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Dokumentenidentifikation DE602005000672T2 08.11.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001649956
Titel Hydraulisch betätigte Reibungsverbindung
Anmelder ETP Transmission AB, Linköping, SE
Erfinder Rosberg, Niclas, 603 65 Norrköping, SE
Vertreter Maiwald Patentanwalts GmbH, 40221 Düsseldorf
DE-Aktenzeichen 602005000672
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IS, IT, LI, LT, LU, LV, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 19.10.2005
EP-Aktenzeichen 051097392
EP-Offenlegungsdatum 26.04.2006
EP date of grant 07.03.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.11.2007
IPC-Hauptklasse B23B 31/30(2006.01)A, F, I, 20060323, B, H, EP

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulisch betätigte Reibverbindung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und wie beispielsweise aus der WO 95/29029 bekannt.

Hintergrund der Erfindung

Die WO 94/26448 zeigt einen Werkzeugadapter für Werkzeugmaschinen, welcher eine hydraulisch betätigte Reibverbindung enthält. Der Werkzeugadapter hat einen gestreckten, im Wesentlichen zylindrischen Adapterkörper, welcher an einem ersten ein Werkzeug aufnehmenden Ende eine axiale Öffnung aufweist, in welche ein Schaft eines Werkzeuges wie beispielsweise ein Bohr- oder Fräswerkzeug eingesetzt werden kann. Das das Werkzeug aufnehmende Ende hat ein Spannelement für das Werkzeug, welches eine hydraulische Spannbuchse umfasst, die eine relative dünne innere Spannhülse aufweist, die in der axialen Öffnung fixiert ist, so dass ein Druckspalt zwischen der Spannhülse und der Öffnung ausgebildet ist. Ein Druckmedium ist in dem Spalt vorgesehen, welches eine Änderung der radialen Form der Spannhülse erzeugt, wenn es unter Druck gesetzt wird, so dass ein Druck zwischen einem Werkzeug, welches in der axialen Öffnung eingesetzt ist, und der Spannhülse auftritt.

Der Werkzeugadapter hat ein zweites Ende, welches dem das Werkzeug aufnehmende Ende gegenüberliegt, dass so konstruiert ist, dass es in einen Werkzeughalter der Werkzeugmaschine, oft als ein „Spannfutter" bezeichnet, befestigt werden kann. Der Werkzeugadapter hat einen Kolben, der in einen zylindrischen Raum verschiebbar ist. Der zylindrische Raum hat eine Fluidverbindung zu einem Druckspalt zwischen der axialen Öffnung und der Spannhülse, so dass der Druck in dem Spalt mittels des Verschiebens des Kolbens in dem zylindrischen Raum in axialer Richtung des Kolbens gesteuert werden kann.

Ein Problem mit hydraulisch betätigten Verbindungen der in der WO 94/26448 oder 95/29029 gezeigten Art besteht darin, dass sie garantieren müssen, dass sie die richtige Menge des Druckmediums enthalten, so das die Hublänge des Kolbens ein Druck des Druckmediums ermöglicht, zwischen einem Stadium, in welchem das Werkzeug befestigt ist und einem Stadium, in welchem das Werkzeug lösbar ist, eingestellt werden zu können, ohne das Risiko, dass die Druckkammer zulässig hohen Drücken ausgesetzt wird.

Es besteht daher ein Bedarf an einer verbesserten oder alternativen hydraulisch betriebenen Reibverbindung.

Zusammenfassung der Erfindung

Die besagte Aufgabe wird vollständig oder teilweise durch eine hydraulisch betätigte Verbindung nach dem beigefügten unabhängigen Anspruch erreicht. Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen und in der folgenden Beschreibung der beigefügten Zeichnungen dargelegt.

Daher wird eine hydraulisch betätigte Reibverbindung bereitgestellt, welche eine äußere Hülse umfasst, die konstruiert ist, um in eine im Wesentlichen zylindrische Vertiefung eingesetzt zu werden, eine innere Hülse hat, die in der äußeren Hülse angeordnet ist und so konstruiert ist, einen im Wesentlichen zylindrischen Körper aufzunehmen, einen Druckspalt aufweist, der zwischen der inneren Hülse und der äußeren Hülse ausgebildet ist und ein Druckmedium enthält, welches so konstruiert ist, dass es die radiale Form der inneren Hülse verändert, wenn es unter Druck gesetzt wird, so dass zwischen der inneren Hülse und dem zylindrischen Körper ein Druck erzeugt wird, und ein Kolben, welcher durch eine Fluidverbindung mit dem Druckspalt so konzipiert ist dass er eine Druckregelung des Druckspaltes erzeugt. Ein charakteristisches Merkmal der hydraulisch betätigten Reibverbindung besteht darin, dass die Elemente zur Anpassung des Druckmediums in den Kolben eingebaut sind.

