紧固装置的制作方法

本发明涉及一种带有紧固套用于在凹槽中固定的紧固装置，紧固套与组件相连，其中夹紧心轴是相对于紧固套可移动的，其中组件至少部分地引导到壳体中，其中组件能够安装在壳体的指向凹槽的一侧，其中壳体是相对于处于紧固位的紧固套可移动的。

背景技术：

由公开文献de29500115u1已知一种紧固元件，通过该紧固元件能够在组件的孔中固定重物。为此多个与o形环组合在一起的部分外壳与紧固元件共同作用。通过膜片弹簧紧固元件为了夹紧而压在部分外壳中并且通过恒力紧固在孔的内壁上。然而位于紧固元件上的重物通常在夹紧之后与组件具有一定距离。借助液压操控机械将夹紧之后的重物-通常是机械仪器的支撑件或支撑板-移动到组件上。以此来确保重物和组件的完全接触。以此方式能够减小机械仪器导致的震动对夹紧产生的影响。

现有技术的缺点是，对紧固元件在孔内定位时只能以比较大的间隙实现居中。对此出于所选结构的原因需要把紧固套的部分外壳设计成稳定的形式，从而用于夹紧的作用的力能够施加在紧固元件中。此外还会影响到紧固元件本身的重量。膜片弹簧组的重量在总重量中也占有可观的比例。膜片弹簧组独自产生用于夹紧的恒力并且具有相应的质量。根据现有技术，典型的紧固元件的重量至少是800g。该相对大的重量也会对夹紧产生负面影响。

如果该紧固元件被用在核设施中，则其置于一个辐射负荷中，相应的大量的材料遭受辐射并由此产生辐射。如此这种紧固元件用于例如核电站的热交换管更换工作中。此外，能够导致部分壳体在使用中变脏。由此减小组件与紧固元件之间的支持力。然后必须拆卸紧固元件并且清洁相应的部分壳体，该工作耗费时间并且会造成更高的辐射负荷。执行工作的的辐射负荷受监控并且因此被测量。

技术实现要素：

根据现有技术，发明的目的在于提供一种用于在凹槽中固定的紧固装置，该夹紧装置的支持力在使用中能够调整并且减小震动对夹紧产生的影响。

所述目标将通过上述种类的紧固装置实现。其特征在于，用于夹紧的夹紧心轴通过第一压力介质能够相对于紧固套移动，并且夹紧的支持力能够通过第一压力介质中的压力调整。

以此方式具有优势地实现，支持力不再恒定，而是例如根据需要能够提高。如果在使用中确定，紧固装置有被“震松”的迹象，操作员就可以通过简单的调节或第一压力介质中的压力提高来相应地提高支持力。结果是，紧固装置以更大的支持力夹紧在凹槽中。对此必须为不同尺寸的凹槽分别使用与相应凹槽相配的紧固套。所需的支持力也相应地改变。根据本发明的紧固装置能够以有利的简单的方式通过相应的对压力介质中的压力进行调整而对不同的要求进行匹配。目前为止所需安装的其他弹簧组都不再需要，因为对此目的不再需要弹簧组。紧固装置变得更轻也带来相应的优势，即在使用中有利地减小了由操作震动而激发的质量。

质量减小的优势还在于，组件能够安装在壳体的指向凹槽的一侧，从而确保了组件与为了定位在其内部形成凹槽的管底相接触。从而进一步减小了震动对例如通过组件固定于紧固装置上的机械仪器的影响。

根据本发明的紧固装置的优选的改进，其特征在于，支撑着组件的壳体通过第二压力介质能够在处于紧固位的紧固套内相对于夹紧心轴移动，将工件支架固定在组件上的力能够通过第二压力介质中的压力调整，在第一和第二压力介质中的压力如此调整，即支持力大于使壳体与夹紧心轴之间产生相对移动的力。

