Claims (29)
Patentanwälte Manzingerweg 7Patent Attorneys Manzingerweg 7
european patent attorneys D 8000 München 60european patent attorneys D 8000 Munich 60
3. Mai 19933 May 1993
EP 91913602.8 (O 538 386^
KENNAMETAL INC. EP 91913602.8 (O 538 386^
KENNAMETAL INC.
Unser Zeichen: K 1419 DE
ST/Hc Our reference: K 1419 DE
ST/Hc
PatentansprüchePatent claims
1. Eine Spannvorrichtung zum Halten eines Spannfutters und zum Anzeigen des
auf eine am Spannfutter angebrachte Sicherungsmutter aufgebrachten Drehmoments, während Mutter entlang der Spannfutter-Mittellinie angezogen wird,
enthaltend:1. A clamping device for holding a chuck and for indicating the torque applied to a lock nut attached to the chuck as the nut is tightened along the chuck centerline, comprising:
(a) einen feststehenden Block;(a) a fixed block;
(b) einen drehmomentübertragenden Bund zum Aufnehmen und Halten des Spannfutters,
wobei der Bund um die Spannfutter-Mittellinie drehbar im feststehenden Block angebracht ist;(b) a torque transmitting collar for receiving and holding the chuck,
the collar being mounted in the fixed block for rotation about the chuck centerline;
(c) Verriegelungselemente, die das Spannfutter drehfest bezüglich des Bundes
halten, so daß das Spannfutter und der Bund sich als eine Einheit drehen;(c) locking elements which hold the chuck rotationally fixed with respect to the collar so that the chuck and the collar rotate as a unit;
(d) auf die Drehung des Bundes ansprechende Drehmomentanzeigemittel, die das
auf die Sicherungsmutter des Spannfutters aufgebrachte Anzugsdrehmoment anzeigen;
und(d) torque indicating means responsive to rotation of the collar for indicating the tightening torque applied to the chuck lock nut; and
(e) wobei der feststehende Block eine ringförmige Aussparung enthält und der
drehmomentübertragende Bund in der ringförmigen Aussparung verdrehbar angebracht
ist.(e) wherein the fixed block includes an annular recess and the torque transmitting collar is rotatably mounted in the annular recess.
2. Die Spannvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Drehmomentanzeigemittel
ein Widerstandsmittel, das der Drehung des Bundes einen Widerstand entgegensetzt,
und ein Verschiebungsmeßmittel enthält, welches die von einem auf die Sicherungsmutter aufgebrachten Drehmoment hervorgerufene tangentiale Kraft auf
den Bund in einem bekannten Abstand von der Spannfutter-Mittellinie bestimmt.2. The clamping device of claim 1, wherein the torque indicating means includes
a resistance means for resisting rotation of the collar,
and a displacement measuring means for determining the tangential force on the collar caused by a torque applied to the locknut at a known distance from the chuck centerline.
3. Die Spannvorrichtung nach Anspruch 2, bei der das Widerstandsmittel aus
einer Feder mit einer bekannten Federrate besteht, die auf eine Betätigungsstange
wirkt, die im feststehenden Block* gehalten wird und sich durch diesen hindurcherstreckt, um am Bund anzugreifen, und bei der das Verschiebungsmeßmittel
aus einer Verschiebungsanzeigevorrichtung zum Messen der Federverschiebung
besteht, um eine Kraft zu bestimmen, die in Verbindung mit dem Abstand der Kraft von der Spannfutter-Mittellinie dazu verwendet werden kann, das auf
den Bund und die Sicherungsmutter aufgebrachte Drehmoment zu bestimmen.3. The clamping device of claim 2, wherein the resistance means consists of
a spring having a known spring rate acting on an actuating rod carried in and extending through the stationary block* to engage the collar, and wherein the displacement measuring means consists of
a displacement indicator for measuring spring displacement to determine a force which, in conjunction with the distance of the force from the chuck centerline, can be used to determine the torque applied to the collar and locknut.
