Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spannfutter bzw. Bohrfutter, insbesondere ein Spannfutter bzw. Bohrfutter mit einem zweistufigen Einspannmechanismus, das einen ersten Antriebspfad und einen zweiten Antriebspfad aufweist und ein Werkzeug durch zweistufiges Einspannen spannen kann.

Ein Spannfutter für Drehwerkzeuge gemäß dem Stand der Technik, beispielsweise für ein Bohrfutter, umfasst im Allgemeinen einen Spannfutterkörper, eine Spannbacke bzw. einen Greifer, eine Mutter (Gewindemutter), ein Lager, eine Anti-Lockerungseinheit und eine äußere Buchse, wobei der Spannfutterkörper mit einer Antriebsspindel einer Antriebsvorrichtung verbunden ist, drei Spannbacken jeweils in drei schrägen Bohrungen in dem Spannfutterkörper gleichmäßig angeordnet sind, die Spannbacke mit einem Gewinde versehen ist, um einen Gewindeantrieb zusammen mit der Mutter zu bilden. Wenn die äußere Buchse, die mit der Mutter verbunden ist, gedreht wird, können die Spannbacken in Bezug auf den Spannfutterkörper bewegt werden, so dass ein Werkzeug gespannt oder gelöst wird.

Aufgrund der großen Kontaktspannung, die durch das Gewinde zwischen den Spannbacken und der Mutter unter Betriebslast erzeugt wird, ist in der zuvor genannten Struktur die Reibungskraft des relativen Verschiebens dazwischen groß. Folglich ist die Einspannkraft zum Einspannen eines Werkzeugs, die durch den Gewindeantrieb zwischen der Mutter und den Spannbacken erzeugt wird, häufig nicht groß genug, so dass die Spannbacken das Werkzeug unter dem Betriebszustand großer Lasten und Vibrationen nicht stabil spannen können. Außerdem sind verschiedene offenbarte Anti-Lockerungsstrukturen nicht gegen das Lockern wirksam, was auf die Beschränkungen ihrer Strukturen zurückzuführen ist, beispielsweise weist die Struktur in PCT/CN02/00375 Probleme auf, wie das Lösen im Betrieb, wenn Vibrationen und Schläge auftreten.

Mit dem Ziel, die Verriegelungsleistung bzw. Verriegelung eines Spannfutters zu verbessern und dem Lösen von Spannbacken im Betrieb vorzubeugen, sind viele Spannfutter mit Anti-Lockerungsfunktion entwickelt worden, beispielsweise ist ein Spannfutter für Drehwerkzeuge in US-Patentschrift Nr. 031,925 offenbart. Das Spannfutter umfasst einen Spannfutterkörper, eine hintere Kappe, drei Spannbacken, eine äußere Buchse, einen Sperrklinkensitz, eine Sperrklinke und ein Steuerelement, wobei das hintere Ende des Spannfutterkörpers mit einer Antriebswelle einer Antriebsvorrichtung verbunden ist. Die hintere Kappe ist fest auf dem hinteren Ende des Spannfutterkörpers vorgesehen. Die äußere Buchse ist drehbar um den Spannfutterkörper angeordnet und befindet sich vor der hinteren Kappe. Die Innenseite der äußeren Buchse ist mit dem Steuerelement verbunden und treibt es an. Das Steuerelement drückt das hintere Ende des Sperrklinkenelements nieder, so dass die Sperrklinken an dem vorderen Ende des Sperrklinkenelements von den Zahnsegmenten gelöst werden, die auf dem Spannfutterkörper vorgesehen sind. In einem solchen Spannfutterkörper greifen die Sperrklinken des Sperrklinkenelements in die Zahnsegmente ein, wenn sich das Sperrklinkenelement in einem Betriebszustand befindet. Wenn das eingespannte Werkzeug gelöst werden muss, sollten sich die Sperrklinken vorher von den Zahnsegmenten vollständig lösen.

Die chinesische Patentveröffentlichung CN 2059607 offenbart ein Spannfutter, das in der Lage ist, Spannbacken schnell zu bewegen und das als Zubehör einer Drehbank verwendet wird, wobei die Struktur des Spannfutters Spannbacken, Spannfutterschrauben, einen Spannfutterkörper, ein Kegelrad, eine mittlere Radachse, ein mittleres Zahnrad und ein Hohlrad, etc. umfasst, und die äußere Kante der Spannfutterschraube als Stirnrad ausgebildet ist, wobei das Spannfutter die Funktion des vorhandenen Spannfutters zum langsamen Bewegen der Spannbacken beibehält und außerdem die Funktion hat, die Spannbacken schnell zu bewegen.

Die chinesische Patentveröffentlichung CN 2671723 offenbart einen multifunktionalen Präzisionsbohrkopf, der als Zubehör einer Drehbank verwendet wird und dessen Struktur wie folgt ist: ein Bohrkopfkörper, der auf dem unteren Abschnitt einer Spindel vorgesehen ist, ein Schieber, der in einer Nut unterhalb des Bohrkopfkörpers montiert ist, ein Abbremsübertragungsmechanismus, der in dem Bohrkopfkörper vorgesehen ist, ein Differential-Tellerrad, das gegen die Spindelbuchse beweglich um die Spindel angeordnet ist, wobei das Hohlrad des Differenzial-Tellerrads in den oberen Teil eines Planetengetriebes eingreift, während der untere Teil des Planetengetriebes in den oberen Teil des Hohlrads eines Einstellrings eingreift, wobei der Einstellring ein Modulus-Innengewinde am unteren Teil aufweist und in ein Zahnrad eingreift; wobei dieses Zahnrad ein anderes Zahnrad antreibt, das unterhalb des Letzteren in eine Zahnstange eingreift und die Zahnstange als ein Stück mit dem Schieber befestigt ist. Eine solche multifunktionale Präzisionsbohrkopfstruktur, wie sie an einer Fräsmaschine und einer Bohrmaschine montiert ist, kann sowohl das Bohren als auch das Bearbeiten einer Stirnfläche eines Werkstücks ausführen.

Die chinesische Patentveröffentlichung CN 2480087 offenbart ein spannendes Bohrfutter, das einen Bohrkörper, Spannbacken, eine Mutter, eine vordere Buchse und eine hintere Buchse umfasst. Drei Spannbacken sind jeweils in drei schrägen Bohrungen montiert, die gleichmäßig in dem Bohrkörper angeordnet sind, die Mutter und die Spannbacken, die in den schrägen Bohrungen des Bohrkörper montiert sind, sind in Eingriff, ein Spannring ist zwischen der vorderen und der hinteren Buchse vorgesehen, ein Zahnrad ist zwischen der Schubfläche des Bohrkörpers und der Mutter vorgesehen und ein Ringantriebselement ist fest zwischen der Mutter und der vorderen Buchse montiert und in Eingriff mit dem Spannring.

Die chinesische Patentveröffentlichung CN 1575921 offenbart eine Vorrichtung zum Positionieren eines Werkzeugs in Bezug auf ein Werkstück, umfassend eine erste Klammer, die drehbar um eine erste Achse ist und eine zweite Klammer, die drehbar um eine zweite Achse ist, die durch die erste Klammer gebildet wird und von der ersten Kammer getragen wird. Die zweite Achse liegt parallel zur ersten Achse und ist in Bezug auf die erste Achse exzentrisch. Die Werkzeugauflagefläche ist auf der zweiten Klammer exzentrisch zur zweiten Achse befestigt. Ein Antriebsmechanismus treibt selektiv die erste Klammer drehbar um die erste Achse und die zweite Klammer um die zweite Achse an, so dass das Spannfutter für Werkzeuge selektiv positioniert wird. Ein Werkzeug, das in dem Werkzeugspannfutter gesichert ist, kann sich in Bezug auf das Werkstück entlang einem vorbestimmten Pfad bewegen.

Die chinesische Patentveröffentlichung CN 1035046 offenbart ein schlüsselloses Bohrfutter, das auf manuelle und elektrische Antriebe anwendbar ist, umfassend einen Spannfutterkörper mit einer drehbaren zweigeteilten Mutter, die ein relativ feines Gewinde aufweist. Das Spannfutter umfasst überdies einen Satz identischer verschiebbar Spannbacken, die von der drehbaren Mutter angetrieben werden. Ein Wälzlager ist zwischen einem Lageranlaufring und der drehbaren Mutter vorgesehen, die auf dem Spannfutterkörper montiert ist. Eine Kupplung oder ein Drehmomentbegrenzungsmechanismus wird zum Begrenzen des Spanndrehmoments bei einem vorbestimmten Wert verwendet, wobei dass Lösemoment begrenzt sein kann oder nicht. Die vordere und hintere Buchse kann aus technischen Kunststoffwerkstoffen hergestellt sein, um die Herstellungskosten zu senken. Eine verhältnismäßig weiche elastische Spannbuchse kann über der vorderen Buchse vorgesehen sein, um die Einspannleistung während des Spannens und Lösens des Spannfutters zu verbessern und dafür zu sorgen, dass das Werkzeug vorübergehend gespannt und zentriert wird.

Ein Spannfutter oder eine ähnliche Spannvorrichtung ist durch den zuvor erwähnten Stand der Technik in vielerlei Hinsicht verbessert worden, wobei die entsprechenden Effekte erhalten wurden. Alle zuvor genannten Spannfutter und Einspannvorrichtungen führen das Einspannen jedoch nur auf eine Weise aus, so dass es schwer ist, eine größere Einspannkraft zu erhalten. Außerdem weisen die Spannfutter des Stands der Technik beispielsweise Probleme auf, beispielsweise dass das Spannen nicht verlässlich genug und die Struktur relativ kompliziert ist.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein zweistufiges Einspannfutter bereitzustellen, das in der Lage ist, eine größere Einspannkraft bereitzustellen, um die Nachteile des Stands der Technik zu beheben.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Spannfutter bereitzustellen, das in der Lage ist, effektiver dem Lösen eines Werkzeugs im Betrieb vorzubeugen, wenn Vibrationen auftreten.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Spannfutter bereitzustellen, das in der Lage ist, verschieden ausgelegte Einspannkräfte bereitzustellen.

