CN101356032B - 夹紧装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于夹紧工具的夹紧装置，所述夹紧装置带有容纳部(2)，其由环形空间(3)围绕。环形空间(3)向着卡盘体(1)的在工具侧的端面(1a)，以及向着容纳部(2)打开，并且通过盖子(5)封闭。在盖子(5)的容纳部侧的内壁中形成环槽(13)，在所述环槽中设置密封环(12)，其中环槽(13)可被供给液体，以便向内挤压置入环槽(13)中的密封环(12)，致使有效地密封形成于盖子(5)和置入容纳部(2)中的工具(W)之间的缝隙。

Description

夹紧装置
技术领域
本发明涉及一种用于夹紧工具的夹紧装置，具有基体，在所述基体中，形成有中心容纳部，用于待夹紧工具的柄；以及形成围绕容纳部的、环状的环形空间，其中，环形空间向着卡盘体的在工件侧的端面，以及向着容纳部打开。
背景技术
此类夹紧装置例如由文件WO 00/76703公开，并用于，将工具柄，例如打孔钻柄，或铣刀柄固定在相应机床的工作主轴上。它们尤其被用于夹紧小型工具。
在由文件WO 00/76703公开的夹紧装置中，工具将通过冷缩配合被夹紧。此外所述装置通常由金属制成的基体组成，所述基体具有中心容纳部，其用于待夹紧工具的柄。容纳部的直径在此将这样测定，使其略微小于工具柄的直径。为了夹紧工具，基体至少在其容纳部的区域内加热，直至所述容纳部由于热而膨胀，使得工具柄可置入其中。在最终的冷却过程中，容纳部重新收缩，使得工具柄通过压配合或冷缩配合被固定在容纳部中。
可选的是，可以使用另外一种夹紧机械装置，鉴于此例如可考虑申请人的所谓摩擦-夹紧卡盘的夹紧机械装置，其在DE 198 27 101 C1以及DE 198 34 739 A1中被描写。
这类的夹紧装置在实践中充分证明了其能力。但是由于对柄的坚硬的夹紧，在使用中可能出现挠曲效应，其可以导致工具上硬质金属柄折断。出于这个原因，在WO 00/76703中提出，围绕在容纳周围提供减震空间。通过这样的设计，工具柄的夹紧将比较“软”，结果，可以排除，更确切的说进一步阻止，由于柄坚硬的夹紧所出现的、可导致工具折断的“万向节效应”。
但是缺点在于，在减震内腔中会积累碎屑等物。由于这类碎屑积累在减震内腔中不平均地形成，导致不可避免地出现了不平衡，这样的不平衡对于机床的部分非常高转速时来说是缺陷。
除此以外的缺点在于，在使用带有内部冷却剂输送的工具时，尤其是使用按申请人摩擦技术工作的夹紧机械装置时，冷却液体可以通过容纳部与被夹紧工具之间形成的缝隙，到达夹紧装置工件侧的端面并泄露。
发明任务
本发明的任务在于，将开头提到类型的夹紧装置进行这样的设计，以致于基本上避免不平衡，以及进一步阻止冷却液的泄露。
发明内容
本发明提供一种用于夹紧工具的夹紧装置，其具有基体，在所述基体中设置用于容纳待夹紧工具的柄的中心容纳部以及围绕所述容纳部的环形空间，其中所述环形空间向着所述基体的工具侧的端面，以及向着所述容纳部打开，其特征在于，所述环形空间通过盖子封闭，所述盖子从所述工具侧的端面起被置入所述环形空间中，并在所述环形空间中被夹紧；以及在所述盖子的容纳部侧的内壁中形成有环槽，所述环槽中设置密封环，其中，所述环槽与液体输送通道相连，通过所述液体输送通道，可将液体输送给所述环槽，以便向内挤压置于所述环槽内的所述密封环，并且因此有效地密封形成于所述盖子和置入所述容纳部内的工具之间的缝隙。
所述任务根据本发明将这样解决，即：通过用环形的盖子将环形空间的开放末端封闭，所述盖子由其开放的端面起置入环形空间内，并在环形空间内夹紧；并且在盖子的容纳部侧的内壁中形成环槽，在所述环槽中设置密封环，其中，环槽与液体输送通道相连，通过所述液体输送通道，液体可被输送给环槽，以便向内挤压置于在环槽中的密封环，并且因此可以有效地密封形成于盖子和置入容纳部中的工具之间的缝隙。
因此本发明的思考基于：至少部分地封闭环形空间，并且因此抵御碎屑等物的进入。
