DE202019100248U1 - Clamping device - Google Patents
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Abstract
Klemmvorrichtung zur Klemmung einer Achse (12), umfassend ein Gehäuse (18), einen Spannkolben (22) und einen Klemmring (14), wobei letzterer eine zylindrische Hülse (29) zur Aufnahme der Achse (12) umfasst, die durch Schlitze in mehrere Segmente (26) geteilt wird, die sich zu einem freien Ende des Klemmrings (14) hin erstrecken, und an der Außenseite eine konusförmige Spannfläche (30) aufweist, und der Spannkolben (22) eine mit der Spannfläche (30) korrespondierende Innenfläche (31) umfasst und mit Hilfe eines ersten Druckmittels derart auf die Spannfläche (30) aufschiebbar ist, dass die Segmente (26) radial nach innen gegen die Achse (12) gedrückt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmring (14) einen sich radial nach außen erstreckenden Flansch (40) umfasst, der an dem vom freien Ende entfernten Ende des Klemmrings (14) ausgebildet ist, und dass dieser Flansch (40) an einer sich radial erstreckenden Fläche (45) des Gehäuses (18) anliegt und an diese angeflanscht ist. Clamping device for clamping an axis (12), comprising a housing (18), a tensioning piston (22) and a clamping ring (14), the latter comprising a cylindrical sleeve (29) for receiving the axis (12) which is divided into slots by slots Segments (26) is divided, which extend towards a free end of the clamping ring (14), and on the outside has a conical clamping surface (30), and the clamping piston (22) has an inner surface (31) corresponding to the clamping surface (30) ) and can be pushed onto the clamping surface (30) with the aid of a first pressure medium in such a way that the segments (26) are pressed radially inwards against the axis (12), characterized in that the clamping ring (14) extends radially outwards extending flange (40) which is formed at the end of the clamping ring (14) remote from the free end, and that this flange (40) abuts on a radially extending surface (45) of the housing (18) and is flanged to it .
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Klemmen einer Achse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a device for clamping an axis according to the preamble of claim 1.
Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise zum Verklemmen der Achse oder einer drehbaren Welle eines Werkzeugs genutzt, damit diese während eines Bearbeitungsvorgangs in einer starren Position gehalten wird. So wird eine exakte Bearbeitung des Werkstücks ermöglicht. Auch bekannt ist die Nutzung vergleichbarer Vorrichtungen zum Bremsen der Achse, die sich in diesem Fall axial und/oder rotatorisch bewegt. Gemeinsam ist den Vorrichtungen ein Klemmring und ein Spannkolben. Ein Klemmring, in welchem die Achse einliegt, umfasst eine Aufnahme für die Achse in Form einer Hülse, die durch Schlitze in mehrere Segmente geteilt wird. An der Außenseite der Hülse bzw. der einzelnen Segmente befindet sich eine konusförmige Spannfläche. Der Spannkolben umfasst eine mit der Spannfläche des Klemmrings korrespondierende Innenfläche und kann mit Hilfe eines Druckmittels so auf die Spannfläche aufgeschoben werden, dass die Segmente radial nach innen gegen die Achse gedrückt werden. Wesentliche Aufgabe der Vorrichtung ist die Bereitstellung einer ausreichenden Klemmkraft. Dazu wird der Druck des Druckmittels über eine den Anforderungen entsprechende Neigung der konusförmigen Spannfläche verstärkt und auf die Achse übertragen.Devices of this type are used, for example, for jamming the axis or a rotatable shaft of a tool so that it is held in a rigid position during a machining operation. This enables exact machining of the workpiece. It is also known to use comparable devices for braking the axle, which in this case move axially and / or rotationally. The devices have in common a clamping ring and a tensioning piston. A clamping ring, in which the axle lies, comprises a receptacle for the axle in the form of a sleeve, which is divided into several segments by slots. There is a conical clamping surface on the outside of the sleeve or the individual segments. The clamping piston comprises an inner surface corresponding to the clamping surface of the clamping ring and can be pushed onto the clamping surface with the aid of a pressure medium in such a way that the segments are pressed radially inwards against the axis. The essential task of the device is to provide a sufficient clamping force. For this purpose, the pressure of the pressure medium is increased via an inclination of the conical clamping surface corresponding to the requirements and transferred to the axis.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der Druckschrift
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Klemmen einer Achse der vorstehend beschriebenen Art zu verbessern, sodass die oben beschriebenen Nachteile überwunden werden und die Vorrichtung die Achse im klemmenden Zustand in einer starren Position fixiert und Kräfte und Momente, insbesondere Drehmomente, die auf die Achse wirken, aufnimmt. Die Vorrichtung soll insbesondere derart weiterentwickelt werden, dass sie sich auch zum Abbremsen rotierender Achsen eignet.It is therefore an object of the present invention to improve a device for clamping an axis of the type described above, so that the disadvantages described above are overcome and the device fixes the axis in the clamping state in a rigid position and forces and moments, in particular torques, the act on the axis. In particular, the device is to be further developed such that it is also suitable for braking rotating axes.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by a device having the features of claim 1.
