DE9017016U1

DE9017016U1 - Einstellbare Befestigungsvorrichtung

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Publication number: DE9017016U1
Application number: DE9017016U
Authority: DE
Original assignee: UNICRAFT HELSINKI FI Oy
Current assignee: UNICRAFT HELSINKI FI Oy
Priority date: 1989-10-03
Filing date: 1990-09-13
Publication date: 1991-09-12
Anticipated expiration: 2000-09-14
Also published as: DE69031837D1; WO1991004814A1; US5255928A; FI894671A; DE69031837T2; FI894671A0; ES2112840T3; AU6337990A; EP0495795A1; EP0495795B1; JPH05500336A; US5174585A

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine einstellbare Befestigungsvorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1, die zur Befestigung verschieden geformter Werkzeuge oder Werkstücke oder von verschiedenen Maschinenelementen oder dergleichen geeignet ist.

Aus den DE 1 929 659, 2 644 576 und 2 700 934 sind Befestigungseinrichtungen für axiale Körper bekannt, die auf einem von einem Hydraulikdruck erzeugten Druck beruhen, um eine Befestigungshülse zu verengen. Diese Befestigungseinrichtungen sind jedoch wegen Öllecks, die durch Abnutzungen oder Ausfall von Dichtungen verursacht werden, problematisch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einstellbare Befestigungsvorrichtung zu schaffen, durch die das Problem von Öllecks beseitigt werden kann und die zur Erzeugung hoher Drücke, z. B. von etwa 1000 bar oder mehr in der Lage ist.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 bzw. 2 angegebenen Merkmale. Eine wesentliche Eigenschaft bei der Durchführbarkeit der Erfindung ist die Verstellung des Elastomeren relativ zu einem Druckmedium Raum und/oder zu Kanälen in der gleichen Weise wie ein hydraulisches Fluid.
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Der wichtigste Vorteil, der sich durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung ergibt, besteht darin, daß durch Ersetzen von Hydrauliköl durch einen Elastomer, z. B. einen Zweikomponenten-Silicongummi (wie z. B. den Silicongummi RTV-2 mit einer Shorehärte von etwa 18 bis 70, wie er von der Fa. Wacker-Chemie GmbH, Deutschland , hergestellt wird) es

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ermöglicht wird, die Leckprobleme zu überwinden; außerdem sind die Herstellungstoleranzen, die bei solch einer Vorrichtung gefordert werden, wesentlich weniger kritisch als diejenigen, wenn Hydrauliköl verwendet wird. Wenn z. B. der Spalt zwischen den Teilen in der Größenordnung von 0,1 bis 0,2 mm ist, wird Silicon selbst bis zu einem Druck von 700 bar in der Struktur gehalten, während Öl durch einen wesentlich kleineren Spalt und bei einem wesentlich niedrigerem Druck austritt. Die Verwendung von Öl erfordert somit andere, wesentlich kompliziertere Dichtungsanordnungen. Wenn man einen Elastomer verwendet, können die Dichtungen wesentlich einfacher sein, und nötigenfalls können sie vollständig weggelasen werden. Wenn man einen voreingestellten Elastomer verwendet, der in situ gegossen und/oder von Stücken oder Pulver gepreßt wird, ist die Herstellung gesonderter Formen unabhängig für jeden Anwendungsfall nicht nötig, und der Montagevorgang wird vermieden. Das insitu-Giessen wird vorzugsweise mittels einer Zweikomponenten-Gießmaschine mit veränderbarem Mischverhältnis durchgeführt. Vorzugsweise wird das verwendete Elastomer aus auf einem Kondensationshärter beruhenden Siliconelastomer ausgewählt, die bei Raumtemperatur härten. Die Formung eines Elastomerraums beim in situ-Giessen oder bei Verwendung eines gepressten Elastomeren ist ebenfalls weniger einschränkend als bei Verwendung fertiger Elastomerstrukturen. Ein weiterer Vorteil, der sich durch Silicon ergibt, besteht darin, daß es insbesondere in Form von Stücken oder Pulver, die voreingestellt sind, nicht an Metalloberflächen haftet, und daß es durch Aufbringen einer geringen Kraft verformbar ist, sich aber in der gleichen Weise wie eine Flüssigkeit verhält, die nicht permanent komprimiert werden kann. Das in situ gegossene Elastomer kann im wesentlichen frei von Adhesion an den Wänden gehalten werden, wenn man irgendein geeignetes Lösungsmittel verwendet, z. B. verschiedene Schmiermittel, Wachse oder Pulver, die mit einem bestimmten Elastomeren kompatibel sind. Das Elastomer kann

auch &zgr;. B. in vorhandene Hydraulikmediumkanäle eingebracht werden, um ein Hydraulikfluid zu ersetzen, sodaß die Kanäle tatsächlich sehr klein sein können. Für Silicon haben sich z. B. die übliche Seife und Siliconfett als geeignete Lösungsmittel erwiesen. Während des Betriebs kann sich diese Art von Lösungsmittel aus dem Elastomerraum und/oder den Kanälen arbeiten. Die Wirkung solch eines Austritts eines Lösungsmittels beim Haften des Elastomeren an den Wänden bleibt praktisch vernachlässigbar, da die Hin- und Herbewegung des Elastomeren relativ zu den Wänden eine allmäliche Krümelbildung wenigstens insoweit verursacht, als die Oberflächenschicht betroffen ist, sodaß die Krümelschicht eine Gleitschicht bildet, die verhindert, daß das Elastomer an den" Wänden haftet. Die Dimensionierung der Siliconkanäle ist von der ,der Fluidkanäle, soweit Silicon betroffen ist, insoweit verschieden, als es nicht notwendig ist, die Wirkung der Shorehärte bei der Verteilung von Druck im Silicon zu berücksichtigen. Im Prinzip ist die Druckverteilung ähnlich der in einer Flüssigkeit, reduziert, die für die innere Verformung des Elastomeren erforderlich ist.

