DE1502047A1

DE1502047A1 - Clamping or coupling device

Info

Publication number: DE1502047A1
Application number: DE19631502047
Authority: DE
Inventors: Paul Brugger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1963-12-21
Filing date: 1963-12-21
Publication date: 1969-06-04
Also published as: DE1502047B2

Description

Spann- oder Kupplungsvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Spann- oder Kupplungsvorrichtung, bei der durch eine axiale Verschiebung zweier über Keilflächen aufeinander gelagerter Hülsen, Wellen ododgl. eine radiale Verformung einer der durch Trennfugen, Ausnehmungen od.dgl. unterteilten Hülsen erfolgt und ist besonders als Spanndorn zum Aufspannen eines Werkstückes geeignet.Clamping or coupling device The invention relates to a Clamping or coupling device, in which by an axial displacement of two Sleeves, shafts or the like mounted on one another via wedge surfaces. a radial deformation one of the parting lines, recesses or the like. subdivided sleeves and is particularly suitable as a mandrel for clamping a workpiece.

Derartige Spannvorrichtungen sind bereits in verschiedenen Ausführungsformen bekanntgeworden Es wurde z.B. schon vorgeschlagen, zum Aufspannen eines Werkstückes ein Plastisches Glied durch axiale Kraft über Keilflächen gegen den zu verspannenden Teil zu drücken oder eine Spannhülse aus zwei ineinanderliegenden Ringen zu bilden, die sich längs axial erstreckender Kegelflächen berühren und durch axiale Druckeinwirkung radial elastisch verformen Des weiteren ist es bekannt, eine Rollkupplung als Spannstück zu verwenden, bei der auf einem Zwischenkegel in Käfigen geführte und gegenüber der Längsachse geschwenkte Spannrollen angeordnet sind.Such clamping devices are already in various embodiments become known For example, it has already been proposed to clamp a workpiece a plastic member by axial force over wedge surfaces against the to be braced To press part or to form an adapter sleeve from two rings one inside the other, touch the axially extending conical surfaces and by the action of axial pressure radially elastic deformation It is also known to use a rolling coupling as a clamping piece to use in the caged on an intermediate cone and opposite the longitudinal axis pivoted tensioning rollers are arranged.

Diese Spannvorrichtungen haben sich in der Praxis nicht immer bewährt, da durch eindringende Späne oftmals ungleichmäßige Spannungen der Einzelsegmente hervorgerufen werden und besonders bei schweren Werkstücken leicht bleibende Verformungen der einzelnen Segmente aufgrund zu geringer Eigensteifigkeit aufgetreten sind. Auch hat es sich bei Spreizfedern mit einer in Längsrichtung geschlitzter Spannhülse gezeigt, daß die freien Enden der Einzelsegmente gegenüber dem Mittelstück und den anderer Enden stärker ausgebogen werden. Dadurch wird das Werkstück konisch aufgespannt und ein unbefriedigender Rundlauf hervorgerufen. Insbesondere bei großen Werkstücken mit einer verhältnismäßig kurzen Spannbohrung wird diese Erscheinung störend empfunden. ' Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Spann-oder Kupplungsvorrichtung zu schaffen, bei der die Mängel der bekannten Ausführungen weitgehend vermieden werden und die gegenüber diesen Spannwerkzeugen Wesentlich billiger in der Herstellung ist. Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Spann- oder Kupplungsvorrichtung, bei der durch eine axiale Verschiebung zweier über Keilflächen aufeinander gelagerter Hülsen, Wellen ododglo eine radiale Verformung einer der durch Trennfugen, Ausnehmungen ododglo unterteilten Hülsen erfolgt, dadurch erreicht, daß die Trennfugen, Ausnehmungen odpdgl. an der zu verformenden Hülse derart angeordnet sind, daß um eine Achse schwenkbare Spannlappen gebildet sind, wobei deren Schwenkachsen jeweils parallel der Hülsenachse verlaufen und daß jeder der Spannlappen mit einer Kegelfläche versehen ist, die mit auf Ansätzen, Keilen od.dgl. der anderen Hülse, Welle o.ä. angebrachten Kegelflächen gleicher Neigung zusammenwirkt.These clamping devices have not always proven themselves in practice, as the individual segments are often unevenly tensioned due to the ingress of chips evoked and especially with heavy workpieces permanent deformation of the individual segments due to insufficient rigidity appeared. It has also been found in expanding springs with a longitudinally slotted one Clamping sleeve shown that the free ends of the individual segments opposite the middle piece and the other ends are more bent. This makes the workpiece conical stretched and caused an unsatisfactory concentricity. Especially with large ones Workpieces with a relatively short clamping bore will cause this phenomenon felt annoying. The object of the invention is therefore to provide a tensioning or coupling device to create in which the shortcomings of the known designs largely avoided and which are considerably cheaper to manufacture compared to these clamping tools is. According to the invention, this is done in a tensioning or coupling device by an axial displacement of two mounted on one another via wedge surfaces Sleeves, shafts ododglo a radial deformation of one of the parting lines, recesses ododglo subdivided sleeves takes place, achieved in that the parting lines, recesses odpdgl. are arranged on the sleeve to be deformed in such a way that pivotable about an axis Clamping tabs are formed, the pivot axes of which are each parallel to the sleeve axis extend and that each of the clamping tabs is provided with a conical surface, the with on approaches, wedges or the like. attached to the other sleeve, shaft or similar Conical surfaces of the same inclination cooperates.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung kann zur Erleichterung der Schwenkbewegung der Spannlappen im Bereich deren Schwenkachsen eine achsparallele querschnittsmindernde Aussparung nach Art einer Nut od.dgl. vorgesehen werden: Auch ist es möglich, die Spannlappen an der zu verformenden Büchse durch in Ausnehmungen eingesetzte oder aufgesetzte und mit dieser vorzugsweise elastisch verbundene Formstücke zu bilden.According to an advantageous development, to facilitate the The pivoting movement of the clamping tabs in the area of their pivot axes is axially parallel Cross-section reducing recess in the manner of a groove or the like. be provided: Also it is possible to use the clamping tabs on the bushing to be deformed in recesses inserted or attached and with this preferably elastically connected fittings to build.

