CN102971101B - 用于连接两个构件的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于连接两个构件的装置。第一构件具有圆柱状配合榫头及依径向伸出该配合榫头的环形面；第二构件具有圆柱状配合孔以用于容纳配合榫头以及具有围绕该配合孔的环形面。还配设夹紧机构，它包含一个可移动地安置在配合榫头的横向孔中的卡夹销栓及两个在第二构件上彼此径向对置的保持机构，它们各自以一个端侧的内锥或外锥贴靠到卡夹销栓的互补的外锥或内锥上并在夹紧过程中楔式地与卡夹销栓相夹紧。按本发明，卡夹销栓的内锥和/或外锥和/或保持机构之一的内锥和/或外锥具有两个共轴地彼此有轴向间距地布置的、基本呈截锥形的接触部分，这些接触部分在夹紧过程中能够或者是单个地或者是共同地与三组保持机构中的一组保持机构起作用。

Description

用于连接两个构件的装置

技术领域

本发明涉及一种用于连接两个构件特别是两个刀具部件的装置，包括：一个设置在第一构件上的圆柱状配合榫头；一个包围该配合榫头根部的依径向伸出的环形面；一个设置在第二构件中的圆柱状配合孔，用于容纳配合榫头；一个包围该配合孔边缘的环形面；一个利用一圆柱状导引面在配合榫头的一个横孔中可移动地被导引的、在其端侧的端部上分别具有一个与导引面同心的内锥或外锥的卡夹销栓，其长度小于配合榫头在横孔区域内的直径；两个保持机构，它们嵌置到在配合孔区域中彼此径向对置的、优选配有内螺纹的径向孔中，所述保持机构具有一朝向配合孔内部的、与卡夹销栓的内锥或外锥互补的外锥或内锥，并且在夹紧过程中能够楔式地与卡夹销栓夹紧，在此，彼此互补的内锥和外锥成对地具有一种在夹紧过程中促使配合榫头引入配合孔中并促使环形面彼此压靠的轴向错位(Achsversatz)。

背景技术

在已知的这种装置(EP-0547049B1)中，卡夹销栓的一端是作为内锥设计成形的，其另一端是作为外锥设计成形的。一个保持机构是作为固定在第二构件上的止动螺钉设计的，该止动螺钉具有一个与卡夹销栓的外锥相配合作用的内锥；而另一个保持机构是作为调整螺钉设计的，其具有一个能啮合到卡夹销栓的内锥中的外锥。调整螺钉和止动螺钉，如同卡夹销栓一样，在其内锥和外锥上具有相同的约为90°的锥角。若为了装配而旋入调整螺钉时，就会在调整螺钉一边首先产生由此导入的力。在此，卡夹销栓首先在调整螺钉一侧如此地被压紧到朝向配合榫头端部的横向孔底部上，使得配合榫头被引入到配合孔中。然后立即在卡夹销栓-外锥触及到对置的止动螺钉的内锥时，也照样执行。一旦出现一定的夹紧作用，径向力便会转变成一种使第一构件和第二构件的环形面彼此压靠的轴向分力。经过调整螺钉所带入的转矩的一部分用于下述目的，即用以克服卡夹销栓在横向孔中的摩擦。这一点意味着：环形面在调整螺钉的一侧比起在止动螺钉的一侧是以一个较大的轴向力相互压靠的。

为了如此改正已知装置的这一缺点，使得在夹紧过程中产生的转矩在连接装置中更好地和在周边观察更均匀地转变为平面夹紧，业已提出如下建议(EP-1343602B1)：互补的内锥和外锥在止动螺钉一侧上比起在调整螺钉一侧上具有一个较小的锥角。依此，在止动螺钉一侧的锥角最好在40°和80°之间，而在调整螺钉一侧的锥角则在70°和120°之间。在夹紧过程中，相互啮合的内锥和外锥起着一种楔形传动机构的作用，经此使调整螺钉的和卡夹销栓的径向运动被部分地转变为轴向的平面夹紧。根据在该处提出的在调整螺钉一侧和在止动螺钉一侧的不同锥角，便得出在百分数上不同的轴向分力。由于在止动螺钉一侧的锥角较小，从而获得一个增大的轴向分力，因此对横向孔中卡夹销栓的摩擦损耗得以补偿。

这种原理的转化首先遇到下述困难：在具有在调整螺钉一侧和在止动螺钉一侧都相等的约90°锥角的实际上大大推广的离合系统和在工艺已改进的具有不同锥角的离合系统之间，不存在能实现构件置换的向上及向下兼容性(互换性)。

发明内容

本发明的目的是克服上述缺点。

本发明首先是基于这样的认识：在贴合区域中彼此互补的外锥和内锥不是在其全部轴向长度上彼此压靠的，而仅仅是在锥面的一部分上彼此压靠。由此得出本发明的基本构思是：卡夹销栓的内锥和/或外锥和/或保持机构中的至少一个的内锥和/或外锥可以依轴向分成为两个共轴地按轴向间距彼此分离开地布置的、基本上呈截锥形的接触部分，这些接触部分在夹紧过程中能够或者是单个地或者是共同地起作用。

依本发明便可获得不同组合可能性，这些组合可能性可导致获得所述离合系统与相同的或不同的调整螺钉一侧和止动螺钉一侧的锥角的兼容(互换性)：

第一种发明方案设定：卡夹销栓的内锥和/或外锥具有两个共轴地彼此有轴向间距地布置的、基本上呈截锥形的接触部分，其各自最好具有不同的锥角。

采取这一措施，便可实现与第一组保持机构的兼容，这些保持机构的外锥或内锥具有两个彼此有轴向间距地布置的、基本上呈截锥形的、有不同锥角的接触部分，其中只有一个接触部分是与卡夹销栓的相邻的内锥或外锥的接触部分之一互补的。