Im Hinblick auf den Betrieb der Vorrichtung kann vorzugsweise der Arbeitskopf eines Kolbens oder einer Schraube, die an der Elastomerschicht eines Druckmediums angreifen, vorzugsweise mit einer Lippe an ihrer Kante versehen sein, um zu verhindern, daß das Elastomer sich zwischen den Kolben oder die Schraube und ein Zylinderteil arbeitet, in dem der Kolben wirkt. Die Lippe kann vorzugsweise dadurch gebildet werden, daß der Kolbenkopf mit einer Dichtungsschicht aus Teflon, Graphit oder einem ähnlichen Material versehen wird, wobei die Lippe in dieser Dichtung gebildet wird.

Einleitende Versuche wurden unter Verwendung eines Kolbens mit einem Durchmesser von 8 mm, einem Hub von 10 mm, einer Frequenz von 2 Hüben pro Sekunde und einem Betriebsdruck

von 400 bis 800 bar durchgeführt, wobei das Elastomer in einen Kanal mit einem Durchmesser von etwa 2 mm gedrückt wurde, der zu einer zuvor mit Öl betriebenen Axkupplung führte. Dies führte zu einer lecksicheren Strucktur, die bei einer Versuchsvorrichtung noch nach 250 000 Hüben (Fig. Id) lecksicher und betriebsfähig war.

Das Druckmedium kann auch durch Verwendung eines Heizelements, z. B. eines elektirschen Widerstandes, gebildet sein, daß bei Erhitzung zu einer Expansion des Elastomeren und damit zu einer Druckerhöhung führt. Um den Druck zu regulieren ist das Heizelement außerdem mit einer Einstellschraube oder einem Kolben versehen, die direkt auf das Heizelement wirken oder von diesem gelöst werden können.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 bis 12 beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Fig. la - Id Ausführungsformen der Befestigungsvorrichtung zum Klemmen axialgeformter Teile,

Fig. 2 einen Querschnitt der Befestigungsvorrichtung der Fig. la längs der Linie A-A in Fig. la,
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Fig. 3a - 3d Ausführungsformen für eine Druckeinrichtung zur Verwendung in der Befestigungsvorrichtung,

Fig. 4 - 6b weitere Ausführungsformen insbesondere zum

Klemmen axialgeformter Teile,

Fig. 7 und 8 Ausführungsformen einer Befestigungsvorrichtung insbesondere für Teile mit einer flachen Klemmfläche und

12
Fig. 9-12 Anwendungsfälle der Befestigungsvorrichtung.

Die in Fig. la gezeigte Befestigungsvorrichtung dient zum Innenklemmen von axialen oder rohrförmigen Teilen 10. Die Befestigungsvorrichtung hat einen Körperabschnitt 1 in dem eine Klemmhülse 2 befestigt ist, die vorzugsweise im wesentlichen zylindrische Form hat. Der Körperabschnitt 1 hat eine Innenfläche 6a in Form eines kreisförmigen Konus, um zwischen der Innenfläche 6a und der Klemmhülse 2 einen Raum 3 zu bilden, der im axialen Schnitt etwa dreieckig ist und in dem in situ ein Elastomer gegossen werden soll.

Solch ein dreickiger Raum ist bevorzugt, da dadurch ein Drück, der auf einen Elasotmer ausgeübt wird, gleichmäßiger auf das befestigte Teil über dessen gesamte Länge verteilt wird. Ein Abschnitt zwischen den Enden 7a, 8a bzw. 7b, 8b der Klemmhülse 2 ist wesentlich dünner als der Endabschnitt, damit die Hülse über diesen Abschnitt gegen ein zu befestigendes Teil drücken kann. Der Körperabschnitt 1 hat außerdem eine Druckkammer 4, die mit dem Elastomerraum 3 verbunden ist, und ein Drosselabschnitt ist zwischen der Druckkammer 4 und dem Elastomerraum 3 vorgesehen. Die Druckkammer 4 wird vorzugsweise mit einem Druckmedium 11 (Fig. 2) versehen, das vorzugsweise in einer Gewindebohrung 9 im Körperabschnitt 1 eingestellt wird.

Bei der in Fig. 3a gezeigten Ausführungsform wird das Druckmedium 11 durch einen Außenkolben 18 gebildet, der in die Gewindebohrung 9 eingeführt wird, und in das ein Innenkolben 14 eingesetzt wird. Der Innenkolben 14 wird z. B. mittels eines Schraubteils 16 betätigt, das durch einen Abstandsblock 15 mittels eines Außengewindes 13 mit dem Außenkolben 18 verbunden ist. Das Schraubteil 16 ist außerdem mit einem Antriebskopf 17 versehen. Der Innenkolben kann ebenfalls z. B. mittels eines Exzenders oder einer anderen bekannten mechanischen Einrichtung betätigt werden. Der Au-

OU.

