Claims (36)
PATENTANWÄLTE Manzingerweg 7 EUROPEAN PATENT ATTORNEYS D-81241 München 91918963.9 30. Juli 1993 KENNAMETAL INC. Unser Zeichen: K 1432 DE St/re PatentansprüchePATENT ATTORNEYS Manzingerweg 7 EUROPEAN PATENT ATTORNEYS D-81241 Munich 91918963.9 30 July 1993 KENNAMETAL INC. Our reference: K 1432 DE St/re Patent claims
1. Dehnbare Haltevorrichtung mit:1. Stretchable holding device with:
a) einem ersten Element mit einer Bohrung;a) a first element having a bore;
b) einer elastischen Dehnbuchse, die in der Bohrung am ersten Element befestigt
ist und ein zweites Element aufnehmen kann;b) an elastic expansion bushing fixed in the bore of the first element
and adapted to receive a second element;
c) einer zwischen dem ersten Element und der Dehnbuchse abgegrenzten Dehnkammer,
die ein schmelzbares Material aufnimmt, welches sich beim Erstarren ausdehnt; c) an expansion chamber defined between the first element and the expansion sleeve,
which accommodates a fusible material which expands when solidified;
d) worin die Dehnbuchse bei der Erstarrung des schmelzbaren Materials so verformt
wird, daß sie am zweiten Element angreift; undd) wherein the expansion sleeve is deformed during solidification of the fusible material so that it engages the second element; and
e) worin die Dehnbuchse beim Schmelzen des schmelzbaren Materials in einen
entspannten Zustand zurückkehrt, um das zweite Element freizugeben.e) wherein the expansion sleeve returns to a relaxed state upon melting of the fusible material to release the second element.
2. Dehnbare Haltevorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Bohrung und die
Dehnbuchse zylindrisch sind und die Dehnbuchse sich radial nach innen verformt, um am zweiten Element anzugreifen.2. An expandable retainer according to claim 1, wherein the bore and the expansion sleeve are cylindrical and the expansion sleeve deforms radially inward to engage the second member.
3. Dehnbare Haltevorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Dehnkammer eine
ringförmige Dehnkammer ist, die sich um den Umfang der Bohrung herum erstreckt. 3. An expandable retaining device according to claim 2, wherein the expansion chamber is an
annular expansion chamber extending around the circumference of the bore.
4. Dehnbare Haltevorrichtung nach Anspruch 2, bei der ausgewählte Abschnitte
der Dehnbuchse eine geringere Dicke aufweisen als angrenzende Abschnitte, um in ausgewählten Abschnitten der Dehnbuchse eine größere Verformung und größere
Kontaktkräfte zu ermöglichen.4. An expandable retaining device according to claim 2, wherein selected portions of the expansion sleeve have a lesser thickness than adjacent portions to allow for greater deformation and greater contact forces in selected portions of the expansion sleeve.
5. Dehnbare Haltevorrichtung nach Anspruch 2, bei der das erste Element ein
Spannfutter und das zweite Element ein Werkzeug, ein Werkzeughalter oder ein Werkstück ist.5. An expandable holding device according to claim 2, wherein the first element is a
chuck and the second element is a tool, a tool holder or a workpiece.
6. Dehnbare Haltevorrichtung nach Anspruch 1, zusätzlich enthaltend ein in der
Dehnkammer enthaltenes, schmelzbares, sich beim Erstarren ausdehnendes Material,
das die Dehnkammer im wesentlichen ausfüllt, wenn die schmelzbare Legierung sich in einem flüssigen Zustand befindet.6. The expandable fixture of claim 1, further comprising a fusible, solidifying material contained within the expansion chamber, which substantially fills the expansion chamber when the fusible alloy is in a liquid state.
7. Dehnbare Haltevorrichtung nach Anspruch 6, bei der das schmelzbare Material
eine Wismutlegierung ist.7. The expandable retainer of claim 6, wherein the fusible material is
a bismuth alloy.
8. Dehnbare Haltevorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Wismutlegierung bei
einer Temperatur zwischen ungefähr 140° Fahrenheit und ungefähr 180° Fahrenheit erstarrt und schmilzt.8. The expandable retainer of claim 7, wherein the bismuth alloy solidifies and melts at a temperature between about 140° Fahrenheit and about 180° Fahrenheit.
