Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Klemmen eines drehbar gelagerten Wellenelements, insbesondere zum Einsatz an einer Werkzeugmaschine. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung (Klemmvorrichtung bzw. Sicherheitsklemmvorrichtung) zur Klemmung bzw. Sicherheitsklemmung eines drehbar gelagerten Wellenelements, insbesondere eines Wellenelements einer Schwenk- bzw. Rundachse einer Werkzeugmaschine. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung einen Achsaufbau einer

Werkzeugmaschine mit einer derartigen Vorrichtung zum Klemmen eines drehbar gelagerten Wellenelements.

Hintergrund der Erfindung

Im Stand der Technik sind Werkzeugmaschinen, insbesondere numerisch gesteuerte Werkzeugmaschinen, mit mehreren steuerbaren Achsen bekannt. Eine Werkzeugmaschinenachse ist eine Baueinheit einer Werkzeugmaschine, die eine Relativbewegung eines Werkzeugs relativ zu einem mit dem Werkzeug zu bearbeitenden Werkstück steuert. Hierbei können Werkzeugmaschinen einerseits ein oder mehrere Linearachsen umfassen, zur Steuerung einer Relativbewegung eines Werkzeugs relativ zu einem mit dem Werkzeug zu bearbeitenden Werkstück in einer jeweiligen linearen Richtung. Zudem können derartige Werkzeugmaschinen sogenannte Schwenk- oder Rundachsen aufweisen zur Steuerung einer relativen Rotations- oder Schwenkbewegung des Werkzeugs relativ zu dem mit dem Werkzeug zu bearbeitenden Werkstück um eine Rotations- bzw. Schwenkachse.

Einerseits sind hier zum Beispiel an Fräsmaschinen, Universalwerkzeugmaschinen bzw. Bearbeitungszentren Schwenk- bzw. Rundachsen bekannt, mittels denen eine, das Werkzeug tragende Arbeitsspindel relativ zu dem Werkstück um eine Schwenk- oder Rotationsachse verschwenkbar bzw. rotierbar ist. Des Weiteren sind zum Beispiel an Fräsmaschinen, Universal-Werkzeugmaschinen bzw. Bearbeitungszentren Drehtische, Rundtische bzw. rotierende Werkzeugtische bekannt, auf denen ein Werkstück einspannbar ist und mittels denen das auf dem Werkzeugtisch aufgespannte Werkstück um eine Schwenk- bzw. Rotationsachse verschwenkbar bzw. rotierbar ist. Des Weiteren sind an Werkzeugmaschinen Arbeitsspindeln bekannt, die ein Werkstück oder ein Werkzeug tragen und dazu eingerichtet sind, mittels einer Spindelwelle, die von einem Spindelmotor angetrieben wird, das eingespannte Werkzeug bzw. das eingespannte Werkstück um die Spindelachse rotierend anzutreiben. An Drehmaschinen bzw. Drehzentren sind zudem rotierende Spindel- bzw. Werkzeugrevolver bekannt, die eine Mehrzahl von Spindeln bzw. Werkzeugen halten und um eine Revolverachse rotiert werden können.

Allen vorstehend genannten Revolver-, Rund- bzw. Schwenkachsen bzw. Spindeln ist es gemein, dass zumindest ein drehbar gelagertes Wellenelement vorhanden ist, das mittels eines Antriebs bzw. Achsantriebs um die Rotations- bzw. Wellenachse rotatorisch antreibbar ist.

Insbesondere bei größeren und massiveren Schwenk- bzw. Rundachsaufbauten ist es an Werkzeugmaschinen vorgesehen, dass das drehbar gelagerte Wellenelement im nichtangetriebenen, stillstehenden Zustand fixierbar ist, insbesondere auch aus Sicherheitsgründen. Hierbei ist es insbesondere vorgesehen, dass eine derartige Fixierung, Klemmung bzw. Sicherheitsklemmung eines drehbar gelagerten Wellenelements einerseits präzise klemmbar bzw. lösbar ist, bevorzugt ohne zeitliche Verzögerung der Aktivierung bzw. Klemmung. Andererseits ist es vorgesehen, dass die Sicherheitsklemmung in geklemmtem Zustand bei einfachem und bevorzugt kostenreduziertem Aufbau dennoch eine hohe Sicherheit bzw. eine feste Klemmung erlaubt, die insbesondere bis zu sehr hohen Drehmomenten von bevorzugt über 1000 Nm noch eine sichere und drehfeste Klemmung gewährleistet.

