CN1240691A - 联接装置 - Google Patents

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Abstract

描述了具有两个共轴线地互相连接的联接元件和一个穿过第一联接元件并与第二联接元件耦合的拉伸锚杆的联接装置。为了使横向力对第二联接元件的定位的影响为最小,规定在第二联接元件的通孔中在离开拉伸锚杆的头部的一端做有径向间隙,并且在端部可以固定一靠在第二联接元件的肩部上的连接器,此时,在连接器与第二联接元件之间有径向间隙。此外,还描述了一种连接器,其周向有一在第二联接元件内阻止转动的轮廓形状,此时,连接器通常可在联接元件中移动并有一轴向支承表面,后者足够小,以便能作摆动运动而又不会产生起反作用的弯矩。

Description

联接装置
本发明涉及一具有两个共轴线地互相连接的联接元件和一个拉伸锚杆的联接装置，该拉伸锚杆可插入与第一联接元件连接的张紧工具中并可与第二联接元件耦合，后者有一轴向通孔。
在已经从文件US-A-4855558知道的联接装置中，拉伸锚杆在其与头部相对的端部可通过卡口锁闩与第二联接元件耦合。此外，有一张紧工具，它在拉伸锚杆的头部相对于第一联接元件起作用，以张紧两个联接元件。在另一种情况下，当在第二联接元件上用于形成卡口锁闩的地方不多时，可将拉伸锚杆的上述端部牢固地与第二联接元件用螺纹拧在一起，其中，在端部形成的螺纹与做在第二联接元件上的螺纹啮合。
上述联接装置可以装在机床也可能是车床或刻蚀机的加工头上，并可对此用于将被加工的工件按明确的空间位置张紧在加工头上。第二联接元件可以是工件本身或工件架，工件就固定在工件架上。此时，穿过拉伸锚杆和第二联接元件的对齐的通孔用于将冲洗液体通至加工地点。
张紧工具用一般的方法装在第一联接元件与其固定地连接的加工头上并在多数情况包括一钢珠闭锁机构，后者的可沿径向有限制地移动并沿周向均匀分布的球在拉伸锚杆插入加工头以后抓住描杆的头部。
当第二联接元件沿轴向张紧在第一联接元件上时，如果拉伸锚杆的轴向长度比较小，因而没有足够的空间用于卡口锁闩，则在其下直接产生横向力，该横向力在要求定位精度为一个或几个μm时就会首先产生显著的不良影响。
因此，本发明的目的在于，即在前言中所提到的联接装置中采取措施，使横向力对第二联接元件的定位的影响为最小。
对此，按照本发明规定，拉伸锚杆有一用于完全穿过第二联接元件伸出的身部，后者的直径小于通孔的净宽，而通孔则在端部沿径向扩大，以便大于净宽，由此可以避免第二联接元件的轴向和角度定位不会受到例如由张紧工具产生的横向力的有害影响。例如，如果径向间隙允许拉伸锚杆略有一离开中间轴线(Z轴)的侧面偏移，则产生此偏移的横向力就对张紧没有影响。
当将通孔扩孔，以形成一用于接纳加宽的端部的环形肩时，证明是有利的。此外，比较合理的是，将加宽的端部做成单独的塞子，后者可与身部连接，例如用螺纹拧入。
虽然第二联接元件的环形肩和所属的塞子的支承表面垂直于中间轴线延伸，就已经达到本发明的目的，但是当在本发明的改进中，将环形肩和支承表面都做成拱形或球形时，就可以达到塞子在肩上的完全面支承，此时，两个表面的凸度的曲率中点都在拉伸锚杆的外面并位于中间轴线上。
在本发明的特别合适的结构中，塞子的周向表面和扩孔的与其相对的内部轮廓形状都同样做成不圆的，以致可使塞子与第二联接元件之间能抵抗扭转。
进一步推荐，在拉伸锚杆的头部及其端部之间插入一套筒，后者带有间隙地穿过身部。由此可改进拉伸锚杆在张紧工具中的插入。如果套筒设有径向的环形密封，则后者还可用于隔开使张紧工具动作的压力介质。此外还推荐，在套筒的自由的端面设置至少一个大致像一个凸出的颈部或一个槽形的沉座的沿轴向的成形部分，它在第二联接元件的自由的端面找到一配对的成形部分并保证第二联接元件在套筒上有抗转动的支承。
特别是在第二联接元件上固定有电极时，为了保证拉伸锚杆相对于第二联接元件有径向移动的可能性，推荐在本发明的改进中另外至少暂时地通过一盖子封闭通孔的电极侧的开口，比较合适的是该盖子可夹在第二联接元件的一个沉座中。
