DE1110474B

DE1110474B - Hydraulic clamping device for the detachable connection of machine parts and tools

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Publication number: DE1110474B
Application number: DEH22650A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1955-01-10
Filing date: 1955-01-10
Publication date: 1961-07-06

Description

Hydraulische Spanneinrichtung zum lösbaren Verbinden von Maschinenteilen und Werkzeugen Es ist bekannt, zum lösbaren Verbinden von Maschinenteilen, Werkzeugen u. dgl. hydraulische Vorrichtungen zu verwenden, bei denen die Gesetzmäßigkeit von Differentialkolben in der Art ausgenutzt wird, daß die auf dem kleinen Kolben wirksame Schubkraft über die Flüssigkeitsfüllung vom großen Kolben als im jeweiligen Übersetzungsverhältnis erhöhte Axialkraft auf die zu verbindenden Teile weitergegeben wird.Hydraulic clamping device for the detachable connection of machine parts and tools It is known for releasably connecting machine parts, tools and the like. To use hydraulic devices in which the regularity of Differential piston is used in such a way that the effective on the small piston Thrust over the liquid filling from the large piston than in the respective transmission ratio increased axial force is passed on to the parts to be connected.

Außerdem ist bereits eine Vorrichtung zum lösbaren Verbinden zweier Teile, insbesondere Spanndorn oder Spannfutter für Werkzeugmaschinen, mit einer ungeschlitzten, sich unter der Einwirkung eines flüssigen, gasförmigen oder plastischen Druckmittels in radialer Richtung elastisch verformenden Spannhülse bekannt, bei welcher sowohl die innere, als auch die äußere Mantelfläche der Spannhülse als sich verformende Spannflächen ausgebildet sind.In addition, there is already a device for releasably connecting two Parts, in particular mandrel or chucks for machine tools, with a unslotted, under the action of a liquid, gaseous or plastic Pressure means known elastically deforming clamping sleeve in the radial direction which both the inner and the outer jacket surface of the clamping sleeve as itself deforming clamping surfaces are formed.

Ferner ist eine Einspannvorrichtung für Werkzeugmaschinen mit einer ungeschützten, unter elastischer Verformung radial auf die zu spannende Fläche des Werkstückes gedrückten Spannhülse bekannt, bei der die Verformung durch ein flüssiges, gasförmiges oder plastisches Druckmittel erfolgt und hierbei. die Spannhülse zwecks Aufrechterhaltung der Form ihrer Spannfläche an ihrer von der Werkstückoberfläche abgekehrten Fläche Längs- und/oder Querspanten trägt.Furthermore, a clamping device for machine tools with a unprotected, under elastic deformation radially on the surface to be clamped Workpiece pressed clamping sleeve known, in which the deformation by a liquid, gaseous or plastic pressure medium takes place and this. the adapter sleeve for the purpose Maintaining the shape of their clamping surface on their from the workpiece surface facing away surface carries longitudinal and / or transverse ribs.

Eine weitere Einrichtung betrifft Schraubstöcke mit einem hydraulischen Druckübersetzungselement. Durch die Betätigung eines kleinen Kolbens wird über die Flüssigkeitsfüllung mittels eines. größeren Kolbens eine entsprechende erhöhte Spannkraft an den Schraubstockbacken wirksam.Another device relates to vices with a hydraulic one Pressure booster element. By actuating a small piston, the Liquid filling by means of a. larger piston a correspondingly increased clamping force effective on the vice jaws.

Diese Bauweisen gestatten nur die Anwendung an Wellen- bzw. Dornenden und sind in- solchen Fällen, wo aus konstruktiven .oder statischen Gründen die Durchführung des einen zu verspannenden Teiles notwendig ist, nicht brauchbar. Andererseits sind sie durch die Platzverhältnisse und die Anschlußbedingungen an die zugedachte Maschineneinrichtung nicht beliebig anwendbar bzw. austauschbar.These designs only allow use on shaft or mandrel ends and are in those cases where the implementation for structural or structural reasons of the part to be braced is necessary, not usable. On the other hand are by the space available and the connection conditions to the intended machine equipment not freely applicable or interchangeable.