为此而置入环形空间中的盖子，以至少一个置入所述盖子的环槽的密封环的形式，附加地具有密封机构，所述密封环可有效的被压缩，使得其紧贴在置入容纳部中的工具柄的周围，并且通过对环槽施加以液体，而以这样的方式密封容纳部侧的环形缝隙。当液体压力重新减小时，密封环由于其弹性恢复力而回复到其起始位置。基于这样的设计，在运行中，尤其是在使用带有内部冷却输送的工具时，可以有效地阻止冷却剂在夹紧装置工件侧的端面的泄露。由于密封环的内直径可以大于工具的柄直径，因此工具可被置入容纳部中，而不损伤密封环。
在本发明的构造中可以设计：在盖子的容纳部侧的内壁上构成的环槽，通过液体输送通道被供给以冷却液，所述冷却液可输送给夹紧装置用于冷却工具。这样的实施形式特别合适，当夹紧装置被设计成用于使用带有内部冷却剂传输的工具时，以及相应地配备内部冷却剂供给导管。
根据本发明的具体实施方案，所述液体输送通道具有：通道部分，其在基体内形成，并且通向盖子的基体侧的端面；以及具有与此相连的、在盖子中形成的通道部分，其向着环形空间打开，并且例如可以构建为盲孔。也可以提供多个液体输送通道，用于为盖子的容纳部侧的内壁中形成的环槽供给以液体。在这样的情况下，液体输送通道以适用地方式，均匀分布地在盖子的切线方向设置。
根据本发明的一种优选的具体实施方案在此设计：盖子这样地被构成和固定在环形空间内，使得夹紧装置的静态刚性基本上不被影响。
本发明的进一步设计中设计，盖子被构成为减震元件，并且优选地，自由振动地悬置在环形空间中。例如可以将盖子在环形空间中通过一个O型环或多个O型环自由振动地保持。所述实施方案的思考基于，有目的地在工具夹紧的最外部区域内进行减震，在所述最外部区域内，在运行中出现最大振动速度；并通过在环形空间内振动的盖子，也就是说借助余隙以及弹性地施加弹簧作用设置减震，使得可以在盖子和基体之间产生相对运动。因此，根据发明的夹紧装置扮演多质量振子，其减震性能可通过安装不同构造的盖子来改变，结果，以不同频率衰减，并且因此可以调整夹紧装置的固有频率。通过盖子长度L的变化-在夹紧装置的轴向方向观察-减震可以固定地调节。
在此，小的长度L可带来较低的减震，同时大的长度L可带来较高的减震。通过盖子材料密度带来其他的影响可能性。试验表明，以小的减震质量可达到好的效果。小的质量同时对于旋转系统来说很重要，因为在加速和制动时可保持小的惯性力。
当使用O型环时，为了使盖子固定在环形空间中，可以在盖子的外壁以及/或者环形空间的内壁中，提供用于容纳O型环的槽。另外适用的是，盖子在环形空间中，通过形状配合连接以及/或者摩擦配合连接，确保阻止脱落。根据一种优选的具体实施方案设计，盖子在环形空间中通过锁环固定，所述锁环嵌入在盖子外壁以及环形空间内壁上。
附图说明
鉴于本发明进一步具有优点的结构，通过参照附加图，指出了附属权利要求，以及后续的描述。其中：
图1以部分剖面正视图示出根据本发明的夹紧装置的具体实施方案；
图2以放大的正视图示出用于封闭根据图1的夹紧装置的环形空间的盖子；以及
图3示出盖子沿着图2中的线A-A的剖面；
具体实施方式
在图1中图示出根据本发明的用于夹紧工具的夹紧装置的具体实施方案，所述装置在此构成为夹紧卡盘，但也可以例如直接整合到机床的工作主轴中。夹紧卡盘包括基体1，其由形状稳定的材料，例如钢制成，所述基体在其末端具有中心容纳部2，其用于待夹紧的工具W，此处为打孔钻，的圆柱形柄。基体1在其另外一个末端上，以公知地方式具有接口4，所述接口用于夹紧到机床的工作主轴中。
在基体1中提供环形空间3，所述环形空间围绕着容纳部2的前部区域，并且向着基体的工具侧的端面1a，以及向着容纳部2打开。环形盖子5被置入环形空间3中，并且通过锁环6轴向固定，所述锁环嵌入盖子5的外壁中的、以及环形空间3的内壁中的相应的环槽7、8中。在此，形成在盖子5的外壁和环形空间3的内壁之间的环形缝隙通过O型环10来密封，所述O型环被保持在盖子5的外壁中的另外的环槽11中。
