DE4012980A1 - Hydraulic clamping nut for rotating tool - has interconnected cylinders for clamping pistons - Google Patents

Hydraulic clamping nut for rotating tool - has interconnected cylinders for clamping pistons

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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B31/00—Chucks; Expansion mandrels; Adaptations thereof for remote control
    • B23B31/40—Expansion mandrels
    • B23B31/4073—Gripping the work or tool between planes almost perpendicular to the axis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B29/00—Accessories
    • B25B29/02—Bolt tensioners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B31/00—Screwed connections specially modified in view of tensile load; Break-bolts
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    • F16D1/08—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key
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Abstract

A rotating tool (4) is mounted on a shaft and is secured by the hydraulic clamping nut (1). The nut (1) has three hydraulic pistons (2) arranged in a circle which is concentric with the shaft axis, and with the axis of each piston (6) being parallel to the shaft axis. Each piston (2) abuts against a flange (3) which abuts against the tool (4). The piston (2) is acted on by hydraulic pressure generated by a second smaller piston (6) which is pressed downwards by a screw. The cylinders (7) of the smaller pistons (6) are interconnected so that when one of the screws (5) is adjusted the same pressure is exerted on all three pistons to produce a symmetrical distribution of the clamping force on the flange (3). USE - Machine tools.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Spannmutter gemäß des Oberbegriffes des Hauptanspruches. Solche hydraulischen Spannmuttern sind in verschiedenen Ausführungen bekannt.The invention relates to a hydraulic clamping nut according to the preamble of the main claim. Such hydraulic Clamping nuts are known in different versions.

Bei den bisher bekannten Spannmuttern wird die Kraft auf das zu spannende Werkzeug oder Werkstück entweder durch einen als Ringkolben ausgeführten Kolben oder durch mehrere Kolben, die durch ein verbundenes hydraulisches System gemeinsam angeregt werden, ausgeübt. Ein Nachteil der bisher bekannten hydraulischen Spannmuttern besteht darin, daß durch sie die Rundlaufgenauigkeit der Werkzeuge nicht oder eher negativ beeinflußt werden kann.With the previously known clamping nuts, the force is on exciting tool or workpiece either by using a ring piston running pistons or by multiple pistons passing through a connected hydraulic system can be excited together, exercised. A disadvantage of the previously known hydraulic clamping nuts consists in that the concentricity through them the tools cannot be influenced or can only be negatively influenced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, beim Spannen die Rundlaufgenauigkeit der Werkzeuge zu verbessern.The invention has for its object a possibility create the concentricity of the tools when clamping to improve.

Das Verfahren gemäß der Erfindung beruht darauf, daß, durch mehrere, vorzugsweise drei, jeweils einzeln angeregte Druckkolben, wenn nötig, unterschiedliche, einzeln steuerbare Kräfte auf die Stirnfläche des Werkzeuges ausgeübt werden. Zwischen der Verbindung Spannmutter - Spanndorn, z. B. durch ein Gewinde und den Druckkolben, werden Druckkräfte aufgebaut, welche eine Durchbidung des Werkzeuges und des Spanndornes bewirken oder durch die vorhandene Durchbiegungen des Werkzeuges oder Spanndornes eliminiert werden können. Durch den Einsatz von mehreren, vorzugsweise drei, einzelne angeregten Druckkolben, die gleichmäßig auf einem Teilkreis auf die Stirnfläche des Werkzeuges wirken, wird die Durchbiegung des Werkzeuges und des Spanndornes in jeder Richtung steuerbar. So kann beim Spannen des Werkzeuges eine sehr große Rundlaufgenauigkeit des Werkzeuges erreicht werden.The method according to the invention is based on the fact that, by several, preferably three, individually excited pressure pistons, if necessary, different, individually controllable forces on the End face of the tool are exercised. Between the connection Clamping nut - mandrel, e.g. B. by a thread and Pressure pistons, pressure forces are built up, which are a braid of the tool and the mandrel or by the existing deflections of the tool or mandrel can be eliminated. By using several, preferably three, single excited pressure pistons that are even act on a pitch circle on the end face of the tool, there will be deflection of the tool and mandrel in each Direction controllable. So when clamping the tool very high concentricity of the tool can be achieved.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung erläutert. Die Zeichnung zeigt dabei inAn embodiment of the invention is described below the drawing explained.  The drawing shows in