Um die zuvor genannten technischen Probleme zu berücksichtigen, ist ein Spannfutter, das durch die vorliegende Erfindung dargestellt ist, auf einer Antriebswelle installiert, die von einer Antriebsquelle angetrieben wird. Das Spannfutter umfasst einen Spannfutterkörper, der eine in Längsrichtung verlaufende Mittelachse aufweist und an seinem hinteren Ende mit der Antriebswelle verbunden ist, um den Spannfutterkörper anzutreiben, damit er um die Mittelachse dreht; mehrere Spannbacken, die in schrägen Bohrungen des Spannfutterkörpers vorgesehen sind und ein Außengewinde am hinteren Ende und einen Einspannabschnitt am vorderen Ende aufweisen, wobei die Spannbacken in den schrägen Bohrungen durch den Gewindeantrieb vor und zurück gleiten, so dass sie ein Werkzeug spannen und lösen; eine äußere Buchse, die drehbar um den Spannfutterkörper angeordnet ist; und eine Antriebsmutter, die um den Spannfutterkörper angeordnet ist und indirekt mit der äußeren Buchse verbunden ist, wobei die Antriebsmutter durch Drehen der äußeren Buchse angetrieben werden kann und in ihrer Innenfläche ein Innengewinde aufweist, um mit dem Außengewinde der Spannbacken zusammen zu wirken, so dass die Spannbacken angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannfutter überdies eine Antriebspendel-Stützbuchse umfasst, die sich zwischen der äußeren Buchse und der Antriebsmutter befindet, mit der äußeren Buchse verbunden und um den Spannfutterkörper angeordnet ist; ein Antriebspendel, das auf der Antriebspendel-Stützbuchse vorgesehen ist und zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position um den Anschlussabschnitt des Antriebspendels zur Antriebspendel-Stützbuchse schwingt. Das Antriebspendel weist einen ersten Antriebsabschnitt und einen zweiten Antriebsabschnitt darauf auf, die die Antriebsmutter entlang bzw. gemäß dem ersten Antriebspfad (transmission path) bzw. Übertragungsweg durch einen ersten Antriebskeil antreiben, wenn sich das Antriebspendel in der ersten Position befindet, während bzw. und die Antriebsmutter entlang bzw. gemäß einem zweiten Antriebspfad (transmission path) bzw. Übertragungsweg durch einen zweiten Antriebskeil angetrieben wird, wenn sich dasselbe in der zweiten Position befindet, wobei der zweite Antriebspfad eine größere Einspannkraft bereitstellt als der erste Antriebspfad.

Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung sind der erste und zweite Antriebsabschnitt jeweils der erste und zweite Antriebskeil, wobei das Antriebspendel in einer Ebene senkrecht zur in Längsrichtung verlaufenden Mittelachse schwingt.

Außerdem umfasst das Spannfutter eine Mutter-Antriebsbuchse, die an ihrem oberen Ende fest mit der Antriebsmutter verbunden ist, und an deren unteren Ende eine Antriebsmutter vorgesehen ist, wobei der erste Antriebskeil des Antriebspendels antreibbar mit der Antriebsmutter der Mutter-Antriebsbuchse verbunden ist, so dass das Antriebspendel die Antriebsmutter entlang dem ersten Pfad antreibt.

Außerdem ist die Seitenfläche des ersten Antriebskeils, der in die Antriebsnut der Mutter-Antriebsbuchse in Greifdrehrichtung eingreift, abgeschrägt, so dass, wenn der erste Antriebskeil in die Antriebsmutter eingreift und die Mutter-Antriebsbuchse antreibt, die entsprechende Seitenfläche der Antriebsmutter eine Teilkraft auf das Antriebspendel in Richtung der zweiten Position aufbringt.

Außerdem umfasst das Spannfutter eine Getriebebuchse bzw. Schiebebuchse (gear sleeve), die zwischen dem Spannfutterkörper und der Antriebspendel-Stützbuchse montiert ist und einen ersten Verzahnungsteil und einen zweiten Verzahnungsteil aufweist; eine Zahnkranz-Verbindungsbuchse bzw. -Überwurfbuchse (teething ring connection sleeve), die fest an einem Ende des Spannfutterkörpers verbunden ist und einen inneren Zahnkranzabschnitt am anderen Ende aufweist, wobei der innere Zahnkranzabschnitt eine Innenverzahnung aufweist; und mindestens ein Planetengetriebe, das drehbar auf der Mutter-Antriebsbuchse vorgesehen ist und sich zwischen dem ersten Verzahnungsabschnitt der Getriebe- bzw. Schiebebuchse und dem inneren Zahnkranzabschnitt der Verzahnungs-Überwurfbuchse befindet, und jeweils in die beiden eingreift; wobei der zweite Antriebskeil in den zweiten Verzahnungsteil der Getreibe- bzw. Schiebebuchse eingreift, wenn sich das Antriebspendel in der zweiten Position befindet, so dass das Antriebspendel die Antriebsmutter entlang dem zweiten Pfad antreibt.

Außerdem ist die Antriebspendel-Stützbuchse mit einem elastischen Element versehen, das an der Innenseite des Antriebspendels anliegt, so dass das Antriebspendel in radialer Richtung nach außen vorgespannt wird.

Außerdem ist die Mutter-Antriebsbuchse an ihrer Innenfläche mit einer oder mehreren Positionsnuten versehen, so dass der erste Antriebskeil in die Positionsnut gleiten kann, wenn das Antriebspendel in der zweiten Position die Getriebe- bzw. Schiebebuchse veranlasst, sich zu drehen.

Außerdem ist die Mutter-Antriebsbuchse mit einem Anschlagabschnitt versehen, der sich zwischen der Positionsnut und der Antriebsnut befindet, wodurch verhindert wird, dass der erste Antriebskeil des Antriebspendels über die Positionsnut gelangt und während des Spannen des Spannfutters in die Antriebsnut eindringt.

Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Spannfutter bereitgestellt. Der Unterschied zwischen diesem Spannfutter und dem Spannfutter gemäß dem ersten Gesichtspunkt liegt darin, dass die Mutter-Antriebsbuchse eine Mutterbuchse und eine Antriebsbuchse umfasst, die separat vorgesehen und miteinander verbunden sind.

Außerdem ist die Mutterbuchse fest um die Mutter an ihrem oberen Abschnitt angeordnet und an ihrem unteren Abschnitt mit einer Nut versehen. Die Antriebsbuchse ist mit einem oberen Wellenstützabschnitt und einem unteren Wellenstützabschnitt versehen, zum Montieren einer Planetengetriebewelle, die das Planetengetriebe stützt, wobei der obere Wellenstützabschnitt ein oberer Wellenstützarm ist, der sich nach außen in radialer Richtung erstreckt, und der untere Wellenstützarm mit der Antriebsnut antreibbar auf der Mutterbuchse zusammenwirkt.

Außerdem bildet die Antriebsbuchse an ihrem unteren Teil einen Randabschnitt, dessen obere Wand als unterer Wellenstützabschnitt entsprechend dem oberen Wellenstützabschnitt verwendet wird.

Außerdem umfasst die Zahnkranz-Verbindungsbuchse eine Zahnkranzbuchse und einen inneren Zahnkranz, der separat vorgesehen ist, wobei der Zahnkranz an seinem oberen Ende fest auf dem Spannfutterkörper montiert ist und an seinem unteren Ende mit dem inneren Zahnkranz in einer Position montiert ist, die dem Planetengetriebe entspricht, wobei die Innenfläche des inneren Zahnkranzes eine Innenverzahnung aufweist.

Gemäß einem dritten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Spannfutter bereitgestellt, wobei der erste und zweite Antriebsabschnitt jeweils der erste und zweite Antriebskeil sind und das Antriebspendel in einer senkrechten Ebene parallel zur in Längsrichtung verlaufenden Mittelachse schwingt.

Außerdem umfasst das Spannfutter eine Mutter-Antriebsbuchse, die eine Mutterbuchse und eine Antriebsbuchse umfasst, die miteinander verbunden sind. Die Mutterbuchse ist an ihrem oberen Ende fest mit der Antriebsmutter verbunden, und die Antriebsbuchse ist an ihrem unteren Ende mit einer Antriebsnut versehen, so dass, wenn sich das Antriebspendel in der ersten Position befindet, der erste Antriebskeil des Antriebspendels mit der Antriebsnut der Mutter-Antriebsbuchse verbunden ist, was das Antriebspendel veranlasst, die Antriebsmutter entlang dem ersten Pfad anzutreiben.

Außerdem ist die Seitenfläche des ersten Antriebskeils des Antriebspendels, der in die Antriebsnut der Mutter-Antriebsbuchse eingreift, abgeschrägt, so dass, wenn der erste Antriebskeil in die Antriebsnut eingreift und die Mutter-Antriebsbuchse antreibt, die entsprechende Seitenfläche der Antriebsnut eine Teilkraft auf das Antriebspendel in Richtung der zweiten Position aufbringt.

Außerdem umfasst das Spannfutter eine Getriebe- bzw. Schiebebuchse (gear sleeve), die zwischen dem Spannfutterkörper und der Antriebspendel-Überwurfbuchse montiert ist, und einen ersten Verzahnungsteil und einen zweiten Verzahnungsteil aufweist; eine Zahnkranz-Verbindungsbuchse bzw. -Überwurfbuchse (teething ring connection sleeve), die an einem Ende fest mit dem Spannfutterkörper verbunden ist und an dem anderen Ende einen inneren Zahnkranzabschnitt aufweist; und mindestens ein Planetengetriebe, das drehbar auf der Antriebsbuchse vorgesehen ist und sich zwischen dem ersten Verzahnungsabschnitt der Getriebe- bzw. Schiebebuchse und dem inneren Zahnkranzabschnitt der Zahnkranz-Verbindungsbuchse befindet, das jeweils in die beiden eingreift; wobei der zweite Antriebskeil in den zweiten Verzahnungsteil der Getriebe- bzw. Schiebebuchse eingreift, wenn sich das Antriebspendel in der zweiten Position befindet, so dass das Antriebspendel die Antriebsmutter entlang dem zweiten Pfad antreibt.

Außerdem ist das Antriebspendel ein elastischer Abschnitt, der auf der Antriebspendel-Stützbuchse und mit ihr in einem Stück ausgebildet ist, wobei die Antriebspendel-Stützbuchse mindestens mit einem Antriebspendel darauf ausgestaltet ist.

Außerdem weist das Antriebspendel an seinem freien Ende einen ersten Antriebskeil auf, der durch Hochbiegen gebildet ist und einen zweiten Antriebskeil, der durch Herunterbiegen gebildet ist.

Außerdem weist die Antriebspendel-Stützbuchse mindestens einen elastischen Stützabschnitt auf, der sich axial nach unten erstreckt, der gegen eine Fläche der Getriebe- bzw. Schiebebuchse anliegt, und zum Bewegen der Antriebspendel-Stützbuchse axial aufwärts in Bezug auf die Getriebe- bzw. Schiebebuchse verwendet wird, und zum Zurückzustellen derselben.

Außerdem ist die untere Fläche der Antriebsbuchse ebenfalls mit einer oder mehreren Positionsnuten versehen, so dass der erste Antriebskeil in die Positionsnut gleiten kann, wenn das Antriebspendel in der zweiten Position die Getriebe- bzw. Schiebebuchse zum Drehen veranlasst.

Außerdem ist die Antriebsbuchse ebenfalls mit einem Anschlagabschnitt versehen, der sich zwischen der Positionsnut und der Antriebsnut befindet und verhindert, dass der erste Antriebskeil des Antriebspendels über die Positionsnut gelangt und während des Einspannens des Spannfutters in die Antriebsnut eindringt.

Außerdem ist der Spannfutterkörper mit einem Federsicherungsring (spring check ring) versehen, der vor der Getriebe- bzw. Schiebebuchse positioniert und in der Mitte mit einer Gleitbaugruppe versehen ist.