本发明的优选的结构通常都在从属权利要求中给出。
下面将根据附图中所示的实施例详细描述本发明。其中：
图1示出了具有本发明的特征的联接装置的轴向剖视图，该装置有张紧的第二联接元件；
图2示出了图1的装置的局部放大细节图；
图3示出了塞子的从上方的透视图；
图4示出了第二联接元件的从下方的透视图；
图5示出了图1的装置的改进的与图2相似的放大细节图；
图6示出了第二联接元件的另一改进的示意透视图；
图7示出了盖子的视图；和
图8示出了被盖住的如图6的第二联接元件的示意透视图。
下面将联系一未示出的蚀刻机的加工头30描述联接装置，虽然所用的和下面所描述的联接装置也可用于其它机床。加工头30的基本结构和工作方式已在文件US-A-4855558中作了说明，特别是在其中在图6中作了相应的描述，故将明确地引用该文件。
据此，加工头30由上部的盆形壳体件18组成，一居中的管形件32插入其中并被一与上部的壳体件18用螺钉拧在一起的板34保持住。壳体件18与板34在管形件32四周围成一环形室36，在室中，一环形活塞36可通过多个支承在板上的弹簧38(只示出一个弹簧)沿轴向移动。与环形室连通的压缩空气通路31、33穿过壳体件18和板34，该压缩空气通路在用来自来示出的外部压缩空气源的压缩空气作用以后，产生一环形活塞36的对抗弹簧38的作用的移动并完成其它功能。环形活塞36的朝向管形件32的表面有一沿轴向做成阶梯形的径向凹座35，在环形活塞36的相应位置上，可在凹座中驱入钢珠闭锁机构的球。示出了钢珠闭锁机构的球4、37。沿周向均匀分布的球径向可移地位于管形件32的缺口中，该缺口按其结构可通过一定的尺寸防止球4、37出来并进入管形件32的内通道中。管形件32的向上和向下开口的内通道与壳体件18的轴向中间孔39对齐并有一中线24，该中线形成用于将第二联接元件定位在第一联接元件上的Z轴。
在板34的下部外侧固定有一联接元件40，后者载有沿周向均匀分布的向下伸出的间距柱，其中示出了间距柱42、44。沿径向在间距柱42、44里面，第一联接元件40有基准元件17、27，对于其结构，在文件US-A-5791803的图1中给出了一个例子，其中，此处所叫的基准元件17、27在该处标以参考符号19、10。基准元件17、27圆形包围管形件32的中间孔。
整个用50标记的拉伸锚杆有一头部2，与其相邻的是一在端部做有内螺纹的身部6。身部6的与头部2相邻的段被一套筒9包围。头部2与身部6用一件做成，头部2以其上部的自由的端面1靠在一密封元件20上，后者设置在所提到的内通道的径向扩大部分中并有一中间孔。拉伸锚杆50有一在图中未示出的轴向通孔，它与密封元件20的孔对齐并为此用于通过孔39导通流入的冲洗液体。头部2有一双锥形环形槽3，当如图1所示将拉伸锚杆50插入管形件32的内通道并使端面1靠在密封元件20上时，环形槽将位于钢珠闭锁机构的高度上。如果环形活塞36如图1所示位于其上端位置的附近，则钢珠闭锁机构的球4、37被压入环形槽3中并由此沿轴向牢固地保持拉伸锚杆50。
套筒9的径向外部尺寸不会越过头部2的径向外部尺寸伸出。在套筒9的四周形成位置相对的削平部分7，它使之能将拉伸锚杆50连同固定在其上的第二联接元件60悬挂在例如一刀库中，此时，刀库的抓取器与削平部分7接合。此外，套筒9通常靠在内通道的内表面上并用环形密封19向外将通道密封。身部6的外径小于套筒9的净宽，所以在身部6和套筒9之间形成有一个径向间隙。身部6的自由端做有内螺纹，做有轴向通孔的塞子13的做有外螺纹的颈部53拧入该内螺纹中。相对于颈部53沿径向加宽的塞子头55以其上部的支承面22扶着一环形肩14，后者通过第二联接元件60的轴向通孔59的下部的径向扩孔15形成。
第二联接元件60首先在其上侧设有未详细示出的相对的基准元件，它们的构成与文件EP-A-722809的相对的基准元件44、58相似。第二联接元件60有一中间凸起的凸台52，它以基本为平面形的端部54平面地靠在同样是基本为平面形的套筒的下侧上。套筒9的上侧靠在头部2的下侧上。
