannfuttern gemäß der zitierten Patentschrift die eingesetzten Schraubendreherbits besser arretiert und demzufolge gegen ein unbeabsichtigtes Lösen aus dem Spannfutter hervorragend gesichert.
• Nachteilig beim Stand der Technik ist jedoch der Umstand, daß ein Schraubendreherbit oder ein sonstiger Werkzeugschaft nur bei zurückgezogener Hülse eingesetzt werden kann, da die Spannfläche der Hülse unter der Kraft der Spiralfeder gegen das Arretierungsorgan drückt und dieses in der Buchse nach innen bewegt, so daß der innere Querschnitt der Buchse verringert und somit das Einsetzen des Schaftendes verhindert wird. Ein Zurückweichen des Arretierungsorganes erfolgt nur durch ein willensbetontes Verschieben der Hülse in eine Endarretierstellung, so daß ein Benutzer beide Hände benötigt, um ein neues Werkzeug in das Spannfutter einzusetzen. Er muß daher beispielsweise eine Bohrmaschine, die mit einem derartigen Spannfutter ausgerüstet ist, zum Wechseln des Werkzeuges umständlich festhalten, um mit einer Hand die Hülse zu bewegen und mit der zweiten Hand z. B. einen Schraubendreherbit einzusetzen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Spannfutter derart weiterzubilden, daß ein Werkzeugschaft in das Spannfutter eingesetzt werden kann, ohne daß dabei die Hülse manuell betätigt werden muß.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schlitz zur Aufnahme des Bogenstückes breiter als das Bogenstück ist, und daß das Bogenstück in Einsteckrichtung des Schaftendes im Schlitz derart bewegbar ist, daß es sich außerhalb des Einwirkungsbereiches der Spannfläche bzw. der Spannkante befindet.
• Wesentlich für die angestrebte Vereinfachung bei der Handhabung des Spannfutters ist zunächst die Verbreiterung des Schlitzes in der Buchse, der das Bogenstück aufnimmt.
• Durch diese Verbreiterung, die z. B. zwischen 50 und 100 Prozent des Bogenstückdurchmessers liegt, ist eine begrenzte Verschiebbarkeit des Bogenstückes in Längsrichtung des Spannfutters möglich. Bei dieser Verschiebung gerät es außer Eingriff mit der Querschnittsverengung der Hülse, die z. B. als innere umlaufende Nase ausgebildet ist.
• Zur Erläuterung der Funktionsweise sollen zunächst die Verhältnisse an einem Spannfutter erläutert werden, in dem sich kein Bitschaft befindet.
• In dieser Normalstellung wird sowohl die Hülse wie auch das Bogenstück durch die Kraft der Spiralfeder in Richtung zur Einstecköffnung des Spannfutters gedrückt, wobei die Spannfläche der Nase über der äußeren Mantellinie des Bogenstückes liegt und dieses nach innen drückt.
• Beim Einsetzen eines Bitschaftes wird nun das Bogenstück in dem verbreiterten Schlitz in Einsteckrichtung des Bitschaftes gegen die Kraft der Spiralfeder verschoben und gerät dadurch außer Eingriff mit der Spannfläche der Hülse, so daß es beim Einsetzen des Bitschaftes sehr leicht radial nach außen ausweicht und so die Querschnittsverengung der Buchse durch das Bogenstück aufgehoben wird. Dieses radial nach außen gerichtete Zurückweichen des Bogenstücks wird auch durch die bei den üblichen Werkzeugschäften vorhandene Fase am Schaftende erleichtert.
• Wenn nun das Schaftende des Bits so weit in die Buchse eingesteckt ist, daß die schaftseitigen Eckaussparungen unter der inneren Mantellinie des Bogenstücks liegen, wird dieses aufgrund der Spiralfeder und der vorzugsweise geneigt verlaufenden Seitenflanke der umlaufenden Nase nach innen in die Eckaussparungen des Bitschaftes gedrückt und bewegt sich dabei geringfügig nach vorne, so daß es wiederum in Eingriff mit der Spannfläche der Nase gerät. In dieser Stellung arretiert es den Werkzeugschaft, so daß dieser nicht aus dem Spannfutter heraus genommen werden kann.
• Dies ist nur dann möglich, wenn die Hülse mit ihrer Spannfläche in Längsrichtung des Spannfutters willensbetont verschoben wird, so daß die Spannfläche über die äußere Mantellinie des Bogenstücks rutscht und dieses wiederum nach außen weichen kann und den eingeklemmten Bitschaft frei gibt.
• Um die beschriebenen Bewegungsabläufe zu erleichtern, ist das Bogenstück vorzugsweise so ausgebildet, daß es in radialer Richtung der Buchse gesehen einen ovalen oder zugespitzten Querschnitt aufweist. Dadurch kann sich das Bogenstück einerseits besser in die schaftseitigen Eckaussparungen eindrücken und derart vergleichsweise hohe Haltekräfte ausüben, andererseits liegt das Bogenstück an der Spannfläche bzw. den Schultern der Nase praktisch nur mit dem Bereich der äußeren Mantellinien an, so daß die Reibungskräfte vernachlässigbar klein sind und eine ungehinderte Bewegung des Bogenstücks im Schlitz möglich ist.
• Aus dem gleichen Grunde sollten die beiden Schultern bzw. Flanken der die Querschnittsverengung der Hülse bildende Nase abgeschrägt ausgebildet sein.
• Um die freie Beweglichkeit des Bogenstückes im Schlitz zu gewährleisten, ist die umfängliche Länge des Schlitzes vorzugsweise etwas größer als die Bogenlänge des Bogenstücks. Dies erleichtert auch die Herstellung des Spannfutters, da bei der Ausbildung des Schlitzes keine besonderen Toleranzgrenzen eingehalten werden müssen.
• Die umfängliche Länge des Bogenstücks ist vorzugsweise so groß, daß es mindestens zwei Eckkanten des Schaftendes des Werkzeugansatzstückes bzw. die in den Eckkanten ausgebildeten Eckaussparungen übergreift. Dadurch wird das Schraubendreherbit in der Buchse besser zentriert und die auf es einwirkende Haltekraft verdoppelt.
• Wie bereits erwähnt, ist es aus Gründen einer verbesserten Haltekraft zweckmäßig, den Querschnitt des Bogenstückes derart zu wählen, daß es in die schaftseitigen Eckaussparungen des Werkzeugstückes eingreift und an den prismatisch zueinander liegenden Flächen der Eckaussparungen anliegt.
• Das Einsetzen eines Werkzeugschaftes in das erfindungsgemäße Spannfutter wird noch dadurch zusätzlich erleichtert, daß im Inneren der Buchse ein die Höhenlage des Werkzeugschaftes festlegender Permanentmagnet vorgesehen ist. In unmittelbarer Nähe des Magneten sind dessen Anziehungskräfte auf das Bit so groß, daß es sich praktisch selbsttätig in die Arretierungsstellung bewegt.
