DE29500115U1

DE29500115U1 - Clamping element for fixing in a hole in a component

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Publication number: DE29500115U1
Application number: DE29500115U
Authority: DE
Original assignee: Brown Boveri Reaktor GmbH; ABB Reaktor GmbH
Current assignee: ABB Reaktor GmbH
Priority date: 1995-01-05
Filing date: 1995-01-05
Publication date: 1995-02-23
Anticipated expiration: 2005-01-06

Description

ABB Reaktor GmbHABB Reactor GmbH

Mannheim 4. Januar 1995Mannheim 4 January 1995

Mp.Nr. 95/501.' PAT 5-Bä/FoMp.No. 95/501.' PAT 5-Bä/Fo

Clamping element for fixing in a bore of a component Description

Die Erfindung betrifft ein Spannelement zum Festlegen in einer Bohrung eines Bauteils mit einer aus mehreren Teilschalen bestehenden Spannhülse und einem mit Hilfe eines Federelementes und einem die Kraft des Federelements aufhebenden Druckmedium relativ zur Spannhülse bewegbaren Spanndornes, wobei das Federelement von einem Halter für die Teilschalen übergriffen ist, und wobei das Spannelement eine Last trägt.The invention relates to a clamping element for securing in a bore of a component with a clamping sleeve consisting of several partial shells and a clamping mandrel that can be moved relative to the clamping sleeve with the aid of a spring element and a pressure medium that cancels out the force of the spring element, wherein the spring element is overlapped by a holder for the partial shells, and wherein the clamping element carries a load.

Ein derartiges Spannelement ist aus der EP 0 232 781 Bl bekannt. Ist die dortige Spannhülse nach dem Wirksamwerden der Federkraft des als Tellerfederpaket ausgebildeten Federelementes in dem Bauteil verankert, so verharrt auch die Last bzw. das die Last tragende Teil des Spannelementes in der nach dem Verankerungsvorgang eingenommenen Position. Das bedeutet im praktischen Einsatz, daß die dem Bauteil zugewandten Kontaktflächen der Last bzw. des die Last tragenden Teiles des Spannelementes nur teilweise oder überhaupt nicht am Bauteil zur Anlage kommen. Stellt die Last beispielsweise einen Träger für ein am Bauteil einzusetzendes Bearbeitungswerkzeug dar, so führt eine unvollständige oder federnde Anlage der Last bzw. des die Last tragendes Teiles des Spannelementes zu unerwünschten Fibrationen, wodurch Schaden an Bauteil, Träger, Spannelement oder Werkzeug auftreten können.Such a clamping element is known from EP 0 232 781 Bl. If the clamping sleeve there is anchored in the component after the spring force of the spring element designed as a disc spring package has taken effect, the load or the part of the clamping element that bears the load also remains in the position assumed after the anchoring process. In practical use, this means that the contact surfaces of the load or the part of the clamping element that bears the load that faces the component only partially or not at all come into contact with the component. If the load represents a carrier for a machining tool to be used on the component, for example, an incomplete or springy contact of the load or the part of the clamping element that bears the load leads to undesirable vibrations, which can cause damage to the component, carrier, clamping element or tool.

Mp.Nr. 95/501 2 4. Januar 1995Mp.No. 95/501 2 4 January 1995

Es stellt sich die Aufgabe, ein Spannelement der eingangs genannten Art anzugeben, das einen vollständigen Kontakt zwischen der Last bzw. dem die Last tragenden Teil des Spannelementes und dem Bauteil sicherstellt.The task is to specify a clamping element of the type mentioned above that ensures complete contact between the load or the part of the clamping element that bears the load and the component.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß das die Last tragende Teil des Spannelementes ein Zylinder ist, der bei in Spannstellung befindlicher Spannhülse relativ zum Spanndorn bewegbar ist, wobei die Kraft zur Ausführung der Relativbewegung kleiner als die Kraft des Federelementes ist.This object is achieved according to the invention in that the load-bearing part of the clamping element is a cylinder which can be moved relative to the clamping mandrel when the clamping sleeve is in the clamping position, the force for carrying out the relative movement being smaller than the force of the spring element.