Nach dem derzeitigen Stand =der Technik genügt es aber oftmals nicht, schlechthin in erleichterterForm nur erhöhte Spannkräfte aufzubringen. Vielmehr sind gleichfalls auch Genauigkeitsforderungen zu erfüllen hinsichtlich Plan- und Radialfehler, welche tätigung von Spanneinrichtungen oft nur mehr in sehr geringen Größenordnungen zulässig sind. Es sei hier beispielsweise kurz auf den Einfluß vonFehlern dieser Art bei der Befestigung umlaufender Schneidwerkzeuge, wie Abwälzfräser, Messerköpfen u. dgl., hingewiesen. Die Standzeit des Werkzeuges, die spezielle Schnittleistung pro Zahn, die Qualität der bearbeiteten Oberfläche sowie die Formtreue usw. sind funktionsabhängig von der Rundlaufgenauigkeit und dem Taumelschlag.According to the current state of the art, however, it is often not enough to simply to apply increased clamping forces in a simplified form. Much more accuracy requirements must also be met with regard to plan and Radial errors, which activity of clamping devices often only to a very small extent Orders of magnitude are permissible. Let us briefly mention the influence of errors here, for example of this type when attaching rotating cutting tools, such as hobs, cutter heads and the like. The service life of the tool, the special cutting performance per tooth, the quality of the machined surface and the dimensional accuracy, etc. function-dependent on the concentricity and the wobble.

Es ist bekannt, daß selbst bei anfangs rundlaufenden Dornen, Spindeln oder Wellen im bestückten bzw. montierten Zustand oftmals. -Schlagfehler festzustellen sind. Diese entstehen einmal durchTlanfehler der verschiedenen aufzubringenden Teile, obwohl sich diese in der Praxis verhältnismäßig leicht- beherrschen lassen, zum andern, aber. werden besonders durch die nicht schlagfreie, axiale Spanneinleitung beträchtliche Verspannungen der Dorne, Spindeln oder Wellen hervorgerufen. Beiden üblichen Gewindeanzugsmuttern sowie ähnlichen Maschinenteilen mit Gewindeanschluß ist neben dem ungünstigen Wirkungsgrad auf Grund der Reibungsverluste, welche die Anwendung oft kritisch erscheinen läßt=besonders von Nachteil, daß sich Gewinde. hinsichtlich -Schlagfreiheit schon durch das erforderliche Passungsspiel nur sehr schwer beherrschen lassen.It is known that even with initially rotating thorns, spindles or shafts in the equipped or assembled state. - Identify impact errors are. These arise on the one hand due to planar errors in the various parts to be applied, although these are relatively easy to control in practice, for other, but. are particularly due to the non-impact-free, axial clamping initiation caused considerable tension in the mandrels, spindles or shafts. Both customary threaded nuts and similar machine parts with threaded connections is in addition to the unfavorable efficiency due to the friction losses that the Application often appears critical = particularly disadvantageous that thread. With regard to the freedom from impact, only very much due to the required clearance of fit difficult to control.

Dieser ungünstige Umstand ist auch- für. die obengenannte Ausführung, mit sogar .zweifach auftretendem Befestigungsgewinde, _des Vorrichtungsgrundkörpers gegeben und wird durch die sekundärseitig angeordneten Druckstifte noch beträchtlich erhöht, da käum.angenommen werden kann, daß stets sämtliche Stifte- absolut gleiche Länge haben. Zusätzlich muß die endlich erzeugte axiale Druckkraft ausschließlich von den Druckstiften aufgenommen und weitergeleitet werden und ist auf Grund der hohen spezifischen Belastung die Knickgefahr vielleicht nicht ausgeschlossen, welche wiederum bei Lösung der Spannvorrichtung durch Verklemmung die Freigabe der verspannten Teile behindern könnte.This unfavorable circumstance is also- for. the above execution, with even .double occurring fastening thread _ of the device base body and is still considerable due to the pressure pins arranged on the secondary side increased, since it can hardly be assumed that all pens are always absolutely the same Have length. In addition, the finite axial compressive force must only be picked up and forwarded by the printing pins and is due to the high specific load, the risk of buckling may not be ruled out which again when the clamping device is released by jamming the Release of the clamped parts could hinder.