Aus den vorstehend genannten Gründen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, insbesondere zum Einsatz an einer Werkzeugmaschine eine Vorrichtung zum Klemmen einer drehbar gelagerten Welle bzw. eines drehbar gelagerten Wellenelements, insbesondere zum Einsatz an einer Rund- bzw. Schwenkachse einer Werkzeugmaschine, bereitzustellen, die bei einfachem, platzsparendem und kostenreduziertem Aufbau dennoch eine präzise ansteuerbare Klemmung bei gleichzeitig hohen Klemmleistungen ermöglicht.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Klemmen eines drehbar gelagerten Wellenelements gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 vorgeschlagen. Abhängige Ansprüche betreffen bevorzugte bzw. beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Klemmen eines drehbar gelagerten Wellenelements vorgeschlagen, die folgend beschriebenen Merkmale umfassen kann. Die Vorrichtung umfasst ein Gehäuseelement, das bevorzugt einen ringförmigen

Gehäuseabschnitt aufweist oder bevorzugt ringförmig ausgestaltet ist, wobei das drehbar gelagerte Wellenelement sich in axialer Richtung durch einen Innenbereich des ringförmigen Gehäuses bzw. Gehäuseabschnitts erstreckend anordenbar ist. Die Vorrichtung umfasst ein elastisch verformbares, ringförmiges

Klemmringelement, das in dem Gehäuseelement bzw. dem ringförmigen Gehäuseabschnitt des Gehäuseelements angeordnet ist.

Das Klemmringelement weist ein Querschnittsprofil auf, mit einem ersten Profilabschnitt, der sich radial nach innen erstreckt, und welcher insbesondere durch eine umlaufende, insbesondere ringförmig umlaufende, Öffnung des Gehäuses bzw. ringförmigen Gehäuseabschnitts zu dem drehbar gelagerten Wellenelement radial hin ragt, und zumindest einem zweiten Profilabschnitt, der sich quer zu dem ersten Profilabschnitt, insbesondere axial bzw. in axialer Richtung, erstreckt.

Die Vorrichtung umfasst ein eine Druckkammer, die in dem Gehäuseelement bzw. dem ringförmigen Gehäuseabschnitt des Gehäuseelements ausgebildet ist und bevorzugt zumindest einen Druckkammerabschnitt aufweist, der vorzugsweise radial innenseitig benachbart zu dem zumindest einen zweiten Profilabschnitt des Klemmringelements angeordnet ist. Das drehbar gelagerte Wellenelement ist in einem Ruhezustand des Klemmringelements durch kraftschlüssige Verbindung mit dem zu dem Wellenelement hin ragenden ersten Profilabschnitt des Klemmringelements klemmbar, und die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Wellenelement und dem ersten Profilabschnitt ist zur Lösung der Klemmung des Wellenelements lösbar, bevorzugt indem das Klemmringelement durch pneumatische und/oder hydraulische Druckbeaufschlagung der Druckkammer radial nach außen elastisch verformbar ist bzw. verformt wird. Es ergibt sich ein Vorteil, dass im Ruhezustand ohne beaufschlagtem Druck in der

Druckkammer die Welle bzw. das drehbar gelagerte Wellenelement über das Klemmringelement geklemmt ist. Weiterhin ergibt sich ein Vorteil einer sehr effizienten Sicherheitsfunktion, da bei Ausfall des Pneumatik- oder Hydrauliksystems bzw. bei auftretenden Undichtigkeiten bzw. einem unerwünschten Abfall des Systemdrucks, zum Beispiel bis auf den Umgebungsdruck (z.B. äußerer Luftdruck), eine automatische Sicherheitsklemmung des Wellenelements ohne Verzögerung gewährleistbar ist.

Zusätzlich ergibt sich ein Vorteil, dass durch Druckbeaufschlagung in der Druckkammer ohne Verzögerungen durch elastische Verformung des Klemmringelements in Richtung radial nach außen die Klemmung des drehbar gelagerten Wellenelements schnell, einfach und effizient ohne Verzögerung möglich ist.

Weiterhin kann die Vorrichtung einfach, kostenreduziert und sowohl in radialer als auch axialer Richtung kompakt aufgebaut bereitgestellt werden, und eine einfache und effiziente Wartung kann ermöglicht werden.

