DE69013966T2 - Hydraulische Einspannvorrichtung. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen an einem Flansch, der zu sicheren Befestigen eines Werkzeugs, wie das einer Schleifscheibe oder eines Drehmessers, an einem Drehschaft dient.
• Fig. 1 stellt einen konventionellen Flansch der zuvor genannten Art dar, der einen Flanschkörper 1 beinhaltet, der einen Flanschabschnitt 1a an einem Ende hiervon aufweist und eine Druckölkammer 2 hat, die in dem Flanschkörper 1 eingeformt ist, so daß sie benachbart zu der Innenumfangsfläche des Flanschkörpers 1 angeordnet und sich entlang des gesamten Umfangs hiervon erstreckt. In dem Flanschkörper 1 ist eine sich radial erstreckende Bohrung 3 eingeformt, die sich zu dem äußeren Ende der äußeren Umfangsoberfläche hiervon öffnet und an dem inneren Ende mit der Druckölkammer 2 in Verbindung steht. Ein Kolben 4 ist in der Bohrung 3 abgedichtet eingepaßt, um hier entlang Verschiebebewegungen auszuführen, und ein Endglied 5 ist sicher an einem sich öffnenden Ende der Bohrung 3 befestigt. Ein Schraubenelement 6 ist mit einer mit einem Innengewinde versehenen Aussparung des Endglieds 5 eingeschraubt in Eingriff, um den Kolben 4 radial inwärts des Flanschkörpers 1 zu drücken. Ein Drehmesser 7 wird zuerst an dem Flanschabschnitt 1a durch Mittel von Bolzen 8 befestigt und dann wird der Flanschkörper 1 auf dem Drehschaft 9 befestigt. Anschließend wird das Schraubenelement 5 eingeschraubt, um den Kolben 4 radial inwärts des Flanschkörpers 1 zu bewegen und aufgrunddessen wird ein Betriebsöl in die Druckölkammer 2 unter inneren Überdruck gesetzt, um den Wandabschnitt zwischen der Öldruckkammer 2 und der inneren Umfangsoberfläche des Flanschkörpers 1 radial inwärts vorstehen zu lassen, wodurch der Flanschkörper 1 sicher an dem Schaft 9 befestigt wird.
• Fig. 2 stellt einen weiteren konventionellen Flansch dar, der einen radial und auswärts vorstehenden Abschnitt 10 beinhaltet, der auf dem Wandabschnitt zwischen der Druckölkammer 11 und der inneren Umfangsoberfläche des Flanschkörpers 1 eingeformt ist, um die Festigkeit des Wandabschnitts zu verbessern.
• In beiden oben beschriebenen konventionellen Flanschen wird jedoch, wenn das Betriebsöl in die Druckölkammer 2 oder 11 zugeführt wird, die Wand der Druckölkammer 2 oder 11 radial inwärts in eine buckelartige Form, wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, deformiert. Als ein Ergebnis hiervon wird die Bearbeitungskante des Werkzeugs schlecht mit der Drehachse fluchten, z.B. wird die axiale Unrundheit der Seitenfläche vergrößert. Um diese Mängel zu verhindern, wurde ein Flansch entwickelt, wie in der Fig. 5 gezeigt, der eine innere Umfangsoberfläche hat, die gegen die gegenüberliegenden Enden abgestuft ist, so daß, wenn das Betriebsöl in die Druckölkammern zugeführt wird, der Wandabschnitt zwischen der Kammer und der inneren Umfangsoberfläche des Flanschkörpers sich in eine zylindrische Form deformiert, um mit der Oberfläche des äußeren Umfangs des Schafts 9 in Kontakt zu kommen. Jedoch muß bei diesem Flansch die Breite größer gemacht werden, um die zuvor genannten Mängel zu vermeiden. Des weiteren können die Mängel nicht wesentlich vermieden werden, aufgrund der Verschiedenheiten des Schaftdurchmessers oder durch Herstellungsfehler des Flansches bei dem Fall, in dem eine Anzahl von Flansche in Serie benutzt werden.
• Eine Flanscheinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und dier zwei axial voneinander beabstandeten Druckölkammern umfaßt, ist von der DE-C-745 845 bekannt.
• Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Flansch zu schaffen, bei dem ein Werkzeug, wie das eines Drehmessers, sicher auf einem Drehschaft mit einer ausreichend hohen Präzision, ohne die Breite des Flansches zu vergrößern, befestigt werden kann.
• Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Flanscheinrichtung, die die Merkmale des Anspruchs 1 beinhaltet, gelöst.
• Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines konventionellen Flansches zum sicheren Befestigen eines Werkzeugs an einem Drehschaft;
• Fig. 2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines anderen konventionellen Flansches;