Zur Übertragung der radial gerichteten Kraft auf die Spannlappen können ferner den Kegelflächen der axial verschiebbaren Hülse radial gerichtete Bolzen zugeordnet werden, die unmittelbar auf die Spannlappen oder auf in achsparallelen Ausnehmungen angeordneten Druckgliedern einwirken Werd,-zn bei einer Spannvorrichtung gemäß der Erfindung die Trennfugen derart angeordnet, daß die Schwenkachse der Spannlappen jeweils parallel zu der Hülsenachse veriäuf-`, wird in zuverlässiger Weise ein ungleichmäßiges Aufspannen eines Werkstückes vermieden. Die Spannlappen wersen nämlich bei der erfindungsgemäßen Ausführung auf ihrer j?änzen länge gleiohmäßig ausgeLvgezi, so daß dadurch die R1-:ndlauf#-7enauigkeit eines 'NerkstüCkes erheblich geb#essert :;ird. Auch die Herstellung einer solchen Spannvorrichtung verursacht keine großen Kosten, da die Spannhülse lediglich mit Schlitzen vorgesehen werden muß, um das gewünschte Ausspreizen der Spannlappen mit Hilfe der Kegelflächen zu erzielen. Ferner wird in zufriedenstellender Weise ein Eindringen von Spänen oder anderen Fremdstoffen, durch die Beschädigungen an den Spannvorrichtungen auftreten können, vermieden.To transfer the radially directed force to the clamping tabs also the conical surfaces of the axially displaceable sleeve, radially directed bolts be assigned that are directly on the clamping tabs or on in axially parallel Pressure members arranged in recesses act on a clamping device According to the invention, the parting lines are arranged such that the pivot axis of the clamping tabs runs parallel to the sleeve axis in each case, reliably becomes a non-uniform one Clamping a workpiece avoided. The clamping tabs were namely in the case of the invention Execution on its short length is smoothly extended, so that the R1-: ndlauf #7accuracy of a piece of work is considerably improved:; ird. Also the production of one Jig does not cause great costs because the adapter sleeve only needs to be provided with slots in order to achieve the desired spreading out of the To achieve clamping flaps with the help of the conical surfaces. It will also be more satisfactory Way an ingress of chips or other foreign matter through the damage can occur on the clamping devices, avoided.

Weitere Einzelheiten einer Spann- oder Kupplungsvorrichtung gemäß der Erfindung sind anhand einiger Ausführungsbeispiele in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher erläutert. Hierbei zeigen: Fig. leine vorschlagsgemäße Spann- oder Kupplungsvorrichtung im Längsschnitt nach der Linie I-I der Fig. 2; Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1; Fig.*3 einen Teil der abgewickelten Spannhülse; Fig. 4 ebenfalls einen Teil einer abgewickelten Spannhülse mit wechselweise ausschwenkbaren Spannlappen; Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer Spannhülse im Längsschnitt; Fig. 6 einen Teilschnitt durch die Ausführungsform nach Fig. 5; Fig. 7 eine weitere Ausführungsform einer Spannhülse, achssenkrecht zur LängLachse geschnitten.Further details of a clamping or coupling device according to of the invention are shown in the drawing with the aid of some exemplary embodiments and explained in more detail below. Here show: Fig. Line proposed tensioning or coupling device in longitudinal section along the line I-I of FIG. 2; Fig. 2 a section along the line II-II of FIG. 1; Fig. * 3 part of the unwound Adapter sleeve; Fig. 4 also shows a part of an unwound clamping sleeve with alternately swing-out clamping tabs; 5 shows a further embodiment of a clamping sleeve in longitudinal section; 6 shows a partial section through the embodiment according to FIG. 5; 7 shows a further embodiment of a clamping sleeve, axially perpendicular to the longitudinal axis cut.