Alternativ ist das Antriebspendel an einem Ende als ein Stück mit der Antriebspendel-Stützbuchse ausgebildet, wobei das andere Ende desselben ein freies Ende ist, an dem die erste und zweite Antriebsbuchse ausgebildet sind.

Alternativ sind die Antriebspendel drehbar auf der Antriebspendel-Stützbuchse montiert, der erste Antriebsabschnitt ist der erste Antriebskeil, der auf der Außenseite des Antriebspendel vorgesehen ist, und der zweite Antriebsabschnitt ist der zweite Antriebskeil, der auf der Innenseite des Antriebspendels vorgesehen ist, wobei das Antriebspendel eine Verbindungsnut aufweist und die Antriebspendel-Stützbuchse einen Verbindungskeil aufweist, der mit der Verbindungsnut des Antriebspendels verbunden ist, wobei die Antriebspendel-Stützbuchse überdies einen elastischen Abschnitt aufweist, dessen freies Ende das freie Ende des entsprechenden Antriebspendels nach außen vorspannt.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung sind: Der erste und zweite Antriebskeil sind jeweils an beiden Seiten des Antriebspendels vorgesehen, wobei der erste Antriebskeil das Spannfutter veranlasst, das Einspannen in einer ersten Stufe entlang dem ersten Pfad auszuführen, und der zweite Antriebskeil nach dem Einspannen der ersten Stufe das Spannfutter veranlasst, das Einspannen mit einer größeren Kraft in einer zweiten Stufe entlang dem zweiten Pfad auszuführen. Auf diese Weise kann das Spannfutter eine größere Einspannkraft durch das zweistufige Einspannen bereitstellen.

Die Kraftübertragung entlang zwei Pfaden wird durch zwei Antriebskeile eines einzelnen Antriebspendels erreicht, das eine einfache Struktur aufweist und praktisch in Betrieb zu nehmen ist.

Nach dem Einspannen der zweiten Stufe kann der erste Antriebskeil des Antriebspendels in die Positionsnut der Antriebsbuchse gleiten, die fest mit dem Spannfutterkörper verbunden ist, was gewährleistet, dass das Spannfutter in der Lage ist, zu verhindern, dass die Mutter im Betrieb, wenn Vibrationen auftreten, in Gegenrichtung dreht, so dass das Lösen des Werkzeugs verhindert wird.

Durch die mehreren Positionsnuten der Antriebsbuchse können dem Spannfutter verschieden ausgelegte Einspannkräfte bereitgestellt werden, so dass verschiedenen Arbeitsbedingungen Rechnung getragen wird.

Die zuvor genannten und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden eindeutiger durch die ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zusammen mit den begleitenden Figuren verstanden, in denen gleiche Bauteile durchgängig mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet sind und einige Bauteile aus Gründen der Eindeutigkeit in den Figuren ausgelassen wurden. Es zeigt

1 eine vordere Querschnittsansicht des Spannfutters gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A von 1, wobei sich das Spannfutter in der ersten Stufe des Einspannens befindet, während sich das Antriebspendel in der ersten Position befindet;

3 eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A von 1, wobei sich das Spannfutter in der zweiten Stufe des Einspannens befindet, während sich das Antriebspendel in der zweiten Position befindet;

4 eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B von 1;

5 eine Unteransicht der Mutter-Antriebsbuchse;

6 eine vordere Querschnittsansicht der Mutter-Antriebsbuchse;

7 eine Unteransicht der Antriebspendel-Stützbuchse;

8 eine vordere Querschnittsansicht der Antriebspendel-Stützbuchse;

9 eine Draufsicht der äußeren Buchse;

10 eine vordere Querschnittsansicht des Spannfutters gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

11 eine Unteransicht der Mutterbuchse;

12 eine vordere Querschnittsansicht der Mutterbuchse;

13 eine vordere Querschnittsansicht der Antriebsbuchse;

14 eine Unteransicht der Antriebsbuchse;

15 eine vordere Ansicht der Baugruppe der Zahnkranz-Verbindungsbuchse, wobei die Verbindung zwischen der Zahnkranzbuchse und dem inneren Zahnkranz eine Keilnutverbindung ist;

16 eine Unteransicht der Zahnkranz-Verbindungsbuchse von 15;

17 eine vordere Ansicht der Baugruppe der Zahnkranz-Verbindungsbuchse, wobei die Verbindung zwischen der Zahnkranzbuchse und dem inneren Zahnkranz eine Halteeingriffverbindung (stop interference connection) bzw. Pressverbindung ist;

18 eine Unteransicht der Zahnkranz-Verbindungsbuchse von 17;

19 eine vordere Querschnittsansicht der Getriebe- bzw. Schiebebuchse;

20 eine Querschnittsansicht der Getriebe- bzw. Schiebebuchse von 19 entlang der Linie D-D;

21 eine vordere Querschnittsansicht des Spannfutters gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

22 eine Draufsicht der Mutterbuchse von 21;

23 eine Draufsicht der Getriebe- bzw. Schiebebuchse von 21;

24 eine vordere Querschnittsansicht der Antriebsbuchse von 21;

25 eine Unteransicht der Antriebsbuchse von 24;

26 eine vordere Querschnittsansicht der Antriebspendel-Stützbuchse von 21;

27 eine Draufsicht der Antriebspendel-Stützbuchse von 26;

28 eine teilweise vergrößerte Ansicht von 27 entlang der Linie H-H;

29 eine Draufsicht der äußeren Buchse von 21;

30 eine vordere Querschnittsansicht des Spannfutters gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

31 eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A von 30, wobei sich das Spannfutter in der ersten Stufe des Einspannens befindet, während sich das Antriebspendel in der ersten Position befindet;

32 eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A von 30, wobei sich das Spannfutter in der zweiten Stufe des Einspannens befindet, während sich das Antriebspendel in der zweiten Position befindet;

33 eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht des Spannfutters gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Ansicht des Spannfutters gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ebenfalls auf diese 33 bezogen werden kann;

34 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Getriebeklammer von 30;

35 eine perspektivische Ansicht der Antriebspendel-Stützbuchse von 30;

36 eine perspektivische Ansicht des Spannfutters gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

37 eine perspektivische Ansicht der Antriebspendel-Stützbuchse des Spannfutters der fünften Ausführungsform;

38 eine Querschnittsansicht der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Linie A-A von 30, wobei sich das Spannfutter in der ersten Stufe des Einspannens befindet und sich das Antriebspendel in der ersten Position befindet; und

39 eine Querschnittsansicht der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang der Linie A-A von 30, wobei sich das Spannfutter in der zweiten Stufe des Einspannens befindet und sich das Antriebspendel in der zweiten Position befindet.

Das erfindungsgemäße Spannfutter kann für Einspann-Bearbeitungswerkzeuge, wie Bohrspitzen, Gewindebohrer und Reibahlen, verwendet werden. Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden ausführlich anhand von begleitenden Figuren beschrieben. In den beschriebenen Ausführungsformen werden gleiche Bauteile mit gleichen Bezeichnungen und gleichen Bezugszeichen dargestellt, wobei sich wiederholende Beschreibungen ausgelassen werden.

In der Beschreibung bezeichnet der Ausdruck „vorn" in Bezug auf das Spannfutter selbst die Seite, an der sich das Werkzeug befindet, und der Ausdruck „hinten" die Seite, an der sich die Antriebswelle der Antriebsquelle befindet. In der Beschreibung, die in Verbindung mit den Figuren gegeben ist, wird allgemein „vorn" ebenfalls als „unterer Teil" und „hinten" als „oberer Teil" bezeichnet, es sei denn, es ist anders angegeben oder der Ausdruck wäre unverständlich.

Mit Bezug auf 1 ist die vordere Querschnitts-Teilansicht der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spannfutters dargestellt. Das Spannfutter umfasst einen Spannfutterkörper 01, der sich in der Mitte befindet und eine in Längsrichtung verlaufende Mittelachse aufweist, wobei der Spannfutterkörper 01 am hinteren Ende mit einer Antriebswelle einer Antriebsquelle über eine Gewindebohrung oder eine Kegelbohrung verbunden ist und eine Aufnahmestelle für das Einspannen eines Werkzeugs am vorderen Ende bildet. Eine Mehrzahl schräger Bohrungen 011 ist in dem Spannfutterkörper 01 gleichmäßig um seine Mittelachse angeordnet. Der Spannfutterkörper 01 weist einen Trägerabschnitt 012 an seiner Außenfläche auf, und der Trägerabschnitt 012 weist Kerbverzahnungen 0121 an ihrer Außenfläche auf.

Daneben ist die Außenfläche des Spannfutterkörpers 01 an dem vorderen Ende mit zwei Ringnuten ausgebildet, die mit Federsicherungsringen 16 bzw. 17 versehen sind.

Eine Mehrzahl Spannbacken 02 ist in den schrägen Bohrungen 011 des Spannfutterkörpers 01 montiert, wobei die Spannbacke am hinteren Ende ein Teil-Außengewinde und am vorderen Ende einen Einspannabschnitt aufweist, und der Einspannabschnitt im Wesentlichen eine Prismenform für das Einspannen des Werkzeugs aufweist.

Der Spannfutterkörper 01 ist am hinteren Ende mit einer hinteren Kappe 07 versehen, die mit dem hinteren Ende des Spannfutterkörpers entweder durch eine Bohrung und ein Befestigungselement oder durch einen Keil verbunden ist. Die hintere Kappe 07 erstreckt sich am Umfang in radialer Richtung nach außen und liegt am hinteren Ende einer äußeren Buchse 05 an. Alternativ kann sich der Umfang der hinteren Kappe 07 weiter nach vorn erstrecken, um einen Halterungsabschnitt zu bilden.

Die äußere Buchse 05 ist vor der hinteren Kappe 07 vorgesehen und drehbar um den Spannfutterkörper 01 herum angeordnet, wobei das hintere Ende der äußeren Buchse 05 durch die hintere Kappe 07 geschlossen ist. Mit Bezug auf 9 ist die äußere Buchse 05 als Draufsicht dargestellt. Die Außenfläche der äußeren Buchse 05 bildet einen Halterungsabschnitt, an dem das Gewinde oder ein Streifen vorgesehen werden kann, wodurch die Halterung ermöglicht wird. Das untere Ende der äußeren Buchse 05 erstreckt sich in radialer Richtung nach innen und bildet einen Flansch, auf dem eine Mehrzahl am Umfang angeordneter Schlitze 051 ausgebildet ist.

Eine (Gewinde-)Mutter 03 ist außen um den Spannfutterkörper herum angeordnet und befindet sich vor dem Trägerabschnitt 012 des Spannfutterkörpers, wobei ein Lager 04 zwischen der Mutter 03 und dem Trägerabschnitt 012 vorgesehen ist. Die Mutter 03 weist eine Gewindeantriebsverbindung mit den Spannbacken 2 und Kerbverzahnungen auf ihrer Umfangsfläche auf.