• Fig. 3 und 4 sind schematische Ansichten, bei denen entsprechend die konventionellen Flansche benutzt werden;
• Fig. 5 ist eine Ansicht gleich der Fig. 3, zeigt jedoch den Zustand, bei dem ein anderer konventioneller Flansch benutzt wird;
• Fig. 6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des grundlegenden Aufbaus eines Flansches zum sicheren Befestigen eines Werkzeugs, der bei der vorliegenden Erfindung verwendbar ist; und
• Fig. 7 und 8 sind schematische Querschnittsansichten, die den Zustand zeigt, bei dem die Flansche der Fig. 6 benutzt werden;
• Fig. 9 ist eine schematische Querschnittsansicht eines modifizierten Flansches;
• Fig. 10 ist eine Ansicht gleich der Fig. 9, zeigt jedoch den Flansch gemäß der Erfindung; und
• Fig. 11 ist eine schematische Querschnittsansicht, die einen weiteren modifizierten Flansch zeigt.
• Die Fig. 6 stellt den grundsätzlichen Aufbau eines Flansches zum Befestigen von Werkzeugen dar, der bei der vorliegenden Erfindung benutzbar ist und beinhaltet einen zylindrischen Flanschkörper 12, der innere und äußere Umfangsoberflächen hat und einen Flanschabschnitt 13 beinhaltet, der an einem Ende hiervon eingeformt ist und einen Durchmesser größer als der des anderen Endes hat. Ein Paar von Vorwärts- und Rückwärtsdruckölkammern 14 und 15, die darin ein Betriebsöl halten, sind in dem Flanschkörper 12 in axial beabstandetem Verhältnis zueinander eingeformt. Jede der Druckölkammern 14 und 15 ist benachbart zu der inneren Umfangsoberfläche des Flanschkörpers 12 angeordnet und jede ist derart geformt, daß sie sich entlang des gesamten Umfangs hiervon erstreckt, wodurch ein Ringwandabschnitt W&sub1; oder W&sub2;, von gleicher Dicke, zwischen der inneren Umfangsoberfläche und der Druckölkammer 14 oder 15 definiert wird. Außerdem ist ein Druckölzuführungsmittel geschaffen, das eine einzelne Druckölzuführungseinheit und eine Anzahl von Öldurchlaßpfaden in sich einschließt, um die Zuführungseinheit mit den Druckölkammern zu verbinden, entsprechend zum Versorgen der Druckölkammern 14 und 15 mit einem in Überdruck versetzten Betriebsöl. Genauer gesagt, hat der Flanschabschnitt 13 des Flanschkörpers 12 eine sich radial erstreckende Bohrung 16, die sich an dem äußeren Ende zu der äußeren Umfangsoberfläche des Flanschabschnitts 13 öffnet und die an dem inneren Ende mit beiden der Druckölkammern 14 und 15 über die Öldurchlaßpfade 17 bzw. 18 kommuniziert. Die Bohrung 16 hat einen inneren Abschnitt, um einen Zylinderabschnitt 16a zu definieren und einen äußeren Öffnungsendabschnitt 16b, der einen größeren Durchmesser als der des inneren Abschnitts aufweist. Ein Kolben 19 mit einem O-Ring 20, der sich um diesen herumwindet, ist in dem Zylinderabschnitt 16a zum verschiebbaren Bewegen daran entlang abgedichtet eingepaßt und ein Endelement 21, das eine mit einem Innengewinde versehene Aussparung 21a, die hierdurch eingeformt ist, ist an dem Öffnungsendabschnitt 16b durch Mittel von Bolzen 22 sicher befestigt. Ein Druckelement in der Form einer Schraube 23 ist mit der Aussparung 21a des Endelements 21 mit desen vorderem Ende, das in Kontakt mit der Außenendfläche des Kolbens 19 gehalten wird, in gewindemäßigem Eingriff.
• Ein Werkzeug 24, wie das eines Drehmessers, ist an der vorderen Endfläche des Flanschabschnitts 13 durch Mittel von Befestigungsbolzen 25, die durch das Werkzeug 24 in den Flanschabschnitt 13 eingeschraubt sind, sicher befestigt. Zum Befestigen dieses Flansches auf einem Drehschaft 26 wird zuerst der Flansch auf einem vorbestimmten Abschnitt des Schafts 26 aufgepaßt. Dann wird die Schraube 23 angezogen, um den Kolben 19 radial inwärts des Flanschkörpers 12 zu bewegen. Dadurch wird das Betriebsöl in die Druckölkammern 14 und 15 gedrückt, um Druck auf den Drehschaft 26 auszuüben, um den Flansch an dem Schaft 26 sicher zu befestigen.