In bevorzugten beispielhaften Ausführungsformen ist im Ruhezustand des Klemmringelements ein Innendurchmesser an dem ersten Profilabschnitt kleiner ist, als ein Außendurchmesser eines umlaufenden Kontaktabschnitts des Wellenelements oder eines an dem Wellenelement drehfest befestigten Ringelements, das insbesondere bevorzugt als Vollringelement oder als eine Mehrzahl von Ringsegmentelementen ausgebildet sein kann. Bevorzugt wird der erste Profilabschnitt des Klemmringelements zur kraftschlüssigen Verbindung an dem umlaufenden Kontaktabschnitt des Wellenelements oder am an dem Wellenelement drehfest befestigten Ringelement, oder an dessen Ringelementsegmenten, angepresst bzw. presst an diesen/diese an. In bevorzugten beispielhaften Ausführungsformen umfasst die Vorrichtung einen an ein Pneumatik- und/oder Hydrauliksystem anschließbaren Anschluss, der bevorzugt zur Druckbeaufschlagung über eine oder mehrere in dem ringförmigen Gehäuseabschnitt des Gehäuseelements ausgebildete Fluidleitungen mit der Druckkammer verbunden ist.

In bevorzugten beispielhaften Ausführungsformen umfasst die Vorrichtung eine Dichtung, die dazu ausgebildet ist, einen Bereich zwischen dem ersten Profilabschnitt und der Druckkammer abzudichten.

In bevorzugten beispielhaften Ausführungsformen umfasst die Dichtung zwei Dichtungsringelemente, die bevorzugt auf jeweils axial gegenüberliegenden Seiten des ersten Profilabschnitts des Klemmringelements angeordnet sind. In bevorzugten beispielhaften Ausführungsformen bilden der zumindest eine zweite Profilabschnitt und der erste Profilabschnitt des Klemmringelements zusammen im Wesentlichen eine L-Form aus. Dies schließt nicht aus, dass andere, zusätzliche und von der L-Form abweichende Profilabschnitte vorhanden sein können. In bevorzugten beispielhaften Ausführungsformen erstreckt sich ein von dem ersten Profilabschnitt entfernter Endabschnitt des zumindest einen zweiten Profi labschnitts in radialer Richtung oder zumindest quer zur axialen Richtung.

In bevorzugten beispielhaften Ausführungsformen weist das Querschnittsprofil des Klemmringelements zwei zweite Profilabschnitte auf, die bevorzugt auf jeweils axial gegenüberliegenden Seiten des ersten Profilabschnitts des Klemmringelements angeordnet sind und/oder sich jeweils quer zu dem ersten Profilabschnitt, insbesondere axial, erstrecken. In bevorzugten beispielhaften Ausführungsformen bilden die zwei zweiten

Profilabschnitte und der erste Profilabschnitt des Klemmringelements zusammen im Wesentlichen eine (bevorzugt liegende) T-Form aus. Dies schließt nicht aus, dass andere, zusätzliche und von der T-Form abweichende Profilabschnitte vorhanden sein können. In bevorzugten beispielhaften Ausführungsformen umfasst die Druckkammer zwei Druckkammerabschnitte, die bevorzugt jeweils auf axial gegenüberliegenden Seiten des ersten Profi labschnitts des Klemmringelements angeordnet sind, und bevorzugt jeweils einem der zwei zweiten Profilabschnitte des Klemmringelements zugeordnet sind.

In bevorzugten beispielhaften Ausführungsformen ist jeder der zwei Druckkammerabschnitte radial innenseitig in Bezug auf den jeweiligen zugeordneten zweiten Profilabschnitt des Klemmringelements angeordnet. In bevorzugten beispielhaften Ausführungsformen drückt eine

Druckbeaufschlagung in der Druckkammer bzw. dem Druckkammerabschnitt den zumindest einen zweiten Profilabschnitt des Klemmringelements radial nach außen, und bevorzugt drückt eine Druckbeaufschlagung in den Druckkammerabschnitten jeweils den zugeordneten zweiten Profilabschnitt des Klemmringelements radial nach außen.

In bevorzugten beispielhaften Ausführungsformen ist der zumindest eine Druckkammerabschnitt der Druckkammer ringförmig umlaufend in dem ringförmigen Gehäuseabschnitt des Gehäuseelements ausgebildet. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Achsaufbau einer Werkzeugmaschine vorgeschlagen, umfassend ein Gehäuse, ein in dem Gehäuse drehbar gelagertes Wellenelement einer Schwenk-, Rund- oder Revolverachse oder einer Spindel der Werkzeugmaschine, und eine Vorrichtung zum Klemmen des drehbar gelagerten Wellenelements gemäß einem der vorstehenden Aspekte, wobei das Gehäuseelement der Vorrichtung bevorzugt drehfest an dem Gehäuse des Achsaufbaus befestigt ist.