此外，与第二组保持机构的兼容也是可能的，这些机构的外锥或内锥只具有一个截锥形的接触部分，该接触部分是与卡夹销栓的相邻的内锥或外锥的接触部分之一互补的。

第二种发明方案设定：保持机构中至少一个的外锥或内锥具有两个共轴地彼此有轴向间距地布置的、基本上呈截锥形的接触部分，这两个接触部分最好具有不同的锥角。采用这种布置，便可保证与第一组卡夹销栓的兼容，这一组卡夹销栓的内锥和/或外锥具有两个共轴地彼此有轴向间距地布置的、基本上呈截锥形的、有不同锥角的接触部分，其中各自只有一个接触部分是与保持机构之一的相邻的外锥或内锥的接触部分之一是互补的。另一方面，也存在与第二组卡夹销栓的兼容性(互换性)，这组卡夹销栓的内锥和/或外锥只具有一个基本上呈截锥形的接触部分，该接触部分是与相邻的保持机构中之一的外锥或内锥的接触部分之一互补的。

就前述各种实施变型方案而言，其中涉及到兼容性时，卡夹销栓的和保持机构的彼此有轴向间距地布置的接触部分，都分别只具有一个朝其自由端侧逐渐变大的锥角。

从原则上说当然也有这样一种可能性，即，外锥和内锥的彼此有轴向间距地布置的接触部分共同地和成对地彼此夹紧。在此情况下，问题不涉及不同夹紧系统之间的兼容性，而是涉及与两个彼此有轴向间距地布置的接触部分的一种可靠的夹紧连接的建立。

本发明的另一项优选的发展设定：卡夹销栓和/或保持机构的接触部分具有一个依轴向最好略微凸拱的周面。接触部分的周面最好具有从4mm至50,000mm的曲率半径。在兼容性情况下，彼此成对地相接触的接触面依轴向加以拱曲。在特定情况下，也可以考虑凸起的和凹入的接触部分的配对。

本发明的另一项优选的发展设定：卡夹销栓的和保持机构的接触部分在其环绕的边缘处分别通过一个基本上呈截锥状的边缘部分加以限界。在此，这些边缘部分都可具有一个依轴向呈球面状的或呈月牙凹状地加以弯曲的外周面。边缘部分的曲率半径最好小于接触部分的曲率半径，并最好在0.05mm和20mm之间。本发明的另一项优选的发展设定：保持机构中的一个是作为设置在第二构件上的止动螺钉设计的，另一个保持机构则是作为在夹紧过程中可以操作的调整螺钉设计的；彼此互补的截锥形的接触部分在止动螺钉一侧比在调整螺钉一侧具有一个较小的锥角。

试验已证明：在调整螺钉区域中的外锥和内锥比起在止动螺钉一侧上的外锥和内锥要经受较大的损耗。因此已证明特别有利的做法是：作为调整螺钉设计的保持机构具有一个外锥，而在调整螺钉一侧的卡夹销栓则具有一个与之互补的内锥，各自都只有一个呈截锥形的接触部分。在这一位置上，锥角最好为90°，从而使得在调整螺钉一侧存在一种与传统的ABS-系统的一致性。为了能够在这一情况下也可利用本发明的特点，特别有利的做法是：作为止动螺钉设计的保持机构具有一个内锥，在止动螺钉一侧的卡夹销栓具有一个外锥，其各自配有两个彼此有轴向间距地布置的、有不同锥角的接触部分。在此，只有止动螺钉的内锥的接触部分中的一个接触部分是与卡夹销栓的相邻的外锥的接触部分中的一个接触部分互补的。在各自另一个接触部分的情况下，则存在与传统的ABS-离合系统的一致性。

根据本发明的另一项有利的或可选的发展设计，调整螺钉具有一个配有圆柱状导引面区段的锯齿螺纹。这样，既可获得调整螺钉的导引性能的改善，又可获得卡夹销栓的导引性能的改善，从而获得在夹紧过程中改进的重复精度。在有锯齿螺纹的情况下，特别有利的做法被认为是：锯齿螺纹的支承齿面相对于径向平面而具有一个5°-15°的齿面角(牙型角)，而对置的朝向刀具中点的支承齿面则具有一个25°-35°的齿面角。

还可进一步改进重复精度，其措施是：卡夹销栓和/或保持机构至少在内锥和/或外锥的区域内具有一个减小摩擦的涂层或表面处理结构。

为了改进定心精确度，依本发明的另一项有利发展，提出如下建议：在配合榫头的端侧和配合孔的底面之间，设置一个具有一轴向通口的密封圈及设置一个支撑于配合孔的内壁上的定心环。该定心环和密封圈可以设计为一体式彼此相连的，也可以设计为两件式的。