4. Die Spannvorrichtung nach Anspruch 3, bei der der Bund eine Nut aufweist
und die Betätigungsstange die Nut berührt, um am Bund anzugreifen.4. The tensioner of claim 3, wherein the collar has a groove
and the actuating rod contacts the groove to engage the collar.
5. Die Spannvorrichtung nach Anspruch 4, bei der das das Spannfutter drehfest
bezüglich des Bundes haltende Verriegelungselement einen am Bund angebrachten Keil enthält, der an einer auf dem Spannfutter angebrachten Keilnut angreift.5. The clamping device according to claim 4, wherein the locking element holding the chuck non-rotatably with respect to the collar includes a key attached to the collar which engages a keyway attached to the chuck.
6. Die Spannvorrichtung nach Anspruch 5, bei der der Bund eine mit Gewinde
versehene Öffnung und eine sich durch sie hindurch erstreckende Spannfutterbefestigungsschraube
in der Weise enthält, daß die Spannfutterbefestigungsschraube eingestellt werden kann, um das Spannfutter im Bund zu sichern.6. The clamping device of claim 5, wherein the collar includes a threaded opening and a chuck mounting screw extending therethrough such that the chuck mounting screw can be adjusted to secure the chuck in the collar.
7. Die Spannvorrichtung nach Anspruch 2, bei der das Widerstandsmittel aus
einem freitragenden Element mit einer bekannten Federrate besteht, das entweder am feststehenden Block befestigt ist und am Bund angreift oder am Bund
befestigt ist und am feststehenden Block angreift, und bei der das Verschiebungsmeßmittel
aus wenigstens einem, am freitragenden Element befestigten Dehnmeßstreifen besteht, der aufgrund der Verschiebung des freitragenden Elementes
eine Kraft bestimmt, die in Verbindung mit dem Abstand der Kraft von der Spannfutter-Mittellinie zur Bestimmung des auf den Bund und die Sicherungsmutter
einwirkenden Drehmomentes verwendet werden kann.7. The clamping device of claim 2, wherein the resistance means consists of
a cantilevered member having a known spring rate, either attached to the fixed block and engaging the collar or attached to the collar
and engaging the fixed block, and wherein the displacement measuring means consists of
at least one strain gauge attached to the cantilevered member which determines a force based on the displacement of the cantilevered member which can be used in conjunction with the distance of the force from the chuck centerline to determine the torque acting on the collar and locknut.
8. Die Spannvorrichtung nach Anspruch 7, bei der das freitragende Element am
feststehenden Block befestigt ist und der Bund eine Nut aufweist, in die das freitragende Trägerelement eingepaßt ist, um am Bund anzugreifen.8. The clamping device according to claim 7, wherein the cantilever member is attached to the
fixed block and the collar has a groove into which the cantilever support member is fitted to engage the collar.
9. Die Spannvorrichtung nach Anspruch 7, bei der das freitragende Element am
Bund befestigt ist und der feststehende Block eine Nut aufweist, in die das freitragende Element eingepaßt ist, um am feststehenden Block anzugreifen.9. The clamping device of claim 7, wherein the cantilevered member is attached to the collar and the fixed block has a groove into which the cantilevered member is fitted to engage the fixed block.
10. Die Spannvorrichtung nach Anspruch 2, bei der das Verriegelungselement zum
drehfesten Halten der Spannvorrichtung bezüglich des Bundes einen am Bund angebrachten
Keil enthält, der in einer auf dem Spannfutter angebrachten Keilnut angreift.10. The clamping device according to claim 2, wherein the locking element for non-rotatably holding the clamping device with respect to the collar includes a key attached to the collar which engages in a keyway attached to the chuck.
11. Die Spannvorrichtung nach Anspruch 10, bei der der Bund eine mit Gewinde
versehene Öffnung und eine sich durch sie hindurch erstreckende Spannfutterbefestigungsschraube
in der Weise enthält, daß die Spannfutterbefestigungsschraube eingestellt werden kann, um das Spannfutter im Bund zu sichern.11. The clamping device of claim 10, wherein the collar includes a threaded opening and a chuck mounting screw extending therethrough such that the chuck mounting screw can be adjusted to secure the chuck in the collar.