Kurzbeschreibung der Figuren Fig. 1 zeigt eine beispielhafte Perspektivdarstellung einer Rundachsvorrichtung einer Werkzeugmaschine gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 zeigt eine beispielhafte Schnittdarstellung durch einen oberen Teil der Rundachsvorrichtung aus Fig. 1; Fig. 3 zeigt eine Detaildarstellung einer Klemmvorrichtung der Rundachsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäß Fig. 2;

Fig. 4 zeigt eine Schnittdarstellung einer beispielhaft ringförmig ausgestalteten Vorrichtung zum Klemmen eines drehbar gelagerten Wellenelements gemäß einem Ausführungsbespiel der vorliegenden Erfindung, welches insbesondere an der Rundachsvorn ^' chtung gemäß den Figs. 1 bis 3 eingebaut ist; und

Fig. 5 zeigt eine beispielhafte Detaildarstellung aus Fig. 4.

Detaillierte Beschreibung der Figuren und bevorzugter

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung

Im Folgenden werden Beispiele bzw. Ausführungsbespiele der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Gleiche bzw. ähnliche Elemente in den Figuren können hierbei mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sein.

Es sei hervorgehoben, dass die vorliegende Erfindung in keinster Weise auf die im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele und deren Ausführungsmerkmale begrenzt bzw. eingeschränkt ist, sondern weiterhin jegliche Modifikationen der Ausführungsbeispiel umfasst, insbesondere diejenigen die durch Modifikationen der Merkmale der beschriebenen Beispiele bzw. durch Kombination einzelner oder mehrerer der Merkmale der beschriebenen Beispiele im Rahmen des Schutzumfangs der unabhängigen Ansprüche umfasst sind. Fig. 1 zeigt eine beispielhafte Perspektivdarstellung einer Rundachsvorrichtung

100 einer Werkzeugmaschine gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 1 ist beispielhaft eine Rundachsvorrichtung 100 einer Rundachse einer Werkzeugmaschine gezeigt. Eine derartige Rundachsvorrichtung 100 ist zum Beispiel einsetzbar für eine Rundachse eines rotierbaren Werkzeugtischs einer numerischen Werkzeugmaschine.

Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf den Einsatz an Rundachsen einer Werkzeugmaschine beschränkt. Weiterhin ist es in anderen Ausführungsbeispielen möglich, eine erfindungsgemäße Klemmvorrichtung an Schwenk-, Rund- bzw. Revolverachsen einer Werkzeugmaschine oder auch an einer Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine vorzusehen. Die Rundachsvorrichtung 100 umfasst beispielhaft ein äußeres Gehäuse 110, welches beispielhaft ringförmig bzw. im Wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildet ist. Im Inneren des Gehäuses 110 ist bespielhaft ein hohles Wellenelement 120 (Hohlwellenelement) drehbar gelagert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die Klemmung von hohlen

Wellenelementen beschränkt, sondern ist für die Klemmung jeglicher drehbarer Wellenelemente einsetzbar, zum Bespiel für Hohlelemente oder Vollprofilelemente.

Zudem kann die Rundachsvorrichtung 100 eine Antriebsvorrichtung (nicht gezeigt) aufweisen, die dazu eingerichtet ist, das drehbar gelagerte Wellenelement 120 rotatorisch um eine Rotationsachse anzutreiben, zum Beispiel durch zusätzlich vorgesehene Getriebe oder auch durch Direktantrieb, zum Beispiel durch einen Torque- Motor. Beispielhaft umfasst die Rundachsvorrichtung 100 gemäß Fig. 1 eine

Klemmvorrichtung 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Beispielhaft umfasst die Klemmvorrichtung 200 ein ringförmiges Gehäuseelement 220 und einen an dem ringförmigen Gehäuseelement 220 angeordneten Anschluss 210 (Pneumatik- oder Hydraulikanschluss).

