膨脹卡盤的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種液壓式膨脹卡盤，該膨脹卡盤具有一個基體；具有一個膨脹襯套，該膨脹襯套被接收在該基體中并且限定了一個接收空間以用于有待被卡緊的工具；并且具有一個壓力室，該壓力室被界定在該膨脹襯套與該基體之間，提供了至少一個焊接區(qū)域，在該焊接區(qū)域中該膨脹襯套被焊接到基體上，其中，在該壓力室與該焊接區(qū)域之間提供了一種密封，這種密封是通過該膨脹襯套在基體上的一種至少實質上不漏流體的支承接觸而形成的。
【專利說明】膨脹卡盤
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種液壓式膨脹卡盤。
[0002]液壓式膨脹卡盤通常具有:一個基體；一個膨脹襯套，該膨脹襯套被接收在該基體中并且限定一個接收空間以用于有待被卡緊的工具；以及一個壓力室，該壓力室被界定在該膨脹被套與基體之間，提供了至少一個焊接區(qū)域，在該焊接區(qū)域中該膨脹襯套被焊接到該基體上。
[0003]有待被卡緊的工具的柄可以插入這種膨脹卡盤的接收空間中。然后使壓力室處于壓力下，該膨脹襯套被加載而抵靠該工具的柄。于是該工具的柄通過摩擦方式而保持在該接收空間中。
[0004]當被接收在該膨脹卡盤中的工具被用于粗加工工作時，在該膨脹卡盤與該工具之間必須傳輸高的扭矩。因為可以傳輸高的扭矩，該壓力室被高壓力所加載。這在該焊接區(qū)域上產生了高的應力，通過這種高的應力，該膨脹襯套被牢固地連接到該基體上。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種膨脹卡盤，該膨脹卡盤的突出之處為高的承載能力并且具有擁有高疲勞強度的焊接區(qū)域。
[0006]為實現(xiàn)這一目的，本發(fā)明提供了一種膨脹卡盤，該膨脹卡盤具有一個基體以及一個膨脹襯套，該膨脹襯套被接收在該基體中并且限定了一個接收空間以用于有待卡緊的工具。此外提供了一個壓力室，該壓力室被界定在該膨脹襯套與基體之間。為了連接該膨脹襯套與該基體，提供了至少一個焊接區(qū)域，在該焊接區(qū)域中該膨脹襯套被焊接到該基體上。在該壓力室與該焊接區(qū)域之間提供了一種密封，這種密封是通過該膨脹襯套在該基體上的一種至少實質上不漏流體的支承接觸而形成的。這種密封確保了為卡緊工具的目的而在該壓力室中產生的壓力不是直接呈現(xiàn)在該焊接區(qū)域處。這樣防止了試圖將兩個彼此被焊接的表面擠開。這種負荷將垂直于焊接材料所在的平面起作用并且因此將在該焊接區(qū)域的承載能力相對低的方向上起作用。尤其是在存在大量的負荷交替的情況下，例如在銑削過程中由于振動而產生(將導致壓力室中的壓力波動)，存在著焊接結合點隨著時間的推移而被損壞的危險。根據(jù)本發(fā)明，由于這種密封，防止了在焊接區(qū)域上的這種負荷，因此導致了使用壽命以及膨脹襯套與基體之間的焊接結合點的承載能力的明顯增加。在這種情況下，不需要任何彈性密封件或者其他易受磨損的額外部件；根據(jù)本發(fā)明的密封可以是僅通過基體的表面與該膨脹襯套的表面的適當?shù)慕换プ饔眯纬傻摹?br> [0007]根據(jù)對本發(fā)明的一種改進，所提供的是該密封是通過該膨脹襯套與該基體之間的壓力配合而形成的。這種壓力配合能以低成本實現(xiàn)。這確保了該膨脹襯套與基體之間的永久預應力，從而該焊接區(qū)域不再暴露于使該壓力室處于壓力下的液壓流體中。使用壓力配合所產生的另一個優(yōu)點是，一旦在該膨脹襯套的安裝過程中已經(jīng)對該膨脹襯套相對于該基體的位置進行正確地設置，則這個位置被準確地保持，甚至在未焊接的狀態(tài)下也是如此。