DE69031837T2 - Verstellbare spannvorrichtung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine verstellbare Spannvorrichtung, wie sie in den Oberbegriffen von Anspruch 1 und 2 aufgeführt ist, die für das Einspannen verschieden geformter Werkzeuge oder Werkstücke oder verschiedener Maschinenelemente geeignet ist.
• Die Patentveröffentlichungen DE 1929659 und DE 2644576 als auch die veröffentlichte Anmeldung DE 2700934 beschreiben pannvorrichtungen für axiale Körper, basierend auf einem Dsruck, der durch hydraulischen Druck geschaffen wird, für das Verkleinern einer Spannhülse. Diese Spannvorrichtungen haben jedoch das Problem von Öllecks, die durch Abnutzung oder Ausfall der Dichtungen verursacht werden.
• Die US-A-3 497 226 beschreibt eine Vorrichtung gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2 für das Halten von Werkstücken, die einen Spannvorrichtungskörper hat, der durch eine axial bewegbare abgeschrägte Welle ausgedehnt oder zusammengedrückt wird. Die Werkstückkräfte werden mittels eines elastischen Materials, beispielsweise Gummi, Neopren, Polyurethan oder dergleichen, das in ähnlicher Art wie eine Hydraulikflüssigkeit wirkt, übertragen. Diese Spannvorrichtung hat keine Probleme bezüglichen des Auslaufens des Kraftübertragungsmediums. Die hohe Reibung des Elastomers an den Wänden des Elastomerraums erfordert jedoch höhere Kräfte für die Betätigung der bekannten Vorrichtung.
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verstellbare Spannvorrichtung zu liefern, die weniger Probleme mit dem Anhaften des Elastomers an den Elastomerraumwänden hat. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Spannvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
• Der größte Vorteil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß durch das Ersetzen eines Hydrauliköls durch ein Elastomer, beisoielsweise ein Zweikomponenten-Silikongummi (wie beispielsweise Silikongummi RTV-2, Shorehärte ungefähr 18...70, hergestellt von der Wacker-Chemie Gmbh, Bundesrepublik Deutschland), es möglich ist, die Leckprobleme zu überwinden, wobei zusätzlich die Herstelltoleranzen, die für eine solche Vorrichtung gefordert werden, beträchtlich weniger streng sind als solche, die gefordert werden, wenn Hydrauliköl verwendet wird. Wenn beispielsweise die Lücke zwischen den Teilen in der Größenordnung von 0,1 - 0,2 mm liegt, wird Silikon innerhalb der Struktur sogar bis hinauf zu einem Druck von 700 Bar zurückgehalten, während Öl durch eine beträchtlich schmälere Lücke bei einem wesentlich niedrigeren Druck hindurchtritt. Somit erfordert die Verwendung von Öl andere, im allgemeinen kompliziertere Abdichtungsstrukturen. Wenn ein Elastomer verwendet wird, können die Dichtungen beträchtlich einfacher sein, wobei sie, wenn es notwendig ist, sogar vollständig eliminiert werden können. Darüberhinaus besteht, wenn vorfixierte Elastomere, die an Ort und Stelle gegossen oder zu Stücken/Puder gepreßt sind, wie das gemäß der Erfindung in den Ansprüchen 1 beziehungsweise 2 definiert ist, verwendet werden, keine Notwendigkeit für die Herstellung getrennter Gußformen, die für jede Anwendungunabhängig sind, und es wird der Installationsschritt eliminiert. Das Gießen an Ort und Stelle wird vorzugsweise mittels einer zweikomponentengußmaschine, die ein variables Mischungsverhältnis hat, durchgeführt. Am günstigsten wird das verwendete Elastomer aus einem Kondensationshärter, ba sierend auf Silikonelastomeren, die bei Raumtemperatur abbinden, gewählt. Die Formgebung eines Elastomerraums für ein Gießen an Ort und Stelle oder für ein gepreßtes Elastomer ist ebenfalls weniger restriktiv, als die, die bei der Verwendung vorgefertiger Elastomerstrukturen erzielt werden können. Ein anderer Vorteil, der durch ein vorfixiertes Elastomer gegeben wird, besteht darin, daß insbesondere vorfixierte Stükke/Puder, nicht leicht an Metalloberflächen haften und diese oder dieser durch die Anwendung einer kleineren Kraft verformt werden können oder kann, indem diese oder dieser sich in derselben Art wie Wasser in dem Sinn verhält, daß diese oder dieser nicht ständig komprimiert sein kann. Das an Ort und Stelle gegossene Elastoner kann durch die Verwendung eines passenden Trennmittels, beispielsweise verschiedene Flüssigkeiten, Wachse oder Puder, die mit jedem vorgegebenen Elastomer kompatibel sind, im wesentlichen frei von einem Anhaften an den Wänden gehalten werden. Somit kann das Elastomer auch beispielsweise in existierenden Hydraulikflüssigkeitsleitungen plaziert werden, um eine sich darin befindliche Hydraulikflüssigkeit zu ersetzen, wobei die Leitungen tatsächlich sehr schmal sein können. Für Silikon hat sich beispielsweise erwiesen, daß konventionelle Seife und Sihkonschmiere geeignete Trennmittel sind. Während des Betriebs können diese Trennmittel allmählich aus dem Elastomerraum und/oder den Leitungen heraus gelangen. Der Effekt eines solchen Ausstoßes eines Trennmittels auf