DE3207921A1

DE3207921A1 - Expandable centring device for a shaft

Info

Publication number: DE3207921A1
Application number: DE19823207921
Authority: DE
Inventors: Lennart 58258 Linköping Disborg
Original assignee: FFV INDUSTRIPRODUKTER AB
Current assignee: FFV INDUSTRIPRODUKTER AB
Priority date: 1981-03-11
Filing date: 1982-03-05
Publication date: 1982-11-11
Also published as: SE8101543L

Abstract

The invention indicates an expandable centring and coupling device for centring and at least light fixing of a component, e.g. a tool (3), on a shaft (2). The centring device has a sleeve (4) which is open at at least one end (6), can be pushed onto the shaft or displaced along the shaft and is provided at the open end, of which there is at least one, with a reinforcing ring (7) and a seal (8). Between the ends of the sleeve, the shaft (2) and the sleeve (4) together form a pressure chamber (9) for holding a pressure medium (10). Formed between the two ends of the sleeve is an expandable sleeve portion (15) which, upon pressurisation of the pressure medium (10), expands and centres the tool (3) on the shaft (2). The sleeve can be closed at one end (5) or open at both ends and the device for pressurising the sleeve can be integral with the latter or be provided by a pressure nipple or a similar device for the connection of an external pressure-medium source. <IMAGE>

Description

Expandierbare Zentriervorrichtung für eine Welle Expandable centering device for a shaft

Die Erfindung bezieht sich auf eine expandierbare Zentriervorrichtung für eine Welle, mit der Gegenstände, z. B. Werkzeuge auf der Welle zentriert und befestigt werden können.The invention relates to an expandable centering device for a wave with which objects, e.g. B. Tools centered on the shaft and can be attached.

Insbesondere ist die Erfindung zur Verwendung in den Fällen vorgesehen, wo keine oder nur geringe Drehmomente zwischen der Welle und dem zentrierten Maschinenteil zu übertragen sind. Beispiele für solche Anwendungsfälle sind Werkzeuge wie Schleifspindeln und gewisse Motorspindeln, bei denen das Werkzeug direkt auf der Motorspindel montiert ist und nur sehr kleine Drehmomente bei Benutzung des Werkzeuges zu übertragen sind. Vorrichtungen zur Montage von Drehwerkzeugen auf einer Welle sind beispielsweise aus der SE-PS 356 105 (DE-OS 22 59 985) bekannt. Diese Vorrichtung weist eine an einem Ende abgedichtete doppelwandige Hülse auf, welche ein plastisch verformbares Druckmedium umschließt. Letzteres kann durch einen Druckkolben unter Druck gesetzt werden, wodurch der innere Hülsenteil radial einwärts und der äußere Hülsenteil radial auswärts expandieren und Welle und Werkzeug miteinander verbinden. Derartige Kupplungen sind zur Verbindung einer drehbaren Welle mit einem Werkzeug oder dergleichen in den Fällen gut geeignet, wo hohe Drehmomente zu übertragen sind. Dagegen ist diese bekannte Kupplung nicht besonders gut für die Anwendungsfälle geeignet, bei denen eine wirksame Zentrierung eines Werkzeugs auf einer Welle angestrebt wird.In particular, the invention is intended for use in the cases where no or only low torques between the shaft and the centered machine part are to be transferred. Examples of such applications are tools such as grinding spindles and certain motor spindles where the tool is mounted directly on the motor spindle and only very small torques are to be transmitted when using the tool. Devices for mounting turning tools on a shaft are for example from SE-PS 356 105 (DE-OS 22 59 985) known. This device instructs one one end sealed double-walled sleeve, which is a plastically deformable Enclosing print medium. The latter can be pressurized by a pressure piston be, whereby the inner sleeve part radially inward and the outer sleeve part expand radially outwards and connect the shaft and tool to one another. Such Couplings are used to connect a rotatable shaft to a tool or the like Well suited in cases where high torques have to be transmitted. Against it is this known coupling is not particularly well suited for the applications in which which an effective centering of a tool on a shaft is sought.