Zur Aktvierung der Klemmung bzw. zum Lösen der Klemmung der Klemmvorrichtung 200 kann der Anschluss 210 an ein Pneumatik- und/oder Hydrauliksystem anschließbar sein. In bevorzugten Ausführungsbeispielen ist der Anschluss 210 zur Druckbeaufschlagung an ein Hydrauliksystem anschließbar, da Hydrauliksysteme durch die Verwendung von nichtverdichtbaren Fluiden (z.B. Öl oder Wasser) nicht nur hohe Drücke sondern auch eine schnelle Druckweitergabe bzw. Druckausbreitung im System ermöglichen und somit eine Aktivierung bzw. Deaktivierung des Klemmmechanismus zum Klemmen bzw. Lösen der Klemmverbindung mit schnellen Reaktionszeiten und sehr geringen Verzögerungen ermöglicht ist.

Fig. 2 zeigt eine beispielhafte Schnittdarstellung durch einen oberen Teil der Rundachsvorrichtung 100 aus Fig. 1 mit der Klemmvorrichtung 200. Fig. 3 zeigt eine Detaildarstellung der Klemmvorrichtung 200 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäß Fig. 2.

Fig. 4 zeigt eine Schnittdarstellung der beispielhaft ringförmig ausgestalteten Vorrichtung (Klemmvorrichtung 200) zum Klemmen des drehbar gelagerten Wellenelements 120 gemäß einem Ausführungsbespiel der vorliegenden Erfindung, welches insbesondere an der Rundachsvorrichtung 100 gemäß den Figs. 1 bis 3 an- bzw. eingebaut ist. Fig. 5 zeigt schließlich eine beispielhafte Detaildarstellung der Klemmvorrichtung 200 gemäß Fig. 4.

Gemäß den Figs. 2 bis 5 umfasst die Klemmvorrichtung 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel beispielhaft das bereits vorstehend erwähnte Gehäuseelement 220, an dem zumindest ein Anschluss 210 außenseitig angeordnet ist. Dieser Anschluss 210 ist an ein Pneumatik- und/oder Hydrauliksystem anschließbar.

Im Inneren des Gehäuseelements 220, welches beispielhaft ringförmig ausgebildet ist, sind innere Fluidleitungen 240 angeordnet, die mit dem Anschluss 210 verbunden sind.

Hierbei kann beispielhaft mittels eines angeschlossenen Pneumatik- und/oder Hydrauliksystems über den Anschluss 210 ein Druck in den Fluidleitungen 240 beaufschlagt werden, zum Beispiel mittels eines mit Druck beaufschlagten Gases im Falle eines Anschlusses eines Pneumatiksystems oder bevorzugt mittels eines nicht oder im Wesentlichen nicht komprimierbaren Fluids (zum Beispiel Wasser und/oder Öl) im Falle eines Anschlusses eines Hydrauliksystems. Bevorzugt ist das Gehäuseelement 220 bzw. sind die Fluidleitungen 240 in dem Gehäuseelement 220 dazu ausgelegt, hohe Drücke zu ermöglichen bzw. hohen Drücken standzuhalten, insbesondere zum Beispiel einen Hydraulikdruck größer oder gleich 100 Bar, bevorzugt größer oder gleich 120 Bar.

Wie in den beispielhaften Darstellungen der Figs. 2 bis 5 gezeigt, können die Fluidleitungen 240 zum Beispiel durch Bohrungen in dem Gehäuseelement 220 ausgebildet sein, die nach außen abgedichtet und mit Schrauben verschlossen sind. Weiterhin umfasst das Gehäuseelement 220 bevorzugt ringförmig umlaufende

Druckkammern 270, die mit den Fluidleitungen 240 verbunden sind, so dass ein über den Anschluss 210 auf die Fluidleitungen 240 aufgebrachter Druck auf die Druckkammern 270 mit beaufschlagt wird. Zusätzlich ist in dem Gehäuseelement 220 beispielhaft ein ringförmig umlaufendes Klemmringelement 250 angeordnet. Das Klemmringelement 250 ist bevorzugt aus einem elastischem verformbaren Material, insbesondere einem elastisch verformbaren Kunststoff bzw. einer Hartgummimischung ausgebildet. Das Klemmringelement 250 ist beispielhaft radial außenseitig in Bezug auf die

Druckkammern 270 angeordnet und grenzt insbesondere beispielhaft direkt an die Druckkammern 270 an.

Das Klemmringelement 250 weist beispielhaft einen im Wesentlichen T-förmigen Querschnittsabschnitt im Profil auf, wobei ein mittlerer Profilabschnitt 250c (Radialabschnitt 250c) des Klemmringelements 250 sich radial nach innen in Richtung des drehbar gelagerten Wellenelements 120 erstreckend angeordnet ist und sich von dem mittleren Profilabschnitt 250c (Radialabschnitt 250c) des Klemmringelements 250 jeweils axiale Profilabschnitte 250a und 250b (Axialabschnitte 250a und 250b) von dem mittleren Abschnitt 250c des Klemmringelements 250 in axialer Richtung weg erstrecken.