das Anhaften des Elastomers an die Wände bleibt praktisch vernachlässigbar durch die Tatsache, daß die Hin- und Herbewegung des Elastomers relativ zu den Wänden ein allmähliches Zerkrümmeln des Elastomers, mindestens&sub1; was die Oberflächenschicht betrifft, bewirkt, wobei die zerkrümmelte Schicht eine Trennschicht bildet, die verhindert, daß das Elastomer an den Wänden haftet. Die Dimensionierung der Silikonleitungen unterscheidet sich von der der Flüssigkeitsleitungen in dem Sinn, daß sofern das Silikon betroffen ist, es notwendig ist, die Auswirkung der Shorehärte oder die Verteilung des Druckes im Silikon zu berücksichtigen. Im Prinzip ist die Verteilung der Kraft ähnlich der in einer Flüssigkeit minus der Kraft, die für die innere Detormation des Elastomers benötigt wird.
• Beim Betreiben der Vorrichtung wird vorzugsweise der Arbeitskopf eines Kolbens oder einer Schraube, die gegen die Elastomerschicht eines Druckmediums gelangt, mit einem Lippenteil an seiner Kante versehen, um zu verhindern, daß das Elastomer in den Raum zwischen dem Kolben/der Schraube und einem Zylinder, in dem der Kolben sich bewegt, gelangt. Der Lippenteil kann vorzugsweise ausgeformt werden, indem der Kolbenkopf mit einer abdichtenden Schicht aus Teflon, Graphit oder einem ähnlichen Material versehen wird, wobei der Lippenteil in dieser Dichtung ausgeformt wird.
• 5 Die vorbereitenden Tests wurden durchgeführt unter Verwendung eines Kolbens, der einen Durchmesser von 8 mm hat, einen Hub von 10 mm, eine Hubfrequenz von 2 Hüben pro Sekunde und einen Betriebsdruck von 400 - 800 Bar, wobei das Elastomer in eine Leitung gepreßt wurde, die einen Durchmesser von ca. 2 mm hat, die zu einer vorher ölbetriebene Achsenkupplung führt. Dies ergab eine leckdichte Struktur, die in einer Testvorrichtung nach 250 000 Hüben immer noch leckdicht und betriebsbereit blieb (Fig. 1).
• Die Druckerzeugungsvorrichtung kann auch durch die Verwendung eines Heizelements, beispielsweise eines elektrischen Widerstandes, bereitgestellt werden, das durch das Erhitzen zu einer Ausdehung des Elastomers führt und somit zu einer Erhöhung des Druckes. Um den Druck zu regulieren, ist das Heizelement ferner mit einer Einstellschraube oder einem Kolben versehen, der direkt auf dem Heizelement oder getrennt davon montiert sein kann.
• Die Erfindung wird nun unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
• Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung für das Einspannen axial geformter Stücke durch die Verwendung eines an Ort und Stelle gegossenen Elastomers;
• Figuren 2a und 2b zeigen Ausführungsformen der Spannvorrichtung für axial geformte Stücke durch die Verwendung eines gekrümmelten Elastomers;
• Figuren 3a bis 3d zeigen einige Ausführungsformen einer Druckerzeugungsvorrichtung für die Verwendung in einer Spannvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
• Figuren 4a - 4b zeigen einige weitere Ausführungsformen der Erfindung, die insbesondere für das Einspannen axial geformter Stücke gedacht sind;
• Figuren 5 und 7 zeigen Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung, die insbesondere für Teile gedacht sind, die mit einer flachen Klemmoberfläche versehen sind; und
• Figuren 6, 8 und 9 zeigen einige Anwendungen für eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung.
• Die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform ist für die Verwendung mit einem an Ort und Stelle gegossenen Elastomer gedacht. Der Elastomerraum umfaßt hier zwei Abschnitte 3a und 3b, die durch eine Trennnetz 2a getrennt sind, das im Elastomerraum gegenüber der Oberfläche des Hülsenteils 2 ausgeformt und mit Öffnungen versehen ist, um die Elastomerräume miteinander in Verbindung zu bringen. In ihrer Längsrichtung sind die Elastomerräume 3a und 3b so gestaltet, daß sie einen konstanten Querschnitt aufweisen. Diese in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung wurde im in der Einleitung erwähnten Test verwendet, wobei die Struktur ihre leckdichte Gestalt und ihre Betriebsfähigkeit sogar nach 250 000 Hüben beibehalten hat.
• Fig. 2a zeigt die Verwendung einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung für das innere Festklemmen von Rohrstücken 10. Die Klemmhülse 2 is- auf der äußeren Oberfläche des Körperabschnitts 1 montiert. In der in Fig. 2a gezeigten Ausführungsform sind beide Enden 7b und 8b der Klemmhülse 2 weiter mit einem Gewindeteil für das Befestigen der Hülse am Körperabschnitt 1 versehen, während in der Ausführungsform der Fig. 1a das von der Druckkammer 4 weiter entfernte Ende, das heißt, das entfernte Ende 7a, konisch ausgebildet ist, so daß es im wesentlichen der Konizität der inneren Wand 6a entspricht, wobei das innere Ende 8a mit einem Gewindeteil versehen ist. Die in der Fig. 2b gezeigte Ausführungsform entspricht im wesentlichen der der Fig. 2a, wobei der einzige Unterschied darin besteht, daß das Hülsenteil 2 in seinem Abschnitt zwischen