ßenkolben 18 dient zur Befestigung eines Druckmediums 11 am Körperanbschnitt 1 und auch als Anfangsdruckadapter. Der Innenkolben 14 bewirkt die eigentliche, zur Befestigung erforderliche Druckbeaufschlagung. Die Vorderfläche des Außenkolbens 18, die dem Elastomerraums 3 zugewandt ist, ist vorzugsweise mit einer Nut 19 versehen, um in der Innenkante des Außenkolbens 18 eine Lippe 20 zu erzeugen, damit verhindert wird, daß der Elastomer zwischen den Innenkolben 14 und die Innenfläche des Außenkolbens 18 eindringt, wobei sich der Innenkolben 14 über die Vorderfläche des Außenkolbens 18 erstreckt, die der Druckkammer 4 zugewandt ist. Der Innenkolben 14 ist mit einer entsprechenden Lippe 21 versehen, um zu verhindern, daß der Elastomer zwischen den Innen"- und Außenkolben eindringt, wenn sich der Kolben 14 innerhalb des Außenkolbens 18 befindet. Das Ende des Innenkolbens 14, das dem Elastomer 5 zugewandt ist, kann z. B. keilförmig gebildet sein, um eine gleichmäßige Verteilung des auf den Elastomer ausgeübten Drucks zu erreichen.

Fig. 3b zeigt ein Druckmedium wie in Fig. 3a, das jedoch mit einer Feder 108 versehen ist, die Volumenänderungen des Elastomeren ausgleicht, die durch Temperaturänderungen hervorgerufen werden. Zusätzlich hat der Kolben 14 Dichtungen 14a und 21a. Die Dichtung 21a ist mit einer Lippe 21 versehen. Das Material der Dichtungen 14a und 21a ist vorzugsweise kohlefaserverstärktes Teflon. Der Zweck solcher Dichtungen ist hauptsächlich die Bildung von Lagerflächen zur Bewegung des Kolbens 14, um die Zylinderabnutzung zu verringern. Außerdem verhindert die Lippe 21, daß der Elastomer zwischen den Kolben 14 und die Zylinderwände eindringt.

Fig. 3c zeigt eine Ausführungsform, bei der mehrere Kolben verschiedener Größen aufeinanderfolgend miteinander verbunden sind. An einem Körperabschnitt 100 ist z. B. mit einer Schraubverbindung ein Abstandsblock 101 befestigt, in den ein erster Kolben bzw. Stift 102 eingesetzt ist. Der erste

Kolben wirkt auf eine erste Elastomerschicht 103, die den Druck auf einen zweiten Kolben 104 übertägt, der einen Oberflächenbereich hat der wesentlich größer als der des ersten Kolbens 102 ist. Die Oberfläche des zweiten Kolbens 104, die von der ersten Elastomerschicht 103 abgewandt ist, ist mit einem dritten Kolben 105 versehen, der einen Oberflächenbereich hat, der wesentlich kleiner als der des zweiten Kolbens 104 ist. Der dritte Kolben 105 erzeugt in einer zweiten Elsatomerschicht 106 innerhalb eines Innenrohrs 107 einen erhöhten Druck, sodaß die Kolbenkombination als Druckverstärker wirkt. Die Größe solch einer Verstärkung hängt von dem Verhältnis der Oberflächenbereiche der Kolben ab. Ein weiterer Elastomerraum 106 kann z. B. mit einem oder mehreren Elastomerräumen 3 verbunden werden, die in den Fig. la bis Ic gezeigt sind. Eine Kolbenkombination wie in Fig. 3c ist ebenfalls geeignet, z. B. zur genauen Einstellung verschiedener Maschinenkomponenten und z. B. zur Erzeugung einer Vorschubbewegung für Führungssupporte, Rundsupporte etc. von Werkzeugmaschinen.

Fig. 3d zeigt ein zylindrisches Druckmedium 110, das mit einem kontinuierlichen Ringkolben 111 versehen ist. Der Kolben 111 kann auch so gestaltet sein, daß er mehrere Komponenten umfaßt, z. B. gesonderte Kolben, die in einer kreisförmigen Anordnung zueinander beabstandet sind. Ein Druckmedium 110 ist am Ende eines Innenkolbens 114 und eines Außenkolbens 112 befestigt, wobei ein Abstandsblock 113 zur Bildung eines Raums für den Ringkolben 111 dient. Dieser Raum steht mit einem Elastomerraum in Verbindung, der zwischen Innen- und Außenrohren gebildet ist und in den ein Elastomer 115 in situ gegossen wird. Das Ende des Elastomerraums, das dem Druckmedium 110 abgewandt ist, ist mit einem zweiten Ringkolben 116 versehen. Wenn auf das Druckmedium 110 eine axial gerichtete Kraft ausgeübt wird, dringt der Ringkolben 111 in die Elastomerschicht 115 ein, die wiederum aufgrund ihrer Verformung den Druck auf den

zweiten Ringkolben 116 überträgt. Der Ringkolben 116 drückt damit gegen eine Vorderfläche 118 eines zu befestigenden Rohrs 117. Diese Befestigung ist z. B. für Kupplungsverbindungen geeignet, wobei der Kolben 116 und /oder die Fläche 118 mit einer Reibfläche versehen ist.