如同在图2中用虚线所表示的那样，端面54有一其形状为沉座的轴向剖面轮廓，一形状相应的以套筒9的下侧凸出的凸起10与之接合。因此，在所示的第二联接元件60与拉伸锚杆50的连接中，第二联接元件60相对于拉伸锚杆50周向固定。
塞子头55在周向是不圆的，而且扩孔15的以其下端接纳塞子头55的段也以相应的方式做成不圆的。在所示的实施例中，相对于圆柱形颈部53沿径向加宽的塞子头55在周向有削平部分56、57，它们对应于扩孔15的内表面上的相应的削平66、67(图3、4)。总起来说，塞子头55的径向伸展小于第二联接元件60的通孔59的扩孔15，以致塞子13在第二联接元件60的扩孔15中可沿径向移动。
在两个联接元件联接时，第二联接元件60以其相对的基准元件朝着第一联接元件40的基准元件17、27被用一张紧力张紧，该张紧力由弹簧38的压力和可能有的通过扶住头部2的球4、37的压力而产生的支承力组成。当钢珠闭锁机构的球4、37如此扶持头部2，以使其作用力的中点位于轴线24上时，则在拉伸锚杆50上只有指向轴向的拉力作用，它将直接传至第二联接元件60上。
不过常常有这样的情况，即由钢珠闭锁机构的球4、37产生的作用在拉伸锚杆上的作用力的中心并不作用在轴线24上，而是位于轴线的旁边。在这种情况下，头部2将略向中线24倾翻或移动，从而有这样的后果，即当不存在上面所提到的径向间隙时，则在第二联接元件60上除去张紧力的轴向分力外，另外还作用有一垂直于轴线24的分力。这个横向分力对每个加工头都是不同的，它将影响第二联接元件60相对于第一联接元件40的轴向的和角度的定位，当第二联接元件60如图所示沿径向较小而拉伸描杆50的总长度较小时，它将是最明显的。因此，规定的径向间隙保证头部2连同身部6和塞子13在套筒9和通孔59以及扩孔15中的自由倾翻可能性。当环形肩14和环形表面22的平面垂直于轴线延伸时，上述情况就造成两个平面不再是面依靠，而是只有局部依靠。
当只要将环形肩14和环形表面22做成球形即做成弧形时，则按照本发明的一个特殊的方面，可以保证，在头部2相对于轴线24横向错位时，环形表面22在环形肩14上有面支承，此时，鼓凸度的共同的曲率中心23位于拉伸锚杆和第二联接元件60的外面。于是鼓凸度相当于表面14、22的下凹结构。在这些表面做成如此的构形时，仍然保留面支承，因而即使在作用在拉伸锚杆的头部上的钢珠闭锁机构的球4、37的作用力的中点向侧面偏移并位于轴线24的外面时，也仍能保持张紧力的均匀分布。
图5示出了一种实施形式，其中，第二联接元件60a的环形元件14a和塞子13a的环形表面22a向外和向下倾斜并通常做成平的。通常在图5中可明显地一方面看出颈部53a与身部6a之间的径向间隙，另一方面可看出颈部53a与第二联接元件60a之间的径向间隙。另外还可看出塞子头55a与扩孔15a的侧壁之间的径向间隙。与上述实施例的差别还在于这样的情况，即在颈部53a做有内螺纹，它与在身部6a的端部的相应的外螺纹啮合。
为了保证拉伸锚杆50在张紧时产生的横向力的作用下有径向移动的可能性，本发明的改进中设有一用于扩孔15的盖子70(图7)，它在此处有基本为三角形的结构。相应地，第二联接元件60的下侧72有一在扩孔15的四周的沉座74，它的轮廓形状与深度都与盖子70的尺寸相配。盖子70可夹紧地压入此沉座74中，此时，扩孔15就被封闭，防止污染，这种污染在将电极粘接或焊接在第二联接元件60的下侧时可能产生。如同从图1、2和5所看到的那样，塞子头55或55a沿轴向的尺寸小于扩孔15、15a的相应的轴向尺寸。因此，压入沉座74中的盖子70还同时盖住塞子13、13a。如同进一步从图6和8所看到的那样，在第二联接元件的下表面上的沉座74是盖子70有足够的地方去固定未示出的电极。盖子70可通过从上面作用在拉伸锚杆50上的撞击松开其在沉座74中的夹紧，并通过空心电极向外送出。
如果涉及的是用实心材料做的电极，则在将电极粘接或焊接在自由的下侧72上以后，在电极与盖子70上做出一居中的通孔，以便能通过冲洗液体。也可以考虑，盖子70一开始就已经有一个相应的中间孔。

Claims (19)