Eine Mutter-Antriebsbuchse 09 ist ebenfalls außen um den Spannfutterkörper herum angeordnet, fest am oberen Ende um die zylindrische Außenfläche 031 der Mutter 03 mit Kerbverzahnungen angeordnet und durch einen Stanznietabschnitt 091 gesichert. Mit Bezug auf 5 und 6 weist die Mutter-Antriebsbuchse 09 am anderen Ende eine Mehrzahl Antriebskerben 092 und Positionsnuten 093a-093e und im Mittelteil eine Mehrzahl Wellenstützarmpaare 095 und 096 mit Wellenmontagebohrungen 098 und 099 auf. Wie in 1 dargestellt, sind die Wellenmontagebohrungen 098 und 099 der Wellenstützarme mit Planetengetriebewellen 11 versehen, an denen jeweils ein Planetengetriebe 10 vorgesehen ist. Das Planetengetriebe 10 gelangt teilweise durch ein rechtwinkliges Planetengetriebefenster 097 und erstreckt sich dann über die Wand der Mutter-Antriebsbuchse 09 hinaus, um in eine Innenverzahnung 081 auf einem inneren Zahnkranzteil einer Zahnkranz-Verbindungsbuchse 08 einzugreifen, was nachfolgend beschrieben wird.

Mit Bezug auf 5 und 6 ist die Mutter-Antriebsbuchse 09 ebenfalls mit einem Anschlagabschnitt 094 versehen, der sich auf dem Seitenwandabschnitt einer Antriebskerbe 092 zwischen der Positionsnut 093e und der Antriebskerbe 092 befindet, wodurch verhindert wird, dass der erste Antriebskeil 141 der Antriebspendel 14a und 14b über die Positionsnuten 093a und 093e gelangt und während des Einspannens des Spannfutters in die Antriebskerbe 092 eindringt. Wenn dieser Umstand eintritt, wird sich der zweite Antriebskeil 142 von dem zweiten Verzahnungsteil 122 der Getriebe- bzw. Schiebebuchse 12 aufgrund der Vorspannwirkung des elastischen Abschnitts 131 auf die Antriebspendel 14a und 14b lösen.

Der Trägerschnitt 012 des Spannfutterkörpers 01 ist fest um eine Zahnkranz-Verbindungsbuchse 08 herum angeordnet, die am oberen Ende als zylinderförmige Buchse ausgebildet ist und an der zylindrischen Außenfläche des Trägerabschnitts 012 mit Kerbverzahnungen durch einen Stanznietabschnitt 082 befestigt ist und am unteren Ende einen inneren Zahnkranzabschnitt in der Innenwand aufweist, wobei der innere Zahnkranzabschnitt eine Innenverzahnung 081 darauf aufweist und in das Planetengetriebe 10 eingreift.

Um den Spannfutterkörper 01 ist eine Getriebe- bzw. Schiebebuchse 12 im Mittelteil in der Nähe des Vorderteils beweglich angeordnet. Mit Bezug auf 19 und 20 weist die Getriebe- bzw. Schiebebuchse 12 einen ersten Verzahnungsteil 121 am oberen Ende (d.h. an dem Ende, das sich näher an dem Mittelteil des Spannfutterkörpers befindet) auf und weist einen zweiten Verzahnungsteil 122 am anderen Ende mit einer Positions-Anschlagplatte 123 auf, die dazwischen vorgesehen ist, um zu verhindern, dass sich die Planetengetriebewelle 11 in radialer Richtung nach vorn bewegt. Natürlich ist es möglich, die axiale Position der Planetengetriebewelle 11 durch das Zusammenwirken zwischen einem in einer Ringnut montierten Federsicherungsring und dem Wellenstützarm 095 und 096 zu erzielen, wobei die Ringnut auf der Planetengetriebewelle 11 ausgebildet ist.

Der erste Verzahnungsabschnitt 121 ist so angeordnet, dass er in radialer Richtung mit dem Planetengetriebe 10 übereinstimmt und darin eingreift, und der zweite Verzahnungsabschnitt 122 ist so angeordnet, dass er in radialer Richtung mit dem zweiten Antriebskeil 142 der Antriebspendel 14a und 14b (werden später beschrieben) übereinstimmt und in ihn eingreift. Die Verzahnungen des ersten Verzahnungsabschnitts 121 sind normalerweise Verzahnungen, die ein relativ dynamisches Übersetzungsverhältnis zum Planetengetriebe aufweisen, wenn die Verzahnungen in Betrieb sind, wohingegen die Verzahnungen des zweiten Verzahnungsabschnitts 122 die Eingriffspunkte darstellen, die die Aufgabe von Keilen übernehmen, und ein relativ statisches Antriebsverhältnis mit der zweiten Antriebsfeder 142 aufweisen, wenn die Verzahnungen in Betrieb sind.

Um den Spannfutterkörper 01 ist ebenfalls eine Antriebspendel-Stützbuchse 13 angeordnet, die sich in einer Position befindet, die mit dem zweiten Verzahnungsabschnitt 122 der Getriebe- bzw. Schiebebuchse 12 übereinstimmt. Mit Bezug auf 7 und 8 weist die Antriebspendel-Stützbuchse 13 an einem Ende einen Wellenstützarm 133 mit einer Wellenmontagebohrung 134 darauf auf und weist am anderen Ende einen tellerförmigen Flansch auf. Der Flansch wird mit einer Wellenmontagebohrung 135 koaxial mit der Wellenmontagebohrung 134 ausgebildet und weist einen Trägerkeil 132 auf, der sich bis zum Endabschnitt erstreckt. Eine Mehrzahl elastischer Abschnitte 131 ist am Mittelteil der Antriebspendel-Stützbuchse 13 vorgesehen. Die Antriebspendel-Stützbuchse 13 ist zwischen der Getriebe- bzw. Schiebebuchse 12 und der Mutter-Antriebsbuchse 09 montiert und wirkt mit der Innenwand der Mutter-Antriebsbuchse 09 zusammen.

Die Antriebspendel-Stützbuchse 13 ist mit mehreren Antriebspendeln 14a und 14b versehen, von denen jedes eine Wellenmontagebohrung 143 an einem Ende und einen ersten Antriebskeil 141 bzw. einen zweiten Antriebskeil 142 auf beiden Seiten am anderen Ende aufweist. Die Antriebspendel 14a und 14b sind beweglich an einer Antriebspendelwelle 15 angeordnet, deren beide Enden fest in Wellenmontagebohrungen 134 und 135 montiert sind. Zum Verändern der Kraft sind die Antriebspendel 14a und 14b als schwenkbare Bauteile ausgeführt, die auf der Antriebspendel-Stützbuchse montiert sind, und der elastische Abschnitt 131 spannt das Antriebspendel 14 in radialer Richtung nach außen vor. In einer Montageposition greifen die ersten Antriebskeile 141 der Antriebspendel 14a und 14b in die Antriebskerbe 092 der Mutter-Antriebsbuchse ein, wobei sich das Antriebspendel in der ersten Position befindet. Die Seitenfläche des ersten Antriebskeils 141 des Antriebspendels, das in die Antriebskerbe 092 der Mutter-Antriebsbuchse 09 in Einspannrichtung eingreift, ist in einem Winkel von &bgr; (< 90°) in Bezug auf die Tangente der Antriebspendel 14a und 14b an diesem Punkt abgeschrägt, so dass, wenn der erste Antriebskeil 141 in die Antriebskerbe 092 eingreift und die Mutter-Antriebsbuchse 09 antreibt, die entsprechende Seitenfläche der Antriebskerbe 092 die Teilkraft auf die Seite des zweiten Antriebskeils 142 an den Antriebspendeln 14a und 14b aufbringt, so dass der zweite Antriebskeil 142 in den ersten Verzahnungsabschnitt 122 der Getriebe- bzw. Schiebebuchse 12 eingreift, wobei sich das Antriebspendel an diesem Punkt in der zweiten Position befindet.

Außerdem ist der Federsicherungsring 16 mit einer Öffnung in die Ringnut an dem vorderen Ende des Spannfutterkörpers montiert, um die Getriebe- bzw. Schiebebuchse 12 und die Antriebspendel-Stützbuchse 13 auf dem Spannfutterkörper zu positionieren. Die äußere Buchse 05 ist um die Zahnkranz-Verbindungsbuchse 08 angeordnet und weist Schlitze 051 an dem vorderen Ende auf, so dass sie mit dem Trägerkeil 132 der Antriebspendel-Stützbaugruppe 13 steckend verbunden werden kann. Eine vordere Abdeckung 06 ist auf dem vorderen Abschnitt des Spannfutterkörpers 01 und dem vorderen Ende der äußeren Buchse 05 montiert. Der elastische Federsicherungsring 17 positioniert die vordere Abdeckung 06 und die äußere Buchse 05 in axialer Richtung.

Im Folgenden wird die Betriebsweise der ersten Ausführungsform ausführlich anhand der Figuren beschrieben.

Mit Bezug auf 1-3 wird, wenn die äußere Buchse 05 im Uhrzeigersinn in 2 gedreht wird, durch den Schlitz 051 bewirkt, dass sich die Antriebspendel-Stützbuchse 13 dreht. Folglich bewirkt das Antriebspendel 14 auf der Antriebspendel-Stützbuchse 13, dass der erste Antriebskeil 141 darauf unter der Vorspannwirkung des elastischen Abschnitts 131 in die Antriebskerbe 092 der Mutter-Antriebsbuchse 09 eingreift, so dass die Mutter-Antriebsbuchse 09 zusammen mit der Mutter 03 in der gleichen Richtung wie die äußere Buchse 05 dreht und die Spannbacken sich durch den Gewindeantrieb zwischen dem Muttergewinde und dem Spannbackengewinde in den abgeschrägten Bohrungen im Spannfutterkörper vor und zurück bewegen, um das Bohrwerkzeug einzuspannen oder zu lösen. Die positive Drehung der äußeren Buchse 05 bewirkt, dass sich die Spannbacken 02 nach vorn bewegen, um den Bohrer einzuspannen.

Dies ist die erste Einspannstufe, in der der Antriebspfad den ersten Pfad darstellt. Das maximale Drehmoment N1 der ersten Stufe kann durch die geeignete Auswahl der Größe der Spannkraft des elastischen Abschnitts 131 und des Winkels &bgr; (< 90°) eingestellt werden.

Wenn die äußere Buchse mit größerer Kraft weitergedreht wird, wird das Antriebspendel 14, sobald das Drehmoment größer als N1 ist, um die Antriebspendelwelle 15 schwingen, indem es die Spannkraft des elastischen Abschnitts 131 und die Reibungskraft zwischen dem ersten Antriebskeil 141 und der Seitenwand der Antriebskerbe 092 überwindet, so dass der erste Antriebskeil 141 aus der Kerbe 092 gleitet und den zweiten Antriebskeil 142 zwingt, in den zweiten Verzahnungsabschnitt 122 der Getriebe- bzw. Schiebebuchse 12 einzugreifen, wenn er von der Innenwand der Mutter-Antriebsbuchse 09 gestützt wird, so dass die zweite Stufe eingeleitet wird, wobei der zurückgelegte Antriebspfad den zweiten Pfad darstellt.