den Enden 7a, 8a konvex ausgebildet ist, so daß es der Elastomerschicht 5 gegenübersteht, wobei das Hülsenteil 2 als Federvorrichtung dient, die die Rückkehr des Elastomers in seinen anfänglichen Zustand erleichtert, wenn der externe Druck nachläßt. Zusätzlich ist die innere Oberfläche des Hülsenteils 2 vorzugsweise mit Greifvorrichtungen versehen, um das Klemmen auf einer Welle oder einem Rohr zu erleichtern. Die Greifvorrichtungen 90 können als scharfkantige Vorsprünge oder dergleichen gestaltet sein. Diese scharkantigen Vorsprünge können dann beispielsweise für das Vorsehen einer Rändelung auf der Oberfläche der einzuspannenden Welle verwendet werden. Die in Fig. 2b gezeigte Vorrichtung ist beispielsweise ferner zum Einspannen sphärischer Stücke geeignet.
• In der in Figur 3a gezeigten Ausführungsform besteht die Druckerzeugungsvorrichtung 11 aus einem äußeren Kolbenteil 18, das im mit einem Gewinde versehenden Loch 9 zu verbinden ist, und innerhalb dem ein innerer Kolben 14 befestigt ist. Der innere Kolben 14 wird beispielsweise mittels eines Schraubenteils 16 betätigt, wobei das Schraubenteil durch einen Abstandsblock 15 mittels eines Gewindes 13 mit dem äußeren Kolben 18 verbunden ist. Das Schraubenteil 16 ist ferner mit einem Stellkopf 17 versehen. Der innere Kolben kann auch beispielsweise mittels eines Exzenters oder einer anderen an sich bekannten mechanischen Vorrichtung betätigt werden. Das äußere Kolbenteil 18 wird für das Befestigen der Druckerzeugungsvorrichtung 11 am Körperabschnitt 1 verwendet, und es dient auch als anfänglicher Druckadapter. Der innere Kolben 14 führt die tatsäche Druckerzeugung durch, die für das Spannen notwendig ist. Die Frontoberfläche des äußeren Kolbens 18, die dem Elastomerraum 4 gegenüber steht, ist vorzugsweise mit einer Rille 19 versehen, um in der inneren Kante des äußeren Kolbens 18 einen Lippenteil 20 zu bilden, um zu verhindern, daß Elastomer zwischen den inneren Kolben 14 und die innere Oberfläche des äußeren Kolben 18 gelangt, wobei der innere Kolben 14 sich über die vordere Oberfläche des äußeren Kolbens 18, der der Druckkammer 4 gegenübersteht, hinaus erstreckt. Der innere Kolben 14 ist mit einem entsprechenden Lippenteil 21 versehen, um zu verhindern, daß Elastomer zwischen den inneren und äußeren Kolben gelangt, wenn sich der Kolben 14 innerhalb des äußeren Kolbens 18 befindet. Das Ende des inneren Kolbens 14, das dem Elastomer 5 gegenübersteht, kann beispielsweise keilförmig ausgestaltet sein, um eine gleichförmigere Verteilung des Druckes, der auf das Elastomer ausgeübt wird, zu erreichen.
• Fig. 3b zeigt eine Druckerzeugungsvorrichtung, wie sie in Fig. 3a gezeigt ist, die aber mit einer Feder 108 versehen ist, die durch Temperaturvariationen verursachte Volumenänderungen des Elastomers kompensiert. Zusätzlich ist der Kolben 14 mit Abdichtungsteilen 14a und 21a versehen. Das Abdichtungsteil 21a ist mit einem Lippenteil 21 versehen. Das Material für die Abdichtungsteile 14a und 21a umfaßt vorzugsweise kohlefaserverstärktes Teflon. Der Zweck solcher Abdichtteile besteht hauptsächlich darin, Lageroberflächen für den sich darauf bewegenden Kolben 14 aufzubauen, um somit den Zylinderverschleiß zu vermindern. Darüberhinaus verhindert dieser Lippenteil 21, daß Elastomer zwischen den Kolben 14 und die Zylinderwände gelangt.
• Fig.3c zeigt eine Ausführungsform, bei der eine Vielzahl von Kolben unterschiedlicher Größen aufeinanderfolgend miteinander verbunden sind. An einem Körperabschnitt 100 ist beispielsweise durch eine Schraubenverbindung ein Abstandsblock 101 befestigt, der mit einem ersten Kolben oder Stift 102 vesehen ist. Der erste Kolben wirkt auf eine erste Elastomerschicht 103, die den Druck auf einen zweiten Kolben 104 überträgt, der ein Oberflächengebiet aufweist, das wesentlich größer ist als das des ersten Kolbens 102. Die Oberfläche des zweiten Kolbens 104, die von der ersten Elastomerschicht 103 weg zeigt, ist mit einem drittenkolben 105 versehen, der ein Oberflächengebiet hat, das wesentlich kleiner ist als das eines zweiten Kolbens 104. Der dritte Kolben 105 erzeugt in einer zweiten Elastomerschicht 106 innerhalb eines inneren Rohres 107 einen erhöhten Druck, wobei die Kolbenkombination als Druckverstärker dient. Die Größe einer solchen Verstärkung hängt vom Verhältnis der Oberflächengebiete der Kolben ab. Ein anderer Elastomerraum 106 kann beispielsweise mit einem oder einer Vielzahl von Elastomerräumen 3, die in den Figuren 2a - 2b gezeigt sind, verbunden sein. Eine Kolbenkombination, wie sie in Fig. 3c gezeigt ist, ist auch für ein präzises Einstellen verschiedener Maschinenkomponenten und beispielsweise für das Erzeugen einer Vorschubbewegung für die Führungstische, Rundtische etc. von Maschinenwerkzeugen geeignet.