Fig. 1 einen Schnitt durch eine hydraulische Spannmutter gemäß der Linie 1-1 in Fig. 2, sowie einen Teil eines zu spannenden Werkzeuges und eines Aufnahmedornes für das Werkzeug, Fig. 1 shows a section through a hydraulic clamping nut according to the line 1-1 in Fig. 2, as well as a portion of a tool and to be clamped of a receiving mandrel for the tool,

Fig. 2 eine Ansicht auf eine hydraulische Spannmutter, Fig. 2 is a view on a hydraulic clamping nut,

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Teil einer hydraulischen Spannmutter gemäß der Linie 2-2 in Fig. 2. Fig. 3 is a section through part of a hydraulic clamping nut according to the line 2-2 in Fig. 2.

In Fig. 1 ist mit (1) ein Grundkörper einer hydraulischen Spannmutter bezeichnet, in dem drei Druckkolben (2) enthalten sind, die über einen Flansch (3) auf die Stirnflächen des umlaufenden Werkzeuges (4) eine Spannkraft ausüben. Die Spannkraft wird dadurch erreicht, daß durch das Eindrehen von Schrauben über kleinere Kolben (6) als die Druckkolben ein geeignetes Medium, vorzugsweise Öl oder Fett (7), in Richtung der Druckkolben (2) verdrängt wird. Die Abdichtung des Raumes zwischen den jeweils zusammenwirkenden Kolben (2) und (6) geschieht durch Dichtungen (8). Durch den Größenunterschied der beiden jeweils zusammenwirkenden Kolben entsteht eine Kraftübersetzung, die zum einen große Spanndrücke ermöglicht und zum andern ein sehr genaues Einstellen der Druckkräfte erlaubt. Beim Lösevorgang zum Werkzeugwechsel werden die Druckschrauben (5) zurückgedreht.In Fig. 1, ( 1 ) denotes a base body of a hydraulic clamping nut, in which three pressure pistons ( 2 ) are contained, which exert a clamping force via a flange ( 3 ) on the end faces of the rotating tool ( 4 ). The clamping force is achieved in that a suitable medium, preferably oil or grease ( 7 ), is displaced in the direction of the pressure piston ( 2 ) by screwing in screws via smaller pistons ( 6 ) than the pressure pistons. The space between the respective co-operating pistons ( 2 ) and ( 6 ) is sealed by seals ( 8 ). The size difference between the two interacting pistons creates a force transmission, which on the one hand enables large clamping pressures and on the other hand allows the pressure forces to be set very precisely. When loosening the tool change, the pressure screws ( 5 ) are turned back.

Die beim Spannvorgang durch eine Vergrößerung des Spaltes (9) zwischen Flansch (3) und Grundkörper (1) über die Halteschraube (10) unter Spannung gesetzten Tellerfedern (11) bewirken eine Rückstellung der Kolben (2) in ihre Ausgangsstellung.The disc springs ( 11 ), which are put under tension during the clamping process by enlarging the gap ( 9 ) between the flange ( 3 ) and the base body ( 1 ) via the retaining screw ( 10 ), cause the pistons ( 2 ) to return to their starting position.