Die Kupplung bedingt auch relativ enge Toleranzen zwischen der Welle, der Kupplung und dem Werkzeug und ist im Vergleich zum Gegenstand der Erfindung aufgrund der unterschiedlichen Zweckbestimmung relativ teuer, wenn nur eine Zentrierung bei allenfalls geringer Drehmomentübertragung erforderlich ist.The coupling also requires relatively tight tolerances between the shaft, the coupling and the tool and is compared to the subject of the invention relatively expensive due to the different purposes, if only one centering is required if the torque transmission is low.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur genauen Zentrierung von Werkzeugen o.dgl. auf einer Welle zur Verfügung zu stellen, die ohne aufwendige Anpassung mit einfachen Mitteln und rasch wirksam gemacht werden kann und in erster Linie eine Zentrierung und in zweiter Linie eine leichte Drehmomentübertragung zwischen Welle und Werkzeug ermöglicht. In einer Ausführungsform der Erfindung soll die Vorrichtung am Ende einer Welle und in einer anderen Ausführung in irgendeiner Zwischenstellung auf der Welle anbringbar sein.The invention is therefore based on the object of providing a device for accurate centering of tools or the like. to provide on a wave, which can be made effective quickly and with simple means without complex adaptation can and primarily centering and secondly easy torque transmission between shaft and tool. In one embodiment of the invention the device at the end of a shaft and in another embodiment in any one Intermediate position can be attached to the shaft.

Zu diesem Zweck weist die Zentriervorrichtung eine wenigstens an einem Ende offene Hülse mit einer an jedem offenen Ende angeordneten, gegenüber der Welle wirksamen Dichtung auf.For this purpose, the centering device has at least one Open-ended sleeve with one located at each open end opposite the shaft effective poetry.

Im Bereich zwischen den Dichtungen zur Welle umschließt die Hülse ein plastisch-hydraulisches Druckmedium, das mit der Welle in direktem Kontakt steht und mit Hilfe eines internen oder externen Druckerzeugers unter Druck gesetzt werden kann. Nach der Druckbeaufschlagung des Druckmediums expandiert die Hülse zwischen den Dichtungsstellen und bewirkt eine Zentrierung eines auf der Hülse montierten Werkzeugs und eine leichte bis mittlere Festlegung des Werkzeugs auf der Welle. Wenn hohe Drehmomente zu übertragen sind, so kann das Werkzeug danach in der zentrierten Stellung an der Welle mit anderen, an sich bekannten Mitteln verriegelt werden.The sleeve encloses the area between the seals and the shaft a plastic-hydraulic pressure medium that is in direct contact with the shaft and pressurized with the help of an internal or external pressure generator can. After the pressurization of the pressure medium, the sleeve expands between the sealing points and causes a centering of a mounted on the sleeve Tool and a light to medium fixation of the tool on the shaft. If high torques are to be transmitted, the tool can then be centered Position on the shaft can be locked by other means known per se.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Zentnervorrichtung nach der Erfindung, die zur Anbringung am Ende einer Welle geeignet ist; und Fig. 2 ein alternatives Ausführungsbeispiel der Zentriervorrichtung, die auf einem Zwischenabschnitt der Welle montierbar ist.In the following the invention is illustrated with reference to in the drawing Embodiments explained in more detail. In the drawing show: Fig. 1 shows a first embodiment of the centering device according to the invention, which is suitable for attachment to the end of a shaft; and FIG. 2 shows an alternative embodiment the centering device, which can be mounted on an intermediate section of the shaft.