Beispielhaft sind an dem bzw. zusätzlich zu dem T-förmigen Querschnittsabschnitt und insbesondere an dem oberen Axialabschnitt 250a des Klemmringelements 250 am axialen Ende ein quer (radial) verlaufender Endabschnitt und an dem unteren Axialabschnitt 250b des Klemmringelements 250 am axialen Ende ein quer (radial) verlaufender Endabschnitt angeordnet, um das Gesamtprofil des Klemmringelements 250 weiter zu stabilisieren. Weiterhin ist ein erster (oberer) Druckkammerabschnitt 270a der Druckkammer

270 radial innenseitig von dem oberen Profilabschnitt 250a (Axialabschnitt 250a) des Klemmringelements 250 angeordnet und ist ein zweiter (unterer) Druckkammerabschnitt 270b der Druckkammer 270 radial innenseitig in Bezug auf den Profilabschnitt 250b (Axialabschnitt 250b) des Klemmringelements 250 angeordnet.

Der mittlere Profilabschnitt 250c (Radialabschnitt 250c) des Klemmringelements 250 erstreckt sich beispielhaft radial nach innen, in Richtung des drehbar gelagerten Wellenelements 120 und erstreckt sich beispielhaft durch einen ringförmigen Schlitz des Gehäuseelements 220 der Klemmvorrichtung 200 in den hohlformigen Innenabschnitt des ringförmigen Gehäuseelements 220, so dass der mittlere Profilabschnitt 250c (Radialabschnitt 250c) des Klemmringelements 250 beispielhaft in Kontakt mit einem Ringelement 230 steht, das auf dem drehbar gelagerten Wellenelement 120 beispielhaft drehfest befestigt ist, z.B. mittels Schrauben. Der mittlere Abschnitt 250c (Radialabschnitt 250c) des Klemmringelements 250 erstreckt sich zudem beispielhaft zu dem hohlformigen Innenbereich des Gehäuseelements 220 in radialer Richtung zwischen zwei ringförmigen Dichtungselementen 260a und 260b einer Dichtung 260. Die Dichtungselemente 260a und 260b der Dichtung 260 grenzen beispielhaft an die Druckkammerabschnitte 270a und 270b der Druckkammer 270 an und dichten diese zu dem Schlitz des Gehäuses 220 ab, durch welchen sich der mittlere Profilabschnitt 250c (Radialabschnitt 250c) des Klemmringelements 250 nach radial innen zu dem drehbar gelagerten Wellenelement 120 bzw. dem Ringelement 230 erstreckt.

Der Klemmring bzw. das Klemmringelement 250 ist bevorzugt mit einem fertigungstechnisch bedingten Untermaß gegenüber dem Ringelement 230 bzw. dem Außendurchmesser des Ringelements 230 angepasst, so dass ein innerer Durchmesser des Klemmringelements 250, insbesondere an einer innersten Stelle des mittleren Profilabschnitts 250c (Radialabschnitt 250c) des Klemmringelements 250 im Ruhezustand kleiner ist als der Außendurchmesser des Ringelements 230.

Somit klemmt das Klemmringelement 250 im Ruhezustand (insbesondere ohne beaufschlagtem Druck in den Druckkammerabschnitten 270a und 270b) mit an das Ringelement 230 angepresstem mittleren Profilabschnitt 250c das Ringelement 230 kraftschlüssig.

Folglich kann im Ruhezustand des Klemmringelements 250 das Ringelement 230 über den angepressten mittleren Profilabschnitt 250c (Radialabschnitt 250c) des Klemmringelements 250 drehfest geklemmt werden, und somit auch das mit dem Ringelement 230 drehfest befestigte Wellenelement 120.

Dies hat den Vorteil, dass im Ruhezustand ohne beaufschlagtem Druck in den Druckkammern 270 die Welle bzw. das drehbar gelagerte Wellenelement 120 über das Klemmringelement 250 geklemmt ist.

Versuche der Erfinder haben hierbei ergeben, dass ein Klemmmoment von über 1000 Nm bei einfachem und kompaktem Aufbau in radialer als auch axialer Richtung erreichbar ist.