• Fig. 3d zeigt eine zylindrische Druckerzeugungsvorrichtung 110, die mit einem kontinuierlichen ringförmigen Kolbenteil 111 versehen ist. Das Kolbenteil 111 kann auch so gestaltet sein, daß es mehrere Komponenten, beispielsweise getrennte Kolben, die voneinander in einem ringförmigen Muster getrennt sind, enthält. Eine Druckerzeugungsvorrichtung 110 ist am Ende des inneren Rohres 114 montiert und ein äußeres Rohr 112 mit einem Abstandsblock 113 wird für das Bereitstellen eines Raumes für den Ringkolben 111 verwendet. Dieser Raum steht mit einem Elastomerraum in Verbindung, der zwischen inneren und äußeren Rohren ausgebildet ist, und in welchem Elastomer 115 an Ort und Stelle gegossen wird. Das Ende des Elastomer raumes, das von der Druckerzeugungsvorrichtung 110 weg weist, ist mit einem zweiten Ringkolben 116 versehen. Wenn auf die Druckerzeugungsvorrichtung 110 eine axial gerichtete Kraft aufgebracht wird, so bewegt sich der Ringkolben 111 in die Elastomerschicht 115, die wiederum durch ihre Verformung den Druck zu einem zweiten Ringkolben 116 führt. Somit preßt der Ringkolben 116 gegen eine Frontoberfläche 118 eines einzuspannenden Rohres 117. Dieses Einspannen ist beispielsweise für Kupplungsverbindungen geeignet, wobei der Kolben 116 und/oder die Oberfläche 118 vorzugsweise mit einer Reibungsoberfläche versehen ist.
• In der Ausführungsform der Fig. 4a ist ein Abstandsblock 53 zwischen dem Hülsenteil 46 einer Klemmvorrichtung und dem axialen festzuklemmenden Stück 54 befestigt. Die Klemmhülse 46 wird mit einer Gewindeverbindung 48 und mittels eines Konusteils 47 am Körperabschnitt 45 befestigt. Der Körperabschnitt 45 ist auch mit mindestens einem Druckerzeugungsmedium versehen, wobei das Druckerzeugungsmedium ein Hülsenteil 50 umfaßt, das mit einer Gewindeverbindung am Körperabschnitt 45 befestigt ist, und innerhalb dessen ein Kolbenteil 52, vorzugsweise mittels einer Gewindeverbindung befestigt ist. Das Kolbenteil 52 kann beispielsweise mittels eines Arbeitswerkzeuges betätigt werden, das in eine Vertiefung 51, die in der äußeren Oberfläche des Kolbenteils 52 ausgeformt ist, einzusetzen ist. Fig. 4b zeigt eine Modifikation der Ausführungsform der Fig. 4a, wobei sich eine Klemmhülse 46a in ihrer Gestalt von der Hülse 46, die in der Ausführungsform der Fig. 4a gezeigt ist, unterscheidet. Die Klemmvorrichtung kann beispielsweise in einer Art gestaltet sein, daß die Endteile 47, 48 durch Konusteile (Keilteile) ersetzt sind, die durch das Elastomer 49 verschoben werden. In Fig. 4b ist ein (nicht gezeigter) Kolben vorzugsweise längs des Durchgangs (rechtwinklig zur Ebene des Papiers) angeordnet, um eine genügend lange Kolbenverschiebung zu liefern.
• Fig. 5 zeigt die Verwendung einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung für das Einspannen flacher Teile. Ein Körperabschnitt 58 ist mit einem Elastomerraum 61 versehen, auf dem oben eine Klemmvorrichtung 59 vorgesehen ist, vorzugsweise eine plattenähnliche Gestalt, deren Kanten mit Lippenteilen versehen sind, um zu verhindern, daß das Elastomer in den Raum zwischen den Kanten der Klemmvorrichtung 59 und dem Körperabschnitt 58 gelangt. Oberhalb der Klemmvorrichtung 59 ist eine Führungbahn 60 ausgebildet, um hier ein festzuklemmendes Stück zu plazieren. Die Unterdrucksetzung des Elastomers, das im Elastomerraum 61 plaziert ist, kann beispielsweise durch ein Druckerzeugungsmedium erfolgen, wie es in den Figuren 3a - 3c gezeigt ist.
• Fig. 6 zeigt die Verwendung einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung als Achsenkupplung. Wie in der Figur gezeigt ist, so ist ein Körperabschnitt 68 mit einem Hülsenteil 69 versehen, wobei ein Elastomerdurchgang 70 zwischen dem Hülsenteil 69 und dem Körperteil 68 aufgebaut wird. Innerhalb des Hülsenteils 69 ist ebenso ein Abstandsblock 71 befestigt, der mit einem Flanschteil 72 versehen ist. Die Achsen 67 (von denen nur eine Achse gezeigt ist), die eingespannt werden sollen, werden innerhalb des Abstandsblocks 71 plaziert, gefolgt von der Unterdrucksetzung des Elastomers im Elastomerdurchgang 70, beispielsweise mittels eines Druckerzeugungsmediums, wie es in den Figuren 3a - 3c gezeigt ist, vorzugsweise tangential im Körperteil 68 angeordnet (nicht gezeigt). Der Abstandsblock 71 kann weiter mit Vorsprüngen versehen sein, die in Fig. 1c gezeigt sind, oder mit einer Reibungsoberfläche für ein verbessertes Greifen. Die Ausführungsform der Fig. 6 kann auch so gestaltet werden, daß der Elastomerraum 70 zusammen mit seiner Klemmvorrichtung 69 gegen den Flanschabschnitt 72 plaziert wird. In diesem Fall umfaßt das Druckmedium vorzugsweise die in Fig. 3d gezeigte Ausführungsform Daher ist der Flanschabschnitt 72 vorzugsweise mit einer Reibungsoberfläche versehen.
• Fig. 7 zeigt die Verwendung einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung als eine Klemme für eine ebene Schneide oder ein derartiges Werkzeug 82.