9. Dehnbare Haltevorrichtung mit:9. Stretchable holding device with:
a) einem ersten Element mit einem Einsetzabschnitt zum Einsetzen in eine Bohrung
eines zweiten Elements;a) a first element having an insertion portion for insertion into a bore of a second element;
b) einer elastischen Dehnbuchse, die am Einsetzabschnitt des ersten Elementes
befestigt ist;b) an elastic expansion sleeve secured to the insertion portion of the first element;
c) einer zwischen dem ersten Element und der Dehnbuchse abgegrenzten Dehnkammer;
c) an expansion chamber defined between the first element and the expansion sleeve;
d) worin die Dehnbuchse beim Erstarren des schmelzbaren Materials verformt
wird, um am zweiten Element anzugreifen; undd) wherein the expansion sleeve is deformed upon solidification of the fusible material
to engage the second element; and
e) worin die Dehnbuchse beim Schmelzen des schmelzbaren Materials in einen
entspannten Zustand zurückkehrt, um das zweite Element freizugeben.e) wherein the expansion sleeve returns to a relaxed state upon melting of the fusible material to release the second element.
10. Dehnbare Haltevorrichtung nach Anspruch 9, bei der der Einsetzabschnitt
des ersten Elements und die Dehnbuchse zylindrisch sind, so daß sich die Dehnbuchse
bei einer Erstarrung des schmelzbaren Material radial nach außen verformt, um am zweiten Element anzugreifen.10. An expandable retaining device according to claim 9, wherein the insertion portion of the first element and the expansion sleeve are cylindrical so that the expansion sleeve deforms radially outwardly when the fusible material solidifies to engage the second element.
11. Dehnbare Haltevorrichtung nach Anspruch 10, bei der die Dehnkammer eine
einzige, ringförmige Dehnkammer ist, die sich um den Umfang des Einsetzabschnittes
des ersten Elementes herum erstreckt.11. An expandable retainer according to claim 10, wherein the expansion chamber is a single annular expansion chamber extending around the periphery of the insertion portion of the first member.
12. Dehnbare Haltevorrichtung nach Anspruch 10, bei der ausgewählte Abschnitte
der Dehnbuchse eine geringere Dicke aufweisen, um spezielle Abschnitte der Buchse in einem größeren Ausmaß zu verformen und mehrere Kontaktstellen zwischen
der Buchse und dem zweiten Element auszubilden.12. The expandable retainer of claim 10, wherein selected portions of the expansion sleeve have a reduced thickness to deform specific portions of the sleeve to a greater extent and to form multiple contact points between the sleeve and the second member.
13. Dehnbare Haltevorrichtung nach Anspruch 10, bei der das erste Element ein
Dorn und das zweite Element ein Werkzeug, Werkzeughalter oder ein Werkstück ist.13. The expandable holding device of claim 10, wherein the first element is a mandrel and the second element is a tool, tool holder or workpiece.
14. Dehnbare Haltevorrichtung nach Anspruch 9, zusätzlich enthaltend ein in
der Dehnkammer enthaltenes, schmelzbares, sich beim Erstarren ausdehnendes Material, das die Dehnkammer im wesentlichen ausfüllt, wenn die schmelzbare
Legierung sich in einem flüssigen Zustand befindet.14. An expandable retainer according to claim 9, additionally comprising a fusible, expandable-on-solidification material contained within the expansion chamber, which substantially fills the expansion chamber when the fusible alloy is in a liquid state.
15. Dehnbare Haltevorrichtung nach Anspruch 14, bei der das schmelzbare Material
eine Wismutlegierung ist.15. The expandable retainer of claim 14, wherein the fusible material is
a bismuth alloy.
16. Dehnbare Haltevorrichtung nach Anspruch 15, bei der die Wismutlegierung
bei einer Temperatur zwischen ungefähr 140° Fahrenheit und ungefähr 180° Fahrenheit erstarrt und schmilzt.16. The expandable retainer of claim 15, wherein the bismuth alloy
solidifies and melts at a temperature between about 140° Fahrenheit and about 180° Fahrenheit.