附图说明

下面将参照在附图中示意地示出的一些实施例对本发明作详细说明。附图表示：

图1配有平面夹紧机构的一种刀具离合装置的一个纵剖面图；

图2a和2b图1所示刀具离合装置的作为止动螺钉或锥形螺钉设计的保持机构的一个纵剖面，及图2a中的内锥部位中的一个放大局部；

图3a和3b图1所示刀具离合装置的作为调整螺钉或夹紧螺钉设计的保持机构配有锯齿螺纹的一个侧视图，及图3a中外锥部位中的一个局部；

图3c和3d一个作为调整螺钉或夹紧螺钉设计的、配有梯形螺纹的保持机构的侧视图，及图3c所示螺纹部分的一个细部示图；

图3f和3e一个作为调整螺钉或夹紧螺钉设计的、配有管螺纹的保持机构的侧视图，及图3f所示螺纹部分的一个细部示图；

图4a至4c图1所示离合装置的卡夹销栓或摆动销栓的侧视图，以局部剖视图示出，及图4a所示外锥和内锥的两个细部示图；

图5一个刀具离合装置的具有支座的构件的与图1所示相反的一个实施例的纵剖面图；

图6a和6b图5所示刀具离合装置的作为止动螺钉或锥形螺钉设计的保持机构的纵剖面图，及图6a所示的内锥的部位放大局部图；

图7a至7c图5所示刀具离合装置的作为调整螺钉或夹紧螺钉设计的保持机构的侧视图，配有图7a所示外锥和螺纹部位的两个细部示图；

图8a至8c图5所示刀具离合装置的一个卡夹销栓或锥形销栓的侧视图以局部剖视图表示；配有图8a所示外锥和内锥部位的两个放大局部图；

图9一个刀具离合装置的包含支座的构件的与图1所示相反的另一个实施例；

图10图9所示刀具离合装置的作为止动螺钉或锥形螺钉设计的保持机构的纵剖面图；

图11a至11c图9所示刀具离合装置的作为调整螺钉或夹紧螺钉设计的、配有锯齿螺纹的保持机构的侧视图，及图11a所示外锥和螺纹部位的放大局部图；

图12a至12c图9所示刀具离合装置的一个卡夹销栓或摆动销栓的侧视图，以局部剖视图表示，以及图12a所示内锥或外锥部位的两个细部示图；

图13一个刀具离合装置的另一个与图1所示相反的实施例的包含支座的构件的纵剖面图；

图14a和14b图13所示刀具离合装置的作为止动螺钉或锥形螺钉设计的保持机构的一个纵剖面图，以及图14a中的一个放大局部；

图15a和15b图13所示刀具离合装置的作为调整螺钉或夹紧螺钉设计的保持机构的侧视图，以及图15a中外锥部位的一个放大局部；

图16a至16c图13所示刀具离合装置的卡夹销栓或摆动销栓的一个侧视图，以及图16a中内锥和外锥部位的两个放大局部；

图17a至17c相对于图1加以变改的用于一种刀具离合装置的一种夹紧机构的实施例，以三种可兼容的结构型式表示的剖视图；

图18a和18b配有相对于图1加以变改的密封圈和定心环的一种刀具离合装置的另两个具体实施形式的各自一个纵剖面图；

图19a至19c作为止动螺钉设计的保持机构的另一个具体实施形式的一个总体示图、一个侧视图和一个俯视图；

图20a和20b一种刀具离合装置的一个相对于图1加以变改了的具体实施形式的纵剖面图，在止动螺钉一侧以90°-内锥和以60°-内锥实现平面夹紧，并以直接的冷却剂导引通过夹紧机构；

图20c沿图20a中C-C剖切线的一个剖视图；

图20d用于图20a至20c所示的具体实施例的卡夹销栓示意图；

图21a至21c一种刀具离合装置相对于图1加以变改的具体实施形式的一个正视图、一个侧视图和一个纵剖面图，该离合装置配有用于转矩传递的槽导引块；

图22图21a至21c所示刀具离合装置的示意分解图。

具体实施方式

附图中所示的连接装置用于可拆卸地联接刀具的构件。所谓“构件”在前文和下文中首先都指的是刀具部件，这些部件要么包含一个配合榫头，要么包含一个配合孔，也就是特别是刀具头、刀具柄、转接部件或中间元件、以及延长部件和变径部件、调整头、螺杆附加法兰和可能有的机床主轴。

图1中所示的连接装置基本上包含：一个在第一构件10上依轴向伸出的配合榫头12；一个布置在第二构件14上的配合孔16；和一个夹紧机构18，用于将配合榫头12引入到配合孔16中，并用于在第一构件10的包围该配合榫头12的环形面22和第二构件14的限定配合孔16边界的环形面24之间产生一种平面夹紧。

夹紧机构18包含一个可移动地安置在配合榫头12的一个横向孔26中的卡夹销栓28，及两个嵌置在第二构件14的径向孔30、32中的、彼此径向对置的保持机构34、36。实际中，卡夹销栓28通常也称之为摆动销栓(Pendelbolzen)。图1和2所示的保持机构34是作为以其埋头38固定在第二构件14上的止动螺钉加以设计的，而保持机构36则形成一个调整螺钉。

按图1所示的实施例，处于安装状态中的止动螺钉34以其埋头38的一个止动锥37如此地碰触到第二构件14的一个相应内锥，使得在外侧直到第二构件14的圆柱状外周52仍保留着一些自由空隙54。为了提高止动螺钉34的稳定性，和为了增大在埋头38的内多边形结构39中的扳手啮合作用，该自由空隙54便提供这样的可能性，即，使得埋头38在外侧可配有一个突起部56，在安装状态中的突起部的最高位置57是被布置在第二构件14的圆柱状外周52内。按图19a至19c所示的实施例，设定这样一个突起部56，该突起部是与外边缘58同心地布置的，而且具有一种截锥状构形。

卡夹销栓28以其外锥40啮入到相邻的止动螺钉34的一个内锥42中，并在其对置于外锥40的端部上具有一个内锥44以用于容纳一个成形在调整螺钉36上的外锥46。

为了在两个构件10、14之间建立起连接，首先在旋开调整螺钉36的情况下，将配合榫头12松动地引入到第二构件14的配合孔16中直到环形面22、24的止挡。随后将调整螺钉36旋入到内螺纹32中，首先在彼此相对的内锥和外锥44、46的区域内达到调整螺钉36和卡夹销栓28之间的止挡。在夹紧过程继续进行中，卡夹销栓28以其外锥40被入到内锥42中直至抵达止动螺钉34的止挡。在此状态中，执行固有的夹紧过程，在此夹紧过程中，通过保持机构36、34所导入的夹紧力经过锥形接触面基于一种轴向偏移而转换成将配合榫头12引入到配合孔16中的轴向力。这些轴向力导致在第一构件和第二构件10、14的环形面22、24上的一种平面夹紧。在此，这些轴向力通过孔底50一侧的卡夹销栓28经过横向孔26而被传递到配合榫头12上，并从而被传递到第一构件10上。另一方面，在保持螺钉(紧固螺钉)34、36的区域内，夹紧力必然经过第二构件14内的相关内螺纹30、32而被吸收并被解除。

根据一种在实际中已广泛采用的作为ABS-系统而众所周知的离合系统(是KOMETGROUPGmbH公司的一个商标)，保持机构34、36，如同卡夹销栓28一样，在其内锥和外锥上具有约90°的相同锥角。在夹紧过程中，经过保持机构而被施加到夹紧系统上的径向力便转变成一种将第一构件和第二构件的环形面彼此压靠的轴向分力。业已证明：在此，经过作为调整螺钉设计的保持机构36的转矩的一部分被用于下述目的，即用于克服卡夹销栓28在横向孔中的摩擦。这一点表明：环形面22、24在调整螺钉一侧比起在止动螺钉一侧是以较大的径向力彼此压靠的。为了克服这一缺点，曾提出建议(EP1343602B1)：彼此互补的内锥和外锥的锥角(张角)在调整螺钉36的一侧大于在止动螺钉34的一侧。采取这一措施，便可补偿在夹紧过程中在横向孔26区域内产生的摩擦损耗，从而使平面压靠力在周边上实现均匀化。但其缺点在于：在实际中推广的具有相等锥角的ABS-离合系统和在技术上得到改进的具有不同锥角的离合系统之间，不存在能够实现构件更换的向上和向下兼容性。