In der zweiten Einspannstufe wird das Drehmoment (d.h. das Eingangsdrehmoment der äußeren Buchse 05) durch die Übersetzung eines Planetengetriebemechanismus vergrößert. Dadurch, dass auf den Schlitz 051 auf der Antriebspendel-Stützbuchse 13 eingewirkt wird, werden die Antriebspendel 14a und 14b gedreht und der zweite Antriebskeil 142 greift in die Antriebsverzahnung 122 der Getriebe- bzw. Schiebebuchse 12 ein und gleichzeitig werden die ersten Antriebskeile 141 der Antriebspendel 14a und 14b von der Innenwand der Mutter-Antriebsbuchse 09 gestützt und verschieben sich in Bezug zueinander. Wenn die Antriebspendel 14a und 14b entlang der Antriebspendel-Stützbuchse 13 gedreht werden, wird die Getriebe- bzw. Schiebebuchse 12 zum Drehen um den Spannfutterkörper 01 angetrieben. Das Planetengetriebe 10 greift in die Getriebe- bzw. Schiebebuchse 12 und den inneren Zahnkranzabschnitt der Zahnkranz-Verbindungsbuchse 08 ein. Durch die feste Verbindung zwischen der Zahnkranz-Verbindungsbuchse 08 und dem Spannfutterkörper 01 treibt das Planetengetriebe 10 sowohl die Mutter-Antriebsbuchse 09 (als Planetengetriebe-Klammer) als auch die Mutter 03 zum Drehen um den Spannfutterkörper 01 an.

Da das Drehmoment, das von der Getriebe- bzw. Schiebebuchse 12 auf die Mutter 03 übertragen wird, durch die Übersetzung des Planetengetriebemechanismus um das i-fache vergrößert wird (wobei das Übersetzungsverhältnis i der Mutter-Antriebsbuchse 09 und der Getriebe- bzw. Schiebebuchse 12 größer als 1 ist), entspricht das Drehmoment, das auf die Mutter 03 aufgebracht wird, im Wesentlichen dem i-fachen Eingangsdrehmoment der äußeren Buchse, so dass die Einspannkraft der Spannbacken 02 auf das Bohrwerkzeug im Wesentlichen der i-fachen Einspannkraft eines herkömmlichen Spannfutters entspricht.

Nach der ausgelegten Größe der Einspannkraft ist die innere Seitenfläche der Mutter-Antriebsbuchse 09 entlang dem Pfad, auf dem der erste Antriebskeil des Antriebspendels 14 gleitet, des Weiteren mit mehreren Positionsnuten 093a-093e versehen. Die Einspannkräfte, die den Positionsnuten 093a-093e entsprechen, werden nach und nach entlang der Umfangsrichtung erhöht. Wenn der erste Antriebskeil 141 in die entsprechende Positionsnut gleitet (der zweite Antriebskeil 142 greift an diesem Punkt noch in den zweiten Verzahnungsabschnitt 122 ein), wird die Einspannkraft, die im Wesentlichen der ausgelegten Position entspricht, auf den Bohrer aufgebracht. Wenn sich darüber hinaus der erste Antriebskeil 141 in den entsprechenden Nuten 093a-093e befindet, kann verhindert werden, dass sich das Werkzeug durch eine entgegengesetzte Drehung der Mutter unter Betriebsbedingungen von Vibrationen und Stößen löst.

Wenn das Werkzeug gelöst werden soll, wird zuerst eine relativ große Kraft in entgegengesetzter Drehrichtung auf die äußeren Buchse 05 ausgeübt, so dass der erste Antriebskeil 141 aus der Positionsnut gleitet. Anschließend wird die äußere Buchse in eine Position weitergedreht, in der der erste Antriebskeil 141 mit der Antriebskerbe 092 übereinstimmt. An diesem Punkt löst sich der zweite Antriebskeil 142, der durch die Spannkraft des Federelements 131 vorgespannt ist, von der Antriebsverzahnung 122 und der erste Antriebskeil 141 greift in die Antriebskerbe 092 ein. Hierbei kann das Werkzeug schnell durch eine stetige und entgegengesetzte Drehung der äußeren Buchse gelöst werden.

Mit Bezug auf 10 ist die vordere Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Spannfutters gemäß der zweiten Ausführungsform dargestellt.

In der zweiten Ausführungsform wird eine Kombination aus Mutterbuchse 19 und Antriebsbuchse 20 verwendet, um die Aufgabe der Mutter-Antriebsbuchse der ersten Ausführungsform 09 durch eine Struktur aus einem Stück zu ersetzen.

Die Struktur der Mutterbuchse 19 ist in 11 und 12 und die Struktur der Antriebsbuchse 20 in 13 und 14 dargestellt. Die Mutterbuchse 19 bildet eine Antriebskerbe 191 an ihrem unteren Ende und die Antriebsbuchse 20 weist einen Wellenstützarm 095 an ihrem oberen Ende auf. Der Wellenstützarm 095 ist mit der Antriebskerbe 191 steckend verbunden.

Die Mutterbuchse 19 ist an ihrem oberen Abschnitt fest um die Mutter 03 angeordnet und an ihrem unteren Abschnitt mit der Antriebskerbe 191 versehen. Die Antriebsbuchse 20 ist mit oberen und unteren Wellenstützabschnitten zum Montieren der Planetengetriebewelle 11, die das Planetengetriebe 10 stützt, versehen. Der obere Wellenstützabschnitt der Antriebsbuchse 20 ist ein oberer Wellenstützarm 095, der sich in radialer Richtung nach außen erstreckt und mit der Antriebskerbe 191 der Mutterbuchse 19 steckend verbunden ist, um die Mutterbuchse 19 und die Antriebsbuchse 20 miteinander zu verbinden.

Der untere Abschnitt der Antriebsbuchse 20 bildet einen Randabschnitt, dessen obere Wand 096 als unterer Wellenstützabschnitt dem oberen Wellenstützarm 095 entspricht.

Die Antriebsbuchse 20 ist an der Position entsprechend dem Planetengetriebe 10 mit einem Planetengetriebefenster 097 versehen und an ihrer Außenseite mit einer Planetengetriebewelle 15 montiert, wobei die Planetengetriebewelle 15 das Planetengetriebe 10 veranlasst, teilweise durch das Fenster 097 zu gelangen, um in den ersten Verzahnungsabschnitt 121 der Getriebe- bzw. Schiebebuchse 12 einzugreifen.

Des Weiteren wird in der zweiten Ausführungsform die Kombination aus einer Zahnkranzbuchse 18 und einem inneren Zahnkranz 21, die zusammengebaut sind, verwendet, um die Aufgabe der Zahnkranz-Baugruppenbuchse der ersten Ausführungsform zu übernehmen.

Die beiden Wege für die Montage des inneren Zahnkranzes 21 und der Zahnkranzbuchse 18 in der zweiten Ausführungsform sind in Figuren dargestellt.

Ein Weg ist in 15 und 16 dargestellt, bei dem die Zahnkranz-Verbindungsbuchse die Zahnkranzbuchse 18 und den inneren Zahnkranz 21, die separat vorgesehen sind, umfasst. Die Zahnkranzbuchse 18 ist an ihrem oberen Ende fest auf dem Spannfutterkörper 01 montiert und an ihrem unteren Ende mit einem Verbindungskeil 182 versehen. Der innere Zahnkranz 21 ist an seinem äußeren Umfang mit Keilen 212 versehen, zwischen denen eine Nut gebildet ist. Der Verbindungskeil 182 ist mit Keilen 212 steckend verbunden, so dass er mit der Nut zwischen den Keilen 212 zusammenwirkt. Durch diese Keil-Nut-Verbindung und das Nieten des Stanznietabschnitts 181 an der Verbindungsstelle wird eine feste Verbindung erzeugt.

Der andere Weg ist in 17 und 18 dargestellt, bei dem die Zahnkranzbuchse 18 an ihrem unteren Ende mit einem inneren Anschlag 183 ausgebildet ist und der innere Zahnkranz 21 an seiner zylindrischen Außenfläche mit Kerbverzahnungen 213 ausgebildet ist. Eine Pressverbindung bzw. Halteeingriffverbindung ist durch Drücken des inneren Zahnkranzes 21, der Kerbverzahnungen 213 aufweist, in den Anschlag 183 der Zahnkranzbuchse 18 hergestellt.

Die Betriebsweise des Spannfutters der zweiten Ausführungsform entspricht der der ersten Ausführungsform, die Beschreibung hierzu wird ausgelassen.

In der ersten und zweiten Ausführungsform, die vorstehend beschrieben sind, schwingt das Antriebspendel in der Ebene senkrecht zur in Längsrichtung verlaufenden Mittelachse des Spannfutterkörpers 01. In der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schwingt das Antriebspendel 331 in einer senkrechten Ebene parallel zur in Längsrichtung verlaufenden Mittelachse.

21 ist die vordere Querschnittsansicht des Spannfutters gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Mit Bezug auf 21 umfasst das Spannfutter eine äußere Buchse 05, eine Mutterbuchse 39, eine Antriebsbuchse 30, eine Getriebe- bzw. Schiebebuchse 32 und eine Antriebspendel-Stützbuchse 33.

Mit Bezug auf 29 ist die Draufsicht der äußeren Buchse 05 dargestellt. Die äußere Buchse ist an ihrem unteren Ende mit einer vorderen Abdeckung 06 verbunden und weist mehrere Schlitze 051 auf.

Mit Bezug auf 26-28 ist die Struktur der Antriebspendel-Stützbuchse 33 dargestellt. Aus den Figuren ist ersichtlich, dass das untere Ende der Antriebspendel-Stützbuchse 33 mehrere Trägerkeile 132 zum Zusammenwirken mit den Schlitzen 051 der äußeren Buchse 05 aufweist, so dass die Antriebspendel-Stützbuchse 33 durch das Drehen der äußeren Buchse 05 angetrieben wird. Der Unterschied dieser Ausführungsform zur ersten und zweiten Ausführungsform besteht darin, dass das Antriebspendel 331 in der vorliegenden Ausführungsform einen elastischen Abschnitt aufweist, der mit der Antriebspendel-Stützbuchse 33 in ein Element aus einem Stück zusammengeschlossen ist. Aus 27 ist ersichtlich, dass die Antriebspendel-Stützbuchse 33 drei Antriebspendel 331 aufweist.

Die Antriebspendel 331 werden durch Schneiden der oberen Fläche der Antriebspendel-Stützbuchse 33 in Umfangsrichtung gebildet. Jedes Antriebspendel 331 weist an seinem freien Ende einen ersten Antriebskeil 141 auf, der durch Hochbiegen ausgebildet ist, und einen zweiten Antriebskeil 142, der durch Herunterbiegen ausgebildet ist. Aus 26 ist ersichtlich, dass jeder der ersten Antriebskeile 141 zum Eingreifen in die Antriebskerbe 092 der Antriebsbuchse 30 eine Seitenfläche als abgeschrägte Fläche aufweist.