Eine Kontrolle der Spannkräfte wird durch eine in Fig. 3 dargestellte Spannkraftanzeige ermöglicht. Das hydraulische Medium (7) wirkt über einen Verbundkanal auch auf den Kolben (12) der Anzeige. Bei einer Erhöhung des Innendruckes durch das Hineindrehen einer Druckschraube (5) drückt der Kolben (12) auf den Anzeigestift (13). Je nach Höhe des Innendruckes werden die Tellerfedern (14) zusammengedrückt und der Anzeigestift tritt um ein bestimmtes Maß aus dem Grundkörper (1) aus. Durch Markierungen am Anzeigestift kann der Innendruck und bei entsprechender Eichung damit die Spannkraft abgelesen werden.A control of the clamping forces is made possible by a clamping force display shown in FIG. 3. The hydraulic medium ( 7 ) also acts on the piston ( 12 ) of the display via a composite channel. When the internal pressure is increased by turning a pressure screw ( 5 ), the piston ( 12 ) presses on the indicator pin ( 13 ). Depending on the level of the internal pressure, the disc springs ( 14 ) are compressed and the indicator pin emerges from the base body ( 1 ) by a certain amount. Markings on the indicator pin can be used to read off the internal pressure and, with appropriate calibration, the clamping force.

Claims (5)

1. Hydraulische Spannmutter für umlaufende, auf einem Aufnahmedorn montierte Werkzeuge, die konzentrisch und parallel zur Rotationsachse wirkende Druckkolben aufweist, die, durch in der Spannmutter enthaltene Druckschrauben über ein geeignetes Medium, vorzugsweise Öl oder Fett, angeregt, direkt oder über einen zwischengeschalteten Flansch auf die Stirnfläche des Werkzeuges eine ausreichende Spannkraft ausübt, dadurch gekennzeichnet, daß die im Körper der Spannmutter konzentrisch und parallel zur Rotationsachse angeordneten Druckkolben jeweils einzeln durch eine Druckschraube angeregt werden und keine Verbindung der Drucksysteme besteht, so daß durch die einzelnen Druckkolben eine jeweils unterschiedliche Spannkraft auf das Werkzeug ausgeübt werden kann.1.Hydraulic clamping nut for rotating tools mounted on a holding mandrel, which has pressure pistons which act concentrically and parallel to the axis of rotation and which are excited by pressure screws contained in the clamping nut via a suitable medium, preferably oil or grease, directly or via an intermediate flange the end face of the tool exerts a sufficient clamping force, characterized in that the pressure pistons arranged concentrically in the body of the clamping nut and parallel to the axis of rotation are each individually excited by a pressure screw and there is no connection of the pressure systems, so that the individual pressure pistons each have a different clamping force the tool can be exercised. 2. Hydraulische Spannmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen dem Druckkolben und der Stirnfläche des Werkzeuges angebrachter Flansch federnd mit dem Grundkörper der Spannmutter verbunden ist und dadurch bei der Entspannung der Drucksysteme eine Rückstellung der Druckkolben in ihre Ausgangsstellung erreicht wird.2. Hydraulic clamping nut according to claim 1, characterized in that one between the plunger and the face of the tool attached flange resilient with the base body the clamping nut is connected and thereby during relaxation the pressure systems reset the pressure piston is reached in its starting position. 3. Hydraulische Spannmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines oder mehrere der von einander getrennten Drucksysteme mit einer Anzeige des hydraulischen Druckes verbunden sind.3. Hydraulic clamping nut according to claim 1, characterized in that one or more of the separate Pressure systems with an indication of the hydraulic pressure are connected. 4. Hydraulische Spannmutter nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige des hydraulischen Druckes so geeicht ist, daß ein oder mehrere auf die Stirnfläche des Werkzeuges wirkende vorgewählte Spannkräfte des Kolbens abgelesen werden können.4. Hydraulic clamping nut according to claim 1 and 3, characterized in that the display of the hydraulic pressure so is calibrated that one or more on the end face of the Tool preselected clamping forces of the piston can be read. 5. Hydraulische Spannmutter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Spannvorgang der Grundkörper der Spannmutter und der Flansch starr miteinander verbunden werden, so daß die eingestellten Spannkräfte auch bei einer Entspannung des hydraulischen Systems erhalten bleiben.5. Hydraulic clamping nut according to claim 1 and 2, characterized in that after the clamping process of the base body Clamping nut and the flange rigidly connected to each other are, so that the set clamping forces even at a Relaxation of the hydraulic system is retained.
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