本发明的一个特点在于认识到：彼此对向的互补的外锥和内锥在接触区域中不是在其总轴向长度上彼此压靠，而仅是在锥面的一部分上。由此得出本发明的基本构思：卡夹销栓28的和/或保持机构34、36的内锥和外锥可以依轴向各自分成为两个共轴地彼此有轴向间距地布置的、基本上呈截锥形的接触部分，这两个接触部分在夹紧过程中可以或者是单个地或者是共同地发生作用。于是获得不同的组合可能性，这些可能性导致两种具有相同的或不同的调整螺钉一侧的和止动螺钉一侧的锥角的离合系统的兼容。

按图1至4中所示的实施例，卡夹销栓28的内锥44和外锥40各自都具有两个共轴地彼此有轴向间距地布置的、基本上呈截锥形的接触部分44′、44″和40′、40″，这些接触部分本身最好具有不同的锥角(参看图4a至4c)。采取这一措施，便可实现与图2a、2b及图3a、3b所示第一组保持机构34、36的兼容，这些保持机构的外锥和内锥46、42各自具有两个彼此有轴向间距地布置的、基本上呈截锥形的接触部分46′、46″及42′、42″。这些接触部分是如此定位的，使得保持机构34、36各自只有一个接触部分与卡夹销栓28的相邻的内锥或外锥的接触部分中的一个接触部分是互补的，也就是具有相同的锥角，并在夹紧状态中与之贴合。此外，还需要为此相对调定彼此互补的外锥和内锥的尺寸。

如此还可实现与第二组保持机构的兼容，这些保持机构的外锥和内锥按传统的ABS-系统都只具有唯一的一个截锥形的接触部分，该接触部分是与卡夹销栓的相邻的内锥和外锥的接触部分中的一个接触部分互补的。

就保持机构34、36而言，本发明的第二个方案在于：保持机构的外锥和内锥42、46各自具有两个共轴地按轴向间距彼此分离开地布置的、基本上呈截锥形的接触部分42′、42″及46′、46″，这些接触部分最好具有不同的锥角。采用这种布置，便可保证对第一组卡夹销栓28的兼容，依图4a至4c所示的本实施例方案，这些卡夹销栓的内锥和外锥44、40各自具有两个共轴地彼此有轴向间距地布置的、基本上呈截锥形的接触部分40′、40″及44′、44″，各有一个接触部分是与相邻的保持机构36、34的外锥和内锥46、42的接触部分中的一个接触部分互补的。另一方面在此也存在与第二组卡夹销栓的兼容性，这组卡夹销栓的内锥和外锥按传统的ABS-系统各自只有一个基本上呈截锥形的接触部分，该接触部分是与相邻的保持机构36、34的外锥46′、46″或内锥42′、42″的接触部分中的一个接触部分互补的。

按图1至4的实施变型方案，涉及到两个离合系统之间的兼容性，卡夹销栓的和保持机构的彼此有轴向间距地布置的接触部分都具有一个分别朝自由端部逐渐变大的锥角(参看图2a、3a和4a)。

无论在保持机构34、36上还是在卡夹销栓28上，接触部分在其边缘处都各自通过一个基本上呈截锥形的边缘部分限界。在作为止动螺钉设计的保持机构34的情况下，配置了边缘部分43′，43″；在作为调整螺钉设计的保持机构36的情况下，设置了边缘部分47′、47″、47′″(图3b)。在卡夹销栓28上，在外锥40一侧配置了边缘部分41′、41″，而在内锥一侧则配置了边缘部分45′、45″、45′″。

按图1至4所示实施例，无论是接触部分还是边缘部分，在其外周面上都是略呈球状地加以弯曲的，其曲率半径分别为给定的3.9mm至20,000mm。在此，边缘部分的曲率半径分别小于相邻的接触部分的曲率半径。

图5至8、图9至12和图13至16所示的实施例与图1至4所示的实施方案的区别主要在于接触部分和边缘部分的设计结构。为了一目了然和为了避免重复起见，在上述的那些附图中，相同的部分以图组1至4中所用的同样附图标记来表示。

在图5至8所示的实施例上可以看出：边缘部分不一定设计呈球面的，也可以设计呈凹面的。这一情况例如在图6b和图8c所示的实施方案中，在保持机构34和卡夹销栓28的区域内就边缘部分43′、45″所表示的。

如从图9至12和图13至16所示的实施例中可以看出的，外锥的和内锥的彼此有轴向间距地布置的接触部分可以分别共同地和成对地彼此夹紧。在此情况下，关键并不在于不同夹紧系统之间的兼容性，而是在于建立与两个彼此有轴向间距地布置的接触部分的一种可靠的夹紧连接。这一点导致如下结果：按照图9至12所示的实施例，作为止动螺钉设计的保持机构34的内锥42及卡夹销栓28的内锥44都具有一个朝各自的自由端侧逐渐变小的锥角，而在卡夹销栓28和46的及调整螺钉36的相邻的外锥40上的锥角则朝自由端逐渐地变大。

按图13至16中所示的实施例，作为调整螺钉设计的保持机构36的外锥46及卡夹销栓28的外锥40各自具有一个朝自由端逐渐变小的锥角，而互补的卡夹销栓28的内锥44和作为止动螺钉设计的保持机构34的内锥42则具有一个朝自由端逐渐变大的锥角。

如前所述，有利的做法是：外锥和内锥40、42的彼此互补的接触部分在止动螺钉34一侧比起在调整螺钉36一侧，具有一个较小的锥角。由于在止动螺钉34一侧有较小的锥角，所以获得一种增大的夹紧力的轴向分力，并从而获得对卡夹销栓28在横向孔26中的摩擦损耗的一种补偿。