• Wenn das Betriebsöl unter Druck gesetzt worden ist, werden bei dem vorhergehenden die zwei Wandabschnitte W&sub1; und W&sub2; zwischen den Druckölkammern 14 und 15 und der inneren Umfangsoberfläche des Flanschkörpers 12 gezwungen, radial inwärts des Flanschkörpers 12 vorzustehen und in eine entsprechend der in Fig. 7 gezeigten buckelförmigen Form zu deformieren. Dadurch wird die innere Umfangsoberfläche des Flanschkörpers 12 mit der äußeren Umfangsoberfläche des Drehschafts 26 an zwei Positionen, die voneinander in Axialrichtung bezüglich des Flanschkörpers 12 beabstandet sind, in anliegenden Eingriff gebracht. Aufgrunddessen kann das Werkzeug 24, wie das eines Drehmessers, auf dem Schaft 26 mit hoher Präzision sicher befestigt werden, ohne irgendwelche Fehler bei der Ausrichtung der Bearbeitungskanten oder Flächen des Werkzeugs mit der Drehachse zu verursachen.
• Wie in der Fig. 8 dargestellt, können des weiteren sogar im Fall, daß der Zwischenraum zwischen dem Drehschaft 26 und dem Flanschkörper 12 aufgrund von Herstellungsfehlern des Schafts 26 oder des Flanschkörpers 12 groß ist, die Wandabschnitte W&sub1; und W&sub2; des Flanschkörpers 12 in anstoßender Anlage mit dem Schaft 26 an zwei verschiedenen Positionen gehalten werden. Deshalb kann der Flanschkörper 12 sicher an dem Drehschaft 26 in stabiler Art und Weise, egal wie groß der Zwischenraum ist, befestigt werden. Des weiteren ist der Flanschkörper 12 nicht so einer, der einen langen zylindrischen Wandabschnitt benötigt, um in Anlage mit dem Drehschaft gehalten zu werden, aber so einer, der zwei Wandabschnitte benötigt, die axial voneinander beabstandet sind. Folglich kann die Breite des Flansches wesentlich reduziert werden, indem jeder Wandabschnitt kurz genug ausgeführt wird und der Flansch mit einer kurzen Gesamtbreite kann erfolgreich dazu benutzt werden, das Werkzeug 24 an den Drehschaft 26 sicher zu befestigen, ohne daß irgendwelche Unrundheiten in radiale und axiale Richtungen des Werkzeugs verursacht werden.
• Fig. 9 stellt einen modifizierten Flansch dar, der sich von dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel dadurch unterscheidet, daß zwei Ölversorgungseinheiten in umfanglich voneinander beabstandetem Verhältnis zueinander angeordnet sind, um entsprechend die Druckölkammern 14 und 15 mit dem Betriebsöl zu versorgen. Jede der Ölversorgungseinheiten hat einen Aufbau gleich der vorhergehenden Einheit und folglich wird die detaillierte Erklärung weggelassen, wobei gleiche oder ähnliche Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Der Zylinderabschnitt einer der Ölversorgungseinheiten steht über einen Öldurchlaßpfad 27 mit der Vorwärtsdruckölkammer 14 in Verbindung, während der Zylinderabschnitt der anderen Ölversorgungseinheit mit der Rückwärtsdruckölkammer 15 über einen Öldurchlaßpfad 28 in Verbindung steht. Mit diesem Aufbau kann der Öldruck in der Vorwärtsdruckölkammer 14 und der in der Rückwärtsdruckölkammer 15 unabhängig auf optimale Werte reguliert werden und folglich eine feine Einstellung der Ausrichtung der Werkzeugbearbeitungskante mit der Rotationsachse ausgeführt werden.
• Fig. 10 zeigt einen Flansch gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfassen jede der Druckölkammern 14 und 15 eine Anzahl von umfänglich ausgedehnten bogenförmigen Kammern 29 oder 30, die umfänglich gleich im Verhältnis zueinander beabstandet sind, und eine Anzahl von Ölversorgungseinheiten, von denen jede so geschaffen ist, daß sie mit einer entsprechenden bogenförmigen Kammer 29 oder 30 korrespondiert. Mit diesem Aufbau kann die axiale und radiale Ausrichtung des Werkzeugs, das heißt die Ausrichtung der Berbeitungskante mit der Rotationsachse und der Exzentrizität des Werkzeugs, optimal ausgeführt werden, indem die geeigneten Ölversorgungseinheiten einzeln eingestellt werden.
• Des weiteren könnte bei dem ersten Ausführungsbeispiel anstatt des Öldurchlaßpfads 17 ein anderer Öldurchlaßpfad, der die zwei Druckölkammern verbindet, geschaffen werden. Außerdem könnten bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie es in Fig. 10 gezeigt ist, die Anzahl von Ölversorgungseinheiten, die für jede Gruppe von bogenförmigen Kammern geschaffen sind, durch eine einzelne Ölversorgungseinheit ersetzt werden. Überdies, wie in der Fig. 11 dargestellt, könnten dort drei oder mehr Druckölkammern 31, die axial von dem Flanschkörper 13 beabstandet sind, geschaffen werden, und die Anzahl der anderen Teile oder Bohrungen könnte erhöht werden, um mit diesem Aufbau übereinzustimmen.