如此减小组件和例如墙的距离，在墙中具有紧固装置应该在其中夹紧的孔。

以此方式能够使在使用中由重物产生的力和震动优势性地只对紧固装置及其支持力产生较小的影响。

根据本发明的紧固装置的进一步改进如下，具有力和/或压力测量装置，通过该装置能够计算支持力并且支持力能够通过压力提高或压力减小进行调节。

以此方式能够实现，压力匹配以及支持力的匹配或用于在重物和夹紧心轴之间的力再特定的工作条件下自动地进行，即可调节。借此不再需要人工监控和设置压力或压力介质中的压力。相应地避免可能的错误来源。

紧固套的另一个优势性设计如下，紧固套为单件式构成的压紧套筒，压紧套筒具有至少两个卡舌。

通过单个部件的设计使紧固套以压紧套筒的形式实现，从而提高了组件的稳定性。由此压紧套筒能够以比目前的紧固套更大的支持力工作。由此还通过根据发明的设计优势性地减小紧固装置的质量。

另外的优势在于，目前总是在部分外壳和紧固元件之间存在的间隙完全消除。将紧固元件根据现有技术在凹槽中施加，其典型的目前能够实现的居中精度是大于+/-0,3mm。通过压紧套筒的单件式的设计能够在不依赖其他措施的条件下实现好于+/-0,15mm的精度。由于根据发明的紧固装置特别用于对定位精度有要求的工作，因此上述改进是对于现有已知的紧固元件明显的进步。

本发明的对象有利的改进涉及紧固装置，其特征在于，卡舌具有这种壁厚或壁厚趋势，实现卡舌的弹性作用。

通过根据本发明的压紧套筒的设计卡舌具有相对小的壁强度。一方面以这种方式实现了优势性的减重，另一方面能够实现在沿着压紧套筒纵向延伸方向上的弹性作用，该弹性作用通过弹性的可伸缩的卡舌实现。由此还能够，实现卡舌特别简单地与紧固装置应该卡在其中的凹槽的轮廓匹配。可能出现的是，脏粒或其他异物存在于凹陷中。对此能够如此实现，将作用在压紧套筒区域用于卡紧的力均匀分布在卡舌上并且借此对称地作用在凹陷的内壁上。支持力的效果整体得到了改善。

紧固装置的改进如下，在夹紧心轴和压紧套筒之间形成圆锥状的接触面，并且如此选择圆锥的角度，夹紧心轴和压紧套筒之间恰好不形成自锁。

所述种类的圆锥的设计避免了夹紧心轴和压紧套筒如此连接，松开只能借助外力消耗实现。由此简化了结构并且避免了紧固装置的可能的不良的工作状态。此外将会优势性地影响在夹紧心轴纵向上作用的力与由这个力产生的径向的卡紧力之间的比例关系。通过简化的结构同样地实现了对根据本发明的紧固装置的减重。

本发明的对象的另一个设计如此实现，即压紧套筒由具有抗张强度至少1800n/mm²，并且0.2的弹力极限至少是1600n/mm²的钢制成，并且钢具有硬度至少为52hrc(洛氏硬度c)的硬度。

通过对用于制造压紧套筒材料的选用将以优势性的方式进一步减小压紧套筒的重量以及紧固装置整体的重量。

根据紧固装置的另外的实施例，卡舌通过分隔槽在压紧套筒的纵向延伸方向上形成并且卡舌的预先确定的弹性变量能够通过分隔槽的长度实现。

由此以特别简单的方式实现，所希望的弹性仅仅通过分隔槽的长度即可实现。如此能够例如不同的弹性变量及由此产生的弹性力在一种相同的紧固套形式中调整并且由此以特别简单的方式匹配每个应用。

紧固装置的优势性改进设置为，夹紧心轴在其指向压紧套筒的末端是圆锥形的，压紧套筒具有与夹紧心轴的圆锥形部分相配合的圆锥型的区域，圆锥的角度如此选择，夹紧心轴和压紧套筒之间的接触面在该区域内在夹紧状态下最大。

圆锥首先在松开状态下具有略微不同的角度。一旦夹紧心轴进入夹紧套筒中并且将压紧套筒相对于凹槽夹紧并且由此实现相应的卡紧，则根据本发明的在夹紧心轴和压紧套筒之间的接触面在该区域内达到最大。由此将以优势性的方式最小化在接触面上的磨损，优化支持力的分布并且整体地实现更大的支持力。