12. Die Spannvorrichtung nach Anspruch 2, die außerdem wenigstens ein Spannfutter-Übergangsstück
und Mittel zum Anbringen des Spannfutter-Übergangsstückes am drehmomentübertragenden Bund aufweist, um die Spannvorrichtung zur
Aufnahme von Spannfuttern von verschiedenen Größen anzupassen.12. The clamping device of claim 2, further comprising at least one chuck adapter
and means for attaching the chuck adapter to the torque transmitting collar to adapt the clamping device to
accommodate chucks of different sizes.
13. Die Spannvorrichtung nach Anspruch 12, bei der das Spannfutter-Übergangsstück
eine halbkreisförmige Übergangsstückplatte enthält, die wenigstens einen Keil zum Einsetzen in eine Keilnut des Spannfutters aufweist, so daß sie von
dem Übergangsstück gehalten wird.13. The clamping device of claim 12, wherein the chuck adapter includes a semi-circular adapter plate having at least one key for insertion into a keyway of the chuck so as to be retained by the adapter.
14. Eine Spannvorrichtung zum Halten eines Spannfutters und zum Anzeigen des
auf eine an dem Spannfutter angebrachte Sicherungsmutter aufgebrachten Drehmoments,
während die Mutter auf dem Spannfutter um die Spannfutter-Mittellinie angezogen wird, enthaltend:14. A clamping device for holding a chuck and for indicating the
torque applied to a lock nut attached to the chuck as the nut is tightened on the chuck about the chuck centerline, comprising:
(a) einen feststehenden Block mit einer ringförmigen Aussparung;(a) a fixed block having an annular recess;
(b) einen drehmomentübertragenden Bund zum Aufnehmen und Halten des Spannfutters,
wobei der Bund um die Spannfutter-Mittellinie in der kreisförmigen Aussparung des feststehenden Blockes drehbar angebracht ist;(b) a torque transmitting collar for receiving and holding the chuck,
the collar being mounted for rotation about the chuck centerline in the circular recess of the fixed block;
(c) Verriegelungselemente, die das Spannfutter drehfest bezüglich des Bundes
halten, so daß das Spannfutter und der Bund sich als eine Einheit drehen; und(c) locking elements which hold the chuck in a rotationally fixed manner with respect to the collar so that the chuck and the collar rotate as a unit; and
(d) auf die Drehung des Bundes ansprechende Drehmomentanzeigemittel, die das
auf die Sicherungsmutter des Spannfutters aufgebrachte Anzugsdrehmoment anzeigen,
wobei die Drehmomentanzeigemittel enthalten:(d) torque indicating means responsive to rotation of the collar for indicating the tightening torque applied to the chuck lock nut, the torque indicating means comprising:
(i) ein Widerstandsmittel, das der Drehung des Bundes einen Widerstand
entgegensetzt und aus einem freitragenden Element mit bekannter Federrate besteht,
das entweder an dem feststehenden Block befestigt ist und am Bund angreift oder am Bund befestigt ist und am feststehenden Block angreift; und(i) a resistance means resisting rotation of the collar consisting of a cantilevered element of known spring rate either attached to the fixed block and engaging the collar or attached to the collar and engaging the fixed block; and
(ii) ein Verschiebungsmeßmittel zum Bestimmen der in einem bestimmten
Abstand von der Spannfutter-Mittellinie als Folge eines auf die Sicherungsmutter
aufgebrachten Drehmoments entstehenden Tangentialkraft, welches wenigstens einen auf dem freitragenden Element befestigten Dehnmeßstreifen enthält,
um aufgrund der Verschiebung des freitragenden Elementes eine Kraft zu bestimmen,
die in Verbindung mit der Abstand der Kraft von der Spannfutter-Mittellinie dazu verwendet werden kann, das Drehmoment auf den Bund und die Sicherungsmutter
zu bestimmen.(ii) a displacement measuring means for determining the tangential force developed at a given distance from the chuck centerline as a result of a torque applied to the locknut, which includes at least one strain gauge mounted on the cantilever member to determine a force due to the displacement of the cantilever member, which in conjunction with the distance of the force from the chuck centerline can be used to determine the torque on the collar and the locknut.