17. Verfahren zum Befestigen eines Bauteils an einer dehnbaren Haltevorrichtung
und zum Freigeben von dieser Haltevorrichtung, die ein Trägerelement, eine elastische Dehnbuchse und eine zwischen dem Trägerelement und der
Dehnbuchse abgegrenzte Dehnkammer aufweist, enthaltend:17. Method for fastening a component to an expandable holding device
and for releasing it from this holding device, which has a carrier element, an elastic expansion sleeve and an expansion chamber delimited between the carrier element and the
expansion sleeve, comprising:
a) das Füllen der Dehnkammer mit einem flüssigen, schmelzbaren Material mit
der Eigenschaft, daß es sich beim Erstarren ausdehnt;a) filling the expansion chamber with a liquid, fusible material with the property that it expands when solidified;
b) das Einsetzen des Bauteils in die Haltevorrichtung, während sich das
schmelzbare Material in einem flüssigen Zustand befindet;b) inserting the component into the holding device while the fusible material is in a liquid state;
c) das ausreichende Kühlen des schmelzbaren Materials, so daß es erstarrt und
die Dehnbuchse dehnt, worauf die Dehnbuchse das Bauteil festklemmt; undc) cooling the fusible material sufficiently to solidify and expand the expansion sleeve, whereupon the expansion sleeve clamps the component; and
d) das Erhitzen des schmelzbaren Materials, um das schmelzbare Material zu
schmelzen, so daß die Dehnbuchse in den ungedehnten Zustand zurückkehren kann, wodurch das Bauteil freigegeben wird.d) heating the fusible material to melt the fusible material so that the expansion sleeve can return to the unstretched state, thereby releasing the component.
18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem sich die Dehnbuchse radial nach innen
dehnt, um an einer Außenfläche des Bauteils anzugreifen.18. The method of claim 17, wherein the expansion sleeve expands radially inward to engage an outer surface of the component.
19. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem sich die Dehnbuchse radial nach außen
dehnt, um an einer Innenfläche des Bauteils anzugreifen.19. The method of claim 17, wherein the expansion sleeve expands radially outward to engage an inner surface of the component.
20. Dehnbare Werkzeughaltevorrichtung mit:20. Stretchable tool holder with:
a) einem Werkzeugträgerelement;a) a tool carrier element;
b) einer radial dehnbaren, auf dem Werkzeugträgerelement angebrachten Buchse;b) a radially expandable bushing mounted on the tool carrier element;
c) einer zwischen dem Werkzeugträgerelement und der Dehnbuchse abgegrenzten
Dehnkammer, die das schmelzbare, sich beim Erstarren ausdehnende Material enthält;
c) an expansion chamber defined between the tool carrier element and the expansion sleeve, which contains the meltable material which expands during solidification;
d) worin die Dehnbuchse bei der Erstarrung des schmelzbaren Materials radial
gedehnt wird, um das im Werkzeugträgerelement angebrachte Werkzeug festzuklemmen;
undd) wherein the expansion sleeve is radially expanded upon solidification of the fusible material in order to clamp the tool mounted in the tool carrier element;
and
e) worin die Dehnbuchse beim Schmelzen des schmelzbaren Materials in einen
ungedehnten Zustand zurückkehrt, um das Werkzeug freizugeben.e) wherein the expansion sleeve returns to an
unexpanded state upon melting of the fusible material to release the tool.
21. Dehnbare Werkzeughaltevorrichtung nach Anspruch 20, bei der das Werkzeugträgerelement
ein Spannfutter mit einer sich axial erstreckenden Bohrung aufweist und bei der die Dehnbuchse in der axialen Bohrung angeordnet ist und
sich radial nach innen dehnt, um am Werkzeug anzugreifen.21. An expandable tool holder according to claim 20, wherein the tool carrier element comprises a chuck with an axially extending bore and wherein the expansion sleeve is disposed in the axial bore and expands radially inwardly to engage the tool.
22. Dehnbare Werkzeughaltvorrichtung nach Anspruch 20, bei der das Wefkzeugträgerelement
einen Dorn enthält und bei der die Dehnbuchse sich um den Umfang des Doms herum erstreckt und radial nach außen dehnt, um am Werkzeug anzugreifen.