更多优势性的设计可能性将在另外的从属权利要求中提供。

附图说明

发明的更多实施形式及优势将借助附图中描绘的实施例进一步阐释。其中，

图1示出了根据本发明的压紧套筒的示例，

图2示出了根据本发明的紧固装置的透视图，

图3示出了根据本发明的紧固装置的剖视图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的压紧套筒10的优选实施例的侧视图。其中卡舌12的数量是可辨认的，该卡舌(在该视图下部)逐渐过渡到底部部件14中。压紧套筒10一件式地构成。由此能够实现将在夹紧中作用在卡舌12上的力通过特别简单的方式导入到底部部件14中。此外每个卡舌12无间隙地固定在通过结构预先确定的位置上。压紧套筒10在所选的例子中具有12个卡舌12。结果表明，通过12个卡舌12在良好的压紧套筒10的可定位性的同时能够实现尤其良好的卡紧效果。然而原则上通过2个卡舌元件就能实现卡紧效果，从而在本发明的构想下，卡舌还可选用每组大于2的的数量。如何具体地实现卡紧效果，将通过更多的示意图来展示。在示意图的上部示出了槽口16，该槽口内设置有o形环18。该o形环设置为，卡舌12在安装期间以及在压紧套筒10无应力状态中处于特定位置。

在所示例子中压紧套筒10完全由一个工件车削。一种具有相对高韧性的钢选择作为材料并且通过热处理使该材料具有更高的硬度。卡舌12的壁厚如此选择，即单独的卡舌12在其技术设计中是弹性可伸缩的，不会发生永久变形。每个卡舌12通过相应的切缝13在压紧套筒12的纵向延伸方向上形成，其中切缝13延伸至底部部件14的附近区域。在附近区域内的切缝底部通过孔15被扩大。由此实现在该区域内的材料应力的减小。

图2示出根据本发明的预先安装的紧固装置20的外部透视图。在此紧固套10安装在壳体22内，该壳体在该视图中上部配备有顶盖螺栓24，卡舌12穿过该顶盖螺栓。在顶盖螺栓24中设置有用于顶盖螺栓24的安装更确切地说用于顶盖螺栓的拆卸的凹槽25。在壳体22的上部区域，在具有数个孔28的法兰板26与顶盖螺栓24的外侧之间布置圆筒状的第一壳体区域30。壳体22的该部分考虑用于例如固定在该图中没有示出的工具架，工具架具有例如与第一壳体区域30的直径相匹配的孔，从而工具架在安装时是穿过卡舌12和第一壳体区域30可移动的并且第一法兰板26作为安装挡块使用。此外工具架例如借助螺栓连接和孔28的使用与法兰板26固定地连接并且位置固定地定位。

在该图中示出了在壳体22的下部区域中的第一模制构件32并且在壳体22的中间区域示出了第二模制构件34，在第二模制构件中拧入排气螺栓36。排气螺栓用于压力介质的排气，在所选的实施例中压力介质是液压油，液压油通过未绘制的压力管路导入到图中不可见的连接管口中。更多的功能将在图3的描述中进一步阐释。

图3示出了根据本发明的紧固装置20的剖视图，紧固装置夹紧在组件40的另外的凹槽38中并且借此固定或锚定在固定的位置上。另外的凹槽38能够例如是在地面中、在热交换器底部中、在墙壁中或在天花板中的洞或钻孔，也能够是管道，例如是热交换器的管道。夹紧的作用以及由此在凹槽38中的紧固装置20的锚定通过压紧套筒10与夹紧心轴42的共同作用实现，夹紧心轴能够相对于压紧套筒10沿着双箭头44的方向在夹紧和松开位置中移动。图中示出在松开位置中的夹紧心轴42。o形环18确保压紧套筒10的卡舌12在该状态下始终位于夹紧心轴42上。其中夹紧心轴42在其指向压紧套筒10的一端锥形地收尾。在压紧套筒10与夹紧心轴42的锥形的末端之间的接触面是彼此匹配的，其中圆锥角如此选择，在夹紧心轴42和压紧套筒10之间恰好不形成自锁。如果圆锥角以所述方式地选定，则夹紧心轴42在紧固装置20的松开状态下自动地沿着离开压紧套筒10的方向移动。此外压紧套筒10的外表面在压紧套筒10与组件40卡紧的区域中，外表面如此配合凹槽38的直径，使得在卡紧状态下存在尽可能大的接触面。在所示的例子中接触面是圆柱体的侧面。由此避免相关接触面的磨损。压紧套筒10在接触面区域中具有涂层，涂层具有例如确定的粒度，至少如此设计，提高接触面与另外的凹槽38之间的摩擦力。以此方式改善此处的卡紧效果。