Die in Figur 1 gezeigte Zentriervorrichtung/ist auf einer Welle 2 zum Zwecke der Zentrierung eines äußeren Werkzeugs 3 montiert. Die Zentriervorrichtung weist eine Hülse 4 mit einem abgeschlossenen Ende 5 und einem offenen Ende 6 auf, wobei das abgeschlossene Ende 4 in Kontakt mit oder neben dem Ende der Welle 2 angeordnet ist. Das offene Ende 6 ist mit einem Verstärkungsring 7 versehen, der über eine Dichtung 8 gegen die Welle 2 abgedichtet ist. Der Innenraum der Hülse bzw. Muffe 4 bildet eine Druckkammer- 9, die ein Druckmedium 10 plastisch-hydraulischer Art umschließt. Zur Druckbeaufschlagung des Druckmediums 10 dient eine in das geschlossene Ende 5 der Hülse 4 eingeschraubte Schraube 11 mit einem Druckkolben 12, wobei der Druckkolben 12 in einem Druckzylinder 13 axial verschieblich gelagert ist und der Druckzylinder über Druckkanäle 94 mit der Druckkammer 9 zur Druckbeaufschlagung des Druckmediums 10 in Verbindung steht. Zwischen dem geschlossenen Ende 5 und dem Verstbrkungsring 7 bildet die Hülse 8 einen Expansionsteil 15 verringerter Wandstärke. Bei Druckbeaufschlagung des Druckmediums 10 expandiert der Expansionsteil nach außen und zentriert das Werkzeug 3 unter Festlegung desselben auf der Zentriervorrichtung. Da das Druckmedium 10 mit der Welle in direktem Kontakt steht, überträgt es selbst nur geringe Drehmomente zur Welle 2, so daß die Kupplung hauptsächlich als Zentrierkupplung zur Übertragung geringer Drehmomente dient.The centering device / shown in FIG. 1 is on a shaft 2 mounted for the purpose of centering an external tool 3. The centering device has a sleeve 4 with a closed end 5 and an open end 6, the terminated end 4 being in contact with or adjacent to the end of the shaft 2 is. The open end 6 is provided with a reinforcing ring 7, which has a Seal 8 is sealed against shaft 2. The interior of the sleeve or sleeve 4 forms a pressure chamber 9, which is a pressure medium 10 of a plastic-hydraulic type encloses. For pressurization of the pressure medium 10 is used in the closed End 5 of the sleeve 4 screwed screw 11 with a pressure piston 12, the Pressure piston 12 is mounted axially displaceably in a pressure cylinder 13 and the Pressure cylinder via pressure channels 94 with the pressure chamber 9 for pressurization of the print medium 10 is in communication. Between the closed end 5 and the Reinforcing ring 7, the sleeve 8 forms an expansion part 15 of reduced wall thickness. When pressure is applied to the pressure medium 10, the expansion part expands outward and centers the tool 3 while fixing it on the centering device. Since the print medium 10 is in direct contact with the shaft, it transmits itself only low torques to shaft 2, so that the coupling is mainly used as a centering coupling is used to transmit low torques.

Zur Herstellung einer axialen Verriegelung und zur Übertragung von Axialkräften und höheren Drehmomenten kann am abgeschlos senen Ende 5 der Hülse 4 eine Schraube 16 vorgesehen sein, welche in eine Gewindebohrung 17 am freien Ende der Welle durch Drehen der Hülse relativ zur Welle eingeschraubt werden kann. Es ist klar, daß ein erhöhtes Drehmoment nur in einer Drehrichtung der Welle übertragen werden kann.For the production of an axial locking and for the transmission of Axial forces and higher torques can be completed at the completed end 5 of the sleeve 4 a screw 16 may be provided, which in a threaded hole 17 is screwed into the free end of the shaft by rotating the sleeve relative to the shaft can be. It is clear that increased torque only works in one direction of rotation the wave can be transmitted.

Zur Herstellung einer guten Dichtung gegenüber der Welle müssen der Verstärkungsring 7 und die Dichtung 8 so ausgebildet sein, daß sie die Drücke und Toleranzen ausgleichen.To produce a good seal against the shaft, the Reinforcing ring 7 and the seal 8 be designed so that they the pressures and Compensate for tolerances.

Es ist klar, daß die Druckbeaufschlagungsmittel 11, 12 durch eine externe Druckbeaufschlagungsvorrichtung ersetzt werden können, wobei die Schraube 11 mit dem Druckkolben 12 durch einen geeigneten Drucknippel ersetzt werden.It is clear that the pressurizing means 11, 12 by a external pressurizing device can be replaced with the screw 11 with the pressure piston 12 can be replaced by a suitable pressure nipple.