Weiterhin ergibt sich der Vorteil einer sehr effizienten Sicherheitsfunktion, da bei Ausfall des Pneumatik- oder Hydrauliksystems bzw. bei auftretenden Undichtigkeiten bzw. einem unerwünschten Abfall des Systemdrucks, zum Beispiel bis auf den Umgebungsdruck (z.B. äußerer Luftdruck), eine automatische Sicherheitsklemmung des Wellenelements 120 ohne Verzögerung gewährleistbar ist.

Zusätzlich ergibt sich der Vorteil, dass durch Druckbeaufschlagung über den Anschluss 210 und die Fluidleitungen 240 durch die Fluidleitungsabschnitte 240a und 240b in die Druckkammerabschnitte 270a und 270b der Druckkammer 270 ohne Verzögerungen durch elastische Verformung des Klemmringelements 250 in Richtung radial nach außen die Klemmung des Ringelements 230 bzw. darüber die Klemmung des drehbar gelagerten Wellenelements 120 schnell, einfach und effizient ohne Verzögerung möglich ist. Beispielhaft ist die Klemmvorrichtung 200 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figs. 2 bis 5 derart aufbaut, dass das Gehäuseelement 220 einen oberen ringförmigen Gehäuseabschnitt 220a und einen unteren ringförmigen Gehäuseabschnitt 220b aufweist, die auf einfache Art und Weise zum Beispiel mittels Schrauben aneinander befestigt sind.

Durch Lösen der Verbindung der beiden Gehäuseabschnitte 220a und 220b des Gehäuseelements 220 kann die Klemmvorrichtung 220 einfach gewartet werden bzw. Einzelteile bei Verschleiß ausgetauscht werden.

So können insbesondere auf einfache Weise die Fluidleitungen 240 bzw. die Druckkammern 270 gereinigt werden und auch das Klemmringelement 250 und/oder die Dichtungselemente 260a und 260b auf einfache und effiziente Weise durch entsprechende Ersatzelemente ausgetauscht werden.

Es sei darauf hingewiesen, dass in dem vorstehenden Ausführungsbespiel die Anordnung des Klemmringelements 250 und der Druckkammerabschnitte 270a und 270b symmetrisch ausgebildet ist, derart dass das Klemmringelement 250 auf beiden Seiten in axialer Richtung des mittleren Profilabschnitts 250c (Radialabschnitt 250c), der sich radial nach innen erstreckt, jeweilige obere und untere Klemmringabschnitte 250a und 250b (Axialabschnitte 250a und 250b) befinden, die jeweils einer radial innenseitig angeordneten Druckkammer 270a bzw. 270b zugeordnet sind.

Dies hat den Vorteil, dass die elastische Verformung des Klemmringelements 250 radial nach außen bei Druckbeaufschlagung in den Druckkammerabschnitten 270a und 270b gleichmäßig erfolgen kann.

Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf derartige Ausführungsbeispiele beschränkt, bei denen das Klemmringelement 250 einen insbesondere im Wesentlichen T-förmigen Abschnitt aufweist (mit den Profilabschnitten 250a, 250b und 250c), sondern es sind weiterhin Ausführungsbeispiele möglich, bei denen die Axialabschnitte mit unterschiedlicher Dimensionierung bereitgestellt sind. Zudem sind Ausführungsbeispiele möglich, bei denen sich von einem sich nach innen in radialer Richtung erstreckenden Profilabschnitt (Radialabschnitt) des Klemmringelements 250 nur ein Axialabschnitt, der sich in eine Richtung axial von diesem weg erstreckt, bereitgestellt ist (z.B. indem das Klemmringelement einen im Wesentlichen L-förmigen Profilquerschnitt aufweist) und nur eine radial innenseitige Druckkammer in Bezug auf den einen Axialabschnitt bereitgestellt ist. Zudem sei darauf hingewiesen, dass das separat angeordnete Ringelement 230 gemäß der vorstehenden Ausführung optional ist und weitere beispielhaft Ausführungsformen möglich sind, bei denen ein sich nach radial innen erstreckender Profilabschnitt (Radialabschnitt) des Klemmringelements 250 direkt an dem drehbar gelagerten Wellenelement 120 bzw. an dessen Außenoberfläche anliegt und das drehbar gelagerte Wellenelement 120 derart direkt geklemmt werden kann.