因此在焊接過程中該膨脹襯套相對于基體被保持在其位置中，而不必為此目的進行分開的固定。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施例，所提供的是該壓力配合是通過直徑不同于位于其旁邊的焊接區(qū)域的直徑的一個壓力部分而形成的。這樣確保了用于該壓力配合所必需的應力被集中在該壓力區(qū)域上并且不會侵犯位于其旁邊的焊接區(qū)域。此外，由于這種直徑差異，可以對存在于該膨脹襯套與基體之間的焊接區(qū)域中并且導致最佳焊接結合點的這個空隙進行高精度的設定。
[0009]在此情況下，優(yōu)選提供的是，該壓力部分是通過該膨脹襯套的一個在直徑上加厚的部分形成的，并且該焊接區(qū)域位于該部分的一側并且壓力室位于該部分的另一側上。這種構形就生產而言具有多種優(yōu)點，這是因為位于該基體內部并且其中插入了該膨脹襯套的這個接收器在壓力配合區(qū)域和焊接區(qū)域中可以制作成具有恒定直徑，同時該膨脹襯套的加厚部分可以通過車床車削以低成本來生產。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的改進，所提供的是，該密封是通過一個支承部分形成的，該支承部分相對于位于其旁邊的焊接區(qū)域在軸向上伸出。該支承區(qū)域在此具有雙重功能:一方面，該支承區(qū)域形成了防止位于該支承部分之后的焊接區(qū)域直接暴露于液壓流體中的密封。另一方面，該支承部分確保了在該焊接區(qū)域中形成在該膨脹襯套與基體之間的準確限定的空隙。
[0011]優(yōu)選提供的是，該支承部分是在該膨脹襯套上形成的。這就總體生產成本而言也是有利的，因為該膨脹襯套的有待被機加工的這些不同表面與位于該膨脹襯套接收器內部的膨脹卡盤基體中的這些表面相比是更易于接近的。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一種改進，所提供的是該支承部分在垂直于該接收空間的中軸線而定向的一個平面中延伸。在這種改進中，該支承部分起到了該膨脹襯套的軸向有效止擋件的作用，通過這種止擋件，可以確保該膨脹襯套在基體中在接收器內的正確定位。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個進一步的改進，所提供的是該密封是通過一個支承部分形成的，該支承部分被安排在該基體上并且接合到在該膨脹襯套上提供的一個凹槽中，從而使得所述支承部分相對于該焊接區(qū)域在軸向方向上是偏離的。在這種改進中，該支承部分以類似于迷宮式密封的方式起作用，并且在這種情況下，可以改善這種密封隔斷作用，因為該支承部分以特定的壓力接合在基體中的凹槽中。
[0014]優(yōu)選提供的是，該膨脹襯套具有在其位于該基體內部的末端處的一個壓力部分以及在其位于外部的末端處的一個支承部分。在這種改進中，可以將該膨脹襯套推入該基體中的接收器之中，所述接收器先前已經(jīng)裝備有多個焊接環(huán)。該支承部分在此情況下起到了在軸向方向上定位該膨脹襯套的作用，同時該壓力部分確保了該膨脹襯套在焊接過程中不會移出在初步安裝過程中所設定的位置。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一種改進，所提供的是該膨脹襯套配備有螺紋，通過該螺紋所述膨脹襯套被擰接到基體中，并且由此該焊接區(qū)域延伸進入該螺紋中。該螺紋在該膨脹襯套與基體之間構成了一種額外的機械連接，由此獲得了該膨脹卡盤的更高徑向剛度。尤其在與基體內部的在基體與膨脹襯套之間的壓力配合進行組合時，工具在該膨脹卡盤中的卡緊總體上變得是尤其剛性。