In den Fig. 1 bis 3 ist mit 11 ein an einer nicht dargestellten Maschine zu befestigender Flansch bezeichnet, der mit einer sich axial erstreckenden Hülse 12 versehen ist. Die Hülse 12 dient hierbei als Spannhülse, auf der durch die strichpunktierten Linien dargestellte Werkstück 24 in einfacher Weise aufgespannt werden soll, am bearbeitet zu werden.In FIGS. 1 to 3, 11 is a on a machine, not shown the flange to be fastened is designated, the one with an axially extending Sleeve 12 is provided. The sleeve 12 serves as a clamping sleeve on which by the workpiece 24 shown in dash-dotted lines is clamped in a simple manner should be processed on.

Die Hülse 12 ist zu diesem Zweck mit sich in Achsrichtung erstreckenden Ausschnitten 19 und sich in Umfangsrichtung erstreckenden Auenehmungen 20 versehen, durch die die Mantelfläche der Hülse 12 in Spannlappen 22 unterteilt wird Um ein Ausschwenken der Spannlappen 22 zu erleichtern,. sind ferner in die Hülse 12 achsparallele Einschnitte 21 eingearbeitet, mittels denen der Querschnitt der Hülse 12 im Bereich der mit 25 bezifferten Schwenkachse der Lappen 22 geschwächt wird.The sleeve 12 is for this purpose with extending in the axial direction Cutouts 19 and circumferentially extending recesses 20 provided, by which the lateral surface of the sleeve 12 is divided into clamping tabs 22 To a To facilitate pivoting of the clamping tabs 22. are also axially parallel in the sleeve 12 Incisions 21 incorporated, by means of which the cross section of the sleeve 12 in the area the pivot axis numbered 25 of the tabs 22 is weakened.

Wird, nachdem das Zahnrad 24 auf die Hülse 12 geschoben wurde, die in die Hülse 12 eingesetzte Welle 13 über den Gewindeansatz 14 durch Verdrehen der Mutter 15 oder durch Maschinenkraftspannung, beispielsweise mittels eines Hydraulikkolbens, nach links bewegt, so drücken die auf der Welle 13 angeordneten oder mit dieser fest verbundenen Keile 16, da sie durch den Wellenbund 23 an einer Verschiebung gehindert werden, mit ihren Keilflächen 17 gegen die Keilflächen 18 der Lappen 22, so daß diese um die Achse 25 radial nach außen geschwenkt werden. Die Lappen 22 werden somit mit ihrer Außenfläche gegen das Zahnrad 24 gepreßt, und zwar auf ihrer gesamten axialen Erstreckung. Der Wellenbund 23 dient außerdem zur Führung der Welle und zur Abdichtung des Spannhülseninnenraumes, um das Eindringen von Fremdstoffen zu verhindern. Ein Verkanten, ein ungleichmäßiges Spannen oder eine.ungerade Lagerung des Zahnrades wird dabei in zuverlässiger Weise verhindert, ohne daß dazu ein großer Bauaufwand erforderlich wäre.Is after the gear 24 has been pushed onto the sleeve 12, the in the sleeve 12 inserted shaft 13 over the threaded extension 14 by turning the Nut 15 or by machine tension, for example by means of a hydraulic piston, moved to the left, so press the arranged on the shaft 13 or with this firmly connected wedges 16, as they are due to the shaft collar 23 at a shift are prevented with their wedge surfaces 17 against the wedge surfaces 18 of the tabs 22, so that they are pivoted about the axis 25 radially outward. The lobes 22 are thus pressed with their outer surface against the gear 24, on their entire axial extent. The shaft collar 23 is used also for Guiding the shaft and sealing the interior of the adapter sleeve to prevent penetration to prevent foreign matter. Tilting, uneven tensioning or an.unerade storage of the gear is prevented in a reliable way, without a major construction effort would be required.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Abwicklung einer gegenüber Fig. 3 andersartig geschlitzten Spannhülse 41 sind achsparallele und achssenkrechte Einschnitte 42 bzw. 43 derart angeordnet, daß die Spannlappen 44 wechselweise um die Schwenkachsen 45 ausgeschwenkt werden können. Dadurch kann die Halterung eines Werkstückes weiter verbessert werden. In der Spannhülse 51 nach den Fig. 5 und 6 sind achsparallele Bohrungen 57 eingearbeitet, in denen Bolzen 54 eingesetzt sind, um ein Ausschwenken der durch die Schlitze 59 gebildeten Spannlappen 55 auf ihrer gesamten axialen Länge zu ermöglichen. Auf die Bolzen 54 wirken nämlich in Ausnehmungen 56 angeordnete Stifte 53 ein, die durch ein Verspannen der mit Keilflächen versehenen Büchsen 52 radial nach außen gedrückt werden und somit das Ausschwenken der Lappen 55 bewirken-..In the case of the development shown in FIG. 4, different from that in FIG. 3 Slotted clamping sleeve 41 are axially parallel and axially perpendicular incisions 42 or 43 arranged such that the clamping tabs 44 alternately about the pivot axes 45 can be swiveled out. As a result, the holder of a workpiece can continue be improved. In the clamping sleeve 51 according to FIGS. 5 and 6 are axially parallel Bores 57 incorporated, in which bolts 54 are used to pivot the clamping tabs 55 formed by the slots 59 over their entire axial length to enable. This is because recesses 56 act on the bolts 54 Pins 53, which by clamping the bushes 52, which are provided with wedge surfaces are pressed radially outwards and thus cause the tabs 55 to pivot out- ..