Ein elastischer Abschnitt 338 ist auf einem durchgängigen Abschnitt an der Innenseite jedes Antriebspendels 331 in radialer Richtung ausgebildet. Der Mittelteil des elastischen Stützabschnitts 338 ist nach unten gebogen und verlängert, um die Stütze auszubilden. Der elastische Stützabschnitt 338 liegt an der oberen Fläche einer Positions-Anschlagplatte 323 (wird später beschrieben) der Getriebe- bzw. Schiebebuchse 32 an, um die Antriebspendel-Stützbuchse 33 in Bezug auf die Getriebe- bzw. Schiebebuchse 32 axial nach oben zu bewegen und wieder zurückzustellen.

Mit Bezug auf 24 und 25 ist die Struktur der Antriebsbuchse 30 dargestellt. Die Antriebsbuchse 30 weist an ihrem unteren Ende die Antriebskerbe 092 auf. Die Antriebsbuchse 30 weist an ihren oberen und unteren Enden Flansche 095' bzw. 096' auf, in denen Wellenmontagebohrungen 098 bzw. 099 für das Montieren der Planetengetriebewelle 11 ausgebildet sind. Mit erneutem Bezug auf 21 ist die Planetengetriebewelle 11 mit dem Planetengetriebe 10 montiert, das sich zwischen den Flanschen 095 und 096 befindet. Die Planetengetriebewelle 011 erstreckt sich nach oben bis in die Nähe der unteren Fläche der Mutter 03 und erstreckt sich nach unten bis in die Nähe der oberen Fläche der Antriebspendel-Stützbuchse 33, so dass die axiale Position der Planetengetriebewelle 011 begrenzt ist, um zu verhindern, dass sich die Planetengetriebewelle 011 in axialer Richtung vor und zurück bewegt.

Mit Bezug auf 24 und 25 ist die Getriebe- bzw. Schiebebuchse 30 mit einem Planetengetriebefenster 097 darauf vorgesehen, das sich in einer Position entsprechend dem Planetengetriebe 10 von 21 befindet. Die Planetengetriebewelle 11 ist auf der äußeren Seite der Antriebsbuchse 30 montiert und das Planetengetriebe 10 ist so gefertigt, dass es teilweise durch das Fenster 097 gelangt, um in den ersten Verzahnungsabschnitt 121 der Getriebe- bzw. Schiebebuchse 32 einzugreifen.

Die Antriebsbuchse 30 ist an seiner unteren Fläche mit einer oder mehreren Positionsnuten 093a und 0933e versehen. Der erste Antriebskeil 141 kann in die Positionsnuten 093 und 093e gleiten, wenn das Antriebspendel 331 in der zweiten Position die Getriebe- bzw. Schiebebuchse 32 zum Drehen veranlasst.

Die Antriebsbuchse 30 ist ebenfalls mit einem Anschlagabschnitt 304 versehen, der sich vorzugsweise zwischen der Positionsnut 093e und der Antriebskerbe 092 befindet, die sich bei der Anschlagposition der Positionsnut 093e befindet, um zu verhindern, dass der erste Antriebskeil 141 des Antriebspendels 331 über die Positionsnut 393e gelangt und während des Einspannens des Spannfutters in die Antriebskerbe 092 eindringt. Der Anschlagabschnitt 304 kann eine Anschlagstruktur aufweisen, bei der er mit der Antriebsbuchse 30 als ein Teil ausgebildet bzw. auf einem Positionszapfen vorgesehen ist, der auf der Antriebsbuchse 30 montiert ist.

Wie in 21 dargestellt, weist die Getriebe- bzw. Schiebebuchse 32, die um den Spannfutterkörper 01 angeordnet ist, den ersten Verzahnungsabschnitt 121 und den zweiten Verzahnungsabschnitt 321 auf. Mit Bezug auf 23 wird gleichzeitig die Getriebe- bzw. Schiebebuchse 32 an ihrem unteren Ende mit einer Positions-Anschlagplatte 323 ausgebildet, um die Antriebspendel-Stützbuchse 33 in axialer Richtung zu stützen. Der zweite Verzahnungsabschnitt 321 ist am äußeren Umfang der Positions-Anschlagplatte 323 ausgebildet.

Der erste Verzahnungsabschnitt 121 befindet sich in einer Position entsprechend radial zum Planetengetriebe 10 und greift in dieses ein, wohingegen der zweite Verzahnungsabschnitt 321 sich unterhalb des zweiten Antriebskeils 142 des Antriebspendels 331 in axialer Richtung befindet und in ihn eingreift. Die Verzahnungen des ersten Verzahnungsabschnitts 121 sind normale Verzahnungen und bilden ein relativ dynamisches Übersetzungsverhältnis mit dem im Betrieb befindlichen Planetengetriebe, wohingegen die Verzahnungen des zweiten Verzahnungsabschnitts 321 als Verbindungspunkte verwendet werden, die die Aufgabe von Keilen übernehmen, und ein relativ statisches Übersetzungsverhältnis mit dem in Betrieb befindlichen zweiten Antriebskeil 142 bilden.

Die Mutterbuchse 39 und die Antriebsbuchse 30 sind gleichermaßen miteinander verbunden, wie die Mutter-Antriebsbuchse in der ersten Ausführungsform. Mit Bezug auf 22 ist die Draufsicht der Mutterbuchse dargestellt. Die Mutterbuchse 39 ist an ihrem oberen Ende fest auf der Antriebsmutter 03 verbunden und bildet eine Kerbe 391 in der Innenseite des unteren Endes. Die Kerbe wird verwendet, damit die Planetengetriebewelle 32 hindurch gelangt, so dass sie mit der Antriebsbuchse 30 verbunden werden kann, um die Planetengetriebewelle 32 zu stützen und zu montieren. Alternativ können die Mutterbuchse 39 und die Antriebsbuchse 30 ebenfalls in einem Stück ausgebildet sein.

Daneben ist der Spannfutterkörper 01 mit einem Federsicherungsring 16 montiert. Der Federsicherungsring 16 befindet sich an der Vorderseite der Getriebe- bzw. Schiebebuchse 32 mit einer Gleitbaugruppe 35 dazwischen. Die Gleitbaugruppe kann als planes Wälzlager oder als andere Gleitstrukturen ausgeführt sein, die aus Materialien mit einer niedrigen Reibezahl, wie Strukturen mit ölfreier Schmierung, gefertigt sind.

Das Verfahren des Spannfutters in seiner dritten Ausführungsform wird nachfolgend anhand der aufgeführten Figuren beschrieben.

Mit Bezug auf 21 greift, wenn die äußere Buchse 05 gedreht wird, der Schlitz 051 in der äußeren Buchse 05 in den Trägerkeil 132 auf der Antriebspendel-Stützbuchse 33 ein, so dass die Antriebspendel-Stützbuchse 33 zum Drehen veranlasst wird. Der erste Antriebskeil 141 des Antriebspendels 331 auf der Antriebspendel-Stützbuchse 33 greift in die Antriebskerbe 092 der Antriebsbuchse 30 ein, so dass die Antriebsbuchse 30 und die Mutter 03 mit der äußeren Buchse 05 in die gleiche Richtung drehen. Der Gewindeantrieb zwischen der Mutter und den Spannbacken bewirkt, dass sich die Spannbacken in den abgeschrägten Bohrungen in dem Spannfutterkörper vor und zurück bewegen, um dem Bohrer einzuspannen oder zu lösen. Die positive Drehung der äußeren Buchse 05 bewirkt, dass sich die Spannbacken 02 nach vorn bewegen und den Bohrer einspannen.

Dies ist die erste Einspannstufe, bei der der Antriebspfad den ersten Pfad darstellt. Das maximale Drehmoment N1 der ersten Stufe kann durch die geeignete Auswahl der Größe der Spannkraft des Antriebspendels 331 und des Winkels &bgr; (< 90°) der abgeschrägten Fläche eingestellt werden.

Wenn die äußere Buchse, sobald das Drehmoment größer als ein N1 ist, weiter mit größerer Kraft gedreht wird, gleitet die abgeschrägte Fläche des ersten Antriebskeils 141 des Antriebspendels 331 in Bezug auf die entsprechende Seitenwand der Kerbe 092 und gleichzeitig schwingt das Antriebspendel 331 um seinen Verbindungsabschnitt auf der Antriebspendel-Stützbuchse 33 in der senkrechten Ebene parallel zur Mittelachse, was bewirkt, dass der erste Antriebskeil 141 aus der Kerbe 092 herausgeleitet und die untere Fläche der Antriebsbuchse 30 berührt. Anschließend bewegt sich der zweite Antriebskeil 142 nach unten, um in den zweiten Verzahnungsabschnitt 122 der Getriebe- bzw. Schiebebuchse 32 darunter einzugreifen, und die zweite Stufe wird eingeleitet, bei der der zurückgelegte Antriebspfad den zweiten Pfad darstellt.

In der zweiten Einspannphase wird das Drehmoment durch den Antrieb eines Planetengetriebes vergrößert. Während dieser Stufe wird das Eingangsdrehmoment der äußeren Buchse 05 aufgebracht, um die Antriebspendel-Stützbuchse 33 durch den Schlitz 051 anzutreiben, und der zweite Antriebskeil 142 des Antriebspendels 331 dringt in die Kerbe 322 im zweiten Verzahnungsabschnitt 122der Getriebe- bzw. Schiebebuchse 32 ein, wodurch bewirkt wird, dass sich die Getriebe- bzw. Schiebebuchse 32 um den Spannfutterkörper 01 dreht. Da das Planetengetriebe 10 in den ersten Verzahnungsabschnitt 121 der Getriebe- bzw. Schiebebuchse 32 und gleichzeitig in den inneren Zahnkranz 21 der Zahnkranz-Verbindungsbuchse 18 eingreift, drehen das Planetengetriebe 10, die Planetengetriebewelle 11 und die Antriebsbuchse 30 zusammen um den Spannfutterkörper 01 und bewirken, dass sich die Mutter 03 durch die Antriebsbuchse 30 dreht, wodurch ein weiteres Einspannen durchgeführt wird.

Gemäß der Größe der ausgelegten Einspannkraft ist die Antriebsbuchse 30 entlang dem Pfad, auf dem der erste Antriebskeil 141 des Antriebspendels 331 gleitet, an ihrer unteren Fläche mit mehreren Positionsnuten 093a-093e versehen. Die Einspannkräfte, die den Positionsnuten 093a-093e entsprechen, werden nach und nach entlang der Umfangsrichtung erhöht. Wenn der erste Antriebskeil 141 in die entsprechende Positionsnut gleitet (der zweite Antriebskeil 142 greift an diesem Punkt noch in den zweiten Verzahnungsabschnitt 321 der Getriebe- bzw. Schiebebuchse 32 ein), wird die Einspannkraft, die im Wesentlichen der ausgelegten Position entspricht, auf das Bohrwerkzeug aufgebracht. Wenn sich darüber hinaus der erste Antriebskeil 141 in der entsprechenden Nut der Nuten 093a-093e befindet, kann verhindert werden, dass sich das Werkzeug durch eine entgegengesetzte Drehung der Mutter aufgrund von Betriebsbedingungen, wie Vibrationen und Stößen, löst.