【專利附圖】

【附圖說明】[0016]以下通過附圖中展示的不同實施例來對本發(fā)明進行說明，在附圖中:
[0017]圖1a以側視圖示出了一個膨脹卡盤；
[0018]圖1b以正視圖示出了該膨脹卡盤；
[0019]圖1c以剖視圖示出了該膨脹卡盤；
[0020]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個第一實施例穿過一個膨脹卡盤的配備有該膨脹襯套的這個部分的截面；
[0021]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個第二實施例穿過一個膨脹卡盤的配備有該膨脹襯套的這個部分的截面；并且
[0022]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個第三實施例穿過一個膨脹卡盤的配備有該膨脹襯套的這個部分的截面。
【具體實施方式】
[0023]圖1a至圖1c示出了一個膨脹卡盤10，該膨脹卡盤具有一個機床側末端12以及一個工具接收器側末端14。該膨脹卡盤10具有一個由金屬構成的基體16以及一個同樣由金屬構成的膨脹襯套18。在該膨脹襯套18內部形成了一個接收空間20，該接收空間在該膨脹卡盤的工具接收器側的端面上出現(xiàn)。在該膨脹襯套18的外表面與該基體16中的一個接收器22的內表面之間(該膨脹襯套18被插入該接收器之中)形成了一個壓力室24。這個壓力室可以通過多個管道(未示出)被供以液壓流體，從而在壓力室24中積聚高的壓力。這種壓力的結果是，該膨脹襯套18部分地被彈性地向內加載，從而可以牢固地卡緊被安排于該接收空間20中的工具。
[0024]然后參見圖2，解釋了本發(fā)明的第一實施例。該膨脹襯套18在其內部末端處、也就是說在背離該膨脹卡盤的工具接收器側末端14的一側上通過一個焊接區(qū)域30而連接到基體16上。該焊接區(qū)域30是由該膨脹襯套18的外表面與基體16中的接收器22的壁之間的圓柱形空隙形成的。這個空隙被填充有焊接材料，該焊接材料來自于在將該膨脹襯套18安裝在基體16中的過程中被插入該接收器22中的一個焊接環(huán)32。
[0025]在該焊接區(qū)域30與壓力室24之間提供了一種密封34，這種密封是通過該膨脹襯套18與基體16之間的壓力配合而形成的。為此目的，該膨脹襯套18配備有一個壓力部分36，在該焊接區(qū)域30的范圍中，該壓力部分的外徑略大于該膨脹襯套18的外徑。該接收器22的、被指派給該壓力部分36的內徑被選擇為使得在該膨脹襯套18被推入該基體16中的接收器22中時獲得所希望的壓力配合。
[0026]這種壓力配合一方面確保了對該壓力室24進行加裝的液壓流體不會直接作用于該焊接區(qū)域30，尤其是不會存在于該焊接區(qū)域30的面向該壓力室24的一側上。這樣防止了該液壓流體直接作用于該焊接區(qū)域30并且防止了試圖將這兩個彼此被焊接的表面擠開。此外，該壓力部分36以與一個穩(wěn)定安裝件相同的方式起作用，通過該壓力部分，該膨脹襯套18的內部末端在徑向方向上以高度穩(wěn)定的方式被支撐在該基體16中。
[0027]該膨脹襯套在外側上配備有一個加厚的凸緣40，該凸緣同樣被焊接到該基體16上。該焊接區(qū)域在此是由兩個偏離的區(qū)域構成，確切地說是一個徑向定向的焊接區(qū)域41和一個圓柱形焊接區(qū)域42，該徑向定向的焊接區(qū)域被安排在該膨脹襯套18的凸緣40的指向內的端面與該基體16之間，而該圓柱形焊接區(qū)域被提供在該凸緣40的外周與基體16之間。在安裝過程中在這兩個焊接區(qū)域41、42之間安排了一個焊接環(huán)44。
