DE1552262A1 - Hydraulischer Aufspanndorn - Google Patents

Description

• Hydraulischer Aufspanndorn Die Erfindung betrifft einen hydraulibchen Aufspanndorn mit einer oder mehreren dünnen Metallhülsen, die durch hydraulischen Druck innerhalb ihres elastischen Bereichs aufgeweitet werden können, so daß sie fest an einem sie umgebenden Werkstück oder Werkzeug angreifen und es während der Bearbeitung oder Inspektion festhalten.
• Bisher war es üblich, bei einem hydraulischen Aufspanndorn einen Austritt des Druckmittels an den Verbindungsstellen zwischen dem Dornkörper und der verformbaren Hülse beim Aufweiten der Hülse dadurch zu verhindern, daß entweder die Hülse auf dem Dornkörper im Freßsitz angeordnet und im Bereich der Enden der Hülse je eine Dichtung vorgesehen wurde, oder diese Hülsenenden mit dem Dornkörper verschweißt wurden. Der für die Verhinderung eines Austritts des Druckmittels erforderliche Freßsitz kann jedoch nur erzielt werden,wenn die Hülse und der Durchmesser mit genauen Toleranzen hergestellt werden. Ferner sind zum Zusammensetzen und Auseinandernehmen der Hülse und des Dornkörpers Spezialwerkzeuge erforderlich. Das Schweißen der Verbindungsstellen erfordert ebenfalls Spezialwerkzeuge und ermöglicht nicht ein leichtes Zusammensetzen und Auseinandernehmene Beim Sehweißen werden außerdem die verschiedenen Teile der Vorrichtung verformt, so daß in diesen Teilen Spannungen-erzeugt werden.
• Die Erfindung bezweckt somit vor allem die Schaffung eines hydrostatischen Aufspanndorns der angegebenen Art, der mit neuartigen Mitteln versehen ist, die ein rasches Montieren der verformbaren Hülse auf dem Dornkörper und eine rasche Abnahme der Hülse von dem Dornkörper ermöglichen und bei mon- tierter Hülse an den Verbindungsstellen zwischen dem Dornkörper und der Hülse eine hermetische Abdichtung bewirken, selbst wenn die Hülse durch Besufsehlegung mit einem starken Druekmitteldruok radial aufgeweitet ist. Ferner bezweckt die Erfindung die Schaffung eines derartigen hydraulischen Aufspanndorns, der einen konischen Keilring hat, der dazu dient, die verformbare Hülse fest gegen den Dornkörper zu klemmen.
• Ein weiterer Zweck besteht in der Schaffung eines hydraulischen Aufspanndorns mit einer neuartigen Einrichtung zum Erzeugen des Druckmitteldrucks, der erforderlich ist, um die verformbare Hülse so aufzuweiten, daB sie fest an einem Werkstück angreift. Weitere Zwecke und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung hervor. Die vorstehend angegebenen und damit im Zusammenhang stehende Aufgaben werden durch die Anwendung der Merk-male gelöst, die nachstehend ausführlich beschrieben und in den Patentansprüchen gekennzeichnet sind. In der nachstehenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung wird eine Ausführungsform der Erfindung erläutert, <loch stellt diese Ausführungsform nur eine der verschiedenen Änwendungsmöglichkeiten der Erfindung dar. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 im Längsschnitt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen hydraulischen Aufspanndorns und Fig. 2 einen Vertikalschnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1. In den Zeichnungen besitzt der hydraulische Aufspanndorn 1 in einer bevorzugten Ausführungsform einen Dornkörper 2, der einen verdickten zylindrischen Teil 3 hat, der zwischen seinen Enden von zwei einander axial benachbarten dünnen Metallhülsen 4 umgeben iste Diese sind auf ihrer Innenfläche einstückig mit Nuten 5 ausgebildet, die zusammen mit der zylindrischen Mantelfläche 6 des Körpers 2 zwei axial im Abstand voneinander angeordnete, ringförmige Druckkammern 7 bilden. Die einander benachbarten inneren Endteile 8 der Hülsen 4 sind in geringem Abstand voneinander angeordnet und stehen in satter Gleitberührung mit dem zylindrischen Teil 3. Diese Endteile 8 liegen Tiber zwei 0-Ringen 9 und 10 oder ähnlichen Dichtungsringen aus gummiartigem Material, die in Ringnuten 11 und 12 in dem zylindrischen Teil angeordnet sind. An ihren Außenflächen sind die inneren Endteile 8 vorzugsweise gestuft, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, wobei der sich axial erstreckende Teil 13 konisch ausgebildet ist. An diesen Teilen 13 greifen ähnlich konisch ausgebildete Keilringe 14 an, welche die Hülse in dichter Anlage an dem zylindrischen Teil 3 halten, wie nachstehend ausführlich erläutert wird.