Die Spannhülse behält aufgrund der größeren Federkräfte ihre Position bei, während der Zylinder mit der Last über das Druckmedium bis zur satten Anlage der Zylinderstirnfläche bzw. der Last-Berührungsflächen an dem Bauteil relativ zur Spannhülse bewegt wird.The clamping sleeve maintains its position due to the greater spring forces, while the cylinder with the load is moved via the pressure medium until the cylinder face or the load contact surfaces are in full contact with the component relative to the clamping sleeve.

Zur Erzielung einer kompakten Anordnung ist vorgesehen, daß der Halter als Kolben des Zylinders ausgebildet ist, daß der Zylinder mit zwei Anschlußstutzen zum Einleiten eines Druckmediums versehen ist, wobei der erste Anschlußstutzen in eine erste Kammer und der zweite Anschlußstutzen in eine zweite Kammer der Zylinder-/Kolbenanordnung mündet.To achieve a compact arrangement, it is provided that the holder is designed as a piston of the cylinder, that the cylinder is provided with two connection pieces for introducing a pressure medium, the first connection piece opening into a first chamber and the second connection piece opening into a second chamber of the cylinder/piston arrangement.

Der kompakten Ausbildung dient auch eine Anordnung, nach der ein Teilbereich des Spanndornes mit der Innenumfangsfläche des Halters eine Zylinder-/Kolbenanordnung bildet, wobei das Druckmedium über eine Anschlußtülle des Halters zugeführt wird.The compact design is also achieved by an arrangement in which a portion of the mandrel forms a cylinder/piston arrangement with the inner peripheral surface of the holder, with the pressure medium being supplied via a connection sleeve of the holder.

Anhand eines Ausführungsbeispieles und einer einzigen Fig. wird das erfindungsgemäße Spannelement beschrieben.The clamping element according to the invention is described using an embodiment and a single figure.

Die einzige Fig. zeigt einen Querschnitt durch ein Spannelement 1 und einen Teilbereich eines Bauteiles 2, in dessen Bohrung 3 das Spannelement 1 festgelegt ist. Die Verankerung des Spannelementes erfolgt über eine aus Teilschalen gebildete Spannhülse 4, deren Spann- oder Lösestellung durch einen in Pfeilrichtung 5 relativ zur Spannhülse 4 bewegbaren Spanndorn 6 erzielt wird.The only figure shows a cross section through a clamping element 1 and a part of a component 2, in whose bore 3 the clamping element 1 is fixed. The clamping element is anchored via a clamping sleeve 4 formed from partial shells, the clamping or release position of which is achieved by a clamping mandrel 6 that can be moved in the direction of the arrow 5 relative to the clamping sleeve 4.