15. Eine Spannvorrichtung zum Halten eines Spannfutters und Anzeigen des auf
eine Sicherungsmutter des Spannfutters aufgebrachten Drehmomentes, enthaltend:15. A clamping device for holding a chuck and indicating the torque applied to a lock nut of the chuck, comprising:
(a) einen feststehenden Block;(a) a fixed block;
(b) einen drehmomentübertragenden Bund zum Aufnehmen und Halten des Spannfutters,
wobei der Bund drehbar im feststehenden Block angebracht ist;(b) a torque transmitting collar for receiving and holding the chuck,
the collar being rotatably mounted in the fixed block;
(c) Verriegelungselemente, die das Spannfutter drehfest bezüglich des Bundes
halten, so daß das Spannfutter und der Bund sich als eine Einheit drehen, wenn zum Anziehen der Sicherungsmutter ein Drehmoment aufgebracht wird;(c) locking means for retaining the chuck in rotation with respect to the collar so that the chuck and collar rotate as a unit when torque is applied to tighten the lock nut;
(d) ein auf die Drehung des Bundes ansprechender Drehmomentanzeigeaufbau, der
das auf die Sicherungsmutter des Spannfutters aufgebrachte Anzugsdrehmoment anzeigt; und(d) a torque indicator assembly responsive to rotation of the collar to indicate
the tightening torque applied to the chuck lock nut; and
(e) das Merkmal, wonach der feststehende Block eine ringförmige Aussparung
enthält und der drehmomentübertragende Bund in der ringförmigen Aussparung verdrehbar angebracht ist.(e) the feature that the stationary block includes an annular recess
and the torque transmitting collar is rotatably mounted in the annular recess.
16. Die Spannvorrichtung nach Anspruch 15, bei der die Drehmomentanzeige enthält:
ein bewegliches Betätigungselement, das in dem feststehenden Block angebracht ist und an dem sich drehenden Bund angreift, so daß das Betätigungselement
axial verschoben wird, wenn der Bund gedreht wird, und eine Drehmomentanzeigevorrichtung,
die die axiale Verschiebung des Betätigungselementes zum Anzeigen des zum Festziehen auf die Sicherungsmutter des Spannfutters aufgebrachten
Drehmomentes erfaßt.16. The clamping device of claim 15, wherein the torque indicator includes:
a movable actuator mounted in the fixed block and engaging the rotating collar so that the actuator is
axially displaced when the collar is rotated, and a torque indicator device
that senses the axial displacement of the actuator to indicate the torque applied to the chuck lock nut for tightening.
17. Die Spannvorrichtung nach Anspruch 16, bei der der Bund eine Nut zur Aufnahme
des Betätigungselementes enthält.17. The clamping device according to claim 16, wherein the collar contains a groove for receiving the actuating element.
18. Die Spannvorrichtung nach Anspruch 17, bei der die Drehmomentanzeigevorrichtung
aus einer Meßuhr besteht, die eine sich von ihr weg erstreckende Schubstange aufweist, an der das Betätigungselement angreift, so daß, wenn das
Betätigungselement durch den Bund axial bewegt wird, das Betätigungselement die Schubstange der Meßuhr verschiebt, wodurch die Meßuhr das auf die Sicherungsmutter
des Spannfutters aufgebrachte Anzugsdrehmoment anzeigt.18. The clamping device of claim 17, wherein the torque indicating device
consists of a dial indicator having a push rod extending therefrom which is engaged by the actuating member such that when the
actuating member is moved axially by the collar, the actuating member displaces the push rod of the dial indicator whereby the dial indicator indicates the tightening torque applied to the chuck lock nut.
19. Die Spannvorrichtung nach Anspruch 18, enthaltend ein Widerstandsmittel,
das der axialen Bewegung des Betätigungselementes einen Widerstand entgegensetzt,
wenn der drehmomentübertragende Bund aufgrund eines auf die Sicherungsmutter des Spannfutters aufgebrachten Anzugsdrehmomentes gedreht wird.19. The clamping device according to claim 18, comprising a resistance means
that resists the axial movement of the actuating element
when the torque transmitting collar is rotated due to a tightening torque applied to the lock nut of the chuck.