Weiterhin sei darauf hingewiesen, dass das Ringelement 230 entweder als ein vollmassives Ringelement bereitgestellt werden kann, oder auch als Hohlelement bereitgestellt werden kann, z.B. mit einem im Wesentlichen rechteckigen oder im Wesentlichen quadratischen Querschnitt. Das Ringelement kann auch in einer Mehrzahl von Ringelementsegmenten bereitgestellt werden, mit oder ohne Zwischenräumen zwischen den Ringelementsegmenten.

Weiterhin sei darauf hingewiesen, dass die in den Figs. 1 und 2 beispielhafte dargestellte Rundachsvorrichtung 100 beispielhaft nur auf einer axialen Seite (beispielhaft an der Oberseite) eine einzige Klemmvorrichtung 200 aufweist, wobei die vorliegende Erfindung nicht auf derartige Ausführungsformen eingeschränkt ist und vielmehr weitere beispielhafte Ausführungsformen möglich sind bei denen zwei oder mehr Klemmvorrichtungen 200 an verschiedenen axialen Positionen des drehbar gelagerten Wellenelements angeordnet sind.

Zudem sind weitere beispielhafte Ausführungsformen möglich bei denen in einem Gehäuseelement der Klemmvorrichtung nicht nur ein, sondern mehrere in axialer Richtung nebeneinander angeordnete Klemmringelemente angeordnet sind, die zum Beispiel über verbundene Fluidleitungen gleichzeitig mit Druck beaufschlagbar sein können bzw. mit separaten Fluidleitungen und separaten Druckkammern jeweils unabhängig voneinander mit Druck beaufschlagt werden können, um diese entweder zusammen oder unabhängig voneinander durch elastische Verformung jeweils radial nach außen aus der klemmenden Ruhestellung (Ruhezustand) in die gelöste Stellung zu verbringen, in der die drehbare Welle nicht geklemmt ist. Zusammenfassend wird mit der vorliegenden Erfindung ein einfach aufgebautes und vorteilhaftes Klemmkonzept für Klemmvorrichtungen zum Beispiel zum Einsatz an Rund- bzw. Schwenkachsen von Werkzeugmaschinen vorgeschlagen, bei denen eine drehbare Welle durch pneumatisch und/oder hydraulisch aktivierbare Klemmung bzw. Lösung aus der Klemmung bereitgestellt werden kann, wobei die Klemmvorrichtung insbesondere sowohl in axialer als auch in radialer Richtung kompakt sowie einfach, kostenreduziert und einfach wartbar ausgebildet werden kann, und wobei zusätzlich nicht nur eine schnelle Umschaltung zwischen Klemmung und Lösung aus der Klemmung herbeigeführt werden kann, sondern zusätzlich eine hohe Sicherheit gegeben ist, da bei hohen Klemmmomenten ein fester, kraftschlüssiger Klemmzustand bereitgestellt werden kann, selbst bei Druckabfall bzw. Systemdruckverlust im angeschlossenen Pneumatik- und/oder Hydrauliksystem. Vorstehend wurden Beispiele bzw. Ausführungsbeispiele der vorliegenden

Erfindung sowie deren Vorteile detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Figs. beschrieben. Es sei erneut hervorgehoben, dass die vorliegende Erfindung in keinster Weise auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele und deren Ausführungsmerkmale begrenzt bzw. eingeschränkt ist, sondern weiterhin Modifikationen der Ausführungsbeispiele umfasst, insbesondere diejenigen, die durch Modifikationen der Merkmale der beschriebenen Beispiele bzw. durch Kombination einzelner oder mehrerer der Merkmale der beschriebenen Beispiele im Rahmen des Schutzumfangs der unabhängigen Ansprüche umfasst sind.

Bezugszeichenliste

100 Rundachsvorrichtung

110 Gehäuse

120 Wellenelement

200 Klemmvorrichtung

210 Anschluss (Pneumatik- oder Hydraulikanschluss)

220 Gehäuseelement

220a oberer Gehäuseelementabschnitt

220b unterer Gehäuseelementabschnitt

230 Ringelement

240 Fluidleitung (Druckleitung)

240a oberer Fluidleitungsabschnitt

240b unterer Fluidleitungsabschnitt

250 Klemmringelement

250a oberer Axialabschnitt des Klemmringelements

250b unterer Axialabschnitt des Klemmringelements

250c Radialabschnitt des Klemmringelements

260 Dichtung

260a oberes Dichtungsringelement

260b unteres Dichtungsringelement

270 Druckkammer

270a oberer Druckkammerabschnitt

270b unterer Druckkammerabschnitt