Mp.Nr. 95/501 " *3 V. Januar 1995Mp.No. 95/501 " *3 V. January 1995

Spanndorn und Teilschalen weisen komplimentäre Spreizflächen 7, 8 auf, die den Spann- und LösungsVorgang unterstützen. Rundschnurringe 9, 10 halten die Teilschalen der Spannhülsen 4 bei gelöster Spannhülse in Position. Eine aus einem Tellerfederpaket 11 bestehendes Federelement ist zwischen einer Schulter 12 des Spanndornes 6 und einer Scheibe 13 angeordnet, die an einem Halter 14 abgestützt ist. Der Halter 14 besteht aus einem Ober- und einem Unterteil 14a, 14b, die-untereinander eine Schraubverbindung eingehen. Zwischen einem im Oberteil 14a des Halters 14 festgelegten Gleitstück 15 und einer Gleitbuchse 16 ist die Spannhülse 4 bei den radialen Bewegungen ihrer Teilschalen geführt. Das Unterteil 14b des Halters 14 übergreift das Tellerfederpaket und einen Teilbereich des Spanndornes 6. Das Unterteil 14b ist in einer Anschlußtülle 41 fortgeführt, die einen Gewindestopfen 17 unter Einhaltung einer radialen Abdichtung 18, 19 durchsetzt. Zwischen dem Teilbereich des Spanndornes 6 und der Innenwandung des Unterteils 14b des Halters 14 sind Dichtringe 20 und Dichtelemente 21 angeordnet, die zu einer Kolben-Zylinderanordnung führen. Wird die Anschlußtülle 41 von einem Druckmedium beaufschlagt, erfolgt eine Bewegung des Spanndornes 6 entgegen der Federkraft, was zu einer Lösestellung der Spannhülse 4 führt. Eine Aufhebung der Druckbeaufschlagung führt zu einer durch das Tellerfederpaket 11 ausgelösten Verankerung der Spannhülse 4.The mandrel and the partial shells have complementary spreading surfaces 7, 8 that support the clamping and release process. Round cord rings 9, 10 hold the partial shells of the clamping sleeves 4 in position when the clamping sleeve is released. A spring element consisting of a disc spring package 11 is arranged between a shoulder 12 of the mandrel 6 and a disk 13 that is supported on a holder 14. The holder 14 consists of an upper and a lower part 14a, 14b that form a screw connection with one another. The clamping sleeve 4 is guided between a sliding piece 15 fixed in the upper part 14a of the holder 14 and a sliding bushing 16 during the radial movements of its partial shells. The lower part 14b of the holder 14 overlaps the disc spring assembly and a portion of the clamping mandrel 6. The lower part 14b is continued in a connecting sleeve 41, which passes through a threaded plug 17 while maintaining a radial seal 18, 19. Sealing rings 20 and sealing elements 21 are arranged between the portion of the clamping mandrel 6 and the inner wall of the lower part 14b of the holder 14, which lead to a piston-cylinder arrangement. If the connecting sleeve 41 is subjected to a pressure medium, the clamping mandrel 6 moves against the spring force, which leads to a release position of the clamping sleeve 4. Removing the pressure leads to an anchoring of the clamping sleeve 4 triggered by the disc spring assembly 11.

Der Halter 14 ist von einem Zylinder 22 übergriffen, der den Gewindestopfen 17 aufnimmt und über einen Rundschnurring 23 gegenüber dem Gewindestopfen abgedichtet ist. Je eine Kolbendichtung 24, 25 und je ein Kolbenführungsring 26, 27 erlauben die Ausbildung einer Kolben-/Zylinderanordnung zwischen dem Halter 14 und dem Zylinder 22, die noch durch eine Stangendichtung 28 unterstützt ist. Der Zylinder 22 trägt auf seinem Flansch 29 eine mit einer Verschraubung 30 gesicherte Last 31, 31a, die beispielsweise ein Träger für ein am Bauteil 2 einzusetzendes Bearbeitungswerkzeug sein kann. Die in der linken Zeichnungshälfte dargestellte Last 31 endet mit ihrer Oberkante unterhalb der Stirnseite des Zylinders 22, während die in der rechten Zeichnungshälfte dargestellte Last 31a mit ihrer Oberkante die StirnseiteThe holder 14 is covered by a cylinder 22, which receives the threaded plug 17 and is sealed against the threaded plug by a round cord ring 23. A piston seal 24, 25 and a piston guide ring 26, 27 allow the formation of a piston/cylinder arrangement between the holder 14 and the cylinder 22, which is also supported by a rod seal 28. The cylinder 22 carries on its flange 29 a load 31, 31a secured with a screw connection 30, which can, for example, be a carrier for a machining tool to be used on the component 2. The load 31 shown in the left half of the drawing ends with its upper edge below the front side of the cylinder 22, while the load 31a shown in the right half of the drawing ends with its upper edge below the front side