• Die radial verdickten äußeren Endteile 15 der Hülsen 4 stehen ebenfalls in satter Gleitberührung mit der Mantelfläche 6 des zylindrischen Teils 3, und zwar im Bereich von 0-Ringen 16 und 17, die in Ringnuten 18 und 19 des zylindri-' sehen Teils angeordnet sind. Diese äußeren Endteile 15 der Hülse 4 sind mit eingebördelten Randflanschen 20 versehen, die zum Befestigen der Hülsen an den Absätzen 22 und 23 des Dornkörpers 2 dienen, beispielsweise mit Hilfe von mehreren Kopfschrauben 24 (siehe Pig. 2). Da die inneren Endteile 8 der Hülse von den Keil- ringen 14 fest gegen den zylindrischen Teil 3 gedrückt werden und die radial verdickten äußeren Endteile 15 der Hülsen mit dem Körper 2 durch Schrauben verbunden sind, werden die Hüleen 4 im Bereich der 0-Ringe 9, 10, 16 und 17 nicht verformt, wenn die Ringkammern 7 mit einem hydraulischen Medium, wie 01 oder Fett beaufschlagt werden, das unter beträchtlichem Druck steht. Das hydraulische Medium kann deshalb nicht an den Verbindungsstellen zwischen dem Dornkörper 2 und den Hülsen 4 entweichen, selbst wenn auf den Hülsen 4 kein Gegen- stand A aufgeschoben ist. Die Hülsen 4 können rasch und ohne die Verwendung von Spezialwerkzeugen eo auf dem Dornkörper 2 montiert werden, daß an den Verbindungsstellen zwischen den Hülsen und dem Dornkörper der gewünschte, hermetisch dichte Abschluß erhal- ten wird. Zu diesem Zweck ordnet man die Keilringe 14 im Bereich der Längsmitte des zylindrischen Teils 3 um diesen herum an und schiebt die Hülsen 4 von entgegengesetzten Enden des zylindrischen Teile 3 auf diesen auf bis ihre inneren Endteile 8 in die konischen Ausnehmungen 26 der Keilringe 14 eingreifen. Dann werden die-Kopfschrauben 24 festgezogen, wodurch die eingebördelten Randflansche 20 an den Absätzen 22 und 23 befestigt werden. Infolgedessen werden die inneren Endteile 8 der Hülsen von den Keilringen 14 fest gegen die zylindrische Mantelfläche 6 gedrückt. Zum Abnehmen der Hülsen 4 von dem Körper 2 braucht man nur die Kopfschrauben 24 zu lockern, um die eingebördelten Randflansche 20 freizugeben, und dann die Hülsen 4 in einander entgegengesetzten Richtungen von dem zylindrischen Teil 3 herunterzuschieben. Zur. Zuführung des hydraulischen Mediums zu den Druckkammern 7 sind in dem Dornkörper 2 zwei Axialkanäle 30 angeordnet, in denen je ein Kolben 31 axialverschiebbar ist. Jeder Kanal 30 ist durch weitere Kanäle 32 mit den beiden Druckkammern 7 verbunden. Eine Öffnung 35 in dem Dornkörper 2 steht mit einer der Druckkammern 7 in Verbindung. Durch diese Öffnung können die Druckkammern 7 und die Kanäle 30, 32 mit dem hydraulischen Medium gefüllt werden. Nach dem Füllvorgang kann die Öffnung 35 mit einem Stöpsel 36 verschlossen werden. Die Kolben 31 erstrecken sich durch Schlitze 37 in dem Randflansch 20 der benachbarten Hülse 4 axial über den zylindrischen Teil 3 hinaus und können mit Hilfe einer Betätigungsvorrichtung 40 betätigt werden. Diese besitzt eine Mutter 41, die auf dem einen Endteil 42 des Dornkörpers 2 aufgeschraubt ist. Durch Anziehen dieser Mutter 41 wird auf die äußeren Stirnflächen der Kolben 31 eine axial einwärtsgerichtete Kraft ausgeübt, und zwar über