Erfindungsgemäß umfasst der Klemmring einen sich radial nach außen erstreckenden Flansch, der an einer sich ebenfalls radial erstreckenden Fläche des Gehäuses anliegt und an diese angeflanscht ist. Dieser Flansch befindet sich an dem Ende des Klemmrings, das von seinem freien Ende, zu welchem sich die Segmente erstrecken, entfernt liegt. Durch das Anflanschen des Klemmrings an das Gehäuse ist deren Verbindung wesentlich starrer. Insbesondere ist sie nun drehfest in beide rotatorische Richtungen. Insbesondere werden auch Drehmomente, die auf die Achse und damit auf den Klemmring wirken, ohne eine merkliche Positionsänderung oder Verformung der Bauteile auf das Gehäuse übertragen. Das Anflanschen kann insbesondere durch eine Vielzahl von in umlaufender Richtung verteilter Verbindungspunkte zwischen Klemmring und Gehäuse realisiert werden. Da der Flansch sich radial erstreckt und sich die Fixierung des Klemmrings an dem Gehäuse von der Achse entfernt angeordnet sein kann, entfällt die Hebelwirkung, die beim oben genannten Stand der Technik auf die Achse wirkende Querkräfte in verstärktem Maß auf die Verbindungsschnittstelle von Klemmring und Gehäuse wirken lässt. Entsprechend werden bei einer erfindungsgemäßen Ausführung auch Querkräfte deutlich effektiver auf das Gehäuse übertragen.According to the invention, the clamping ring comprises a flange which extends radially outwards and which bears against a surface of the housing which also extends radially and is flanged to the latter. This flange is located at the end of the clamping ring, which is away from its free end, to which the segments extend. By flange-mounting the clamping ring on the housing, its connection is much more rigid. In particular, it is now non-rotatable in both rotational directions. In particular, torques that act on the axis and thus on the clamping ring are also transmitted to the housing without a noticeable change in position or deformation of the components. The flanging can be realized in particular by a large number of connecting points distributed in the circumferential direction between the clamping ring and the housing. Since the flange extends radially and the fixing of the clamping ring to the housing can be arranged away from the axis, there is no leverage, which in the above-mentioned prior art acts on the axis of the transverse forces to an increased extent on the connection interface of the clamping ring and housing leaves. Accordingly, in an embodiment according to the invention, lateral forces are also transmitted to the housing in a significantly more effective manner.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung ein zweites Druckmittel, welches den Spannkolben von dem Flansch axial derart wegdrückt, dass der Druck auf die Spannfläche und damit der Druck der Segmente auf die Achse nachlässt. Dies ist insbesondere notwendig, wenn der Druck des ersten Druckmittels mit Hilfe der Spannfläche derart verstärkt wird, dass eine Selbsthemmung auftritt, die Klemmung sich also auch dann nicht selbsttätig löst, wenn das erste Druckmittel keinen Druck ausübt. Die Nutzung eines zweiten Druckmittels kann jedoch auch sinnvoll sein, wenn keine Selbsthemmung auftritt, beispielsweise um Umschaltzeiten zwischen einem klemmenden und einem nicht klemmenden Zustand der Vorrichtung zu verringern.According to a further preferred embodiment of the present invention, the device comprises a second pressure means which axially presses the tensioning piston away from the flange in such a way that the pressure on the tensioning surface and thus the pressure of the segments on the axis decreases. This is particularly necessary if the pressure of the first pressure medium is increased with the help of the clamping surface in such a way that self-locking occurs, that is to say the clamping does not release itself even when the first pressure medium does not exert any pressure. However, the use of a second pressure medium can also make sense if no self-locking occurs, for example to reduce switching times between a clamping and a non-clamping state of the device.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das zweite Druckmittel zwischen dem Flansch und einer Stirnfläche des Spannkolbens angeordnet.According to a further preferred embodiment of the present invention, the second is Pressure medium arranged between the flange and an end face of the tensioning piston.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das zweite Druckmittel mechanische Federn oder ein Druckfluid.According to a further preferred embodiment of the present invention, the second pressure medium comprises mechanical springs or a pressure fluid.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das erste Druckmittel mechanische Federn.According to a further preferred embodiment of the present invention, the first pressure medium comprises mechanical springs.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das erste Druckmittel ein Druckfluid.According to a further preferred embodiment of the present invention, the first pressure medium comprises a pressure fluid.