20. Die Spannvorrichtung nach Anspruch 15, außerdem enthaltend wenigstens ein
Spannfutter-Übergangsstück und Mittel zum Anbringen des Spannfutter-Übergangsstücks
am drehmomentübertragenden Bund, um die Spannvorrichtung zur Aufnahme von Spannfuttern von verschiedenen Größen anzupasen.20. The clamping device of claim 15, further comprising at least one
chuck adapter and means for attaching the chuck adapter
to the torque transmitting collar to adapt the clamping device to accommodate chucks of different sizes.
21. Die Spannvorrichtung nach Anspruch 20, bei der das Spannfutter-Übergangsstück
eine halbkreisförmige Übergangsstückplatte enthält, die wenigstens einen Keil zum Einsetzen in eine Keilnut des Spannfutters aufweist, so daß sie von
dem Übergangsstück gehalten wird.21. The clamping device of claim 20, wherein the chuck adapter includes a semi-circular adapter plate having at least one key for insertion into a keyway of the chuck so as to be retained by the adapter.
22. Die Spannvorrichtung nach Anspruch 15, bei der das Verriegelungselement
zum drehfesten Halten der Spannvorrichtung bezüglich des Bundes einen am Bund angebrachten Keil enthält, der in einer auf dem Spannfutter angebrachten
Keilnut angreift.22. The clamping device according to claim 15, wherein the locking element
for non-rotatably holding the clamping device with respect to the collar includes a key attached to the collar which engages in a keyway attached to the chuck.
23. Eine Spannvorrichtung zum Halten eines Spannfutters und zum Anzeigen des
zum Anziehen einer am Spannfutter angebrachten Sicherungsmutter aufgebrachten Drehmoments, enthaltend:23. A clamping device for holding a chuck and for indicating the torque applied to tighten a lock nut attached to the chuck, comprising:
(a) einen feststehenden Block, der eine in ihm ausgebildete kreisförmige Rille
aufweist;(a) a fixed block having a circular groove formed therein;
(b) einen drehmomentübertragenden Bund, der innerhalb der ringförmigen Rille
zum Aufnehmen und Halten des Spannfutters angebracht ist;(b) a torque transmitting collar mounted within the annular groove
for receiving and retaining the chuck;
(c) mit dem drehmomentübertragenden Bund verbundene Mittel zum Halten des
Spannfutters in einer festen Stellung bezüglich des Bundes, so daß das Spannfutter
und der Bund sich als eine Einheit drehen, wenn ein Drehmoment zum Anziehen der Sicherungsmutter aufgebracht wird;(c) means connected to the torque transmitting collar for holding the chuck in a fixed position relative to the collar so that the chuck and collar rotate as a unit when torque is applied to tighten the lock nut;
(d) eine Bohrung, die sich durch den feststehenden Block erstreckt und zum
drehmomentübertragenden Bund geöffnet ist;(d) a bore extending through the stationary block and opening to the torque transmitting collar;
(e) ein Betätigungselement, das zum Ausführen axialer Bewegungen beweglich in
der Bohrung angebracht ist und an dem der Bund angreift, so daß der Bund, wenn er gedreht wird, das Betätigungselement axial verschiebt;(e) an actuator movably mounted in the bore for axial movement and engaged by the collar so that the collar, when rotated, axially displaces the actuator;
(f) Widerstandsmittel, die an dem Befestigungselement zum Hemmen der Bewegung
des Befestigungselementes angreifen; und(f) resistance means engaging the fastener to inhibit movement of the fastener; and
(g) eine Drehmomentanzeigevorrichtung, an der das Betätigungselement angreift
und die die axiale Bewegung des Betätigungselementes erfaßt und das zum Anziehen
der Sicherungsmutter des Spannfutters aufgebrachte Drehmoment anzeigt.(g) a torque indicating device engaged by the actuator
and which senses the axial movement of the actuator and indicates the torque applied to tighten the chuck lock nut.