Durch das Einbauen der Elemente zur Einstellung der Menge des Druckmediums in den Kolben ist es möglich, eine kompakte, raumsparende Anordnung zur Einstellung der Menge des Druckmediums zu erzeugen und den Druck in dem Druckspalt zu regulieren. Dies bedeutet beispielsweise, dass kein Bedarf daran besteht, eine separate Einstelldüse mit einem Einstellventil vorzusehen.

In einem Ausführungsbeispiel ist der Kolben verschiebbar in einem Raum mit einer Fluidverbindung zu dem Druckspalt. In diesem Ausführungsbeispiel hat der Kolben ein erstes Ende, welches bestimmt ist, einen Raum zu definieren, ein zweites Ende, eine Düse, die sich zwischen den ersten zweiten Enden erstreckt, um das Druckmedium einzustellen/zu entnehmen, und ein steuerbares Ventilelement, welches in der Düse angeordnet ist.

Das Ventilelement kann einen Ventilkörper umfassen, welcher mit einem Ventilsitz zusammenwirkt, der in der Düse ausgebildet ist. Der Ventilkörper kann einen im Wesentlichen kugelförmigen Körper umfassen und der Ventilsitz kann eine im Wesentlichen konische Oberfläche aufweisen.

Das Ventilelement kann ein Steuerelement mit dem Kolben als stärkendes Gegenelement haben, welches konstruiert ist, das Zusammenwirken des Ventilkörpers mit dem Ventilsitz zu steuern. Das Ventilsteuerelement kann eine Schraube umfassen, die in den Kolben geschraubt ist, wobei ein Ende der Schraube mit dem Ventilkörper zusammenwirkt und das andere Ende konstruiert ist, um mit einem Betätigungswerkzeug wie beispielsweise einem Schraubendreher, einem Imbusschlüssel oder ähnlichem verbunden zu werden.

Die hydraulisch betätigte Verbindung kann ferner ein Steuerungsteil umfassen, um die Position des Kolbens in dem Raum einzustellen. Das Steuerungsteil kann einteilig mit dem Kolben ausgebildet sein. Alternativ können das Steuerungsteil und der Kolben zwei separat voneinander ausgebildete Teile sein, die miteinander zusammenwirken. Dies ist vorteilhaft, da der Kolben dabei nicht mit dem begleitenden Risiko des Schneidens eingeschraubt wird. Das Steuerungsteil kann auch dazu konstruiert sein, mit einem Betätigungswerkzeug verbunden zu werden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die hydraulisch betätigte Reibverbindung als ein Werkzeugadapter konstruiert, wobei die äußere Hülse mit einem gestreckten Adapterkörper ausgebildet ist, so dass ein erstes Ende des Werkzeugadapters eine axiale Öffnung hat, in welche die innere Hülse als eine Spannhülse angeordnet ist, und welche konstruiert ist, um ein Werkzeug aufzunehmen, so dass das Werkzeug in der axialen Öffnung fixiert wird, wenn der Druckspalt unter Druck gesetzt wird; und so dass ein zweites Ende des Werkzeugadapters so konstruiert ist, dass es in einem Werkzeughalter fixiert werden kann.

In einem Werkzeugadapter gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann das Einstellelement an dem zweiten Ende des Werkzeugadapters angeordnet sein, wobei es möglich ist, den Werkzeugadapter ohne einen radialen Flansch, auch als „Bund" bezeichnet zu konstruieren, was die Möglichkeit bereitstellt auszuwählen, wie weit der Werkzeugadapter in einen Werkzeughalter eingesetzt werden muss, so dass der vorstehende Teil des Werkzeugadapters bezüglich der gedachten Erstreckungslänge und der maximalen Stabilität optimiert werden kann. In Werkzeugadaptern mit einem radialen Flansch neigt letzterer dazu, die Tiefe, bis zu welcher der Werkzeugadapter eingesetzt werden kann, zu beschränken.

Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die hydraulisch betätigte Reibverbindung als eine Drehwellenverbindung konstruiert, wobei die äußere Hülse und die innere Hülse im Wesentlichen konzentrisch angeordnet sind, haben im Wesentlichen die gleiche axiale Länge und sind so konstruiert, dass sie einen jeweiligen Druck zwischen der äußeren Hülse und einer Nabe erzeugen, welche um sie herum zwischen der inneren Hülse und einer darin angeordneten Welle angeordnet ist.

In solch einer Drehwellenverbindung kann ein radialer Flansch weggelassen werden, wobei es beispielsweise möglich ist, das Einstellelement in einem axial vorstehenden Flansch anzuordnen. Dies macht es möglich, eine Drehwellenverbindung mit einem geringeren Massenträgheitsmoment vorzusehen.

Genaue Beschreibung der Zeichnungen

Die hydraulisch betätigte Reibungsverbindung wird nun mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben.

1a zeigt eine schematische Darstellung einer hydraulisch betätigten Reibverbindung in der Form eines Werkzeugadapters 1, welcher mit einem Werkzeug V versehen ist und in dem Werkzeughalter C angeordnet ist.

1b und 1c zeigen schematisch perspektivische Darstellungen eines Ausführungsbeispiels des Werkzeugadapters 1.

2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Werkzeugadapters 1 in den 1b und 1c.

3 zeigt eine schematische teilweise geschnittene und vergrößerte Darstellung eines Ausführungsbeispiel eines Kolbens 10 und eines Steuerungsteils 20.

4a eine schematische Schnittdarstellung eines hydraulisch betätigten Reibverbindungsstücks in der Form einer Drehwellenverbindung 1, die konstruiert ist, eine Welle A und eine Nabe N miteinander zu verbinden.

4b zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer Wellen-Nabenverbindung. 1.

Die 4c bis 4d zeigen schematische Schnittdarstellungen der Wellen-Nabenverbindung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele.

Die Erfindung wird mit Bezugnahme auf zwei verschiedene, nicht beschränkende Ausführungsbeispiele beschrieben: Ein Werkzeugadapter (1a bis 3) und eine Wellen-Nabenverbindung (4a bis 4d).

Die 1a zeigt in schematischer Form, wie ein Werkzeugadapter 1 in einem Werkzeughalter C befestigt ist und wie ein Werkzeug V in dem Werkzeugadapter 1 befestigt ist.

Die 1b zeigt einen Werkzeugadapter 1, welcher einen gestreckten, im Wesentlichen zylindrischen Adapterkörper 2a von unten gesehen umfasst, so dass eine axiale Öffnung 4, welche an einem ersten Ende 3 des Werkzeugadapter angeordnet ist, um ein Werkzeug (nicht dargestellt), zu sehen ist.

Die 1c zeigt den Werkzeugadapter 1 schräg von hinten betrachtet, so dass das zweite Ende 6 des Werkzeugadapters 2a, welches konstruiert ist, um in einem Werkzeughalter oder Spannfutter (nicht dargestellt) befestigt zu werden, zu sehen ist. Sichtbar sind in der 1 ein Steuerungsteil 20, um einen Druck in einem Druckspalt zu steuern, der in dem Werkzeugadapter vorgesehen ist, und eine Kühldüse 7 um ein Kühlmittel zu einem Werkzeug zuzuführen, welches in der axialen Öffnung aufgenommen ist. Das zweite Ende 6 des Werkzeugadapters ist konstruiert, um in einem Werkzeughalter befestigt zu werden. Das zweite Ende 6 kann daher eine im Wesentlichen zylindrische Oberfläche mit oder ohne einer die Reibung verändernde Beschichtung aufweisen, oder es kann alternativ die Form eines Greifelementes einnehmen, welches eine im Wesentlichen verriegelnde Verbindung mit einem Werkzeughalter ermöglicht.

In den 1b und 1c sind Verbindungsoberflächen 11 sichtbar, die an einander gegenüberliegenden Seiten des Adapterkörpers 2a angeordnet sind und konstruiert sind, um ein Moment auf den Adapterkörper 2a zu übertragen, beispielsweise mittels eines einstellbaren Spanners oder ähnlichem.