Fig. Ib zeigt die Verwendung der Befestigungsvorrichtung für das Innenklemmen eines rohrförmigen Teils 10. Die in Fig. Ib gezeigte Vorrichtung unterscheidet sich von der der Fig. la hauptsächlich darin, daß die Klemmhülse 2 an der Außenfläche des Körperabschnitts 1 befestigt ist. Bei der Ausführungsform der Fig. Ib sind beide Enden 7b und 8b der Klemmhülse 2 außerdem mit einem Gewindeabschnitt zur Befestigung der Hülse am Körperabschnitt 1 versehen, während bei der Ausführungsform der Fig. la das Ende, das von der Druckkammer 4 weiter entfernt ist, d. h. das distale Ende 7a, entsprechend im wesentlichen der Konizität der Innenfläche 6a konisch ist, wobei das innere Ende 8a mit einem Gewindeabschnitt versehen ist. Die Ausführungsform der Fig.

Ic entspricht im wesentlichen der der Fig. la, der einzige Unterschied besteht darin, daß die Klemmhülse 2 über ihren Abschnitt zwischen den Enden 7a, 8a konvex ist, um die Elastomerschicht 5 abzuflachen, sodaß die Klemmhülse 2 als Federelement dient, das die Rückkehr des Elastomers in seinen Ursprungsliehen Zustand erleichtert, wenn die Wirkung des externen Druckes aufhört. Zusätzlich ist die Innenfläche der Klemmhülse 2 vorzugsweise mit einer Klemmeinrichtung 90 versehen, die die Klemmwirkung an einer Welle oder einem Rohr erleichtert. Die Klemmeinrichtung 90 kann z. B. als scharfkantige Vorsprünge oder dergleichen ausgebildet sein. Diese scharfkantigen Vorsprünge können z. B. dazu dienen, die Oberfläche einer zu befestigenden Welle aufzurauhen. Die Vorrichtung der Fig. Ic ist außerdem z. B. zur Befestigung kugelförmiger Teile geeignet. Solche Vorsprünge können selbstverständlich auch bei den Ausführungsformen der Fig. la und Ib vorgesehen sein.

⁰O 17 QI6.

Die Ausführungsform in Fig. ld ist eine Abwandlung der in Fig. la. Der Elastomer raum hat zwei Abschnitte 3a und 3b, die durch eine Trennrippe 2a getrennt sind, die an der dem Elastomerraum zugewandten Oberfläche der Klemmhülse 2 gebildet und mit Öffnungen versehen ist, um die Elastomerräume 3a und 3b miteinander zu verbinden. In ihrer Längsrichtung sind die Elastomerräume 3a und 3b so gebildet, daß der Querschnitt konstant bleibt. Diese Art der Vorrichtung der Fig. Id wurde in dem in der Einleitung erwähnten Test verwendet, wobei die Struktur ihren leckdichten Aufbau und ihre Betriebsfähigkeit selbst nach 250 000 Hüben beibehielt.

BeiT der Auführungsform der Fig. 4 ist ein zylindrischer Körperabschnitt 24 mit einem Elastomerraum 34 versehen, in den ein Elastomer 3 3 gegossen ist. Am oberen Ende des Elastomerraums 34 ist ein Kolben 29 befestigt, der vorzugsweise mit einer Steuerstange 30 versehen ist, die in einer Führungsbahn 31 läuft, die im Körperabschnitt 24 gebildet ist. Am oberen Ende des Kolbens 29 ist eine Klemmhülse 27 befestigt, die als kreisförmiger Konus geformt ist und sich vom Kolben 29 weg verjüngt. Am oberen Ende der konischen Hülse 27 ist eine weitere konische Hülse 26 aufgesetzt, die eine Innenfläche hat, die im wesentlichen mit der der konischen Hülse 27 übereinstimmt, während sich ihre Außenfläche vorzugsweise weg vom Kolben 29 erweitert. Der Körperabschnitt 24 ist außerdem vorzugsweise durch eine Schraubverbindung mit einem Deckel 25 versehen, der eine geeignete Öffnung für ein zu befestigendes Werkzeug, z. B. einen Bohrer versehen. Der Elastomer 3 3 wird mit einem Druckmedium 32, das vorzugsweise ein durch Schraubendrehung oder exzentrisch betätigter Kolben ist.