[0028]在該膨脹襯套18的外側上還存在著在該焊接區(qū)域41、42與該壓力室24之間的一種密封46。這種密封46在此是通過該膨脹襯套的凸緣40的指向內的端面上的一個伸出的支承部分48形成的，如從外部看到的，這個支承部分相對于該膨脹襯套18的凸緣40上的、作為該焊接區(qū)域41的一部分的這個表面而在軸向方向上伸出。該支承部分48在此情況下對于該膨脹襯套18而言形成了一個軸向止擋件，該止擋件限定了該膨脹襯套18可以在該基體16中的該接收器22中被推入多遠。
[0029]在安裝該膨脹卡盤10的過程中，該膨脹襯套18與這些焊接區(qū)域32、44 一起被推入該基體16中。在最后的推入階段，該壓力部分36被推入在該基體16中指派給其的接收部分之中。由于對該壓力部分36以及所指派的接收部分進行尺寸確定，建立了所希望的壓力配合。該膨脹襯套18可以被推入到直至該支承部分48密封地支承在基體16中的接收器22中被指派給其的這個壁上。所產生的接觸力可能受到該膨脹襯套18被推入該基體16中有多牢固所影響；形成該密封34的這種壓力配合在該支承部分48的區(qū)域中維持著支承力，甚至在外部的壓入力不再起作用時也是如此。
[0030]隨后將基體16以及該膨脹襯套18加熱而使得這兩個部分被彼此焊接。在此情況下，可以使用溫度/時間曲線，通過該曲線該膨脹卡盤同時還以所希望的方式被固化。
[0031]在固化結束之后，該膨脹襯套18被牢固地連接到基體16上。這種以安裝件的方式起作用的壓力部分36在內側上確保了非常高的徑向剛性。在外側上同樣獲得了高的剛性，這是由于該膨脹襯套的凸緣40借助這兩個以不同方向定向的焊接區(qū)域41、42而被牢固地連接到基體16上。防止了所有這些焊接區(qū)域30、41、42在各自情況下通過密封(在內部末端處通過該壓力部分36的壓力配合形成并且在外部末端處通過支承部分48牢固支承在基體16上而形成)而被液壓流體直接加載。在此情況下，如果少量的液壓流體可以克服這種密封而到達相對應的焊接區(qū)域，這對于該密封作用而言是不重要的。由于這種密封的阻尼作用，甚至在此情況下該壓力室24中的壓力波動對于這些焊接結合點處的疲勞強度的影響與沒有密封的情況下相比是顯著更小的。
[0032]圖3示出了根據(jù)第二實施例的一個膨脹卡盤。對于從第一實施例中已知的特征使用相同的參考數(shù)字并且在這方面可以參見上述解釋。
[0033]該膨脹襯套18的內側是按照與第一實施例中相同的方式設計的。
[0034]在外側上該膨脹襯套18與基體16之間的連接不同于第一實施例之處在于:在凸緣40的圓周表面上提供了螺紋50并且該螺紋被擰到基體16中對應的反向螺紋中。因此該支承部分48與基體16之間的軸向預應力可以借助將該膨脹襯套18擰接到基體16中所用的扭矩而高精度地進行設定。在焊接過程中，該焊接環(huán)44的焊接材料同樣被拉入螺紋50的區(qū)域中，從而在該支承襯套18與基體16之間獲得了一種非常牢固的機械連接。
[0035]圖4示出了第三實施例。對于從以上實施例中已知的特征使用相同的參考號并且在這方面可以參見上述解釋。
[0036]在該第三實施例中，同樣在內側上使用壓力配合形式的密封34并且該密封被安排在壓力室24與該焊接區(qū)域30之間。在外側上，以類似于第一實施例的方式使用了兩個偏離的焊接區(qū)域41、42。與第一實施例的區(qū)別在于，在第三實施例中，使用了以類似于迷宮式密封的方式設計的一種密封60。為此目的,基體16配備有一個圓柱形支承部分62,該支承部分朝外伸出并且接合在該膨脹襯套18上的一個凹槽64之中。凹槽64是在凸緣40的指向內部的端壁上形成的，并且在此情況下該支承部分62的尺寸可以相對于凹槽64進行設計從而使得該支承部分62以一定的壓力接合在該凹槽中，尤其是在外側上；在徑向內側上，該壓力室24的一部分可以鄰近于該支承部分62。