此外已证明：在调整螺钉36一侧的这一状况下，无论在调整螺钉36的外锥46上还是在卡夹销栓28的内锥44上，比起在止动螺钉34一侧会出现较大的磨损。因此已证明特别有利的做法是：按照图17a至17c所示的实施例，作为调整螺钉设计的保持机构36具有一个外锥46，而在调整螺钉一侧的卡夹销栓28则具有一个与之互补的内锥44，各自都只配有一个截锥形的接触部分。为了保证与传统的ABS-系统的下行兼容性，在唯一的一个接触部分上的锥角大约为90°。

此外，按图17a中所示的实施例，作为止动螺钉设计的保持机构34具有一个内锥42，而在止动螺钉一侧的卡夹销栓28具有一个外锥40，其各自配有两个彼此有轴向间距地布置的、有不同锥角60°和90′的截锥形的接触部分42′、42″；40′、40″，其中各自只有一对彼此贴靠。彼此相贴靠的接触部分的锥角在此为60°。第二个接触部分是为配有传统的ABS-离合部件的一种离合装置而保留的，因此具有一个90°锥角(参看图17b和17c)。

图17b表示配有一种传统的卡夹销栓28的耦合元件，该卡夹销栓的外锥40在止动螺钉34一侧具有一个90°锥角，处于耦合状态中的卡夹销栓贴靠到止动螺钉的90°-接触部分42″上。

图17c表示配有一种传统的止动螺钉34的耦合元件，该止动螺钉的唯一内锥42具有一个90°锥角，处于耦合状态中的该止动螺钉贴靠到卡夹销栓28的处于止动螺钉一侧的外锥40的90°-接触部分40″上。

依图17a至17c所示，因此便可特别简单地领会到本发明提出的耦合元件的离合兼容性。

本发明的另一个特点在于：首先在作为调整螺钉设计的保持机构36上，配置了螺纹60，该螺纹在对应螺纹中和在第二构件14的对应孔中都具有特别良好的导引性能。由于改进了保持机构36的和与之相连的卡夹销栓28的导引性能，故获得夹紧过程中的重复精度。

按图3c和3d所示的实施例，在保持机构36上配置了具有30°齿面角的梯形螺纹60′；而在按图3f和3g所示的实施例中则配置一个管螺纹60″，该管螺纹具有55°齿面角。一个特别有利的实施方案体现出按图7a和7c及图11a和11c所示的螺纹型式，该螺纹型式形成一个锯齿螺纹60′″，其支承齿面61′相对于径向平面63具有15°齿面角，其朝向刀具中心的支承齿面61″具有30°的齿面角。当然，齿面角还处于最佳化过程中，通过在一个方向中或在另一个方向的改变即可导致进一步改进。

在作为调整螺钉设计的保持机构36的区域内的导引性能的进一步改善，是可以实现的，其具体措施是：径向孔32的朝向配合孔的一端作为无螺纹的导孔70加以设计，而调整螺钉则具有一个相应的无螺纹的导引区段72(参看图5，图7a)，无螺纹的区段70、72的作用在于：调整螺钉36在锥面连接的临界区域内可以较小的配合余隙加以导引，而螺纹主要获得一种沿轴向的夹紧功能。

可以获得重复精度上的进一步改善，其措施是：卡夹销栓和/或保持机构至少在内锥和/或外锥的区域内具有一个减小摩擦的涂层或具有一种减小损耗的表面处理结构。

按图1中所示的实施例，在配合榫头12的端侧和配合孔16的底面50之间，有一个配有一轴向通口76的密封圈78，该密封圈朝外地将一个穿过夹紧机构18的冷却剂通道加以密封。此外，夹紧机构18的卡夹销栓28还具有一个长孔状的通口98、98′，该长孔状通口可直接地或者经过一个跨接的冷却剂管81而与在两个构件10、14中的冷却剂通道80、80′相连通。

按图18b和图22中所示的实施例，来自第二构件14的冷却剂通道80穿过密封圈78而汇入到一个冷却剂管81中，该冷却剂管通过卡夹销栓28上的长孔状通口98无阶梯地穿插而过，在另一侧终止在构件10的冷却剂通道80′中。该冷却剂管81同时还用于卡夹销栓28在横向孔26中防止扭转。这种防止扭转之所以很重要，乃是因为卡夹销栓28在连接其外锥和内锥的过渡点上在配合保持机构中不是精准地旋转对称的，因而需要在横向孔中有一个确定的旋转取向(参看图20d，图22)。冷却剂管81由于有平滑过渡之故而特别适用于小量润滑技术(MMS)。

按图20a和20b中所示的实施例，没有冷却剂管81。在此，冷却润滑剂在夹紧机构18内是直接通过设置在卡夹销栓28中的通口98′加以导引的。从原则上说，这里有一个圆柱状的通口就够了。鉴于各连接锥对于保持机构34有不同的锥角60°(图20a)和90°(图20b)，所以卡夹销栓28视有效的锥角而定，以不同程度地伸入到横向孔26中。因此，为了实现完全的搭接，需要一个长孔状的通口98′(参看图20d)。此外，在这种情况下，为卡夹销栓28还配备了一个辅助的防扭转机构。在此，该防扭转机构是一个依径向旋入到配合榫头12中的安全销102，该安全销在横向孔26一侧以它的尖端104可靠地啮入到卡夹销栓28的一个边缘敞开的纵向凹部106中(参照图20d)。

在密封圈78上，依径向和轴向连接着一个定心环82，该定心环基本上用于两个构件10、14的定心。在此，定心环82既可设计成一体式与密封圈78相连(图1)也可以作为与密封圈78相分离的部分(图18a)加以设计。定置在配合榫头端部上的定心环82是借助轴向压力在与支承侧的孔底50相接触时实现扩径的。为了获得所要求的扩径，该定心环82可以要么具有至少一个空腔84，该空腔整个地或部分地经过定心环的周边延伸，要么配置一个用金属或塑料制成的衬垫86。在此，定心环82以一个在图中未示出的槽口而与密封圈78致密地相连。定心环82可以用金属、塑料或橡胶制成，或者用一种复合材料制成。为此目的最好采用一种合成橡胶材料。