• Die Spannhülse des erfindungsgemäßen Spannfutters kann beispielsweise durch einen Sprengring gesichert sein, der in einer umlaufenden Nut am vorderen Ende der Buchse sitzt.
• Eine weitere Vereinfachung bei der Handhabung des erfindungsgemäßen Spannfutters ist dadurch gegeben, daß sich das vordere Ende der Hülse konisch verjüngt. Dadurch wird das Zurückziehen der Hülse zum Entarretieren des eingesetzten Werkzeugschaftes erleichtert, da die Hand bzw. die Finger des Benutzers nicht mehr so leicht abrutschen können, wie dies bei den früher verwendeten zylindrischen Hülsen der Fall war.
• Aus dem gleichen Grund kann die äußere Mantelfläche der Hülse ganz oder teilweise geriffelt sein. Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und wird im Nachfolgenden anhand der Zeichnung im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
• Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Spannfutter,
• Fig. 2 einen Schnitt durch die Buchse zur Aufnahme des Werkzeugschaftes,
• Fig. 3 einen Schnitt durch die Hülse mit der inneren umlaufenden Nase und
• Fig. 4 eine Seitenansicht der Hülse gemäß Fig. 3.
• Das in den Zeichnungsfiguren dargestellte Spannfutter besteht im wesentlichen aus einer Buchse 1 mit einer inneren Höhlung 2, deren innerer Querschnitt dem eines nicht dargestellten, einzusetzenden Werkzeugschaftes entspricht. Die Buchse 1 weist über einen Teilbereich 3 in ihrer Längserstreckung eine Verengung ihres äußeren Querschnittes auf. In diesem Teilbereich 3 ist eine Spiralfeder 4 angeordnet.
• Am vorderen, in der Zeichnung linken Ende des Teilbereichs 3 ist ein Schlitz 5 ausgebildet, in dem ein teilkreisförmiges Bogenstück 6 sitzt. Die Breite des Schlitzes 5 ist etwa doppelt so groß wie die in Längsrichtung des Spannfutters gemessene Abmessung des Bogenstücks 6.
• Die umfängliche Länge des Schlitzes 5 ist etwas größer gewählt als die umfängliche Länge des Bogenstücks 6, so daß sich dieses in Längsrichtung des Spannfutters und radial nach innen bewegen kann.
• Über das vordere Ende der Buchse 1 ist eine Hülse 7 geschoben, die in der Zeichnungsfigur 1 aufgeschnitten dargestellt ist. Sie weist eine innere Querschnittsverengung in Form einer umlaufenden Nase 8 mit abgeschrägten Flanken 9, 10 auf. Hier sind die zum Bogenstück weisende Flanke und die rückwärtige Flanke jeweils abgeschrägt. Im Ausführungsbeispiel gem. Fig. 3a ist nur die zum Bogenstück weisende Flanke abgeschrägt. Die rückwärtige Flanke steht zur Längsrichtung des Spannfutters senkrecht. Die innere Mantelfläche der Nase 8 bildet eine Spannfläche 11, die in der gezeigten Stellung des Bogenstücks 6 gegen die äußere Umfangsfläche des Bogenstücks 6 anliegt und dieses im Schlitz 5 radial nach innen drückt.
• Die Hülse 7 ist durch einen Sprengring 12, der in einer umlaufenden Nut 13 am vorderen Ende der Buchse 1 sitzt, gesichert.
• Am hinteren Ende der Buchse 1 ist ein Schaft 14 befestigt, mit dessen Hilfe das Spannfutter beispielsweise in eine Bohrmaschine eingesetzt werden kann.
• Anhand des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 wird im Folgenden die Funktionsweise beim Einstecken eines Schraubendreherbits in die Buchse 1 erläutert.
• In der gezeigten Stellung befindet sich das Bogenstück 6, wie bereits erwähnt, in Eingriff mit der Spannfläche 11, die das Bogenstück radial nach innen drückt. Durch die Kraft der Spiralfeder 4 wird das Bogenstück 6 gegen die vordere Schlitzkante 15 gedrückt. Gleichzeitig drückt die Spiralfeder 4 gegen die Flanke 9 der Nase 8, so daß die Hülse zur Anlage gegen den Sprengring 12 kommt.
• Bei Einsetzen eines Bitschaftes in die innere Höhlung 2 der Buchse 1 wird nun das Bogenstück 6 gegen die Kraft der Spiralfeder 4 im Schlitz 5 nach rechts verschoben, so daß es außer Eingriff mit der Spannfläche 11 kommt und entlang der Flanke 9 radial nach außen rutscht, da es aufgrund der endseitigen Fase des eingesetzten Werkzeugschaftes radial nach außen wirkenden Kräfte erfährt. Es gibt daher in dieser Stellung die innere Höhlung frei, so daß das Werkzeug bis zum Anschlag in die Buchse 1 eingesetzt werden kann.
• Da in dieser Stellung die erwähnten schaftseitigen Eckaussparungen unterhalb des Bogenstücks 6 liegen, verschiebt sich dieses radial nach innen und greift in die Eckaussparungen ein. Gleichzeitig rutscht es durch die Kraft der Spiralfeder 4 geringfügig im Schlitz 5 nach links und gerät erneut in Eingriff mit der Spannfläche 11, so daß das Werkzeugstück arretiert wird.
• Zum Lösen des eingesetzten Werkzeugschaftes wird die Hülse 7 willensbetont nach rechts verschoben, so daß die Spannfläche 11 nach rechts über das Bogenstück 6 gleitet und dieses wiederum radial nach außen wandern und das arretierte Bit frei geben kann.
• Bei der Schnittzeichnung gemäß Fig. 2 ist die Buchse 1 im Einzelnen dargestellt. Insbesondere ist dieser Figur zu entnehmen, wie sich die Höhlung 2 im Innern der Buchse 1 zur Aufnahme eines sechskantigen Werkzeugschaftes erstreckt. Außerdem ist im Inneren der Buchse 1 bzw. in der Höhlung 2 ein Permanentmagnet 16 angeordnet, der als Widerlager für das eingesetzte Bit wirkt und dessen Höhenlage in der Buchse 1 festlegt. Durch die magnetischen Feldlinien des Permanentmagneten 16 wird die Magnetkraft über den Bit auf eine Schraube übertragen, so daß diese am Bit gehalten wird.
• Die in den Zeichnungsfiguren 3 und 4 gezeigte Hülse 7 veranschaulicht nochmals die Ausbildung der Nase 8 mit ihren Flanken 9, 10, die beispielsweise in einem Winkel von 45° zur Horizontalen geneigt verlaufen.
• In Zeichnungsfigur 4 ist die konische Querschnittsverengung am vorderen Ende der Hülse 7 gezeigt, die zum Beispiel 5° beträgt. Außerdem ist die Hülse 7 im hinteren Bereich geriffelt. Bezugszeichenliste 1 Buchse
  2 Höhlung
  3 Teilbereich
  4 Spiralfeder
  5 Schlitz
  6 Bogenstück
  7 Hülse
  8 Nase
  9 Flanke
  10 Flanke
  11 Spannfläche
  12 Sprengring
  13 Nut
  14 Schaft
  15 Schlitzkante
  16 Permanentmagnet
  