Claims (2)

1. Flanscheinrichtung zum sicheren Befestigen eines ringförmigen Werkzeugs an einem Drehschaft (26) in koaxialem Verhältnis zueinander, mit:

- einem zylindrischen Flanschkörper (12), an dem das ringförmige Werkzeug sicher befestigt ist, wobei der Flanschkörper (12) innere und äußere Umfangsoberflächen und eine Druckölkammer beinhaltet, die sich umfangsmäßig zu dem Flanschkörper erstreckt und benachbart zu der inneren Umfangsoberfläche des Flanschkörpers angeordnet ist; und

- einem Ölversorgungsmittel zum Versorgen der Druckölkammer mit einem unter Druck gesetzten Öl, wobei das Ölversorgungsmittel eine Ölversorgungseinheit beinhaltet, die eine in dem Flanschkörper (12) eingeformte Bohrung aufweist, so daß sie sich zu der äußeren Umfangsoberfläche hiervon öffnet, ein Kolben (19) abgedichtet in der Bohrung eingepaßt ist, um darin zu gleiten und das Öl unter Druck zu setzen, ein Druckelement (23), das in der Bohrung (16) angeordnet ist, um zu veranlassen, daß der Kolben (19) in der Bohrung sich bewegt, und Öldurchlaßmittel (17) zum Verbinden der Bohrung mit der Druckölkammer, worin

- der Flanschkörper (12) eine Anzahl von den Druckölkammern (14, 15; 29, 30; 31) beinhaltet, die in axial beabstandetem Verhältnis zueinander angeordnet sind, wobei die sich radial erstreckenden Seitenwände der Druckölkammern dazu dienen, die innere ringförmige Oberfläche des Flanschkörpers gegen radiale Durchbiegung an drei oder mehr axial beabstandeten Stellen zu unterstützen; und

- das Öldurchlaßmittel (17) beinhaltet eine Anzahl von Öldurchlaßpfaden, die in dem Flanschkörper (12) derart eingeformt sind, daß die Bohrung (16) mit der Anzahl von Druckölkammern (14, 15; 29, 30; 31) jeweils miteinander in Verbindung setzt, wodurch, wenn der Flanschkörper auf dem Schaft (26) aufgepaßt ist, der Flanschkörper (12) gegen den Schaft durch Wandabschnitte des Flanschkörpers gedrückt wird, die sich zwischen den axial beabstandeten Stellen erstrecken, die mit der äußeren Umfangsoberfläche des Schafts (26) durch anstoßendem Anliegen gehalten werden,

dadurch gekennzeichnet , daß

jede der Ölkammern (14, 15; 29, 30; 31) eine Anzahl von hydraulisch unabhängig umfänglich sich erstreckenden bogenförmigen Kammern beinhaltet, die umfänglich relativ zueinander beabstandet sind.

2. Flanscheinheit nach Anspruch 1, in der das Ölversorgungsmittel eine Anzahl von den Öldversorgungseinheiten beinhaltet.