Vorzugsweise umfasst der Spannkolben im vorstehend genannten Fall außenseitig eine erste Abstufung und das Gehäuse innenseitig eine zweite Abstufung, die als Gegenstück zu der ersten Abstufung ausgebildet ist. Gemeinsam begrenzen diese Abstufungen einen ringförmigen Hohlraum zwischen Spannkolben und Gehäuse, der auf der dem Flansch zugewandten Seite durch eine sich radial erstreckende Fläche des Spannkolbens begrenzt wird und auf der dieser Stirnfläche gegenüberliegenden Seite durch eine sich radial erstreckende Fläche des Gehäuses begrenzt wird. Dabei kann in diesen Hohlraum ein Druckfluid als erstes Druckmittel eingebracht werden. Durch eine derartige Konstruktion ergibt sich eine kompakte axiale Baulänge der Vorrichtung.In the aforementioned case, the tensioning piston preferably comprises a first gradation on the outside and the housing on the inside a second gradation, which is designed as a counterpart to the first gradation. Together, these gradations delimit an annular cavity between the tensioning piston and the housing, which is delimited on the side facing the flange by a radially extending surface of the tensioning piston and on the side opposite this end face by a radially extending surface of the housing. A pressure fluid can be introduced into this cavity as the first pressure medium. Such a construction results in a compact axial length of the device.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen die Segmente jeweils einen freien Endabschnitt, der sich auf der von dem Flansch abgewandten Seite des Klemmrings befindet, und einen mittleren Abschnitt, der zwischen dem freien Endabschnitt und dem Flansch angeordnet ist. Dabei ist die Wandstärke des mittleren Abschnitts geringer als die Wandstärke der an den mittleren Abschnitt anschließenden Seite des freien Endabschnitts. Insbesondere kann durch eine passende Wahl der verschiedenen Wandstärken die Elastizität der Segmente derart angepasst werden, dass eine optimale Klemmwirkung erreicht wird.According to a further preferred embodiment of the present invention, the segments each comprise a free end section which is located on the side of the clamping ring facing away from the flange, and a central section which is arranged between the free end section and the flange. The wall thickness of the middle section is less than the wall thickness of the side of the free end section adjoining the middle section. In particular, the elasticity of the segments can be adjusted by a suitable choice of the different wall thicknesses so that an optimal clamping effect is achieved.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Flansch einen äußeren Umfangsabschnitt, der sich radial weiter nach außen erstreckt als der Spannkolben und welcher an einen Gehäuseteil angeflanscht ist, in dem der Spannkolben einliegt.According to a further preferred embodiment of the present invention, the flange comprises an outer circumferential section which extends radially further outward than the tensioning piston and which is flanged to a housing part in which the tensioning piston lies.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und -
2 und3 zeigen verschiedene Querschnitte der Vorrichtung aus1 .
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1 shows a perspective view of a preferred embodiment of the device according to the invention, and -
2nd and3rd show different cross sections of the device1 .
In der Stirnfläche
Der axiale Querschnitt in
Der Klemmring
Die Hülse
Die Segmente
Zur Verschiebung des Spannkolbens
Das in den Hohlraum
Statt einer mechanischen Feder
Der Längsschnitt durch die Vorrichtung
Der Flansch
Der äußere Umfangsabschnitt
Der Spannkolben
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 10260274 B4 [0003]DE 10260274 B4 [0003]
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