22. An expandable tool holding device according to claim 20, wherein the tool support member
includes a mandrel and wherein the expansion sleeve extends around the circumference of the mandrel and expands radially outward to engage the tool.
23. Dehnbare Werkzeughaltevorrichtung nach Anspruch 20, bei der das schmelzbare
Material eine Wismutlegierung ist.23. An expandable tool holder according to claim 20, wherein the fusible material is a bismuth alloy.
24. Dehnbare Werkzeughaltevorrichtung nach Anspruch 23, bei der das schmelzbare
Material bei einer Temperatur von unterhalb 300° Fahrenheit erstarrt und schmilzt.24. The expandable tool holder of claim 23, wherein the fusible material solidifies and melts at a temperature below 300° Fahrenheit.
25. Dehnbare Werkzeughaltevorrichtung nach Anspruch 24, bei der das schmelzbare
Material bei einer Temperatur zwischen ungefähr 140° Fahrenheit und ungefähr 180° Fahrenheit erstarrt und schmilzt.25. The expandable tool holder of claim 24, wherein the fusible material solidifies and melts at a temperature between about 140° Fahrenheit and about 180° Fahrenheit.
26. Dehnbare Werkzeughaltevorrichtung mit:
a) einem Werkzeugträgerelement;26. Stretchable tool holder with:
a) a tool carrier element;
-&iacgr;&ogr;) einer elastischen, am Werkzeugträgerelement angebrachten Dehnbuchse, wobei
die Dehnbuchse eine relativ dünne Wand aufweist, die sich unter Druck dehnt, und wobei die dünne Wand einen oder mehrere verdickte Abschnitte enthält;-&iacgr;&ogr;) a resilient expansion sleeve attached to the tool carrier element,
the expansion sleeve having a relatively thin wall which expands under pressure, and the thin wall including one or more thickened sections;
c) einer ringförmigen, zwischen der Dehnbuchse und dem Werkzeugträgerelement
abgegrenzten Dehnkammer;c) an annular expansion chamber defined between the expansion bush and the tool carrier element;
d) einer in der Dehnkammer enthaltenen, schmelzbaren, sich beim Erstarren ausdehnenden
Legierung, die die Dehnkammer im wesentlichen ausfüllt, wenn die schmelzbare Legierung sich in einem flüssigen Zustand befindet.(d) a fusible alloy which expands on solidification and which is contained in the expansion chamber and which substantially fills the expansion chamber when the fusible alloy is in a liquid state.
e) worin die Dehnbuchse sich radial dehnt, um am Werkzeug beim Erstarren der
schmelzbaren Legierung anzugreifen; unde) wherein the expansion sleeve expands radially to engage the tool upon solidification of the fusible alloy; and
f) worin die Dehnbuchse beim Schmelzen in ihren ungedehnten Zustand zurückkehrt,
um das Werkzeug freizugeben.f) wherein the expansion sleeve returns to its unstretched state upon melting
to release the tool.
27. Dehnbare Werkzeughaltevorrichtung nach Anspruch 26, bei der das Werkzeugträgerelement
ein Spannfutter mit einer sich axial erstreckenden Bohrung enthält
und bei der die Dehnbuchse in der axialen Bohrung angeordnet ist und sich radial nach innen dehnt, um am Werkzeug anzugreifen.27. An expandable tool holder as claimed in claim 26, wherein the tool support member
includes a chuck having an axially extending bore
and wherein the expansion sleeve is disposed in the axial bore and expands radially inwardly to engage the tool.
28. Dehnbare Werkzeughaltevorrichtung nach Anspruch 26, bei der das Werkzeugträgerelement
einen Dorn enthält und bei der die Dehnbuchse sich um den Umfang des Doms herum erstreckt und sich radial nach außen dehnt, um am Werkzeug
anzugreifen.28. An expandable tool holder as claimed in claim 26, wherein the tool support member
includes a mandrel and wherein the expansion sleeve extends around the periphery of the mandrel and expands radially outward to engage the tool.