1.一具有两个共轴线地互相连接的联接元件(40、60)和一个拉伸锚杆(50)的联接装置，该拉伸锚杆可插入与第一联接元件(40)连接的张紧工具(4、36、37)中并可与第二联接元件(60)耦合，后者有一轴向通孔(59)，其特征为，拉伸锚杆(50)有一用于完全穿过第二联接元件(60)伸出的身部(6)，后者的直径小于通孔(59)的净宽，而通孔则在端部沿径向扩大，以便大于净宽。
2.如权利要求1所述的装置，其特征为，将通孔(59)扩孔，以形成用于接纳加宽的端部(55)的环形肩(14)。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征为，将加宽的端部做成单独的塞子(13)，后者可与身部(6)连接。
4.如前述权利要求的任一项所述的装置，其特征为，拉伸锚杆(50)有一以径向间隙包围身部(6)的套筒(9)。
5.如前述权利要求的任一项所述的装置，其特征为，固定在拉伸锚杆(50)上的第二联接元件(60)用一端面(54)基本平面地靠在套筒(9)的下侧上。
6.如权利要求5所述的装置，其特征为，在端面(54)和下侧上各自做有一沿轴向延伸的轮廓形状和相对的轮廓形状，它可以保证第二联接元件(60)在套筒(9)上有抗转动的支承。
7.如前述权利要求的任一项所述的装置，其特征为，通孔(59)通过第二联接元件(60)在自由端沿径向扩大，以沿轴向接纳塞子头(55)。
8.如权利要求7所述的装置，其特征为，用于塞子头(55)的加大的扩孔(15)沿周向是不国的，以及就塞子(13、13a)与第二联接元件(60、60a)之间的抗转动的耦合这一意义而言，塞子头(55)的周向表面对应于扩孔(15)的不圆。
9.如权利要求8所述的装置，其特征为，不圆通过在塞子(13、13a)上和在第二联接元件(60、60a)上的侧面的削平(56、57、66、67)形成。
10.如前述权利要求的任一项所述的装置，其特征为，扩孔(15)的环形肩(14)的平面和靠在其上的塞子(13)的支承表面(22)的平面垂直于轴线(24)延伸。
11.如权利要求1至6的任一项所述的装置，其特征为，扩孔(15)的环形肩(14)和靠在其上的塞子(13)的支承表面(22)做成球形，此时，凸度的曲率中心位于拉伸锚杆(50)和第二联接元件(60)的外面且在轴线(24)上。
12.如权利要求1至6的任一项所述的装置，其特征为，扩孔(15)的基本为平面的环形肩(14a)和塞子(13a)的基本为平面的支承表面(22a)都沿径向向外和向下延伸(图5)。
13.在联接装置特别是如前述权利要求的任一项的具有一第二联接元件(60)和一拉伸锚杆(50)的装置中所用的塞子，其特征为，塞子(13、13a)的周边有一在联接元件(60)中阻止转动的轮廓，而且塞子通常可在联接元件中移动，以及塞子可与拉伸锚杆(50)连接，以及它有一轴向支承表面(22)，后者足够少，以便能作摆动运动而不产生一个起反作用的弯矩。
14.如权利要求13所述的塞子，其特征为，塞子头(55)有一不圆的周边，并有径向间隙地被接纳在联接元件(60)的相应的不圆的扩孔(15)中。
15.如权利要求14所述的塞子，其特征为，不圆通过塞子头(55)和扩孔(15)上的相应的侧面削平部分(56、57、66、67)形成。
16.如权利要求13～15的任一项所述的塞子，其特征为，塞子头(55)有一轴向的支承表面(22)，而联接元件(60)有一环形的属于支承表面的肩部(14)。
17.如权利要求16所述的塞子，其特征为，环形肩(14)的平面和支承表面(22)的平面垂直于轴线(24)延伸。
18.如权利要求16的塞子，其特征为，环形肩(14)和靠在其上的环形表面(22)做成球形的，此时，凸度的曲率中心位于拉伸锚杆(50)的第二联接元件(60)的外面，且在轴线(24)上。
19.如权利要求16的塞子，其特征为，基本为平面的环形肩(14a)和塞子(13a)的基本为平面的支承表面(22a)沿径向向外和向下延伸(图2)。
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