Die Ausführungsform der Fig. 5a entspricht im wesentlichen der der Fig. 4, es ist jedoch nur ein Klemm- bzw. Befestigungskonus 36 verwendet. Der Körperabschnitt 35 ist somit

°&Pgr; 17 016.

mit einem geeignetem Raum für die konische Hülse 36 versehen. Der Körperabschnitt hat auch einen Raum für einen Körper 38, der unter der konischen Hülse 36 angeordnet ist. Unter dem Kolben 38 befindet sich wiederum ein Elastomerraum 41 mit einem in situ eingegossenen Elastomer 39. Bei der Ausführungsform der Fig. 5a wird der Elastomer 39 mittels eines Druckmediums 42 mit Druck beaufschlagt, das einen keilförmigen Kolben 40 zur Erzeugung eines gleichmäßigen Drucks im Elastomer 39 betätigt. Fig. 5b zeigt eine bevorzugte Konstruktion für eine konische Hülse 36. Entsprechend Fig. 5b ist die konische Hülse 36 mit einer Nut 43 versehen, die die Hülsenwand durchdringt und in einer Öffnung 44 endet. Diese Konstruktion ermöglicht es ,¹^ eine konische Hülse 36 mit einem zu befestigenden Teil 37 leicht in Kontakt zu bringen. Die Hülse 36 kann in Längsrichtung in einen oder mehrere Abschnitte gespalten sein, um ihr Einsetzen zu erleichtern. Die konischen Hülsen 26 und 27 in Fig. 4 können ebenfalls der Hülse 36 ähnlich sein.

Bei der Ausführungsform der Fig. 6a ist ein Abstandsblock 53 zwischen die Hülse 46 der Befestigungsvorrichtung und das zu befestigende axiale Teil 54 eingesetzt. Die Klemmhülse 46 ist mit einer Gewindeverbindung 48 und mittels eines konischen Teils 47 mit einem Körperabschnitt 45 verbunden. Der Körperabschnitt 45 ist auch mit wenigstens einem Druckmedium versehen, das eine Hülse 50 umfaßt, die durch eine Gewindeverbindung mit dem Körperabschnitt 45 verbunden und in die ein Kolben 52 vorzugsweise durch eine Gewindeverbindung eingesetzt ist. Der Kolben 52 kann z. B. mittels eines in eine Ausnehmung 51, die in der Außenfläche des Kolbens 52 gebildet ist, einzusetzenden Arbeitswerkzeugs betätigt werden. Fig. 6b zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform der Fig. 6a, deren Klemmhülse 46a in ihrer Konstruktion von der Hülse 46 der Ausführungsform der Fig. 6a abweicht. Die Klemmeinrichtung kann z. B. in der Weise

¹ ■" < / Uli

(Keilteile) ersetzt sind, die durch den Elastomer 49 verstellt werden. In Fig. 6b ist ein Kolben (nicht gezeigt) vorzugsweise in Längsrichtung des Kanals (senkrecht zur Zeichenebene) angeordnet, um eine ausreichend lange Kolbenverstellung zu bewirken.

Fig. 7 zeigt die Verwendung der Befestigungsvorrichtung zur Befestigung flacher Teile. Ein Körperabschnitt 58 ist mit einem Elastomerraum 61 versehen, an dessen oberen Ende eine Klemmeinrichtung 59 , vorzugsweise eine plattenähnliche Konstruktion, vorgesehen ist, deren Kanten mit Lippen versehen sind, um zu verhindern, daß der Elastomer in den Raum zwischen Kanten der Klemmeinrichtung 59 und dem Körperabschnitt 58 eindringt. Über der Klemmeinrichtung 59 ist eine Führungsbahn 60 vorgesehen, um darin ein zu befestigendes Teil anzuordnen. Die Druckbeaufschlagung des in den Elastomerraum 61 eingesetzten Elastomren kann z. B. durch ein in den Fig. 3a bis 3c gezeigtes Druckmedium erfolgen.

Fig. 8 zeigt die Verwendung der Befestigungsvorrichtung als Schraubstock oder dergleichen. Ein Körperabschnitt 62 ist mit einem Elastomerraum versehen, um dort einen Elastomer 63 einzugiessen. Am oberen Ende des Elastomerraums ist eine Klemmeinrichtung 64 z. B. ähnlich der in Fig. 7 gezeigten angeordnet. Die so erhaltenen Befestigungsvorrichtungen werden einander gegeüber in einem geeigneten Rahmen 65 angeordnet, wobei eine Spannback 65a des Rahmens gegen die andere Spannbacke 65b zubewegt wird, z. B. mittels einer Kolbenanordnung, wie in Fig. 3c gezeigt ist. Die bewegliche Spannbacke kann somit verwendet werden, um die Positionierung und Anfangsklemmung eines zu befestigenden Teils durchzuführen und die Endbefestigung kann durch Druckbeaufschlagung der Elastomerschicht (63) z. B. durch Verwendung eines Druckmediums, wie es in Fig. 3a bis 3c gezeigt ist, 5 bewirkt werden.

Fig. 9 zeigt die Verwendung der Befestigungsvorrichtung als Achskupplung. Wie gezeigt ist ein Körperabschnitt 68 mit einer Hülse 69 versehen, und ein Elastomerkanal 70 ist zwischen der Hülse 69 und dem Körperabschnitt 48 gebildet. In die Hülse 69 ist auch ein Abstandsblock 71 eingesetzt, der mit einem Flange 7 2 versehen ist. Die zu klemmenden Achsen 67 (nur eine Achse ist gezeigt) werden im Abstandsblock 71 angeordnet, worauf der Elastomer im Elastomerkanal 70 z. B. mittels eines Druckmediums in Fig. 3a bis 3c, das vorzugsweise tangential im Körperabschnitt 68 (nicht gezeigt) angeordnet wird, mit Druck beaufschlagt wird. Der Absandsblock 71 kann außerdem mit Vorsprüngen, wie sie Fig. Ic zeigt, oder mit einer Reibfläche zur Verbesserung des Griffs versehen sein. Die Ausführungsform der Fig. 9 kann auch in der Weise konstruiert sein, daß der Elastomerraum 70 zusammen mit seiner Klemmeinrichtung 69 gegen den Flange 72 angeordnet wird. In diesem Falle hat das Druckmedium vorzugsweise die Ausführungsform der Fig. 3d. Der Flange 7 2 ist vorzugsweise mit einer Reibfläche versehen.