Diese aufgezeigten Nachteile zu beseitigen und auch Genauigkeitsforderungen zu beherrschen, ist Aufgabe der Erfindung.To eliminate these disadvantages and also accuracy requirements to master, is the task of the invention.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß eine weitestgehend vereinfachte Bauform gewählt wird, wobei der Primär- und Sekundärkolben als Ringkörper ausgebildet und in axialer Richtung sich überdeckend ineinandergeschoben auf dem bzw. im Grundkörper angeordnet sind. Dadurch wird der auf den Primärkolben ausgeübte Druck gemäß dem Übersetzungsverhältnis entsprechend verstärkt vom Sekundärkolben ohne jede zusätzlichen Teile als unmittelbar wirksames Anpreßglied in axialer Richtung auf das zu verbindende Teil wirksam. Zudem erhält der Sekundärkolben seine Lage und Mittenrichtung durch die für ihn gegebene Führung auf einem der zu verspannenden Teile, wobei die Führung auch bestimmend ist für die übrigen Vorrichtungselemente, so daß beim Spannvorgang die Plangenauigkeit des Anpreßgliedes (= Sekundärkolben) erhalten bleibt und Verspannungen vermieden werden.This object is achieved according to the invention in that a largely Simplified design is selected, with the primary and secondary piston as an annular body formed and pushed into one another overlapping in the axial direction on the or are arranged in the base body. This causes the exerted on the primary piston Pressure according to the transmission ratio increased accordingly from the secondary piston without any additional parts as a directly effective pressure member in the axial direction effective on the part to be connected. In addition, the secondary piston maintains its position and center direction through the guidance given for him on one of the to be braced Parts, whereby the leadership is also decisive for the other device elements, so that during the clamping process the accuracy of the plane of the pressure member (= secondary piston) is maintained and tension is avoided.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine Spanneinrichtung auf einer durchgehenden Welle mit ringförmigen Primär- und Sekundärkolben und ringförmigen Grundkörper im Längsschnitt, Fig. 2 eine Spanneinrichtung auf einer durchgehenden Welle mit ringförmigen Sekundärkolben und Grundkörper und beispielsweise mehreren vollzylindrischen Primärkolben, welche ringförmig angeordnet sind, im Längsschnitt, Fig. 3 eine Spanneinrichtung in einem Hohlkörper (Bohrung) mit ringförmigen Primär- und Sekundärkolben und ringförnügen Grundkörper mit beispielsweise gleichfalls mittig durchgehendenDorn imLängsschnitt.In the drawing, the subject matter of the invention is shown in exemplary embodiments shown, namely Fig. 1 shows a clamping device on a continuous Shaft with ring-shaped primary and secondary pistons and ring-shaped base body in the Longitudinal section, Fig. 2 a clamping device on a continuous shaft with annular Secondary piston and base body and, for example, several fully cylindrical primary pistons, which are arranged in a ring, in longitudinal section, FIG. 3 shows a clamping device in a hollow body (bore) with annular primary and secondary pistons and ringförnügen Base body with, for example, a mandrel that also goes through the center in a longitudinal section.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist der Grundkörper 1 als ringförmige Bundhülse zu erkennen, welche zwecks Anschluß der Spanneinrichtung an einem der zu verspannenden Teile 6 mit einer Gewindebohrung 9 versehen ist. Der Grundkörper trägt einmal auf seinem größeren Bunddurchmesser den als Ring ausgebildeten, axial verschiebbaren Primärkolben 2 und über fliesen, gleichfalls axial verschiebbar, mit zusätzlichem Dichtsitz auf dem kleineren Schaftdurchmesser den Sekundärkolben 3. Dieser ist durch denFührungssitz 7 genau zentrisch und spielfrei auf dem zu verspannenden Anschlußteil9 verschiebbar gelagert, wodurch die stetige Plangenauigkeit der Anpreßfläche 8 gewährleistet ist. Auf dem Gewinde 10 des Grundkörpers sitzt das als Mutter ausgebildete Teil 4, welches beispielsweise auch mit einem Rändel als Sterngriff oder in einer ähnlichen Außenform zwecks einfacher Handhabung auszuführen wäre. Als Träger für Teil 4 kann auch das zu verspannende Teil 6 gewählt werden oder gegebenenfalls der Sekundärkolben 3, wobei noch die Relativbewegung zweckmäßig auszunutzen ist.In the embodiment according to FIG. 1, the base body 1 can be seen as an annular collar sleeve which is provided with a threaded hole 9 for the purpose of connecting the clamping device to one of the parts 6 to be clamped. The base body carries once on its larger coil diameter the form of an annular, axially displaceable primary piston 2 and tiles, likewise axially displaceable, with additional sealing seat on the smaller shank diameter of the secondary piston 3. This is exactly centrally through denFührungssitz 7 and play on the to be clamped Anschlußteil9 mounted displaceably, whereby the constant plan accuracy of the contact surface 8 is guaranteed. The part 4, designed as a nut, sits on the thread 10 of the base body and would also have to be designed, for example, with a knurl as a star grip or in a similar external shape for the purpose of easy handling. The part 6 to be braced can also be selected as the carrier for part 4 or, if necessary, the secondary piston 3, the relative movement also being expediently utilized.