在夹紧心轴42的凸肩46和导向套筒48之间设置弹簧50，其中夹紧心轴42在导向套筒48内是滑动的。通过弹簧50支持夹紧心轴42由压紧套筒10中滑出。这点不是必须的，然而通过弹簧50改善滑出动作并且使夹紧心轴42以特别简单的方式在紧固装置20的松开状态下到达结构预先确定的位置。压紧套筒10固定于顶盖螺栓24与导向套筒48之间。顶盖螺栓24与内部组件52拧紧并且通过密封环54相对于壳体22起到抗污染的作用，也就是对工作环境进行密封。导向件58通过螺栓56与夹紧心轴42的远离压紧套筒10的末端相连并且如此整体地形成气缸-活塞-布局，在其中通过压力介质对导向件58正面相应的加载弹簧50在逆着弹簧力的方向上共同挤压并且以此方式使紧固装置20进入夹紧位置。相应的用于压力传递的媒介的压力导管能够连接到内部组件52的第一连接管口61上。内部组件52在该区域形成圆柱形的压力室63，从而在第一连接管口61处形成的压力也能作用在螺栓56或者导向件58上并且由此在夹紧心轴42上形成相应的作用力。当压力传递的媒介、例如液压油或水的足够高的压力减小或停止时，夹紧心轴42通过弹簧50的弹簧力的支撑从压紧套筒10移出，并且压力传递的媒介的一部分将流回压力导管。与此相应地紧固装置20在凹槽38中处于松开位置，也就是在凹槽38消除应力并且松开。

紧固装置20还有另外的功能，该功能借助与法兰板26相连的工具架60示出。内部组件52与壳体22共同形成另外的气缸活塞布局结构，该结构通过密封环54以及密封系统62和密封系统64密封防止压力介质泄漏。在壳体22与内部组件52之间夹有引导带23，引导带确保在相对运动期间的两个部件的可靠定位。此外内部组件52搭接弹簧50并且用于在内部组件52和壳体22的相对运动的支撑和导向。在该图所示的壳体22的底部是旋入壳体的盖子66并且在壳体22与盖子66之间借助密封件68进行密封。此外在盖子66上有另外的密封件70，密封件将盖子66与内部组件52进行密封。盖子66与壳体22和内部组件52共同组成环形室74，该环形室借助第二连接管口72加载压力传递媒介，例如压缩空气。第二连接管口72与环形室74之间的连接管路在该图内无法辨识，因为穿过紧固装置20的切口在该区域内只通过模制构件32的内壁引导。相应的有另外的压力传递媒介通过在此图内未绘制的另外的连接管口通过第二模制构件34导入到第二环形室76。第二环形室76在该图内以尽可能小的容积示出，也就是内部组件52的颈部78位于壳体22的止挡件80上。通过选择第一环形室74和第二环形室76之间的压力比例实现由此产生的力将内部组件52移动到止挡件80上。