Mp.Nr. 95/501 " *4 ¥. Januar 1995Mp.No. 95/501 " *4 ¥. January 1995

des Zylinders 22 überragt. Bei den verschiedenen, in der linken und in der rechten Zeichnungshälfte dargestellten Lastanordnungen sei unterstellt, daß nach der Verankerung der Spannhülse 4 über das Tellerfederpaket 11 zwischen der Stirnseite des Zylinders 22 und dem Bauteil 2 ein Abstand 32 bzw. zwischen der Oberfläche der Last 31a und dem Bauteil 2 ein Abstand 33 besteht. Durch Beaufschlagen des dem Zylinder 22 zugeordneten Anschlußstutzens 34 mit einem Druckmedium wird eine zwischen den Schultern 35, 36 von Zylinder 22 und Unterteil 14b des Halters 14 vorhandenen Kammer 40 unter einen Druck gesetzt, der kleiner ist als die Federkraft des Tellerfederpakets 11. Das führt dazu, daß die mit größerer Kraft in der Bohrung 3 des Bauteils 2 verankerte Spannhülse 4 ihre Position beibehält, während der Zylinder 22 in Pfeilrichtung 37 bis zur Anlage der Stirnseite des Zylinders 22 (Anordnung linke Zeichnungshälfte) bzw. bis zur Anlage der Oberfläche der Last 31a am Bauteil 2 (Anordnung rechte Zeichnungshälfte) relativ zum Halter 14 bzw. zum Spanndorn 6 verschoben wird. Die nach der Verschiebung eingenommene Anlageposition von Zylinder bzw. Last ist mit strichpunktierten Linien angedeutet. Mit dieser satten Anlage ist ein vibrationsfreies Arbeiten der von der Last getragenen nicht dargestellten Bearbeitungswerkzeuge gewährleistet. Ist der Einsatz beendet, so wird die Druckbeaufschlagung über den Anschlußstutzen 34 eingestellt und ein mit einer Kammer 38 verbundener Anschlußstutzen 39 des Zylinders 22 druckbeaufschlagt, so daß der Zylinder zusammen mit der Last ein vorgebbares Maß nach unten gefahren werden kann. Alsdann wird durch Druckbeaufschlagung der Anschlußtülle 41 der Spannkolben 6 gegen die Kraft des Tellerfederpaketes nach oben bewegt, was zur Lösung der Spannhülse 4 führt.of the cylinder 22. In the various load arrangements shown in the left and right halves of the drawing, it is assumed that after anchoring the clamping sleeve 4 via the disc spring assembly 11, there is a distance 32 between the front side of the cylinder 22 and the component 2 or a distance 33 between the surface of the load 31a and the component 2. By applying a pressure medium to the connection piece 34 assigned to the cylinder 22, a chamber 40 located between the shoulders 35, 36 of the cylinder 22 and the lower part 14b of the holder 14 is placed under a pressure that is smaller than the spring force of the disc spring assembly 11. This means that the clamping sleeve 4, which is anchored with greater force in the bore 3 of the component 2, maintains its position, while the cylinder 22 is displaced in the direction of arrow 37 until the front side of the cylinder 22 (arrangement left half of the drawing) or until the surface of the load 31a rests on the component 2 (arrangement right half of the drawing) relative to the holder 14 or the clamping mandrel 6. The position of the cylinder or load assumed after the displacement is indicated with dot-dash lines. This solid system ensures vibration-free operation of the machining tools (not shown) carried by the load. Once the application is complete, the pressure is adjusted via the connection piece 34 and a connection piece 39 of the cylinder 22 connected to a chamber 38 is pressurized so that the cylinder can be moved downwards together with the load by a predefined amount. Then, by applying pressure to the connection piece 41, the clamping piston 6 is moved upwards against the force of the disc spring assembly, which leads to the clamping sleeve 4 being released.

Claims

Mp.No. 95/501 " T '4' January 1995 Protection claims

1. Clamping element for securing in a bore (3) of a component (2) with a clamping sleeve (4) consisting of several partial shells and a clamping mandrel (6) which can be moved relative to the clamping sleeve (4) with the aid of a spring element (11) and a pressure medium which cancels out the force of the spring element, the spring element being overlapped by a holder (14) for the partial shells, and the clamping element carrying a load (31, 31a), characterized in that the part of the clamping element which carries the load (31, 31a) is a cylinder (22) which can be moved relative to the clamping mandrel (6) when the clamping sleeve (4) is in the clamped position, the force for carrying out the relative movement being smaller than the force of the spring element (11).

2. Clamping element according to claim 1, characterized in that the holder (14) is designed as a piston of the cylinder (22), that the cylinder is provided with two connecting pieces (34, 39) for introducing a pressure medium, the first connecting piece (34) opening into a first chamber (40) and the second connecting piece opening into a second chamber (38).

3. Clamping element according to claim 1, characterized in that a partial area of the clamping mandrel (6) forms a cylinder/piston arrangement with the inner peripheral surface of the holder (14), the pressure medium being supplied via a connection sleeve (41) of the holder (14).