Die 2 zeigt eine Schnittdarstellung eines Werkzeugadapters 1. Eine axiale Öffnung 4 zur Aufnahme eines Werkzeugs ist an einem ersten Ende 3 des Werkzeugadapters vorgesehen. Eine Spannhülse 8 ist in der axialen Öffnung 4 angeordnet, so dass ein Druckspalt 9 zwischen der inneren Umfangsfläche der axialen Öffnung 4, welcher eine äußere Hülse bildet, und der Spannhülse 8 ausgebildet ist. An dem Boden und an der Mündung der axialen Öffnung 4 ist die Spannhülse 8 beispielsweise mittels Schweißens mit der äußeren Hülse 2 verbunden, die eine Dichtung bildet. Der Druckspalt 9 ist mit einem Druckmedium (nicht dargestellt) gefüllt. Wenn ein Werkzeug in die axiale Öffnung 4 eingesetzt wird und der Druckspalt 9 mit Druck beaufschlagt wird, führt dies zu einer im Wesentlichen radialen Änderung der Form der Spannhülse 8, wobei ein Druck zwischen der inneren Umfangsfläche der Spannhülse 8 und der Außenfläche des Werkzeuges erzeugt wird, so dass das Werkzeug in dem Werkzeugadapter 1 befestigt wird. In dem Werkzeugadapter ist es daher vorwiegend die innere Hülse, welche einer Formänderung unterworfen wird, wenn der Druckspalt mit Druck beaufschlagt wird, während die Form der äußeren Hülse 2 im Wesentlichen stabil bleibt.

Der Kolben 10 ist an dem zweiten Ende 6 des Adapterkörpers 2a angeordnet und gemäß einem Ausführungsbeispiel in Längsrichtung des Adapterkörpers 2a verschiebbar. Durch Anordnung des Kolbens an dem zweiten Ende des Werkzeugadapters wird ein Werkzeugadapter ohne einen Bund vorgesehen, was einen besseren Zugang ermöglicht, wenn ein Werkstück mittels eines Werkzeugs, welches in dem Werkzeugadapter aufgenommen ist, bearbeitet wird. Es verringert ferner die Menge des Materials, welche benötigt wird, um den Werkzeugadapter zu erzeugen und vereinfacht die Herstellung des Adapterkörpers.

Der Adapterkörper 2a kann die Grundform eines gestreckten Zylinders annehmen, welcher sich axial von einem Ende der äußeren Hülse 2 erstreckt, und hat im Wesentlichen den gleichen Außendurchmesser wie die äußere Hülse 2. Der Adapterkörper (und auch die äußere Hülse) sind vorzugsweise größtenteils frei von radial vorstehenden Teilen, wie beispielsweise einem radial vorstehenden Flansch oder „Bund".

Entsprechend einem Ausführungsbeispiel können die äußere Hülse und der Adapterkörper einteilig ausgebildet sein und gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel sind der Adapterkörper 2a und die äußere Hülse 2 miteinander mittels Schweißens oder einer ähnlichen Technik verbunden.

Eine Kühldüse 7 kann in Längsrichtung des Adapterkörpers 2a von dem zweiten Ende 6 des Werkzeugadapters zu dem Boden der axialen Öffnung 4 angeordnet sein, so dass eine Kühlflüssigkeit, die über den Werkzeughalter oder das Spannfutter zugeführt wird, zu einer entsprechenden Kühldüse 7 überführt werden kann, die in dem Werkzeug angeordnet ist.

Eine Düse 12 für ein Druckmedium verläuft ferner in Längsrichtung des Adapterkörpers 2a und verbindet den Druckspalt 9 mit einem Raum 13, welcher an einem zweiten Ende 6 des Werkzeugadapters angeordnet ist, so dass der Raum 13 eine Fluidverbindung mit dem Druckspalt 9 hat.

Ein Kolben 10 ist verschiebbar in dem Raum 13 angeordnet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Raum im Wesentlichen zylindrisch und verläuft in seiner Längserstreckung parallel zu der Längsrichtung des Adapterkörpers 2a. Andere Formen für den Raum 13 sind nicht ausgeschlossen. Die Verschiebung des Kolbens 10 in dem Raum 13 dient dazu, den Druck in dem Druckspalt 9 zu beeinflussen, so dass ein Werkzeug, welches in der axialen Öffnung 4 aufgenommen ist, befestigt oder gelöst wird. Der Kolben kann mit einer Dichtung 101 (3) versehen sein, die dazu gedacht ist, eine Dichtung mit der Grenzfläche des Raumes 13 auszubilden, welche in dem dargestellten Beispiel die Form einer inneren umlaufenden Oberfläche eines Zylinders einnimmt.