Um diese Schwenkbewegung zu erleichtern, sind ferner im Bereich der Schwenkachsen der Spannlappen 55 weitere mindernde achsparallele,querschnitis-7Ausnehmungen 58, z.B. Bohrungen, in die Spannhülse 51 eingearbeitet. Bei den Ausführungsformen nach r'igo 7 ist im oberen Teil der Darstellung auf der Spannhülse 71 ein Lappen 75 angeordnet und mit dieser vorzugsweise elastisch verbunden, während im unteren Teil der Spannlappen 76 in eine Ausnehmung 80 eingesetzt ist und über elasrische Zwischenlager 77 aus Gummi o.ä. mit der Hülse 71 in Verbindung steht. Die radiale Verspannung dar Lappen 75 und 76 erfolgt jeweils über die in die Ausnehmungen 74 und 79 der Spannhülse 71 eingesteckten Stifte 73 bzw. 78, die bei einer Axialverschiebung der mit Keilflächen versehenen Welle 72 radial nach außen bewegt werden In order to facilitate this pivoting movement, further reducing, axially parallel, cross-sectional recesses 58, for example bores, are incorporated into the clamping sleeve 51 in the area of the pivot axes of the clamping tabs 55. In the embodiments according to r'igo 7, a tab 75 is arranged on the clamping sleeve 71 in the upper part of the illustration and is preferably elastically connected to it, while in the lower part the clamping tab 76 is inserted into a recess 80 and is supported by elastic intermediate bearings 77 made of rubber or the like is in communication with the sleeve 71 . The radial bracing of the tabs 75 and 76 takes place via the pins 73 and 78 inserted into the recesses 74 and 79 of the clamping sleeve 71, which are moved radially outward when the shaft 72 provided with wedge surfaces is axially displaced

Claims

Patent claims lo clamping or coupling device, in particular mandrel for clamping a workpiece, in which by an axial displacement of two sleeves, Welsen ododglo mounted on one another via wedge surfaces, a radial.e deformation of one of the joints, recesses or the like. subdivided sleeves takes place, characterized in that the parting lines (19y 20; 42, 43), recesses or the like. are arranged on the sleeve (12; 41) to be deformed in such a way that clamping tabs (22; 44) pivotable about an axis (25; 45) are formed, their pivot axes (25; 45) each running parallel to the sleeve axis, and that each the clamping tab (22; 44) is provided with a conical surface (18). Which with on approaches, wedges (16) or the like. the other sleeve, shaft (13) o.äo attached conical surfaces. (17) cooperates with the same inclination. ,

2. Clamping or Coupling device according to claim 1, characterized in that to facilitate the pivoting movement of the clamping tabs (22; 44; 55) in the area of their pivot axis (25; 45) an axially parallel, cross-section-reducing recess (21; 58) in the manner of a Bore or the like. is provided.

3. Clamping and coupling device according to claim 1, characterized in that the clamping tabs (75, 76) on the deforming bushing (71) by being inserted or placed in recesses (80) and molded pieces are formed with this preferably elastically connected.

4. Clamping or coupling device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that to transmit the radially directed force on the clamping tabs the conical surfaces radially directed bolts (53) are assigned to the axially displaceable sleeve (52), directly on the clamping tabs (55) or in axially parallel recesses (57) arranged pressure members (54) act.