Claims (12)

1. Spannfutter für Schaftenden von Wekrzeugeinsatzstücken, insbesondere von sechskantigen Schraubendreherbits mit schaftseitigen Eckaussparungen oder umlaufenden Eingriffsnuten, mit einer das Schaftende aufnehmenden Buchse, deren innerer Querschnitt dem des Schaftendes entspricht, einer auf der Buchse sitzenden, in Längs- und/oder Umfangsrichtung der Buchse bewegbaren Hülse mit mindesten einer Spannfläche oder Spannkannte sowie einem als teilkreisförmiges Bogenstück ausgebildetem, mittels der Spannfläche auf das Schaftende einwirkendem, quer zur Längsrichtung der Buchse bewegbarem Arretierungsorgan, welches in einem quer zur Längsrichtung der Buchse in dieser ausgebildetem Schlitz sitzt, wobei die Hülse in Längsrichung der Buchse gegen die Kraft einer Spiralfeder begrenzt bewegbar ist und sich der innere Durchmesser der Hülse über einen Teilbereich zur Bildung der Spannfläche oder Spannkante verengt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz zur Aufnahme des Bogenstücks (6) breiter als das Bogenstück (6) ist und daß das Bogenstück 6 in Einsteckrichtung des Schaftendes im Schlitz (5) derart bewegbar ist, daß es sich außerhalb des Einwirkungsbereiches der Spannfläche (11) bzw. Spannkante befindet.

2. Spannfutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bogenstück (6) in Einsteckrichtung des Schaftendes gegen die Kraft der Spiralfeder (4) bewegbar ist.

3. Spannfutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bogenstück 6 in radialer Richtung der Buchse (1) gesehen einen ovalen oder zugespitzten Querschnitt aufweist.

4. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bogenstück (6) durch die Widerlagerfläche bzw. Fase am Schaftende eines in das Spannfutter eingesteckten Werkzeugeinsatzstückes im Schlitz (5) bewegbar ist.

5. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsverengung des inneren Durchmessers der Hülse (7) als umlaufende Nase (8) mit seitlichen Flanken (9), (10) ausgebildet ist, von denen zumindest die zum vorderen Ende der Hülse (7) abgewandte Flanke (9) abgeschrägt ausgebildet ist.

6. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die umfängliche Länge des Schlitzes (5) größer als die Bogenlänge des Bogenstücks (6) ist.

7. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bogenlänge des Bogenstücks (6) derart gewählt ist, daß es mindestens zwei Eckaussparungen eines Schaftendes übergreift.

8. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Bogenstücks (6) derart gewählt ist, daß es in die schaftseitigen Eckaussparungen eingreift und an dem prismatisch zueinander liegenden Flächen der Eckaussparungen anliegt.

9. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren der Buchse (1) ein die Höhenlage des Werkzeugeinsatzstückes im Spannfutter festlegender Permanentmagnet (16) vorgesehen ist.

10. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer unmagnetischen Ausführungsform kein Permanentmagnet an dem Spannfutter vorgesehen ist.

11. Spannfutter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in einer umfänglichen Nut (13) der Buchse (1) sitzender Sprengring (12) vorgesehen ist, gegen den die Nase (8) bzw. die Flanke (10) der Hülse (7) zur Sicherung der Hülse (7) anliegt.

12. Spannfutter, insbesondere nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Hülse (7) an ihren in Richtung zum Einsteckende des Spannfutters weisenden vorderen Bereich konisch verjüngt.