[0037]在這種改進中，彼此垂直安排的兩個表面對(確切地說是該支承部分62的指向外的端面以及其環(huán)形圓周表面)與該凸緣40的被指派給這些表面對的表面一起使該壓力室24與這些焊接區(qū)域41、42分離。此外這個支承部分62用作該膨脹襯套18的機械支承，從而總體上在徑向方向上獲得了高度穩(wěn)定的構造。此外，該支承部分62的端面在將該膨脹襯套18安裝在基體16中的接收器20中的過程中起到了一個止擋件的作用。
【權利要求】
1.一種液壓式膨脹卡盤，包括: 一個基體； 一個膨脹襯套，該膨脹襯套被接收在該基體中并且限定了一個接收空間以用于有待被卡緊的工具；以及 一個壓力室，該壓力室被界定在該膨脹襯套與該基體之間，提供了至少一個焊接區(qū)域，在該焊接區(qū)域中該膨脹襯套被焊接到該基體上，其中，在該壓力室與該焊接區(qū)域之間提供了一種密封，該密封是通過該膨脹襯套在該基體上的一種至少實質上不漏流體的支承接觸所形成的。
2.如權利要求1所述的膨脹卡盤，其中，該密封是通過該膨脹襯套與該基體之間的一種壓力配合而形成的。
3.如權利要求2所述的膨脹卡盤，其中，該壓力配合是借助一個壓力部分而形成的，該壓力部分的直徑不同于位于其旁邊的該焊接區(qū)域的直徑。
4.如權利要求3所述的膨脹卡盤，其中，該壓力部分是由該膨脹襯套的一個部分而形成的，該部分在直徑上是加厚的并且該焊接區(qū)域位于該部分的一側上而該壓力室位于該部分的另一側上。
5.如權利要求1所述的膨脹卡盤，其中，該密封是通過一個支承部分形成的，該支承部分相對于位于其旁邊的該焊接區(qū)域在軸向上伸出。
6.如權利要求5所述的膨脹卡盤，其中，該支承部分是在該膨脹襯套上形成的。
7.如權利要求5所述的膨脹卡盤，其中，該支承部分在與該接收空間的中軸線垂直地定向的一個平面中延伸。
8.如權利要求1所述的膨脹卡盤，其中，該密封是通過一個支承部分形成的，該支承部分被安排在該基體上并且接合到在該膨脹襯套上提供的一個凹槽中，這樣使得所述支承部分相對于該焊接區(qū)域在該軸向方向上是偏離的。
9.如權利要求4所述的膨脹卡盤，其中，該膨脹襯套在其位于該基體內部的末端處具有一個壓力部分并且在其位于外部的末端處具有一個支承部分。
10.如權利要求1所述的膨脹卡盤，其中，該膨脹襯套配備有螺紋，借助該螺紋所述膨脹襯套被擰接到該基體中，并且其中該焊接區(qū)域延伸進入該螺紋中。
11.如權利要求6所述的膨脹卡盤，其中，該支承部分在與該接收空間的中軸線垂直地定向的一個平面中延伸。
12.如權利要求9所述的膨脹卡盤，其中，該密封是通過一個支承部分形成的，該支承部分相對于位于其旁邊的該焊接區(qū)域在軸向上伸出。
13.如權利要求12所述的膨脹卡盤，其中，該支承部分是在該膨脹襯套上形成的。
14.如權利要求12所述的膨脹卡盤，其中，該支承部分在與該接收空間的中軸線垂直地定向的一個平面中延伸。
15.如權利要求9所述的膨脹卡盤，其中，該密封是通過一個支承部分形成的，該支承部分被安排在該基體上并且接合到在該膨脹襯套上提供的一個凹槽中，這樣使得所述支承部分相對于該焊接區(qū)域在軸向方向上是偏離的。
【文檔編號】B23B31/02GK103878404SQ201310659533
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月9日 優(yōu)先權日:2012年12月20日
【發(fā)明者】J·K·赫魯?shù)? R·弗羅塔德索薩菲約 申請人:鈷碳化鎢硬質合金公司