24. Die Spannvorrichtung nach Anspruch 23, bei der der Bund eine in der Außenfläche
des Bundes ausgebildete Betätigungsnut enthält, die an einem Endabschnitt des Betätigungselementes angreift.24. The tensioning device according to claim 23, wherein the collar includes an actuating groove formed in the outer surface of the collar that engages an end portion of the actuating element.
25. Die Spannfutter-Spannvorrichtung nach Anspruch 23, enthaltend wenigstens
ein Spannfutter-Übergangsstück und Mittel zum Anbringen des Übergangsstückes am sich drehenden Bund, um die Spannfutter-Spannvorrichtung zum Aufnehmen und
Halten von Spannfuttern von verschiedenen Größen anzupassen.25. The chuck clamping device of claim 23, including at least
a chuck adapter and means for attaching the adapter to the rotating collar to adapt the chuck clamping device to receive and
hold chucks of different sizes.
26. Die Spannfutter-Spannvorrichtung nach Anspruch 23, bei der die Mittel zum
drehfesten Halten des Spannfutters bezüglich des Bundes einen am Bund angebrachten
Keil enthalten, der zum Einsetzen in eine in dem Spannfutter ausgebildete Keilnut ausgebildet ist.26. The chuck clamping device of claim 23, wherein the means for non-rotatably holding the chuck with respect to the collar includes a key attached to the collar and configured for insertion into a keyway formed in the chuck.
27. Die Spannfutter-Spannvorrichtung nach Anspruch 26, außerdem enthaltend
Sicherungsmittel zum Sichern des Spannfutters in der Spannvorrichtung.27. The chuck clamping device of claim 26, further comprising
securing means for securing the chuck in the clamping device.
28. Die Spannvorrichtung nach Anspruch 27, bei der die Sicherungsmittel eine
Spannfutter-Befestigungsschraube enthalten, die in den Bund eingeschraubt ist und am im Bund gehaltenen Spannfutter angreifen kann.28. The clamping device according to claim 27, wherein the securing means includes a
chuck fastening screw which is screwed into the collar and can engage the chuck held in the collar.
29. Ein Verfahren zum Halten eines Spannfutters, Anziehen einer mit einer Sicherungsmutter
verbundenen Sicherungsmutter, und Anzeigen des auf die Sicherungsmutter aufgebrachten Drehmomentes, enthaltend die Schritte:29. A method for holding a chuck, tightening a locknut connected to a locknut, and displaying the torque applied to the locknut, comprising the steps of:
(a) Einsetzen eines eine Sicherungsmutter aufweisenden Spannfutters in einen
drehmomentübertragenden Bund, der drehbar in einem feststehenden Block angebracht
ist;(a) Inserting a chuck having a lock nut into a torque transmitting collar rotatably mounted in a fixed block;
(b) Sichern des Spannfutters im drehbaren Bund, so daß sich das Spannfutter
nicht bezüglich des Bundes verdrehen kann, aber sich das Spannfutter und der Bund als Einheit drehen;(b) securing the chuck in the rotating collar so that the chuck cannot rotate with respect to the collar, but the chuck and collar rotate as a unit;
(c) Festziehen der Sicherungsmutter des Spannfutters und Bewirken einer Verdrehung
des drehmomentübertragenden Bundes;(c) tightening the chuck lock nut and causing rotation of the torque transmitting collar;
(d) Angreifen des drehmomentübertragenden Bundes beim Festziehen der Sicherungsmutter
an einem Betätigungselement und Bewirken einer Bewegung des Betätigungselementes
aufgrund der Drehung des Bundes; und(d) engaging the torque transmitting collar when tightening the lock nut
on an actuator and causing movement of the actuator
due to rotation of the collar; and
(e) Übertragen der von dem drehbaren Bund auf das Betätigungselement aufgebrachten
Kraft auf eine Drehmomentanzeigevorrichtung und Anzeigen des Anzugsdrehmomentes, das auf die Sicherungsmutter aufgebracht wird.
(e) Transmitting the force applied by the rotatable collar to the actuator to a torque indicating device and indicating the tightening torque applied to the lock nut.