Fig. 10 zeigt die Verwendung der Befestigungsvorrichtung als Klemme für eine flache Klinge oder ein ähnliches Arbeitswerkzeug 82.

Bei dieser Ausführungsform ist ein Körperabschnitt 80 mit einem Druckmedium 86 versehen, das mittels des Elastomers, der in einem Elastomerraum 87 angeordnet ist, auf einen Keil 85 drückt und dadurch einen gleichmäßigen Druck auf eine zweite Elastomerschicht 84 erzeugt. Die zweite Elastomerschicht 84 überträgt den Druck auf einen Kolben 83, der einen Keil 81 gegen ein zu klemmendes Werkzeug bzw. eine Klinge 82 drückt, um die Klinge in ihrer Stellung zu arretieren. Die vertikale Positionierung der Klinge 82 kann durch Fluchtungsöffnungen 109 im Körperabschnitt 80 und entsprechende Fluchtungsöffnungen 110 in der Klinge 82 bewirkt werden. Dies kann z. B. durch Verwendung von Führ-

ungsstiften oder Schrauben erreicht werden. Die vertikale Positionierung kann auch durch Verwendung eines gesonderten Klemmelements bewirkt werden. Es ist auch möglich, mehrere Werkzeugklemmen wie in Fig. 10 an einem einzigen Körperabschnitt zu befestigen, wobei die Elastomerräume vorzugsweise durch Kanäle oder Leitungen miteinander verbunden sind. Der Körperabschnitt kann auch ein Drehkörper sein, an dessen Vorderseite die Klemmen vorgesehen sind.

Fig. 11 zeigt die Verwendung der Befestigungsvorrichtung als Achskupplung in der Weise, daß &zgr;. &Bgr;. zwei Befestigungsvorrichtungen wie in Fig. Ic axial aufeinanderfolgend angeordnet und miteinander z. B. durch eine Schraubverbindung verbunden werden. Selbstverständlich kann solch eine Kupplung auch in der Weise konstruiert sein, daß der Körperabschnitt einstückig ist, sodaß beide Elastomerräume mit einer gemeinsamen Druckkammer verbunden sind. Die Ausführungsform der Fig. 11 kann auch dazu verwendet werden, Achsen oder Wellen unterschiedlicher Durchmesser durch einen geeigneten Abstandsblock oder Konstruktion einer der Hälften, die die Befestigungsvorrichtung bilden, in abweichender Größe zu befestigen.

Fig. 12 zeigt eine Ausführungsform der Befestigungsvorrichtung, bei der in einem Körperabschnitt 96 ein Elastomerraum z. B. wie in Fig. 4 vorgesehen ist. Ein Druckmedium 95 wie z. B. in den Fig. 3a bis 3c wirkt auf einen Elastomer, der einen "Kolben" 91 verstellt. Das Ende des Kolbens 91, das vom Körperabschnitt abgewandt ist, ist mit einer Greif- bzw. Klemmeinrichtung 92 versehen, die außerdem auf einem festen Arm 93 sitzt. Der Kolben 91 und der Arm 93 sind vorzugsweise mit einer Federeinrichtung versehen. Wenn man den Kolben 91 aus dem Körperabschnitt 96 drückt, dreht sich das Ende der Greifeinrichtung 92, das über den Arm 93 vorsteht, nach unten und berührt ein zu befestigendes Teil (nicht gezeigt) , um es in seiner Lage zu klemmen.

Die obigen Ausführungsformen wurden nur als Beispiele möglicher Konstruktionen der Befestgungsvorrichtung beschrieben. So können die beschriebenen Elastomerräume zusammen mit ihren Klemmeinrichtungen selbstverständlich in anderer Weise angeordnet werden, z. B. an der Vorderfläche eines zylindrischen Befestigungskörpers oder an einer oder mehreren ebenen Flächen z. B. eines rechteckigen "Schienenkörpers" oder dergleichen. Außerdem können die Druckleitungen nötigenfalls verbunden werden.

Die Klemmhülse kann auch in verschiedenen Weisen konstruiert sein, z. B. durch Biegen eines blechähnlichen Materials" zu einem Zylinder, sodaß die in Umfangsrichtung verlaufenden Enden einer fertigen Hülse vorzugsweise nicht miteinander verbunden und einander überlappend angeordnet werden, sodaß die Reduktion und Expansion der Hülse erleichtert wird. Die Klemmhülse kann auch mit Längs- oder Quernuten versehen sein, die die Wand durchdringen und sich vom einen Ende bis nahe zum Anderen Ende erstrecken, um Segmente oder Streifen zu bilden, die gegenüber einem zu befestigenden Teil flexibel sind. In diesem Falle werden die Schlitze bzw. Lücken zwischen den Segmenten vorzugsweise mit einer Platte oder Platten abgedeckt, damit der Elastomer nicht in diese Lücken gelangen kann.