• In dieser Ausführungsform ist ein Körperabschnitt 80 mit einer Druckerzeugungsvorrichtung 86 versehen, die ein Keilteil 85 mittels eines Elastomers, das in einem Elastomerraum 87 plaziert ist, schiebt, und einen gleichförmigen Druck auf eine zweite Elastomerschicht 84 erzeugt. Die zweite Elastomerschicht 84 überträgt den Druck nach vorn zu einem Kolben 83, der einen Keil 81 gegen ein Werkzeug oder eine einzuspannenden Klinge 82 drückt, um diese Klinge an ihrer Position zu verriegeln. Die vertikale Positionierung der Klinge 82 kann beispielsweise mittels Ausrichtlöchern 109, die im Körper 80 ausgeführt sind, und entsprechenden Ausrichtlöchern 110, die in der Klinge 82 ausgeführt sind, erreicht werden. Dies kann beispielsweise durch Verwendung von Führungsstiften oder Schrauben erreicht werden. Die vertikale Positionierung kann auch durch die Verwendung eines getrennten Klemmelements erzielt werden. Es ist auch möglich, eine Vielzahl von Werkzeuggklemmen, wie sie in Fig. 7 gezeigt sind, auf einem einzigen Körperabschnitt zu montieren, wobei die Elastomerräume vorzugsweise miteinander mittels Durchgängen oder Rohren verbunden sind. Der Körperabschnitt kann auch ein Rotationskörper sein, wobei die Klemmen auf seiner vorderen Oberfläche angeordnet sind.
• Fig. 8 zeigt die Verwendung einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung als Achsenkupplung in einer Art, in der beispielsweise zwei Spannvorrichtungen, wie sie in Fig. 2b gezeigt sind, axial in Folge montiert und beispielsweise mittels einer Schraubenverbindung miteinander verbunden sind. Natürlich kann eine solche Kupplung auch in einer Art gestaltet werden, daß der Körperabschnitt integral ist, wobei beide Elastomerräume mit einer gemeinsamen Druckkammer verbunden sind. Die Ausführungsform der Fig. 11 kann auch für das Festklemmen von Achsen oder Wellen verschiedenen Durchmessers mittels eines geeigneten Abstandsblocks oder durch das Gestalten einer der Hälften, die die Spannvorrichtung ausmachen,in anderer Größe verwendet werden.
• Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sapnnvorrichtung, wobei innerhalb eines Körperabschnittes ein Elastomerraum vorgesehen ist. Ein Druckerzeugungsmedium 95, wie es beispielsweise in den Figuren 3a - 3c gezeigt ist, wirkt auf das Elastomer, das "einen Kolben " 91 verschiebt. Das Ende des Kolbens 91, das weg vom Körperabschnitt weist, ist mit einer Greif- oder Klemmvorrichtung 92 versehen, die ferner auf einem festen Arm 93 abgestützt ist. Der Kolben 91 und die Stütze 93 sind vorzugsweise mit einer Federvorrichtung versehen. Wenn der Kolben vom Körperabschnitt 96 nach außen geschoben wird, dreht sich das Ende der Greifvorrichtung 92, die sich über die Stütze 93 hinaus erstreckt, nach unten in Kontakt mit einem (nicht gezeigten) einzuspannenden Stück, um es in der Position festzuklemmen.
• Die obigen Ausführungsformen sind nur als Beispiele möglicher Gestaltungen einer Spannvorrichtungen der Erfindung, wie sie durch die Ansprüche definiert werden, dargestellt.
• Die gezeigten Elastomerräume zusammen mit ihren Klemmvorrichtungen können natürlich, wie das für einen Fachmann offensichtlich ist, in anderer Weise positioniert werden, beispielsweise auf der vorderen Oberfläche eines zylindrischen Spannvorrichtungskörpers oder auf einer einer Vielzahl von flachen Oberflächen eines beispielsweise rechtwinkligen Schienenkörpers etc. Zusätzlich können die druckerzeugenden Leitungen kombiniert werden, wenn dies notwendig sein sollte.
• Die Klemmhülse kann auch auf viele Arten gestalten werden, beispielsweise durch Biegen eines blechartigen Materials in eine Zylinderform, wobei die peripher gerichteten Enden einer fertigen Hülse vorzugsweise nicht miteinander verbunden und zueinander in überlappender Art angeordnet sind, um die Verkleinerung und Vergrößerung der Hülse zu erleichtern. Die Klemmhülse kann auch mit Längs- oder Querrillen versehen sein, die die Wand durchdringen, und die sich von einem Ende bis in die Nähe des anderen Endes erstrecken, um somit Segmente oder Streifen zu ergeben, die gegenüber einem einzuspannenden Stück flexibel sind. In diesem Fall werden die Schlitze oder Lücken zwischen dem Segmenten vorzugsweise mit einem Plattenteil oder Teilen bedeckt, um zu verhindern, daß das Elasomer in diese Lücken eintritt.
• Zusätzlich kann eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung direkt auf einem Werkzeug oder einer zu befestigenden Maschienenkomponente aufgebaut sein, beispielsweise auf einer Achse, einer Keilriemenscheibe, einem Kammrad, etc.
• Eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung zusammen mit ihren beschriebenen Ausführungsformen und Kombinationen davon kann beispielsweise auch auf dem Kreuztisch von Maschinenwerkzeugen, auf Drehtischen etc. angewandt werden. Dies dient zur Verwendung ihrer präzisen Positionierung und ihrer großen Klemmkräfte. Zusätzlich kann die dargestellte Spannvorrichtung auch als solche oder mit kleinen Modifikationen an Ventilen oder verschiedenen Dichtungen angewandt werden, ohne vom Schutzumfang abzuweichen, wie er durch die angefügten Ansprüche definiert ist.