Die Position des Kolbens 10 in dem Raum 13 kann mittels eines Steuerungsteils 20 gesteuert werden, welches im Wesentlichen eine Schraube umfasst, die in den Adapterkörper 2a eingeschraubt ist, wobei das erste Ende der Schraube gegen den Kolben 10 stößt und das zweite Ende konstruiert ist, um mit einem Betätigungswerkzeug (nicht dargestellt) wie beispielsweise einem Schraubendreher, einem Imbusschlüssel oder ähnlichem verbunden zu werden. Das Einschrauben des Steuerungsteils 20, so dass es sich in der 2 nach links bewegt, führt zu einer Verschiebung des Kolbens 10 nach links, was eine Steigerung des Druckes in dem Druckspalt 9 zur Folge hat. Aufgrund des Druckes, der in dem Druckspalt in der Düse und in dem Raum 13 herrscht, kann das Steuerungsteil 20 eingeschraubt werden, so dass es in der 2 nach rechts verschoben wird, wodurch der Kolben 10 nach rechts verschoben wird, was zu einer Abnahme des Druckes in dem Druckspalt 9 führt.

Für eine genauere Beschreibung der Betätigung des das Werkzeug aufnehmende Endes und insbesondere der Funktion der Spannhülse sollte auf die WO 94/26448 verwiesen werden. Die Beschreibung unten ist hingegen auf den Mechanismus zur Einstellung der Menge des Druckmediums gerichtet und den Mechanismus, um das Druckmedium unter Druck zu setzen.

Mit Bezugnahme auf die 3 hat der Kolben 10 einen Kolbenkörper 109, welcher gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel im Wesentlichen rotationssymetrisch ist und ein erstes Ende 106 hat, welches konstruiert ist, um den Raum 13 (2) zu definieren, der das Druckmedium enthält, und ein zweites Ende 107 aufweist. Eine Düse 108 verläuft durch den Kolbenkörper 109 und in der Düse ist ein Ventilsitz 103 ausgebildet, welcher eine im Wesentlichen konische Oberfläche umfasst. Es ist erkennbar, dass die Form des Ventilsitzes 103 nach dem, was als geeignet empfunden wird, ausgewählt werden kann. Ein Ventilkörper 102, hier kugelförmig, ist konstruiert, um mit dem Ventilsitz 103 zusammenzuwirken, so dass die Düse 108 abgedichtet ist, wenn der Ventilkörper 102 gegen den Ventilsitz 103 gedrückt wird. Eine Schraube 104, die in den Ventilkörper 102 eingeschraubt ist, dient als Unterstützung für den Ventilkörper 102 und ist so angeordnet, dass wenn die Schraube 104 gedreht wird, es in der 2 nach links verschoben wird, wobei der Ventilkörper 102 gegen den Ventilsitz 103 gedrückt wird, und wenn die Schraube gedreht wird, so dass es in der 2 nach rechts verschoben wird, das Ventil geöffnet wird, wobei es eine Fluidverbindung zwischen den ersten und den zweiten Enden 106, 107 des Kolbenkörpers zulässt. Die Schraube 104 kann mit Verbindungsmitteln 105 versehen sein, um Werkzeuge wie beispielsweise ein Schraubendreher oder ein Imbusschlüssel zu betreiben.

Ein anfängliches Einstellen des Druckmediums in dem Werkzeugadapter erzeugt ein Vakuum in dem Druckspalt 9, der Düse 12 und dem Raum 13, wodurch das Druckmedium aufgefüllt wird. Der Kolben wird dann in dem Raum 13 eingesetzt. Für die Feinjustierung der Menge des Druckmediums in dem Werkzeugadapter wird ein Spannwerkzeug (nicht dargestellt) eingesetzt, welches den Kolben 10 stetig in Bezug auf das zweite Ende 6 des Werkzeugadapters hält, und welches den Kolben in Richtung des Bodens des Raumes 13 verschiebt, sozusagen nach links in der 2, wobei die Schraube 104 gelöst wird, so dass der Ventilkörper den Ventilsitz 103 verlässt. Als ein Ergebnis des in dem Werkzeugsadapter vorherrschenden Druckes wird das Druckmedium durch die Düse 108 gedrückt, passiert den Ventilkörper 102 und rinnt über das Spiel in den Gewinde 104 nach Außen. Dies stellt eine genaue Einstellung der Menge des Druckmediums in dem Werkzeugadapter bereit.