Die Wirkungsweise der Spanneinrichtung ist folgende: Die Spanneinrichtung wird auf das zu verspannende Anschlußteil6 aufgeschraubt, bis das Anpreßteil (= Sekundärkolben) 3 an dem anderen zu verspannenden Teil s anliegt. Mit Drehung der Mutter 4 wird eine axiale Kraft auf den Primärkolben 2 ausgeübt, welche im bekannten Verhältnis, verstärkt vom Sekundärkolben, als Anpreßteil ohne weitere Zwischenelemente unmittelbar an das zu verspannende Teil 5 (bzw. 6) weitergegeben wird. Die dabei gewährleistete Fluchtgenauigkeit und daraus resultierende, einwandfreie Spannfunktion wurde vorher bereits beschrieben.The operation of the clamping device is as follows: The clamping device is screwed onto the connecting part 6 to be clamped until the pressing part (= secondary piston) 3 rests against the other part s to be clamped. With the rotation of the nut 4, an axial force is exerted on the primary piston 2, which is passed on in the known ratio, reinforced by the secondary piston, as a pressing part without further intermediate elements directly to the part 5 (or 6) to be braced. The guaranteed alignment and the resulting, perfect clamping function have already been described above.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.2 ist die Wirkungsweise die gleiche wie nach Fig. 1, jedoch sind an Stelle des einen ringförmigen Primärkolbens mehrere kleinere vollzylindrische Kolben im Grundkörper angeordnet.In the embodiment according to FIG. 2, the mode of operation is the same As in FIG. 1, but instead of one annular primary piston, there are several smaller, fully cylindrical pistons arranged in the base body.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.3 ist die Wirkungsweise die gleiche und der Aufbau ähnlich wie nach Fig.1, jedoch mit einem Anschlußgewinde für den Einbau in einen Hohlkörper vorgesehen.In the embodiment according to FIG. 3, the mode of operation is the same and the structure is similar to that of Figure 1, but with a connection thread for the Installation in a hollow body provided.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Hydraulic clamping device for the detachable connection of machine parts, which consists of a base body and differential piston and is actuated using the power transmission by screwing or lifting movement, the base body by means of a thread, a bayonet coupling or the like on one of the to be clamped parts is fixed, characterized in that the primary piston (2) and the secondary piston (3) formed as a ring body and pushed into each other overlapping in the axial direction, or in several smaller fully cylindrical shaped primary piston (11), these corresponding circular on or in the base body (1 ) are arranged.

2. Hydraulic clamping device according to claim 1, characterized in that the secondary piston (3) as a directly effective pressure member (= 3) is mounted without play on or in a part to be clamped (6) so that it can be displaced precisely in the center and together with the remaining parts that are aligned accordingly flees.

3. Hydraulic clamping device according to claim 1 or 2, characterized in that the base body (1) is designed as an annular collar sleeve and is provided with a threaded bore (9) or an external thread (12) for connection to one of the parts to be clamped (6) . Considered publications: German Patent Specifications Nos. 745 845, 743 530; U.S. Patent No. 2,492,338.