在将构件10、14分开时，密封圈78仍留在配合孔16中，而定心环82若其是作为分离的部件设计的则仍保留在配合榫头12上。在定心环82和配合榫头12之间最好存在一种形锁合，这种形锁合例如可以通过在定心环82上的一个环凸90和通过在配合榫头12上的一互补的环形槽来加以实现。

在图18b中示出配有相应成形的定心环82的一种密封圈78的另一实施例，依此，在该定心环82中经过其周边分布开地嵌置着多个用金属或塑料制成的接触球体92。为了减小接触球体92的表面压力，可以在配合孔16的定心面94上和在相邻的配合榫头12上的对接面上成形出部分圆柱状的用于接触球体92的活动路径和支承路径。在构件10、14分离时，密封圈78连同其定心环82仍保留在配合孔16中。为此，定心面94、96是设计为呈锥形的。

采取本发明提出的这些措施，便可通过在卡夹销栓28和保持机构之间的夹紧机构18内特定的锥角选择，降低摩擦损耗，从而提高30-40％的夹紧力，以及在连接装置区域内获得一个相应较大的弯曲刚度。为了能更好地利用这一优点，此外还须采取一些措施，借以在连接区域内实现较高的转矩吸收。按图21a至21c、图22中所示的实施例，为此目的，在环形面22、24的区域内，在构件14上配置一个径向槽108，在构件10上配置一个槽嵌块110，在安装好的状态中的该径向槽和该槽嵌块配合精准地彼此嵌接。槽嵌块110利用一个固定螺钉112依径向嵌入到构件10的法兰114上的一个凹部107中，并以它的卡头部分111依轴向如此程度地超出环形面22，使得它在耦合状态中时能够啮入到另一构件14的径向槽108中。此外，在第一构件10的环形面22上配置了一个依轴向伸出的定位销116，该定位销在安装好的状态中以它的尖端118啮入到第二构件14的平面24区域内的一个定位孔120中。对转矩传递来说，定位销116与槽嵌块110相比，只具有次要的意义(参照图21c)。

现可概括如下：本发明涉及一种连接装置，用于连接两个构件10、14，特别是两个刀具部件。在此，第一构件10具有一个圆柱状配合榫头12及一个依径向伸出该配合榫头12的环形面22；第二构件14则具有一个圆柱状配合孔16，用于容纳配合榫头12，以及具有一个围绕该配合孔16的环形面24。此外，还配置了一个夹紧机构18，在夹紧过程中该夹紧机构的作用在于：使配合榫头12能被引入到配合孔16中，并从而使环形面22、24彼此压靠。夹紧机构包含一个可移动地安置在配合榫头12的横向孔26中的卡夹销栓28以及两个在第二构件14中彼此径向对置的保持机构34、36，这两个保持机构各自以一个端侧的内锥或外锥贴靠到卡夹销栓28的一个互补的外锥或内锥上，并且在夹紧过程中能楔式地与卡夹销栓相夹紧。依本发明，卡夹销栓28的和/或保持机构34、36的内锥和/或外锥都各自具有两个共轴地彼此有轴向间距地布置的、基本上呈截锥形的接触部分40′、40″；44′，44″；42′，42″；46′，46″，这些接触部分在夹紧过程中可以或者是单个地或者是共同地起作用。

附图标记一览表

10第一构件

12配合榫头

14第二构件

16配合孔

18夹紧机构

22环形面(第一构件)

24环形面(第二构件)

26横向孔

28卡夹销栓

30配有内螺纹的径向孔

32配有内螺纹的径向孔

34保持机构(止动螺钉)

36保持机构(调整螺钉)

37止动锥

38埋头

39内多边形结构

40外锥

40′，40″接触部分

41′，41″边缘部分

42内锥

42′，42″接触部分

43′，43″边缘部分

44内锥

44′，44″接触部分

45′，45″，45′″边缘部分

46外锥

46′，46″截锥形接触部分

47′，47″，47′″边缘部分

50孔底

52外周

54自由空隙

56突起部

57最高位置

58外边缘

60螺纹

60′梯形螺纹

60″管螺纹

60′″锯齿螺纹

70无螺纹区段/无螺纹导引孔

72无螺纹区段/无螺纹导引区段

76通口

78密封圈

80，80′冷却剂通道

81冷却剂管

82定心环

84空腔

86衬垫

90环凸

92接触球体

94，96定心面

98，98′长孔状通口

102安全销

104尖端

106纵向凹部

108径向槽

110槽嵌块

111卡头部分

112固定螺钉

114法兰

116定位销

118尖端

120定位孔

Claims (36)

1.用于连接两个构件的装置，包括：一个设置在第一构件(10)上的圆柱状配合榫头(12)；一个在配合榫头根部上包围该配合榫头(12)的、依径向伸出的环形面(22)；一个设置在第二构件(14)中的圆柱状配合孔(16)，用于容纳配合榫头(12)；一个在配合孔边缘上包围该配合孔(16)的环形面(24)；一个利用一圆柱状导引面在配合榫头(12)的一个横向孔(26)中可移动地被导引的、在其端侧的端部上分别具有一个与导引面同心的内锥或外锥的卡夹销栓(28)，该卡夹销栓的长度小于配合榫头(12)在横向孔(26)区域内的直径；两个嵌置到在配合孔(16)区域内彼此径向对置的径向孔(30，32)中的保持机构(34，36)，所述保持机构具有朝向配合孔(16)内部的、与卡夹销栓(28)的内锥或外锥互补的外锥或内锥并且在夹紧过程中借助于相互配置的基本上呈截锥形的接触部分能够楔式地与卡夹销栓(28)相夹紧，其中，彼此互补的内锥和外锥成对地具有一种在夹紧过程中促使配合榫头(12)导入配合孔(16)中并促使各环形面(22，24)彼此压靠的轴向错位，其特征在于：所述卡夹销栓(28)的内锥(44)和/或外锥(40)具有两个共轴地彼此有轴向间距地布置的、基本上呈截锥形的、有不同锥角的接触部分(40′，40″；44′，44″)，所述接触部分在夹紧过程中或者是单个地或者是共同地与所述两个保持机构(34，36)起作用，所述两个保持机构选自如下的三组保持机构：