Wenn die benötigte Menge an Druckmedium erreicht ist, wird die Schraube 104 angezogen, so das der Ventilkörper 102 eine Dichtung gegen den Ventilsitz 103 bildet, wonach das Spannwerkzeug entfernt wird und der Steuerungsteil 20 dicht in das zweite Ende 6 des Werkzeughalters eingeschraubt wird. Die Position des Kolbens 10 in den Raum 13 und somit der Druck in dem Werkzeugadapter 1 kann nun Aktivierung des Steuerungsteils 20 gesteuert werden.

Mit Bezugnahme auf die 3 hat der Steuerungsteil 20 einen Steuerungsteilkörper 201, ein erstes Ende 202, welches konstruiert ist, mit dem zweiten Ende 107 des Kolbenkörpers zusammenzuwirken, und das zweite Ende 203, welches mit Verbindungsmitteln 204 für ein Betätigungswerkzeug ausgebildet ist.

Das Steuerungsteil 20 ist in den Adapterkörper 2a eingeschraubt, so dass das Schrauben des Steuerungsteils es dazu bringt, sich nach rechts oder nach links wie in Verbindung mit der 2 beschrieben zu verschieben.

Entsprechend einem Ausführungsbeispiel (nicht dargestellt) kann das erste Ende 202 des Steuerungsteils 20 eine Öffnung zu einer Düse aufweisen, welche sich in das Verbindungselement 204 des Steuerungsteils öffnet, und welches es ermöglicht, wenn der Kolben 10 und das Steuerungsteil 20 in den Adapterkörper 2a wie in der 2 gezeigt eingesetzt wird, auf das Element 104 (3) des Kolbens zuzugreifen, um das Ventil zu steuern, so dass das Druckmedium abgezapft werden kann, wenn notwendig. Dieses Ausführungsbeispiel ist geeignet, wo der Kolben 10 und das Steuerungsteil 20 einteilig ausgebildet sind.

Die 4a zeigt schematisch wie eine Welle A und eine Nabe N über ein hydraulisch betätigtes Reibverbindungsstück 1 gemäß einer Anwendung als Wellen-Nabenverbindung miteinander Verbunden sind. Die Begriffe „Welle" und „Nabe" stellen hier schematische Bezeichnungen dar. Der Begriff „Nabe" betrifft hier jedes Maschinenelement. Der Begriff „Welle" betrifft entsprechend ein Maschinenelement mit einem geeigneten Querschnitt, welches geeignet ist, axiale und/oder Rotationsbewegungen relativ zu der Nabe durchzuführen, wenn es sich nicht in einer verriegelten Stellung befindet.

Die 4b zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines hydraulisch betätigten Reibverbindungsstückes 1.

Die 4c zeigt eine schematische Schnittdarstellung der Wellen-Nabenverbindung.

Die Reibverbindung in den 4a bis 4d umfasst eine äußere Hülse 2, die konstruiert ist, um in die Nabe N eingesetzt zu werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Außenfläche der äußeren Hülse 2 im Wesentlichen zylindrisch so konstruiert, dass sie in eine im Wesentlichen zylindrische Vertiefung oder eine Öffnung in der Nabe N aufgenommen werden kann. Die Wellen-Nabenverbindung 1' umfasst ferner eine innere Hülse 8, die als Spannhülse arbeitet, die im Wesentlichen konzentrisch mit der äußeren Hülse 2 ist, welche eine Innenfläche aufweist, die konstruiert ist, mit der Außenfläche der Welle A zusammenzuwirken, wenn die Welle A in einer axialen Öffnung 4 in der Wellen-Nabenverbindung aufgenommen ist. Wenn ein Druckspalt 9, der zwischen der inneren Hülse 8 und der äußeren Hülse 2 vorgesehen ist, unter Druck gesetzt wird, wird sowohl zwischen der äußeren Hülse 2 und der Nabe N als auch zwischen der inneren Hülse 8 und der Welle 2a ein Druck erzeugt. Der Druck ist geeignet, eine Reibverriegelung der Welle A in Relation zu der Nabe N zu erzeugen.

Ein Raum 13 mit einer Fluidverbindung zu der Druckaussparung 9 ist auch in der Wellen-Nabenverbindung vorgesehen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Raum in einem Flansch 14 angeordnet, der von einer kurzen Seite der Wellen-Nabenverbindung vorsteht. Ein Kolben 10 ist in dem Raum 13 verschiebbar, um eine Einstellung des Druckes in dem Druckspalt 9 mittels eines Steuerungsteils 20 auf eine Weise ähnlich zu der oben Beschriebenen einzustellen. In der Wellen-Nabenverbindung können daher sowohl die äußere als auch die innere Hülse konstruiert sein, ihre Form durch die Druckbeaufschlagung des Druckspaltes 9 angepasst zu haben.