Wenn das Werkzeug gelöst wird, muss zuerst eine relativ große Kraft in entgegengesetzter Drehrichtung auf die äußeren Buchse 05 ausgeübt werden, so dass der erste Antriebskeil 141 aus der Positionsnut gleitet. Anschließend muss die äußere Buchse in eine Position weitergedreht werden, in der der erste Antriebskeil 141 der Antriebskerbe 092 entspricht. An diesem Punkt schwingt das Antriebspendel 331 durch die Spannkraftwirkung des elastischen Stützabschnitts 338 nach oben, der zweite Antriebskeil 142 löst sich von dem zweiten Verzahnungsabschnitt 321 und der erste Antriebskeil 141 dringt in die Antriebskerbe 092 ein. Hierbei kann das Werkzeug schnell durch eine stetige und entgegengesetzte Drehung der äußeren Buchse gelöst werden.

Mit Bezug auf 30 ist die vordere Querschnittsansicht des Spannfutters gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Mit weiterem Bezug auf 33 ist die auseinander gezogene perspektivische Ansicht des Spannfutters gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt.

In der vierten Ausführungsform wird die Kombination aus Mutterbuchse 19, erster Getriebeklammer 61 und zweiter Getriebeklammer 62 verwendet, um die Mutter-Antriebsbuchse 09 durch ein in einem Stück ausgeführtes Element der ersten Ausführungsform zu ersetzen. Die Strukturen der Mutterbuchse 19, der ersten Getriebeklammer 61 und der zweiten Getriebeklammer 62 sind in 33 gezeigt, wobei die Struktur der zweiten Getriebeklammer 62 auch in 34 gezeigt ist.

Die Mutterbuchse 19 ist an ihrem oberen Endabschnitt fest um die Antriebsmutter 03 angeordnet und bildet an ihrem unteren Abschnitt einen Antriebskeil 193.

Die erste Getriebeklammer 61 ist im Wesentlichen ringförmig, wobei mehrere Wellenmontagebohrungen 098 gleichmäßig um die Mittelachse angeordnet sind, die erste Getriebeklammer 61 an ihrem äußeren Umfang mit einer Keilnut 612 ausgebildet ist, entsprechend dem Antriebskeil 193 der Mutterbuchse 19, wobei an ihrem unteren Abschnitt ein Verbindungskeil 617 ausgebildet ist, der dem der Keilnut 612 entspricht. Die erste Getriebeklammer 61 ist fest mit der Mutterbuchse 19 verbunden, indem der Antriebskeil 193 steckend mit der Keilnut 612 verbunden ist.

Die zweite Getriebeklammer ist im Wesentlichen ringförmig, wobei eine Verbindungskerbe 627 in einer Position entsprechend dem Verbindungskeil 617 vorgesehen ist, mehrere Wellenmontagebohrungen 099 an dem oberen Abschnitt gleichmäßig um die Mittelachse angeordnet sind und an dem unteren Abschnitt eine Antriebskerbe 092 und eine Positionsnut 093 vorgesehen sind, wobei die Positionsnut 093 die Positionsnuten 093a-093e umfasst. Die erste Getriebeklammer 61 ist mit der zweiten Getriebeklammer 62 fest durch den Verbindungskeil 617 und die Verbindungskerbe 627 verbunden.

Außerdem ersetzt in der vierten Ausführungsform die Baugruppe aus Zahnkranzbuchse 18 und innerem Zahnkranz 21 die Zahnkranz-Verbindungsbuchse 08 der ersten Ausführungsform, um deren Funktion zu erfüllen.

Die Zahnkranzbuchse 18 ist fest um den Trägerabschnitt 012 des Spannfutterkörpers 01 angeordnet. Der innere Zahnkranz 21 weist am äußeren Umfang seines oberen Endes einen Anschlag und an der Innenwand seines unteren Endes einen Zahnkranzabschnitt auf. Der Anschlagabschnitt des inneren Zahnkranzes 21 wird in die Zahnkranzbuchse 18 gedrückt, um eine Pressverbindung bzw. Halteeingriffverbindung zu bilden. Das Planetengetriebe 10 ist auf der Planetengetriebewelle 11 auf der ersten Getriebeklammer 61 und der zweiten Getriebeklammer 62 montiert und greift sowohl in den ersten Verzahnungsabschnitt 121 der Getriebe- bzw. Schiebebuchse 12, als auch in den Verzahnungsabschnitt des inneren Zahnkranzes 21 ein.

Mit Bezug auf 35 wird außerdem in der vierten Ausführungsform die Antriebspendel-Stützbuchse 63 verwendet, um die Kombination aus Antriebspendelwelle 15, Antriebspendel 14a, 14b und elastischem Element 131 in der ersten Ausführungsform zu ersetzen.

Die Antriebspendel-Stützbuchse 63 weist mehrere Antriebspendel 14a, 14b auf. Das Antriebspendel weist den ersten Antriebskeil 141 auf, der sich zur Umfangsaußenseite biegt, und den zweiten Antriebskeil 142, der sich zur Umfangsinnenseite biegt. Die Antriebspendel 14a, 14b sind die elastischen Abschnitte auf der Antriebspendel-Stützbuchse 63 und sind nur an dem Ende, das dem zweiten Antriebskeil 142 gegenüberliegt, als ein Stück mit der Antriebspendel-Stützbuchse 63 ausgeführt. Eine Anschlagfeder 634 ist auf der Antriebsbuchse 63 in der Position gebildet, die dem zweiten Antriebskeil 142 gegenüberliegt. Der Trägerkeil 132 ist steckend mit der äußeren Buchse 05 verbunden, wodurch die Antriebspendel-Stützbuchse 63 mit der äußeren Buchse 05 verbunden ist.

Außerdem ist die Seitenflächen des ersten Antriebskeils 141, der in die Antriebskerbe 092 der zweiten Getriebeklammer 62 entlang der Drehrichtung des Einspannens eingreift, abgeschrägt. Der Winkel zwischen der abgeschrägten Fläche und der Umfangstangente des Antriebspendels ist &bgr; (< 90°). Entsprechend ist die Seitenfläche der Antriebskerbe 092, die in die abgeschrägte Fläche des zweiten Antriebskeils 142 eingreift, abgeschrägt und der Winkel zwischen der abgeschrägten Fläche der Antriebskerbe 092 und der Umfangstangente der zweiten Getriebeklammer 62 ist &bgr; (< 90°).

Mit Bezug auf 31-32 greift der erste Antriebskeil 141 des Antriebspendels 14a, 14b in der Baugruppenposition in die Antriebsnut 092 der zweiten Getriebeklammer 62, und das Antriebspendel befindet sich zu diesem Zeitpunkt in der ersten Position. Der Winkel zwischen der abgeschrägten Seitenfläche des ersten Antriebskeils 141, der von dem zweiten Antriebskeil 142 entfernt ist, und der Umfangstangente ist &bgr; (< 90°), daher übt die Seitenfläche der Antriebskerbe 092, die mit dem ersten Antriebskeil 141 in Berührung ist, wenn der erste Antriebskeil 141, der in die Antriebskerbe 092 eingreift und die zweite Getriebeklammer 62 antreibt, eine nach innen gerichtete Teilkraft in radialer Richtung auf das Antriebspendel 14a, 14b aus, so dass sich der erste Antriebskeil 141 aus der Antriebskerbe 092 löst und der zweite Antriebskeil 142 in den zweiten Verzahnungsabschnitt 122 der Getriebe- bzw. Schiebebuchse 12 eingreift. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich das Antriebspendel in der zweiten Position.

Die zweite Getriebeklammer 62 ist mit dem Anschlagabschnitt 094 versehen, der sich an dem Seitenwandabschnitt zwischen der Positionsnut (093e) und der Antriebskerbe 092 befindet und in radialer Richtung nach innen vorsteht, um zu verhindern, dass der erste Antriebskeil 141 des Antriebspendels 14a, 14b über die Positionsnut 093a, 093e gelangt und während des Einspannvorgangs in die Antriebskerbe 092 eindringt. Wenn diese Situation eintritt, löst sich der zweite Antriebskeil 142 von dem zweiten Verzahnungsabschnitt 122 der Getriebe- bzw. Schiebebuchse 12 aufgrund der elastischen Arbeit des Antriebspendels 14a, 14b selbst.

In der vierten Ausführungsform wird ein Halteelement 27 verwendet, um den Federanschlagring 17 der ersten Ausführungsform zu ersetzen und die Funktion desselben zu übernehmen. Das Haltelement 27 weist eine Öffnung auf und wirkt jeweils an seinem oberen und unteren Ende mit dem Bohrkörper 01 und der vorderen Abdeckung 06 zusammen, um die beiden miteinander zu verbinden.

Nachfolgend wird die Betriebsweise der vierten Ausführungsform ausführlich anhand von Figuren beschrieben.

Mit Bezug auf 30-35 wird die äußere Buchse 05 in 31 im Uhrzeigersinn gedreht, so dass der Schlitz 051 die Antriebspendel-Stützbuchse 63 zum Drehen veranlasst und unter der elastischen Arbeit des Antriebspendels 14 auf die Antriebspendel-Stützbuchse 63 selbst greift der erste Antriebskeil 141 des Antriebspendels 14 in die Antriebskerbe 092 der zweiten Getriebeklammer 62 ein. Wegen der festen Verbindungen zwischen der ersten Getriebeklammer 61, der zweiten Getriebeklammer 62 und der Mutterbuchse 19 wird die Mutterbuchse 19 zusammen mit der Mutter 03 mit der äußeren Buchse 05 zusammen in gleicher Richtung gedreht, wobei der Gewindeantrieb zwischen dem Muttergewinde und den Spannbacken die Spannbacken veranlasst, sich in den schrägen Bohrungen zum Spannen oder Lösen des Bohrwerkzeugs vor und zurück zu bewegen.

Dieses ist die erste Stufe des Einspannvorgangs, wobei der Antriebspfad den ersten Pfad darstellt. Das maximale Drehmoment N1 in der ersten Stufe kann durch die geeignete Einstellung der Eingriffsposition und der Größe von &bgr; (< 90°) zwischen dem Antriebspendel und der Antriebspendel-Stützbuchse eingestellt werden.

Wenn die äußere Buchse mit größerer Kraft weiter gedreht wird, wenn das Drehmoment größer als N1 ist, weil die Gegenkraft der Seitenwand der zweiten Getriebeklammer 62, die auf die abgeschrägte Seitenfläche des ersten Antriebskeils 141 angewandt wird, eine nach innen gerichtete Teilkraft in radialer Richtung aufweist, schwingt das Antriebspendel 14 um die Antriebspendel-Stützbuchse 63, indem es seine eigene Spannkraft und die Reibung zwischen dem ersten Antriebskeil 141 und der Kerbe 092 überwindet, so dass der erste Antriebskeil 141 aus der Kerbe 092 gleitet und durch die zweite Getriebeklammer 62 gestützt wird, wodurch der zweite Antriebskeil 142 gezwungen wird, in den zweiten Verzahnungsabschnitt 122 der Getriebe- bzw. Schiebebuchse 12 einzugreifen. Die zweite Stufe beginnt, in der der durchlaufene Antriebspfad den zweiten Pfad darstellt.