ein Axial-Kugellager @43 und eine Druckscheibe 44. Die Teile 43 und 44 sind in einer Aussenkung der Mutter 41 angeordnet. Bei einer axial einwärtsgerichteten Bewegunlg_de_rKolben ,31 in den Kanälen 30 üben die Kolben 31 auf das in diesen Kanälen befindliche hydraü-'lische Medium eine Druckkraft aus, wodurch die Hülsen 4 innerhalb ihres elastischen Bereichs rufgeweitet werden. Zum Aaialvorachub der Kolben 31 kann die Mutter 41 mit beliebigen Mitteln, beispielsweise einem Schraubenechlüe-kk sel angezogen werden. In dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel hat die Mutter 41 eine Ringnut 45 mit einer` Innenverzahnung 46, in die ein Ritzel 47 eingreift, das von einer Welle 48 getragen wird, welche eine Endplatte 49 durchsetzt, die an dem Dornkörper 2 angebracht ist, so daB eine Drehung des Ritzels 47 mit Hilfe einer nicht gezeigten Handkurbel, die auf dem Vierkantende 50 der Welle 48 sitzt, ein Anziehen der Mutter 41 mit einer beträchtlichen Untersetzung ermöglicht. Im Gebrauch des Aufspanndorns kann das Pührungsende 50 des Dornkörpers 2 an der Spindel einer nicht gezeigten Metallbearbeitungs- oder Werkzeugmaschine befestigt und ein Werkstück, ein Werkzeughalter oder ein anderer Gegenstand A über die Mutter 41 auf die Hülse 4 aufgeschoben werden bis er an einem Anschlag 51 angreift, der beispielsweise durch Schrauben an der Schulter 22 des Dornkörpers befestigt ist. Der Gegenstand A braucht nicht vollkommen kreisförmig zu sein, soll aber im satten Gleitsitz auf den Hülsen 4 angeordnet sein. Jetzt kann eine Handkurbel auf das Ende der Welle 48 aufgesetzt und gedreht werden, um die Mutter 41 und den Kol- ben 31 axial einwärts zu bewegen, so daß auf das hydraulische Medium ein Druck ausgeübt wird und die Hülsen 4 aufgeweitet werden und über den größten Teil der hänge des Gegenstandes A@an diesem fest und genau angreifen. Wenn die Hülsen 4 in der vorstehend angegebenen Weise aufgeweitet sind, kompensieren sie eine etwaige Unrundheit des Werkstücks und bewirken sie eine äußerst starre und genaue, zentrierende Passung. Bei kürzeren Werkstücken A kann man einen kürzeren Dorn 1 verwenden, der anstelle der beiden gezeigten Hülsen nur eine einzige Hülse 4 hat, die an einem oder beiden Enden von Keilringen 14 umgeben ist. Man kann auch mehr als zwei Hülsen verwenden. In diesem Falle sind die Zwischenhülsen an beiden Enden von Keilringen 14 umgeben. Ferner ist es möglich, Keilringe 14 such um die äußeren Enden der anderen Hülsen herum anzuordnen. Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß der beschriebene hydraulische Aufspanndorn sich durch eine neuartige Konstruktion auszeichnet, die ein schnelles Zusammensetzen und Aueeinandernehmen der aus den verformbaren Hülsen und dem Dornkörper bestehenden Anordnung gestattet und im zusammengesetzten Zustand der Teile eine neuartige, lecksichere Verbindung zwischen Hülse und Dornkörper gewährleistet. Der erfindungsgemäße Aufspanndorn ist ferner mit einer neuartigen Einrichtung versehen, die dazu dient, die Kolben in Druckkanälen des Dornkörpers vorzuschieben, um den Druckmitteldruck zu erzeugen, der zum Aufweiten der verformbaren Hülsen erforderlich ist.