Es ist verständlich, dass die oben beschriebene Anordnung mit dem Kolben 10 und dem Steuerungsteil 20 nicht auf den Werkzeugadapter und auf die oben beschriebene Wellen-Nabenverbindung beschränkt ist, sondern auch bei anderen Arten von hydraulisch betätigten Verbindungen eingesetzt werden kann, wie beispielsweise die in den US 4,341,484, US 4,393,567, US 5,672,026; US 5,462,293, US 5,855,446, US 6,224,067, WO 93/10928, WO 98132560, WO 98/46896 beispielsweise beschrieben. Insbesondere können Anordnungen für die Einstellung/Regulierung des Druckmediums, welches in den jeweiligen Dokumenten gezeigt sind, durch den Kolben mit einem einteiligen Einstellungsventil für das Druckmedium wie oben beschrieben ersetzt werden.

Daher ist gemäß einem zweiten Aspekt eine Anordnung zur Steuerung des Druckes in einer hydraulisch betätigten Reibverbindung vorgesehen, welches eine Druckkammer oder einen Druckspalt 9 aufweist, wobei die Anordnung ferner einen Kolben 10 hat, der konstruiert ist, in einem Raum 13 verschiebbar angeordnet zu sein, welcher mit der Druckkammer kommuniziert, wobei der Kolben 10 ein erstes Ende 106 aufweist, das konstruiert ist, einen Raum 13 zu definieren, und ein zweites Ende 107 hat. Die Anordnung umfasst ferner einen Steuerungsteil 20, um die Position des Kolbens 10 in dem Raum 13 einzustellen. Die Anordnung hat ferner eine Düse 108, die sich zwischen den ersten und zweiten Enden 106, 107 erstreckt, um das Druckmedium in der Druckkammer mittels eines steuerbaren Ventilelements 102, 103 einzustellen, welches in der Düse 108 angeordnet ist.

In der Anordnung zur Steuerung des Druckes kann das Ventil einen Ventilkörper 102 haben, welcher mit dem Ventilsitz 103 zusammenwirkt, der in der Düse 108 ausgebildet ist. Der Ventilkörper kann ferner ein in wesentlichen kugelförmigen Körper aufweisen und der Ventilsitz eine im Wesentlichen konische Oberfläche. Das Element 104 zur Steuerung des Ventilelements kann konstruiert sein, mit dem Kolben 10 als Gegenspannelement ausgebildet zu sein, um das Zusammenwirkung des Ventilkörpers 102 mit dem Ventilsitz 103 zu steuern. Das Element 104 zur Steuerung des Ventilelements kann eine Schraube umfassen, die in den Kolben 10 eingeschraubt ist, wobei ein Ende der Schraube mit dem Ventil zusammenwirkt und das andere Ende so konzipiert ist, dass es mit einem Betätigungswerkzeug verbunden ist.

Gemäß einem Ausführungsbeispiels des zweiten Aspekts kann das Steuerungsteil 20 einteilig mit dem Kolben 10 ausgebildet sein. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel des zweiten Aspekts sind das Steuerungsteil 20 und der Kolben 10 als zwei getrennt voneinander ausgebildete Teile ausgebildet, die miteinander zusammenwirken.

Es ist verständlich, dass die Prinzipien die in diesem Dokument offenbart sind, nicht auf einen Adapterkörper 2, einen Kolben 10 und ein Steuerungsteil 20 mit rundem Querschnitt beschränkt sind. Noch brauchen die Düsen 7, 12, 108 und die axiale Öffnung 104 einen kreisförmigen Querschnitt aufzuweisen. Ferner braucht der Ventilkörper 102 keinen kugelförmigen Querschnitt 102 aufzuweisen.

Schließlich ist verständlich, dass die Länge des Werkzeugadapters, der Durchmesser der axialen Öffnung und der Durchmesser des Werkzeugadapters angepasst werden kann, um einen benötigen Vergrößerungseffekt, benötigte Werkzeugabmessungen und eine benötigte Steifigkeit zu erreichen.


