[0001] 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.
[0002] Derartige Spannfutter sind beispielsweise aus dem deutschen Patent DE 196 10 213
bekannt.
[0003] 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.
[0004] 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.
[0005] 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.
[0006] 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.
[0007] 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.
[0008] Zur Erläuterung der Funktionsweise sollen zunächst die Verhältnisse an einem Spannfutter
erläutert werden, in dem sich kein Bitschaft befindet.
[0009] 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.
[0010] 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.
[0011] 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.
[0012] 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.
[0013] 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.
[0014] Aus dem gleichen Grunde sollten die beiden Schultern bzw. Flanken der die Querschnittsverengung
der Hülse bildende Nase abgeschrägt ausgebildet sein.
[0015] 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.
[0016] 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.
[0017] 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.
[0018] 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.
[0019] Die Spannhülse des erfindungsgemäßen Spannfutters kann beispielsweise durch einen
Sprengring gesichert sein, der in einer umlaufenden Nut am vorderen Ende der Buchse
sitzt.
[0020] 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.
[0021] 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:
- Figur 1
- einen schematischen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Spannfutter,
- Figur 2
- einen Schnitt durch die Buchse zur Aufnahme des Werkzeugschaftes,
- Figur 3
- einen Schnitt durch die Hülse mit der inneren umlaufenden Nase,
- Figur 3a
- ein weiteres Ausführungsbeispiel und
- Figur 4
- eine Seitenansicht der Hülse gemäß Figur 3.
[0022] 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.
[0023] 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.
[0024] 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.
[0025] 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.
[0026] Die Hülse 7 ist durch einen Sprengring 12, der in einer umlaufenden Nut 13 am vorderen
Ende der Buchse 1 sitzt, gesichert.
[0027] Am hinteren Ende der Buchse 1 ist ein Schaft 14 befestigt, mit dessen Hilfe das Spannfutter
beispielsweise in eine Bohrmaschine eingesetzt werden kann.
[0028] Anhand des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 1 wird im Folgenden die Funktionsweise
beim Einstecken eines Schraubendreherbits in die Buchse 1 erläutert.
[0029] 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.
[0030] 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.
[0031] 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.
[0032] 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.
[0033] Bei der Schnittzeichnung gemäß Figur 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.
[0034] 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.
[0035] 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:
[0036]
- 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
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.