紧固装置20的夹紧或松开过程将在下文中详细阐释。对此紧固装置20通过第一连接管口61和另一连接管口(未示出)在第二模制构件34中分别与液压管道相连，并且第二连接管口72与压力空气管道相连。所述液压管路和压力空气管路中的压力可以针对每个管路单独调整，其中压力空气管路中的空气设置为预先设定的恒定压力，并且该恒定压力也相应地设置在环形室74中。液压管路中的压力能够单独调整。为此有一个或多个调节装置，然而该装置在图中并未示出，但是设置为，分别调节或控制每个单独的压力。压力调节装置与液压管路或压力空气管路相连，从而调节过的压力也能作用在紧固装置20内。在这种情况下压力调节装置能够具有自己的压力供给装置，例如液压泵，压力蓄能器，压力空气供给装置，压缩空气袋或类似的装置以及普通已知的用于控制相关压力的控制和调节元件。为了紧固装置20进入第一状态，即松开状态，在连接管口72上将设置预先设定的空气压力，其中液压管路依然是无压力。由此确保内部组件52的颈部78位于壳体22的止挡件80上并且以此方式环形室74具有最大容积。通过弹簧50的弹簧力，此处为发条，夹紧心轴42由压紧套筒10向外移动到结构预先确定的位置。这点由o形环18支撑，o形环使压紧套筒10的卡舌12保持在尽可能小的直径上。以此方式在夹紧心轴42向外驶出的方向上施加另外的力。紧固装置20将由此进入松开状态，第一状态或也称作基础状态。紧固装置20现在被置入凹槽38中。为了将紧固装置20置于第二状态，即夹紧状态，进入连接管口61的管路中的液压压力将被提高。内部组件52在导向件58与第一连接管口61之间形成圆柱形空间63，该空间在紧固装置20运行时借助压力传递媒介填充并且导向件58以此被施加液压压力。此处的压力如此设置，使得通过压紧套筒10作用在凹槽38的器壁上的支持力大于，特别明显地大于通过在管道中的液压压力施加到在第一模制构件34中的其他连接管口的力。该力通过第二环形室76的扩展将安装好的工具架60压在组件40上。由此确保了在工具架60和组件40之间没有间隙。

通过在连接管口61上相应的高的压力导向件58抵抗弹簧50的弹簧力地运动并且与弹簧50共同挤压。以此方式使夹紧心轴42进入压紧套筒10。紧固装置20由此进入夹紧状态，即第二状态或者工作状态。在确定的运转时间之后可能会例如由工具架60的震动引起压紧套筒10在另一凹槽38内的松动。为了减弱这种效应，设置在另一凹槽38内的压紧套筒10的支持力通过在压力室63中的压力的提高来提升。。在上述松动效应显现之后，提高压力的工作能够手动完成，也能自动地并且调解地完成，例如，在达到特定震动强度时，或者通过测量或计算不同的力、支持力、由震动产生的力的方式完成。

通过夹紧心轴42的长度与弹簧50的弹簧自由行程长度的比例能够影响紧固装置20的准确性和稳定性。该比例越大，所固装置在力学上越稳定并相应地提高紧固装置20的准确性。

通过压力空气管路在第二连接管口72上始终调节预先设定的空气压力。以此方式确保了，仅仅通过第二环形室76内的液压压力的调节，使内部组件52相对壳体22运动，该压力是经另外的液压管路通过另外的连接管口可调节。组件由此使得，在压紧套筒10进入另外的凹槽30后可能与组件10还存在很小距离的工具架10向组件40移动，从而完全地贴紧。上述工具架60与组件40完全贴合的状态通过虚线示出，该虚线示出了工具架60与组件40贴合之后的轮廓。如果第二环形室76内的压力继续提高，也将提高使内部组件52与壳体22之间进行相对移动的力。

如果紧固装置22在此从另一凹槽38中移出，可以通过反向执行上述工序来解决该问题。

由此还能够实现，通过只调节两个液压空气管路，也就是在第一连接管口61以及另外连接管口上的管路，来使整个紧固装置进入夹紧或松开状态。

附图标记说明

10压紧套筒

12卡舌

13切缝

14底部部件

15孔

16槽口

18o形环

20紧固装置

22壳体

23引导带

24顶盖螺栓

25凹槽

26法兰板

28孔

30第一壳体区域

32第一模制构件

34第二模制构件

36排气螺栓

38另一凹槽

40组件

42夹紧心轴

44双箭头

46凸肩

48导向套筒

50弹簧

52内部组件

54密封环

56螺栓

58导向件

60工件支架

61第一连接管口

62密封系统

63压力室

64另一密封系统

66盖子

68密封件

70另一密封件

72第二连接管口

74环形室

76第二环形室

78颈部

80止挡件

82活塞直径

84冲程