此外，在盖子5的内壁处构成环槽13，其中置入此处构成为O型环12的密封环。O型环12拥有内直径，其略微大于容纳部2的直径，或者说大于待接合的工具柄的直径。但所述O型环可以通过施加液压压力弹性地被压缩，并且以这种方式与待夹紧的工具W的柄压紧，以便密封形成于盖子-内壁和工具W之间的缝隙。此外，环槽13通过三个冷却剂输送通道9与未进一步示出的中央冷却剂输送通道相连，通过该中央冷却剂输送通道使夹紧装置与外部冷却剂源相连接，以便在使用带有内部冷却剂输送的工具时，夹紧装置被供给以冷却剂。如可从图中清晰地看出的，所述三个液体输送通道9均匀分布地，就是说，互相成大约120°偏差地，围绕环槽13设置，并且基本上轴向地穿过夹紧装置延伸。它们各自具有：提供在盖子5中的通道段9a，其以盲孔的形式构成，所述盲孔端面地引入盖子5中，并且与所述环槽13在其外部周边区域内相交；以及与此相连的通道段9a，其在基体1中构成，并且连通到夹紧装置的中央冷却剂输送通道内。
在运行中，当工具W被固定在夹紧装置中，并且夹紧装置的冷却剂输送被开通时，在环槽13中形成压力，其结果为：O型环12被弹性地压向已夹紧的工具柄，并且以这样的方式，密封在盖子5和工具W之间的环形缝隙。
在示出的夹紧装置上，盖子5形成减震元件，其可以相对基体1实施相对运动。以此，根据发明的夹紧装置1扮演质量振子，其减震性能可通过使用不同的盖子5而变化，结果，以不同频率衰减，并且因此可以调整夹紧装置的固有频率。在此，存在关于盖子5的长度L、密度，以及硬度的变化可能性。在此，有目的地在工具夹紧的外部区域内实现减震，在所述外部区域中，在运行时，出现最大振动速度。

Claims (10)

1.用于夹紧工具的夹紧装置，其具有基体(1)，在所述基体中设置用于容纳待夹紧工具(W)的柄的中心容纳部(2)以及围绕所述容纳部(2)的环形空间(3)，其中所述环形空间(3)向着所述基体(1)的工具侧的端面(1a)，以及向着所述容纳部(2)打开，其特征在于，所述环形空间(3)通过盖子(5)封闭，所述盖子从所述工具侧的端面(1a)起被置入所述环形空间(3)中，并在所述环形空间(3)中被夹紧；以及在所述盖子(5)的容纳部侧的内壁中形成有环槽(13)，所述环槽中设置密封环(12)，其中，所述环槽(13)与液体输送通道(9a、9b)相连，通过所述液体输送通道，可将液体输送给所述环槽(13)，以便向内挤压置于所述环槽(13)内的所述密封环(12)，并且因此有效地密封形成于所述盖子(5)和置入所述容纳部(2)内的工具(W)之间的缝隙。
2.根据权利要求1所述的夹紧装置，其特征在于，在所述盖子(5)的所述容纳部侧的内壁上形成的所述环槽(13)，通过所述液体输送通道(9a、9b)被供给冷却液，所述冷却液被输送给所述夹紧装置用于冷却所述工具(W)。
3.根据权利要求1或2所述的夹紧装置，其特征在于，所述液体输送通道(9a、9b)具有：在所述基体(1)中形成的、并且连通到所述盖子(5)的基体侧的端面内的通道段(9b)，以及与此相连的、在所述盖子(5)中形成的通道段(9a)。
4.根据权利要求2所述的夹紧装置，其特征在于，提供多个液体输送通道(9a、9b)，以便在所述盖子(5)的容纳部侧的所述内壁中形成的所述环槽(13)被供给液体。
5.根据权利要求4所述的夹紧装置，其特征在于，所述液体输送通道(9a、9b)均匀分布地在所述盖子(5)的切线方向上设置。
6.根据权利要求5所述的夹紧装置，其特征在于，所述盖子(5)这样构成和固定在所述环形空间(3)中，使得所述基体(1)的静态刚性基本上不被削弱。
7.根据权利要求5或6所述的夹紧装置，其特征在于，所述盖子(5)被构成为减震元件，并且在所述环形空间(3)中自由振动地悬置。
8.根据权利要求7所述的夹紧装置，其特征在于，所述盖子(5)在环形空间(3)中通过至少一个O型环(10)振动地保持。
9.根据权利要求8所述的夹紧装置，其特征在于，在所述盖子(5)的外壁内，以及/或者在所述环形空间(3)的内壁中提供槽，其用于容纳所述至少一个O型环(10)。
10.根据权利要求1所述的夹紧装置，其特征在于，所述盖子(5)在环形空间(3)中通过锁环(6)固定。
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