In der zweiten Stufe des Einspannvorgangs wird das Drehmoment durch den Antrieb eines Planetengetriebemechanismus vergrößert, das heißt, das Eingangsdrehmoment der äußeren Buchse 05 wird vergrößert. Der Schlitz 051 drückt gegen die Antriebspendel-Stützbuchse 63, und das Schwingen der Antriebspendel 14a, 14 veranlasst den zweiten Antriebskeil 142, in die Antriebsverzahnung 122 der Getriebe- bzw. Schiebebuchse 12 einzugreifen und bringt die Getriebe- bzw. Schiebebuchse 12 zum Drehen. Wegen der Keilnutverbindung zwischen der ersten Getriebeklammer 61, der zweiten Getriebeklammer 62 und der Mutterbuchse 19 und wegen der festen Verbindung zwischen der Zahnkranzbuchse 18 und dem Spannfutterkörper 01 bringt das Planetengetriebe 10 gleichzeitig die erste Getrriebeklammer 61, die zweite Getriebeklammer 62 und die Mutterbuchse 19 zusammen mit der Mutter 03 dazu, um den Spannfutterkörper 01 zusammen mit der äußeren Buchse 05 zu drehen, wodurch die Spannbacken 02 gezwungen werden, sich vorwärts zu bewegen und das Bohrwerkzeug einzuspannen.

Da das Drehmoment von der Getriebe- bzw. Schiebebuchse 12 bis zur Mutter 03 durch den Antrieb des Planetengetriebemechanismus um das i-fache vergrößert wird (wobei das Antriebsverhältnis von der Mutterbuchse 19 zur Getriebe- bzw. Schiebebuchse 12 i > 1 ist), beträgt das Drehmoment, das auf die Mutter 02 aufgebracht wird, ungefähr das i-fache des Eingangsdrehmoments durch die äußere Buchse. Daher beträgt die Einspannkraft der Spannbacken 02, die auf den Bohrer angewandt wird, ungefähr das i-fache der Einspannkraft, die durch herkömmliche Spannfutter bereitgestellt wird.

Abhängig von der Größe der Einspannkraft ist die Innenfläche der zweiten Getriebeklammer 62 außerdem mit mehreren Positionsnuten 093a-093e entlang dem Gleitpfad des ersten Antriebskeils des Antriebspendels 14 versehen. Die Einspannkräfte entsprechend den Positionsnuten 093a-093e werden in Umfangrichtung sequenziell vergrößert. Wenn der erste Antriebskeil 141 in die entsprechende Positionsnut gleitet (der zweite Antriebskeil 142 greift zu dem Zeitpunkt noch immer in den zweiten Verzahnungsabschnitt 122 ein), wird auf das Bohrwerkzeug eine Einspannkraft ausgeübt, die im Wesentlichen der der ausgelegten Position entspricht. Während dessen kann der erste Antriebskeil 141, der sich in einer entsprechenden Positionsnut der Positionsnuten 093a-093e befindet, im Betrieb, wenn Vibrationen und Schläge auftreten, dem Lösen des Werkzeugs aufgrund der umgekehrten Drehung der Mutter vorbeugen.

Das Lösen des Werkzeugs erfolgt auf gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform, daher wird die entsprechende Beschreibung ausgelassen.

Nachfolgend werden die Unterschiede zwischen der fünften und vierten Ausführungsform beschrieben. Die Strukturen und Funktionen der Antriebspendel-Stützbuchse 63' der fünften Ausführungsform sind auseinander gezogen dargestellt und durch die Kombination aus Antriebspendel-Stützbuchse 63' und Antriebspendel 65a, 65b ersetzt. Die restlichen Strukturen und Funktionen der fünften Ausführungsform sind die gleichen wie in der vierten Ausführungsform.

Somit ist die vordere Querschnittsansicht des Spannfutters der fünften Ausführungsform nicht separat gezeigt. Die Positionsbeziehung zwischen aufeinander bezogenen verschiedenen Bauteilen der vierten Ausführungsform, wie in 30 gezeigt, kann auf die fünfte Ausführungsform bezogen werden. Die besonderen Strukturen können mit Bezug auf die strukturelle perspektivische Ansicht des Antriebspendels von 36 und 37 sowie auf die Querschnittsansicht entlang der Linie A-A von 38 und 39 erkannt werden.

36 zeigt zwei entsprechende Antriebspendel 65a und 65b, die auf der Antriebspendel-Stützbuchse 63' zu montieren sind. Das einzelne Antriebspendel weist überdies die Verbindungsnut 651 neben dem ersten Antriebskeil 141 auf, der an seiner Außenseite vorgesehen ist, und neben dem zweiten Antriebskeil 142, der an seiner Innenseite vorgesehen ist. 37 zeigt die Antriebspendel-Stützbuchse 63' mit zwei Verbindungskeilen 635 und zwei elastischen Abschnitten 14c, 14d darauf, wobei die zwei Verbindungskeile 635 jeweils mit der Verbindungsnut 651 der zwei Antriebspendel verbunden sind und die zwei elastischen Abschnitte 14c, 14d jeweils ein Verbindungsende und ein freies Ende aufweisen. Während dessen befindet sich, wie in 38 und 39 gezeigt, das Verbindungsende jedes elastischen Abschnitts 14c und 14d entsprechend in der Nähe des Verbindungskeils 635, während das freie Ende jedes elastischen Abschnitts im zusammengebauten Zustand das freie Ende eines anderen benachbarten Antriebspendels nach außen vorspannt.

Nachfolgend wird die Betriebsweise der fünften Ausführungsform ausführlich anhand von Figuren beschrieben.

Mit Bezug auf 38 wird die äußere Buchse 05 in 38 im Uhrzeigersinn gedreht, so dass die Antriebspendel-Stützbuchse 63' mit der äußeren Buchse 05 gedreht wird und die zwei Antriebspendel veranlasst werden, durch das Zusammenwirken des Verbindungskeils 635 der Antriebspendel-Stützbuchse und der Verbindungsnut 651 des Antriebspendels 65a, 65b zu drehen. Da er durch die elastischen Abschnitte 14c und 14d auf der Antriebspendel-Stützbuchse vorgespannt wird, greift der erste Antriebskeil 141 des Antriebspendels 65a, 65b in die Antriebskerbe 092 der zweiten Getriebeklammer 62 ein, so dass die Spannbacken 02 dazu gebracht werden, sich vorwärts zu bewegen und das Bohrwerkzeug einzuspannen, welches das gleiche ist wie in der vierten Ausführungsform. Dies ist die erste Einspannstufe, wobei der Antriebspfad den ersten Pfad darstellt.

Wenn die äußere Buchse weiter mit größerer Kraft gedreht wird, überwinden die Antriebspendel 65a, 65b jeweils die Vorspannkraft der elastischen Abschnitte 14c und 14d, so dass ihr erster Antriebskeil 141 aus der Kerbe 092 gleitet, beziehungsweise der zweite Antriebskeil 142 in den zweiten Verzahnungsabschnitt 122 der Getriebe- bzw. Schiebebuchse 12 eingreift. Die zweite Stufe beginnt, in der der Antriebspfad den zweiten Pfad darstellt.

Die vorliegende Erfindung ist ausführlich anhand von verschiedenen Ausführungsformen beschrieben worden. Der Umfang der vorliegenden Erfindung ist so zu verstehen, dass die Bezeichnung „umfassen" und ihre Ableitungen erweiterbar sind und vorgestellte Merkmale, Elemente, Bauteile, Gruppen, ganze Zahlen und/oder Schritte ausdrücken, aber andere nicht vorgestellte Merkmale, Elemente, Bauteile, Gruppen, ganze Zahlen und/oder Schritte nicht ausschließen. Die zuvor gemachte Angabe ist auch für Bezeichnungen ähnlicher Bedeutung anwendbar, wie „aufweisen", „besitzen" und ihre Abwandlungen. Bezeichnungen wie „Verbindung" und ähnliches umfassen direkte und/oder indirekte Verbindungen, sofern es nicht anders angegeben ist. Basierend auf dem allgemeinen Verständnis eines Fachmanns können zwei oder mehr Bauteile, die fest verbunden sind, ein Element aus einem Stück bilden und umgekehrt, wobei für die Strukturen durch das Zusammenwirken zwischen zwei Bauteilen beispielsweise die Positionen eines Teils und einer Nut ausgetauscht werden können, wobei diese allgemeinen Ergänzungen technischer Bedeutungen als äquivalente technische Lösungen anzusehen sind.

Während die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zum Zweck der Beschreibung offenbart worden sind, wird einem Fachmann offensichtlich, dass verschiedene Änderungen und Abwandlungen daran vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Es ist somit beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung die Abwandlungen und Variationen dieser Erfindung abdeckt, die in den Umfang der anhängigen Ansprüche und ihrer Äquivalente fallen.

01

Spannfutterkörper

02

Spannbacke

03

Mutter

04

Lager

05

äußere Buchse

06

vordere Abdeckung

07

hintere Kappe

08

Zahnkranz-Verbindungsbuchse

09

Mutter-Antriebsbuchse

10

Planetengetriebe

011

schräge Bohrung

11

Planetengetriebewelle

012

Trägerabschnitt

12

Getriebe- bzw. Schiebebuchse

13

Antriebspendel-Stützbuchse

14a/14b

erstes Antriebspendel

15

Antriebspendelwelle

16

Federsicherungsring

17

Federsicherungsring

18

Zahnkranzbuchse

19

Mutterbuchse

20

Antriebsbuchse

21

innerer Zahnkranzabschnitt

30

Antriebsbuchse

031

Kerbverzahnung

33

Antriebspendel-Stützbuchse

35

Gleitbaugruppe

39

Mutterbuchse

051

Schlitz

61

erste Getriebeklammer

62

zweite Getriebeklammer

63

Antriebspendel-Stützbuchse

63'

Antriebspendel-Stützbuchse

65a, 65b

Antriebspendel

081

Innenverzahnung

082

Nieteinschlagstelle

091

Nieteinschlagabschnitt

092

Antriebsnut

093a-093e

Positionsnut

094

Anschlagabschnitt

095/096

Wellenstützarm

097

Planetengetriebefenster

098/099

Wellenmontagebohrung

121

erster Verzahnungsteil

0121

Kerbverzahnung

122

zweiter Verzahnungsteil

123

Positions-Anschlagplatte

131

elastischer Abschnitt

132

Trägerkeil

133

Wellenstützarm

134/135

Wellenmontagebohrung

141

erster Antriebskeil

142

weiter Antriebskeil

143

Wellenmontagebohrung

181

Nieteinschlagabschnitt

182

Verbindungskeil

183

Anschlag

191

Antriebsnut

211

Verzahnung

212

Keil

213

Kerbverzahnung

304

Anschlagabschnitt

321

zweiter Verzahnungsabschnitt

322

rechteckige Kerbe

323

Positions-Anschlagplatte

331

Antriebspendel

338

elastischer Stützabschnitt

391

Kerbe

612

Keilnut

617

Verbindungskeil

627

Verbindungsnut

634

Anschlagkeil

635

Verbindungskeil

651

Verbindungsnut