Anspruch[de]
Hydraulisch betätigte Reibverbindung (1, 1') mit

– einer äußeren Hülse (2), konstruiert, um in eine im Wesentlichen zylindrische Vertiefung (C, N) eingesetzt zu werden;

– einer inneren Hülse (8), die in der äußeren Hülse (2) angeordnet ist und konstruiert ist, einen im Wesentlichen zylindrischen Körper (V, A) aufzunehmen;

– einem Druckspalt (9), welcher zwischen der inneren Hülse (8) und der äußern Hülse (2) ausgebildet ist, und ein Druckmedium enthält, welches konstruiert ist, eine Änderung bezüglich der radialen Form der inneren Hülse (8) zu erzeugen, wenn es unter Druck gesetzt wird, so dass ein Druck zwischen der inneren Hülse (8) und dem zylindrischen Körper (V, A) erzeugt wird;

– einem Kolben (10), welcher über eine Fluidverbindung mit dem Druckspalt (9) konstruiert ist, um die Druckbeaufschlagung des Druckspaltes (9) zu erzeugen,

dadurch gekennzeichnet, dass

Elemente (102, 103, 108) zur Einstellung der Menge des Druckmittels in den Kolben (10) eingebaut sind.
Hydraulisch betätigte Reibverbindung (1, 1') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (10) in einem Raum (13), der eine Fluidverbindung zu dem Druckspalt (9) aufweist, verschieblich angeordnet ist, und dass der Kolben (10) ein erstes Ende (106) hat, welches konstruiert ist, den Raum (13) zu definieren, und ein zweites Ende (107), eine Düse (108), die sich zwischen den ersten und zweiten Enden (106, 107) erstreckt, um das Druckmedium einzustellen abzulassen, und ein steuerbares Ventilelement (102, 103), welches in der Vertiefung (108) angeordnet ist. Hydraulisch betätigte Reibverbindung (1, 1') gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement ein Ventilkörper (102) umfasst, welcher mit einem Ventilsitz (103) zusammenwirkt, der in der Düse (108) ausgebildet ist. Hydraulisch betätigte Reibverbindung (1, 1') nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (102) ein im Wesentlichen kreisförmigen Körper umfasst, und der Ventilsitz (103) ein im Wesentlichen konische Oberfläche umfasst. Hydraulisch betätigte Reibverbindung (1, 1') nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (102, 103) ein Steuerungselement (104) mit einem Körper (109) des Kolbens (10) als Gegenspannelement ausgebildet ist, um das Zusammenwirken des Ventilkörpers (102) mit dem Ventilsitz (103) zu steuern. Hydraulisch betätigte Reibverbindung (1, 1') nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (104) zur Steuerung des Ventils eine Schraube umfasst, die in den Kolben (10) eingeschraubt ist, wobei ein Ende der Schraube mit dem Ventilkörper (102) zusammenwirkt und das andere Ende konstruiert ist, mit einem Betätigungswerkzeug verbunden zu werden. Hydraulisch betätigte Reibungsverbindung (1, 1') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner einen Steuerungsteil (20) umfasst, um die Position des Kolbens (10) in dem Raum (13) einzustellen. Hydraulisch betätigte Reibverbindung (1, 1') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerungsteil (20) einteilig mit dem Kolben (10) ausgebildet ist. Hydraulisch betätigte Reibverbindung (1, 1') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerungsteil (20) und der Kolben (10) zwei voneinander getrennt ausgebildete Teile sind, die miteinander zusammenwirken. Hydraulisch betätigte Reibverbindung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, konstruiert als ein Werkzeugadapter, wobei die äußere Hülse in einen gestreckten Adapterkörper (2a) eingebaut ist, so dass ein erstes Ende (3) des Werkzeugadapters (1) eine axiale Öffnung (4) hat, in welcher die innere Hülse (8) als eine Spannhülse angeordnet ist, und welche konstruiert ist, ein Werkzeug (V) aufzunehmen, so dass, wenn der Druckspalt (9) unter Druck gesetzt wird, das Werkzeug (V) in der axialen Öffnung (4) befestigt ist; und so dass ein zweites Ende (6) des Werkzeugadapters konstruiert ist, in einem Werkzeughalter (C) befestigt zu werden. Hydraulisch betätigte Reibverbindung (1') nach einem der Ansprüche 1 bis 9, als Wellen-Nabenverbindung ausgeführt, wobei die äußere Hülse (2) und die innere Hülse (8) im Wesentlichen konzentrisch angeordnet sind, und im Wesentlichen die gleiche axiale Länge aufweisen und konstruiert sind, einen jeweiligen Druck zwischen der äußeren Hülse (2) und einer Nabe (N), die um dieses herum und zwischen der inneren Hülse (8) an einer darin ausgebildeten Welle (A) ausgebildet ist, zu erzeugen.






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