Außerdem kann die Klemmvorrichtung direkt an einem zu befestigenden Werkzeug oder einer Maschinenkomponente z. B. einer Achse, einer V-Riemenscheibe, einem Zahnrad etc. angebaut sein.

Die Befestigungsvorrichtung in ihren beschriebenen Ausführungsformen und Kombinationen hiervon kann auch z. B. am Quersupport von Werkzeugmaschinen, Drehsupporten oder dergleichen angewandt werden, um ihre genauen Positionierungs- und ihre hohen Klemmkräfte zu nutzen. Die gezeigte

Befestigungsvorrichtung kann auch als solche oder mit geringen Änderungen auf Ventile oder verschiedene Dichtungen angewandt werden.

§0 17 016.

Claims

G 90 17 016.4 22. April 1991 Vg/z 23821 EINSTELLBARE BEFESTIGUNGSVORRICHTUNG SCHUTZANSPRÜCHE

1. Einstellbare Befestigungsvorrichtung &zgr;. B. für ein axialförmiges, rohrförmiges, flaches oder kugelförmiges Werkzeug, Werkstück, Maschinenteil oder dergleichen bestimmter Form, bestehend aus einem Körperabschnitt (1; 14; 35; 45; 58; 62; 68), einer Klemmeinrichtung (2, 2c, 27; 36; 46; 59; 64; 69), die in dem Körperabschnitt angeordnet und wenigstens teilweise indirekt oder direkt gegen ein zu befestigendes Teil (10; 28; 37; 54; 67) gedrückt werden kann, und einem Raum (3; 34; 41; 61; 70) zwischen dem Körperabschnitt und der Klemmeinrichtung für ein Druckmedium,

dadurch gekennzeichnet, daß

das Druckmedium aus einem Elastomer, z. B. einem Zweikomponenten-Silicon besteht, der unmittelbar in einen Druckmediumraum und/oder einen Kanal gegossen ist, dessen Wände zuvor mit einem Lösungsmittel behandelt wurden, das verhindert, daß der Elastomer an den Wänden haftet und der die Verschiebung des Elastomeren im Raum und/oder Kanal ermöglicht, wobei das Elastomer als ein ein Hydraulik-Fluid ersetzendes Druckmedium dient, sodaß bei Druckbeaufschlagung des Elastomeren durch einen Kolben, eine Schraube oder dergleichen das Elastomer aufgrund seiner Verschiebung und/ oder seiner Verformung den Druck direkt oder indirekt auf die Klemmeinrichtung (2, 2c; 27; 36; 46; 59; 64; 69) überträgt, die dadurch gegen das zu befestigende Teil (10; 28; 37) oder einen Abstandsblock (54; 71) drückt, der wiederum gegen das Teil (54; 67) drückt und wobei bei Aufheben des Drucks das Elastomer wieder seinen Ausgangszustand automa-

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GIE

tisch und/oder mittels eines gesonderten Federelements und/ oder mittels einer zweiten, in entgegengesetzter Richtung wirkenden Klemmeinrichtung einnimmt.

2. Einstellbare Befestigungsvorrichtung &zgr;. B. für ein axialförmiges, rohrförmiges, flaches oder kugelförmiges Werkzeug, Werkstück, Maschinenteil oder dergleichen bestimmeter Form, bestehend aus einem Körperabschnitt (1; 14; 35; 45; 58; 62; 68), einer Klemmeinrichtung (2, 2c, 27; 36; 46; 59; 64; 69), die in dem Körperabschnitt angeordnet und wenigstens teilweise indirekt oder direkt gegen ein zu befestigendes Teil (10; 28; 37; 54; 67) gedrückt werden kann, und einem Raum (3; 34; 41; 61; 70) zwischen dem Körperabschnitt und der Klemmeinrichtung für ein Druckmedium,

dadurch gekennzeichnet, daß

das Druckmedium aus einem voreingestellten Elastomer besteht, der in Form von Stücken, Bröseln oder Pulver in einem Druckmedium und/oder Kanal zusammengepreßt ist, ohne daß es wesentlich an den Wänden haftet und im Raum und/oder Kanal verschoben werden kann, wobei das Elastomer als ein ein Hydraulik-Fluid ersetzendes Druckmedium dient, sodaß bei Druckbeaufschlagung des Elastomeren durch einen Kolben, eine Schraube oder dergleichen das Elastomer aufgrund seiner Verschiebung und/oder seiner Verformung den Druck direkt oder indirekt auf die Klemmeinrichtung (2, 2c; 27; 36; 46; 59; 64; 69) übertägt, die dadurch gegen das zu befestigende Teil (10; 28; 37) oder einen Abstandsblock (54; 71) drückt, der wiederum gegen das Teil (54; 67) drückt und wobei bei Aufheben des Drucks das Elastomer wieder seinen Ausgangszustand automatisch und/oder mittels eines gesonderten Federelements und/oder mittels einer zweiten, in entgegengesetzter Richtung wirkenden Klemmeinrichtung einnimmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß

der Zweikomponenten-Silicon ein auf einem Kondensationshärter basierendes Siliconharz ist, das bei Raumtemperatur härtet.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Klemmeinrichtung im wesentlichen aus einer zylindrischen Klemmhülse (2, 2c) besteht, die innerhalb oder außerhalb des Körperabschnitts (1) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß
die Außenfläche des äußeren Endes (7a) der inneren Klemmhülse (2a) im wesentlichen die Form eines Kreiskonus entsprechend der konischen Form der Innenwand (6a) des Körperabschnitts (1) hat, wobei das äußere Ende (7a) im wesentlichen gegen den entsprechenden äußeren Rand der Innenwand (6a) anliegt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
das innere Ende (8) und/oder das äußere Ende (7b) der Klemmhülse (2, 2c) ein Gewinde zur Befestigung der Hülse (2) an einem entsprechenden Gewinde im Körperabschnitt (1) aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß

ein Federelement dadurch gebildet ist, daß wenigstens ein Teil der Klemmhülse (2) in Richtung des Elastomeren (5) konvex ist, sodaß bei Aufhören der Druckwirkung, die durch den Elastomer (5) ausgeübt wird, die Klemmhülse (2c) in ihre ursprüngliche Form zurückkehrt, wodurch die Rückkehr des Elastomeren (5) in seinen Ausgangszustand erleichtert wird.

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8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt zwischen den Klemmhülsenenden (7a, 8a; 76; 86) wenigstens über einen Teil seiner Länge dünnwandig ausgebildet ist, sodaß das Drücken der Kleinmhülse (2, 2c) unter Druck gegen ein zu befestigendes Teil oder den Abstandsblock erleichtert wird.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemiuhülse durch Biegen eines folienähnlichen Materials in eine zylindrische Form gebildet ist, sodaß die in Umfangsrichtung verlaufenden Enden einer fertigen Hülse vorzugsweise nicht miteinander verbunden sind und einander überlappen, um die Reduktion und Expansion der Hülse zu erleichtern.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmhülse mit Längsnuten versehen ist, die die Wand durchsetzen und sich vom einen Ende bis nahe zum anderen Ende erstrecken, um Segmente oder Streifen zu bilden, die gegen ein zu befestigendes Teil gebogen werden können.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume zwischen den Segmenten mit einem Folienelement oder Folienelementen abgedeckt sind, um das Eindringen von Elastomer in die Zwischenräume zu verhindern.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung aus einem Hülsenelement (27, 36) besteht, das als Kreiskonus geformt ist, wobei ein Kolbenelement (29, 38) zwischen das Hülsenelement und den Elastomerraum (34, 41) eingesetzt ist, um den externen Druck, der

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vom Elastomer (33, 39) auf das Hülsenelement ausgeübt wird, zu übertragen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, daß

das Hülsenelement (36) mit Nuten (43) versehen ist, die durch die Wand verlaufen und sich vom einen Ende des Hülsenelemnts zu Öffnungen (44) nahe dem anderen Ende erstrekken, sodaß das Hülsenelement (36) gegen ein zu befestigendes Teil (37) verformbar ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß

die Klemmhülse aus einem einzigen oder mehreren Komponenten besteht.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 insbesondere für Werkzeuge oder Werkstücke oder dergleichen, die eine ebene Klemmfläche haben,

gekennzeichnet durch

eine Befestigungsnut oder einen Befestigungsraum (60) im Körperabschnitt (58) für ein zu befestigendes Teil, wobei die Nut (60) mit einem folienähnlichen Klemmblock (59) versehen ist.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß

der Raum (3) direkt oder indirekt mit einer gesonderten Druckkammer (4) im Körperabschnitt (1) verbunden ist, in die ein Druckmedium (11; 32; 42; 50 bis 52) zur Druckerzeugung im Elastomer eingeführt wird.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß

das Druckmedium (11; 32; 42; 50 bis 52) aus einem schraubgedrehten Kolben besteht.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß

das Druckmedium (11; 32; 42; 50 bis 52) aus einem schraubgedrehten Kolben (12, 14) besteht, dessen dem Elastomer zugewandtes Ende mit einer Dichtungsschicht, z. B. aus Teflon, Graphit oder dergleichen versehen ist, wobei der Kantenbereich bzw. die Kantenbereiche der Dichtungsschicht mit einer Lippe versehen ist bzw. sind.
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19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18,
dadurch gekennzeichnet, daß

der Kolben (12, 14) mit einer Federeinrichtung (108) zur Kompensation von Temperaturunterschieden versehen ist.
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20. Vorrichtung nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß

das Druckmedium aus einem temperaturgesteuerten Heizelement besteht, das mit einer Einstellschraube oder einem Kolben zum Druckausgleich versehen ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen der Druckkammer (87) und dem Elastomerraum (86) ein keilförmiger Abstandsblock (85) eingesetzt ist, um in die Druckkammer eingebrachten Druck mittels des keilförmigen Abstandsblocks in den Elastomerraum einzuleiten, wobei der Elastomerraum wiederum den Druck direkt oder indirekt auf die Klemmeinrichtung überträgt.