Die in Figur 2 gezeigte Vorrichtung unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 grundsätzlich dadurch, daß sie an beiden Enden offen ist und an einer beliebigen Stelle entlang der durchgehenden Welle 2 angebracht werden kann. Beide Enden der Hülse 4' sind als Verstärkungsringe 18 bzw. 19 ausgebildet, zwischen denen eine Druckkammer 9 angeordnet ist, in der das Druckmedium 10 eingeschlossen ist. Zur Druckbeaufschlagung des Druckmediums ist der Verstärkungsring 19 an einem Ende der Hülse als Ringflansch 20 ausgebildet, in dem die Schraube 11' und der Druckkolben 12' befestigt sind.The device shown in Figure 2 differs from the embodiment according to Figure 1 basically in that it is open at both ends and at one any point along the continuous shaft 2 can be attached. Both Ends of the sleeve 4 'are designed as reinforcing rings 18 and 19, respectively, between which a pressure chamber 9 is arranged in which the pressure medium 10 is enclosed. To apply pressure to the pressure medium, the reinforcement ring 19 is at one end the sleeve is designed as an annular flange 20, in which the screw 11 'and the pressure piston 12 'are attached.

Die beschriebene Zentriervorrichtung zeichnet sich gegenüber herkömmlichen Kupplungen vor allem dadurch aus, daß das Druckmedium direkt auf die Welle wirkt und daß die expandierbare Hülse zusammen mit dem Druckmedium direkt auf die Welle aufgeschoben werden kann, so daß die Vorrichtung erst dann druckbeaufschlagt werden kann, wenn sie auf der Welle angeordnet ist. Die Welle selbst begrenzt einen großen Teil (mehr als etwa 30 %) der Druckkammer, die das Druckmedium einschließt. Die Erfindung macht es auch möglich, daß die Welle mit einer ringförmigen Druckkammer versehen wird, die ein Druckmedium enthält und mit Mitteln zur Druckbeaufschlagung des Druckmediums versehen ist.The centering device described is distinguished from conventional ones Couplings are mainly characterized by the fact that the pressure medium acts directly on the shaft and that the expandable sleeve together with the pressure medium directly onto the shaft can be pushed so that the device can only then be pressurized can if it is arranged on the shaft. The wave itself limits a large one Part (more than about 30%) of the pressure chamber that encloses the pressure medium. the Invention also makes it possible that the shaft with an annular pressure chamber is provided which contains a pressure medium and with means for pressurization of the print medium.

Claims

Claims Expandable centering device for a shaft, g e -enn z e i c h n e t d u r c h, a sleeve that can be slidably attached to the shaft (2) or sleeve (4; 4 '), which is open at at least one end (6), together with the Shaft (2) delimits a pressure chamber (9) and one that acts directly on the shaft (2), plastic # encloses hydraulic pressure medium (10), the centering device provided with a device (11 ... 14) for applying pressure to the pressure medium or is connected and a part (15; 15 ') of the sleeve is designed to be expandable, so that the tool or the like. (3) when pressure is applied to the pressure medium (10) the shaft (2) can be centered and fixed.

2. Centering device according to claim 1, characterized in that the sleeve (4) closed at one end (5) and open at the opposite end (6) and is provided with a reinforcing ring (7) which is attached to the Shaft (2) engages, and that an expandable sleeve section (15) with reduced Wall thickness between the two ends (5, 6) of the sleeve (4) is arranged.

3. Centering device according to claim 2, characterized in that the device for pressurizing the pressure medium (10) on the closed End (5) of the sleeve (4) is arranged and a pressure piston (12) in a pressure cylinder (13) actuating screw (11) for pressurizing the pressure medium (10) Has pressure channels (14).

4. Centering device according to claim 1, characterized in that the sleeve (4 ') is open at both axial ends, that both sleeve ends as reinforcing rings (18, 19) are formed, between which an expandable sleeve section (15 ') is arranged with a reduced wall thickness, and that the pressurizing device (11 ', 12') is arranged in a F # flange (20) at one end (19) of the sleeve.

5. Centering device according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the device for applying pressure to the pressure medium (10) has a pressure nipple or the like.

has, which is connectable to an external pressure source.

6. centering device according to claim 1, characterized in that the pressure chamber (9) for the pressure medium (10) is formed in the shaft (2) and that the pressurizing device for the pressure medium is connected to the shaft (2) is.