第一组保持机构(36，34)的外锥(46)或内锥(42)具有两个共轴地彼此有轴向间距地布置的、基本上呈截锥形的、有不同锥角的接触部分(46′，46″；42′，42″)，其中只有一个接触部分是与卡夹销栓(28)的相邻的内锥(44)或外锥(40)的接触部分(44′，44″；40′，40″)中的一个接触部分互补的；

第二组保持机构的外锥或内锥只具有一个基本上呈截锥形的接触部分，该接触部分是与卡夹销栓(28)的相邻的内锥(44)或外锥(40)的接触部分(44′，44″；40′，40″)中的一个接触部分互补的；

第三组保持机构(34，36)的外锥或内锥具有两个共轴地彼此有轴向间距地布置的、基本上呈截锥形的接触部分(42′，42″；46′，46″)，这两个接触部分分别是与卡夹销栓(28)的相邻的内锥或外锥的接触部分(40′，40″；44′，44″)中的一个接触部分互补的。

2.按权利要求1所述的装置，其特征在于：卡夹销栓(28)的和保持机构(34，36)的彼此有轴向间距地布置的各接触部分具有一朝向各自的自由端侧逐渐变大的锥角。

3.按权利要求1所述的装置，其特征在于：卡夹销栓(28)的和/或保持机构(34，36)的基本上呈截锥形的各接触部分具有一依轴向凸拱的周面。

4.按权利要求1所述的装置，其特征在于：卡夹销栓(28)的和保持机构(34，36)的各接触部分在其环绕的边缘处分别是由一个基本上呈截锥形的边缘部分(41′，41″；45′，45″；43′，43″；47′，47″)限界的。

5.按权利要求4所述的装置，其特征在于：各边缘部分具有一依轴向呈球面状或呈凹弧状弯曲的周面。

6.按权利要求1所述的装置，其特征在于：其中一个保持机构(34)设计为固定在第二构件(14)上的止动螺钉，另一个保持机构(36)设计为在夹紧过程中可操作的调整螺钉；以及，彼此互补的基本上呈截锥形的各接触部分在止动螺钉一侧比在调整螺钉一侧具有更小的锥角。

7.按权利要求6所述的装置，其特征在于：设计为调整螺钉的保持机构(36)具有一个外锥，卡夹销栓(28)在调整螺钉一侧具有一个与该保持机构的该外锥互补的内锥，该保持机构的该外锥和卡夹销栓的该内锥各自只有一个基本上呈截锥形的接触部分。

8.按权利要求6所述的装置，其特征在于：设计为止动螺钉的保持机构(34)具有一个内锥，卡夹销栓(28)在止动螺钉一侧具有一个外锥，该保持机构的该内锥和卡夹销栓的该外锥各自具有两个彼此有轴向间距地布置的、基本上呈截锥形的、有不同锥角的接触部分。

9.按权利要求6所述的装置，其特征在于：调整螺钉和/或止动螺钉具有一种锯齿螺纹(60″′)，该锯齿螺纹具有一个平的支承齿面和圆柱状的导引面区段。

10.按权利要求9所述的装置，其特征在于：所述支承齿面相对于径向平面具有5°至15°的齿面角，而对置的朝向刀具中心的齿面则具有25°至35°的齿面角。

11.按权利要求6所述的装置，其特征在于：调整螺钉和/或止动螺钉具有一种配有圆柱状导引面区段的梯形螺纹(60′)。

12.按权利要求6所述的装置，其特征在于：设计为止动螺钉的保持机构(34)具有一个由一圆形的外边缘(58)限界的、有一止动锥(37)的法兰状埋头(38)以及一个有径向间距地设置在外边缘(58)之内的、限定一个中心内多边形结构(39)的突起部(56)，该突起部的最高位置(57)在安装状态下是布置在第二构件(14)的圆柱状外周(52)之内。

13.按权利要求12所述的装置，其特征在于：突起部(56)具有一种基本上呈截锥形的构形，而且是与外边缘(58)同心地布置的。

14.按权利要求1所述的装置，其特征在于：卡夹销栓(28)和/或保持机构(34，36)至少在内锥和/或外锥的区域内具有一种减小摩擦的涂层或表面处理结构。

15.按权利要求1所述的装置，其特征在于：夹紧机构(18)的卡夹销栓(28)具有一长孔状的通口(98，98′)，该通口直接地或者间接经由一个贯通的冷却剂管(81)与两个构件(10，14)内轴向居中的冷却剂通道(80，80′)相连通。

16.按权利要求1所述的装置，其特征在于：在环形面(22，24)的区域内，在一个构件(14)上配有一个径向槽(108)，在另一构件(10)上配有一个与该径向槽(108)互补的槽嵌块(110)，该径向槽和该槽嵌块在安装状态下配合精准地互相嵌接从而产生转矩传递。

17.按权利要求1所述的装置，其特征在于：在配合榫头(12)的端侧和配合孔(16)的底面(50)之间设置一个具有轴向通口(76)的密封圈(78)以及一个支撑于配合孔的内壁上的定心环(82)。