Claims (1)

1. Patentansprüche: Hydraulischer Aufspanndorn mit einer oder mehreren dünnen Metallhülsen, die durch hydraulischen Druck aufgeweitet und fest gegen ein Werkstück oder Werkzeug gedrückt werden können, das sie umgibt, gekennzeichnet durch einen Dornkörper (2) und eine auf den Dornkörper aufgeschobene, me- tallische Hülse (4) zum Aufspannen des Werkzeuges, wobei die Hülse (4) mit dem Dornkörper eine Kammer (7) bildet, die eine beträchtliche axiale Länge hat und mit einem hydraulischen Medium gefüllt werden kann, im Bereich der Enden der Kammer Dichtungsringe (9, 10, 16, 17) zwischen dem Dornkörper (2) und der Hülse (4) radial zusammengedrückt sind und einen dich- ten Abschluß bilden, die Hülse (4) zwischen den Dichtungsringen relativ dünn ist, so daß sie durch Beaufsehlagung der Kammer (7) mit hydraulischem Druck zum Angriff an einem Werk- stück radial aufgeweitet werden kann, und ein Endteil der Hülse (4) im Bereich des entsprechenden Dichtungsringes eine konische Außenfläche (8) hat, die von einem Keilring (14) um- geben ist, der eine entsprechend konisch ausgebildete Innen- fläche (13) besitzt, die satt an der konischen Außenfläche anliegt, so daß dieser Endteil im Bereich den entsprechenden Dichtungsringes fest gegen den Dornkörper (3) gedrückt und eine radiale Verformung an dieser Stelle verhindert wird. 2. Hydraulischer Aufspann.dorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Endteil (15) der Hülse (4) im Bereich des anderen Dichtungsringes,(16, 17) einstückig mit einem eingebördelten Randflansch (20) ausge- bildet ist, der an dem Dornkörper (3) befestigt ist, so daß eine radiale Verformung der Hülse an dieser Stelle verhindert wird. 3. Hydraulischer Aufapanadorn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (4) an ihrem anderen Endteil (15) radial stärker verdickt ist, um eine radiale Verformung an dieser Stelle zu erschweren. 4. Hydraulischer Aufspanndorn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dornkörper (3) einen Kanal (30) besitzt, der zu der Kammer (7) führt und einen Kolben (31) enthält, und eine Einrichtung (40) vorgesehen ist, die dazu dient, den Kolben (31) ixs dem Kanal (30) zu bewegen, um den Druck des den Kanal (30) und die Kammer (7) füllenden Mediums zu erhöhen, so daß die Kammer radial erweitert wird, wobei diese Einrichtung eine Mutter (41) besitzt, die auf den Dornkörper (2) aufgeschraubt und axial bis zum Angriff an dem Kolben (31) bewegbar ist, um diesen axial einwärts in dem Kanal (30) zu bewegen. 5. Hydraulischer Aufapanndorn nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (41) eine Ringnut (45) besitzt, an deren Wandung eine Innenverzahnung (4d) ausgebildet ist, die mit einem Ritzel (47) kämmt, das von einer Welle (48) getragen wird, so daß eine Drehung des Ritzels.(47) in einander entgegengesetzten Richtungen ein Anziehen und Dockern der Mutter (41) verhindert. 6. Hydraulischer Aufapanndorn nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Dorn-=körper (3) zwei axial einander benachbarte, metallische Hülsen (4) zum Aufspannen des Werkstücks aufgeschoben sind, die mit dem Dornkörper je eine Kammer (7) begrenzen, die eine beträchtliche axiale Läa«e hat und mit einem hydraulischen Medium gefüllt werden kann, im Bereich der Enden der Kammern *(7) Dichtungsringe (16, 9, 10, 17) zwischen dem, Dornkörper (3) und den Hülsen (4) unter Bildung eines dichten Abschlus- ses radial zusammengedrückt sind,*die inneren Endteile der Hülsen (4) im Bereich der entsprechenden Dichtungsringe ko- nische Außenflächen (8) haben, und zwei Keilringe (14) mit dem Rücken gegeneinander zwischen den Hülsen angeordnet sind und konische Innenflächen (13) haben, die an den konischen Außenflächen der inneren Endteile der Hülsen verkeilend an- greifen, um die inneren Endteile der Hülsen fest gegen den Dornkörper zu drücken. 7. Hydraulischer Aufspaandorn nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Dornkörper zwei Kanäle (30) ausgebildet sind, von denen jeder mit beiden Kammern (7) in Verbindung steht und die je einen Kolben (31) enthalten, und auf dem Dornkörper eine Mutter (41) aufgeschraubt ist, die axial zum Angriff an den Kolben (31) bewegbar ist, so daß die Kolben in den Kanälen (30) bewegt werden, um den Druck des Mediums, welches die Kanäle und Kammern füllt, zu erhöhen und die Kammern radial zu erweitern. B. Hydraulischer Aufspanndorn nach Anspruch 7, da- durch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (24) vorgesehen ist, die dazu dient, die äußeren Endteile (15) der HülseA (4) im Bereich der entsprechenden Dichtungsringe (16, 17) so an den Dornkörper (3) zu befestigen, daß eine radiale Verformung an dieser Stelle verhindert wird. 9. Hydraulischer Aufspanndorn nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Dornkör- per (2) im Bereich des äußeren Endes einer der Hülsen (4) ein Anschlag angebracht ist, der zum Festlegen eines Werkstücke (14) auf dem Dorn dient.