Claims (19)

1. Verstellbare Spannvorrichtung, beispielsweise für ein axial geformtes, röhrenförmiges, flaches oder sphärisches Werkzeug, Werkstück oder Maschinenteil (10), umfassend:

einen Körperabschnitt (1);

eine Klemmvorrichtung (2), die im Körperabschnitt (1) montiert ist, und die mindestens teilweise indirekt oder direkt gegen ein einzuspannendes Stück (10) preßbar oder drückbar ist;

einen Raum (3), der zwischen dem Körperabschnitt (1) und der Klemmvorrichtung (2) für ein Druckmedium vorgesehen ist, das dieses Pressen oder Drücken bewirkt, wobei das Druckmedium ein Elastomer, beispielsweise ein Zweikomponentensihkon, umfaßt, das an Ort und Stelle in diesen Druckmediumsraum gegossen wird, welches Elastomer als ein Hydraulikflüssigkeit ersetzendes Druckmedium dient, wobei beim Ausüben von Druck auf das Elastomer durrch eine Druckerzeugungsvorrichtung (11) das Elastomer durch seine Verschiebung und/oder Deformation diesen Druck direkt oder indirekt an die Klemmvorrichtung (2) weiterleitet, die somit gegen ein einzuklemmendes Stück (10) preßt oder drückt, oder gegen einen Abstandsblock (53; 71), der wiederum gegen das Stück preßt oder drückt, wobei das Elastomer seinen anfänglichen Zustand automatisch wieder einnimmt und/oder mittels der Klemmvorrichtung (2), die in entgegengesetzter Richtung als Federvorrichtung wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß

die Wände des Raumes mit einem Trennmittel behandelt sind, das verhinder, daß das Elastomer an den Wänden haftet, und das die Verschiebung des Elastomers in diesem Raum gestattet, daß der Raum Abschnitte (3a, 3b) umfaßt, die durch ein Trennsteg (2a) getrennt sind, der mit Öffnungen versehen ist, um die Abschnitte (3a, 3b) miteinander in Verbindung zu bringen, wobei die Hin- und Herbewegung des Elastomers relativ zu den Wänden ein allmähliches Zerkrümmeln des Elastomers verursacht, mindestens soweit es die Oberflächenschicht betrifft, wobei die zerkrümmelte Schicht eine Trennschicht bildet, die verhindert, daß das Elastomer an den Wänden klebt.

2. Verstellbare Spannvorrichtung, beispielsweise für ein axial geformtes, röhrenförmiges, flaches oder sphärisches Werkzeug, Werkstück oder Maschinenteil, umfassend: einen Körperabschnitt (1; 14; 45; 58; 68; 80), eine Klemmvorrichtung (2, 2c; 46; 59; 69; 81), die im Körperabschnitt montiert ist, und die mindestens teilweise indirekt oder direkt gegen ein einzuspannendes Stück (10; 54; 67; 92) preßbar oder drückbar ist, mit einem Raum (3; 41; 61; 70; 87), der zwischen dem Körperabschnitt und der Klemmvorrichtung für ein Medium vorgesehen ist, das dieses Pressen oder Drücken bewirkt, welches Druckmedium ein Elastomer (5) umfaßt, wobei beim Anwenden von Druck auf das Elastomer durch eine Druckerzeugungsvorrichtung (11; 50-52; 86; 110) das Elastomer diesen Druck direkt oder indirekt an eine Klemmvorrichtung (2, 2c; 46; 59; 69) liefert, die somit gegen ein einzuklemmendes Stück (10) preßt oder drückt, oder gegen einen Abstandsblock (53; 71), der wiederum gegen das Stück (54; 67) preßt oder drückt, wobei das Elastomer als ein eine Hydraulikflüssigkei ersetzendes Druckmedium dient und seinen anfänglichen Zustand automatisch wieder einnimmt und/oder mittels einer Klemmvorrichtung, die in entgegengesetzer Richtung als Federvorrichtung wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer ein vorher abgebundenes Elastomer ist, das als Stücke oder Krümmel oder Puder in diesen Druckmediumraum gepreßt wird, wobei das Elastomer zumindest nicht wesentlich an den Wänden anhaftet und die Verschiebung des Elastomer in dem Raum gestattet.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer ein Zweikomponentensilikon ist, das bei Raumtemperatur abbindet, beispielsweise ein Kondensationshärter basierend auf Silikonharz.

4. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung eine im wesentlichen zylindrische Klemmhülse (2, 2c) umfaßt, die innerhalb oder außerhalb des Körperabschnitts (1) montiert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Klemmhülse (2c) ein äußeres Ende (7a) hat, das in der äußeren Oberfläche im wesentlichen in Form eines runden Kegels ausgebildet ist, der der konischen Form der inneren Wand (6a) des Körperabschnitts (1) entspricht, wobei das äußere Ende (7a) sich selbst im wesentlichen gegen den entsprechenden äußeren Randteil des inneren Wandteils (6a) plaziert.

6. Spannvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmhülse (2, 2c) ein inneres Ende (8b) und/oder ein äußeres Ende (7b) hat, das mit einem Gewinde für das Befestigen der Hülse (2, 2c) am entsprechenden Gewinde des Körperabschnitts (1) versehen ist.

7. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Federelement erzeugt wird, indem mindestens ein Teil der Klemmhülse (2c) konvex in Richtung auf das Elastomer (5) zu ausgebildet ist, wobei beim Beenden des Druckes, der durch das Elastomer (5) aufgebracht wird, die Klemmhülse (2c) in ihre ursprüngliche Form zurückkehrt, um somit die Rückkehr des Elastomers (5) in seinen anfänglichen Zustand zu erleichtern.

8. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 4-7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt zwischen den Hülsenenden (7a, 8a) mindestens über ein Teil seiner Länge dünnwandig ausgeführt ist, um das Pressen der Klemmhülse (2, 2c) unter Druck gegen ein einzuspannendes Stück oder gegen den Abstandsblock zu erleichtern.

9. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 4-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmhülse (2, 2c) durch Biegen eines blechartigen Materials in eine zylindrische Form erzielt wird, wodurch die peripher gerichteten Enden einer fertigen Hülse vorzugsweise nicht miteinander verbunden und in überlappender Weise aufeinander angeordnet sind, um das Zusammenziehen und Ausdehnen der Hülse zu erleichtern.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmhülse mit Längsrillen versehen ist, die durch die Wand hindurchgehen und sich von einem Ende in die Nähe des anderen Endes erstrecken, um Segmente oder Streifen zu formen, die sich gegen ein einzuspannendes Stück falten können.

11. Spannvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lücken zwischen den Segmenten mit einem Blechelement/Blechelementen bedeckt sind, um das Eindringen von Elastomer in die Lücken zu blockieren.

12. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 4-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmhülse aus einem einzelnen oder einer Vielzahl von Komponenten gemacht ist.

13. Spannvorriohtung nach einem der Ansprüche 1-3, insbesondere für Werkzeuge oder Werkstücke oder dergleichen, die mit einer flachen Klemmoberfläche versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mit einer Befestigungsrille oder einem Raum (60) versehen ist, die im Körperabschnitt (58) für ein festzuklemmendes Stück ausgebildet ist, wobei die Rille (60) mit einem blechartigen Klemmblock (59) versehen ist.

14. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (3) direkt oder indirekt mit einer getrennten, im Körperabschnitt (1) ausgebildeten Kompressionskammer (4) verbunden ist, wobei die Druckerzeugungsvorrichtung (11; 50-52; 86; 110) in die Kammer eingeführt wird, um den Druck im Elastomer zu erzeugen.

15. Spannvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckerzeugungsvorrichtung (11; 50-52) einen durch eine Schraube angetriebenen Kolben umfaßt.

16. Spannvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckerzeugungsvorrichtung (11; 50-52) einen durch eine Schraube angetriebenen Kolben (12, 14) umfaßt, dessen dem Elastomer zugewandtes Ende mit einer Dichtungsschicht (21a) versehen ist, die beispielsweise aus Teflon, Graphit oder dergleichen hergestellt ist, wobei das Kantengebiet oder die Kantengebiete der Dichtungsschicht mit einem Lippenteil (21) versehen sind.

17. Spannvorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (12, 14) mit einer Federvorrichtung (108) für das Kompensieren von Temperaturdifferenzen versehen ist.

18. Spannvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die druckerzeugende Einrichtung ein temperaturgesteuertes Heizelement aufweist, welches weiterhin mit einer Einstellschraube oder einem Einstellkolben versehen ist, um den Druck auszugleichen.

19. Spannvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kompressionskammer (87) und dem Elastomerraum ein keilförmiger Abstandsblock (85) eingepaßt ist, um den in die Kompressionskammer (87) eingebrachten Druck weiter mittels des keilförmigen Abstandsblocks (85) in den Elastomerraum zu überführen, wobei der Elastomerraum wiederrum den Druck weiter direkt oder indirekt auf die Klemmvorrichtung (81) überträgt.