29. Dehnbare Werkzeughaltevorrichtung nach Anspruch 26, bei der die schmelzbare
Legierung eine Wismutlegierung ist.29. An expandable tool holder according to claim 26, wherein the fusible alloy is a bismuth alloy.
30. Dehnbare Werkzeughaltevorrichtung nach Anspruch 29, bei der die schmelzbare
Legierung bei Temperaturen von unterhalb 300° Fahrenheit erstarrt und schmilzt.30. The expandable tool holder of claim 29, wherein the fusible alloy solidifies and melts at temperatures below 300° Fahrenheit.
31. Dehnbare Werkzeughaltevorrichtung nach Anspruch 30, bei der die schmelzbare
Legierung bei einer Temperatur zwischen ungefähr 140° Fahrenheit und *
ungefähr 180° Fahrenheit erstarrt und schmilzt.31. The expandable tool holder of claim 30, wherein the fusible alloy solidifies and melts at a temperature between about 140° Fahrenheit and * about 180° Fahrenheit.
32. Verfahren zum Befestigen eines Werkzeugs oder eines Werkstücks an einer
dehnbaren Werkzeughaltevorrichtung und zum Freigeben eines Werkzeugs oder Werkstücks von dieser Werkzeughaltevorrichtung, die ein Werkzeugträgerelement,
eine elastische Dehnbuchse und eine zwischen dem Werkzeugträgerelement und der32. Method for securing a tool or a workpiece to an
extensible tool holding device and for releasing a tool or workpiece from this tool holding device, which comprises a tool carrier element,
an elastic expansion bush and a
Dehnbuchse abgegrenzte Dehnkammer aufweist, enthaltend:Expansion sleeve has a delimited expansion chamber containing:
a) das Füllen der Dehnkammer mit einem schmelzbaren Material, während das
schmelzbare Material sich in einem flüssigen Zustand befindet, wobei das Material die Eigenschaft aufweist, daß es sich beim Erstarren ausdehnt;a) filling the expansion chamber with a fusible material while the fusible material is in a liquid state, the material having the property of expanding upon solidification;
b) das Einsetzen des Werkzeugs in die Werkzeughaltevorrichtung, während das
schmelzbare Material sich in einem flüssigen Zustand befindet;b) inserting the tool into the tool holder while the fusible material is in a liquid state;
c) das ausreichende Kühlen des schmelzbaren Materials, so daß das Material
erstarrt und die Dehnkammer dehnt, wodurch die Dehnkammer das Werkzeug oder das Werkstück festklemmt; und(c) cooling the fusible material sufficiently to cause the material to solidify and expand the expansion chamber, causing the expansion chamber to clamp the tool or workpiece; and
d) das Erhitzen des schmelzbaren Materials, so daß das schmelzbare Material
schmilzt und die Dehnbuchse in einen ungedehnten Zustand zurückkehren kann, wodurch das Werkzeug oder das Werkstück freigegeben wird.d) heating the fusible material so that the fusible material
melts and the expansion sleeve can return to an unstretched state, thereby releasing the tool or workpiece.
33. Verfahren nach Anspruch 32, bei dem das schmelzbare Material eine Wismutlegierung
ist. { 33. A method according to claim 32, wherein the fusible material is a bismuth alloy. {
34. Verfahren nach Anspruch 33, bei dem das schmelzbare Material in einem
Temperaturbereich zwischen 120° Fahrenheit und 200° Fahrenheit erstarrt und schmilzt.34. The method of claim 33, wherein the fusible material solidifies and melts in a temperature range between 120° Fahrenheit and 200° Fahrenheit.
35. Verfahren nach Anspruch 32, bei dem die Dehnbuchse sich radial nach außen
dehnt, um an einer Innenfläche des Werkzeugs oder des Werkstücks anzugreifen.35. The method of claim 32, wherein the expansion sleeve expands radially outward to engage an inner surface of the tool or workpiece.
36. Verfahren nach Anspruch 32, bei dem die Dehnbuchse sich radial nach innen
dehnt, um an einer Innenfläche des Werkzeugs oder des Werkstücks anzugreifen.36. The method of claim 32, wherein the expansion sleeve expands radially inward to engage an inner surface of the tool or workpiece.