18.按权利要求17所述的装置，其特征在于：密封圈(78)和定心环(82)是一体式彼此相连的。

19.用于连接两个构件(10，14)的装置，包括：一个设置在第一构件(10)上的圆柱状配合榫头(12)；一个在配合榫头根部包围该配合榫头(12)的、依径向伸出的环形面(22)；一个设置在第二构件(14)中的圆柱状配合孔(16)，用于容纳配合榫头(12)；一个在配合孔边缘上包围该配合孔(16)的环形面(24)；一个利用一圆柱状导引面在配合榫头(12)的一个横向孔(26)中可移动地被导引的、在其端侧的端部上分别具有一个与导引面同心的内锥或外锥的卡夹销栓(28)，该卡夹销栓的长度小于配合榫头(12)在横向孔(26)区域内的直径；两个嵌置到在配合孔(16)区域内彼此径向对置的径向孔中的保持机构(32，34)，所述保持机构具有朝向配合孔(16)内部的、与卡夹销栓(28)的内锥或外锥互补的外锥或内锥并且在夹紧过程中借助于相互配置的基本上呈截锥形的接触部分能够楔式地与卡夹销栓(28)相夹紧，其中，彼此互补的内锥和外锥成对地具有一种在夹紧过程中促使配合榫头(12)导入配合孔(16)中并促使环形面(22，24)彼此压靠的轴向错位，其特征在于：所述保持机构(36，34)中至少一个保持机构的外锥(46)或内锥(42)具有两个共轴地彼此有轴向间距地布置的、基本上呈截锥形的、有不同锥角的接触部分(46′，46″；42′，42″)，所述接触部分在夹紧过程中或者是单个地或者是共同地与所述卡夹销栓(28)起作用，所述卡夹销栓选自如下的三组卡夹销栓：

第一组卡夹销栓(28)的内锥(44)和/或外锥(40)具有两个共轴地彼此有轴向间距地布置的、基本上呈截锥形的、有不同锥角的接触部分(44′，44″；40′，40″)，其中分别只有一个接触部分是与保持机构(36，34)之一的相邻的外锥(46)或内锥(42)的接触部分(46′，46″；42′，42″)中的一个接触部分互补的；

第二组卡夹销栓(28)的内锥和/或外锥只具有一个基本上呈截锥形的接触部分，该接触部分是与保持机构(36，34)之一的相邻的外锥(46)或内锥(42)的接触部分(46′，46″；42′，42″)中的一个接触部分互补的；

第三组卡夹销栓(28)的内锥和/或外锥具有两个共轴地彼此有轴向间距地布置的、基本上呈截锥形的接触部分(40′，40″；44′，44″)，这两个接触部分是与保持机构(34，36)之一的相邻的外锥或内锥的接触部分中的一个接触部分互补的。

20.按权利要求19所述的装置，其特征在于：卡夹销栓(28)的和保持机构(34，36)的彼此有轴向间距地布置的各接触部分具有一朝向各自的自由端侧逐渐变大的锥角。

21.按权利要求19所述的装置，其特征在于：卡夹销栓(28)的和/或保持机构(34，36)的基本上呈截锥形的各接触部分具有一依轴向凸拱的周面。

22.按权利要求19所述的装置，其特征在于：卡夹销栓(28)的和保持机构(34，36)的各接触部分在其环绕的边缘处分别是由一个基本上呈截锥形的边缘部分(41′，41″；45′，45″；43′，43″；47′，47″)限界的。

23.按权利要求22所述的装置，其特征在于：各边缘部分具有一依轴向呈球面状或呈凹弧状弯曲的周面。

24.按权利要求19所述的装置，其特征在于：其中一个保持机构(34)设计为固定在第二构件(14)上的止动螺钉，另一个保持机构(36)设计为在夹紧过程中可操作的调整螺钉；以及，彼此互补的基本上呈截锥形的各接触部分在止动螺钉一侧比在调整螺钉一侧具有更小的锥角。

25.按权利要求24所述的装置，其特征在于：设计为调整螺钉的保持机构(36)具有一个外锥，卡夹销栓(28)在调整螺钉一侧具有一个与保持机构的该外锥互补的内锥，该保持机构的该外锥和卡夹销栓的该内锥各自只有一个基本上呈截锥形的接触部分。

26.按权利要求24所述的装置，其特征在于：设计为止动螺钉的保持机构(34)具有一个内锥，卡夹销栓(28)在止动螺钉一侧具有一个外锥，该保持机构的该内锥和卡夹销栓的该外锥各自具有两个彼此有轴向间距地布置的、基本上呈截锥形的、有不同锥角的接触部分。

27.按权利要求24所述的装置，其特征在于：调整螺钉和/或止动螺钉具有一种锯齿螺纹(60″′)，该锯齿螺纹具有一个平的支承齿面和圆柱状的导引面区段。

28.按权利要求27所述的装置，其特征在于：所述支承齿面相对于径向平面具有5°至15°的齿面角，而对置的朝向刀具中心的齿面则具有25°至35°的齿面角。

29.按权利要求24所述的装置，其特征在于：调整螺钉和/或止动螺钉具有一种配有圆柱状导引面区段的梯形螺纹(60′)。

30.按权利要求24所述的装置，其特征在于：设计为止动螺钉的保持机构(34)具有一个由一圆形的外边缘(58)限界的、有一止动锥(37)的法兰状埋头(38)以及一个有径向间距地设置在外边缘(58)之内的、限定一个中心内多边形结构(39)的突起部(56)，该突起部的最高位置(57)在安装状态下是布置在第二构件(14)的圆柱状外周(52)之内。

31.按权利要求30所述的装置，其特征在于：突起部(56)具有一种基本上呈截锥形的构形，而且是与外边缘(58)同心地布置的。

32.按权利要求19所述的装置，其特征在于：卡夹销栓(28)和/或保持机构(34，36)至少在内锥和/或外锥的区域内具有一种减小摩擦的涂层或表面处理结构。

33.按权利要求19所述的装置，其特征在于：夹紧机构(18)的卡夹销栓(28)具有一长孔状的通口(98，98′)，该通口直接地或者间接经由一个贯通的冷却剂管(81)与两个构件(10，14)内轴向居中的冷却剂通道(80，80′)相连通。

34.按权利要求19所述的装置，其特征在于：在环形面(22，24)的区域内，在一个构件(14)上配有一个径向槽(108)，在另一构件(10)上配有一个与该径向槽(108)互补的槽嵌块(110)，该径向槽和该槽嵌块在安装状态下配合精准地互相嵌接从而产生转矩传递。

35.按权利要求19所述的装置，其特征在于：在配合榫头(12)的端侧和配合孔(16)的底面(50)之间设置一个具有轴向通口(76)的密封圈(78)以及一个支撑于配合孔的内壁上的定心环(82)。

36.按权利要求35所述的装置，其特征在于：密封圈(78)和定心环(82)是一体式彼此相连的。