2017年5月23日

特別用于加工中心或車銑中心的夾緊裝置

[0001]本發(fā)明涉及一種夾緊裝置，其特別用于加工中心或車銑中心 (Dreh-bzw. Fraszentmm)，其中根據(jù)權(quán)利要求1的特征，夾緊裝置具有優(yōu)選圓柱狀的基本形式的外殼體、容納在該外殼體中的內(nèi)殼體、以及位于內(nèi)殼體中且在運行狀態(tài)下在垂直放置方向A上可調(diào)節(jié)的內(nèi)缸，所述內(nèi)缸被設(shè)計用于傳遞夾緊用途的壓縮力或牽引力。[0002] 從現(xiàn)有技術(shù)看，用于加工中心或車銑中心的夾緊裝置是已知的，其能夠相當(dāng)迅速且可靠地將要加工的工件夾緊。[0003]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種夾緊裝置，所述夾緊裝置在提供和固定夾緊力方面有改善。[0004] 該任務(wù)通過夾緊裝置，特別是用于加工中心或車銑中心的夾緊裝置得以解決，其中夾緊裝置具有優(yōu)選圓柱狀的基本形式的外殼體、容納在該外殼體中的內(nèi)殼體、以及位于內(nèi)殼體中且在運行狀態(tài)下在垂直放置方向A上可調(diào)節(jié)的內(nèi)缸，所述內(nèi)缸被設(shè)計用于傳遞夾緊用途的壓縮力或牽引力，其中內(nèi)殼體通過彈簧支撐在外殼體上且在放置方向A上相對于外殼體可移動地安裝，從而構(gòu)成彈力存儲器，并且其中布置了集成在夾緊裝置內(nèi)的，優(yōu)選由外殼體圍繞的，更優(yōu)選容納在內(nèi)殼體內(nèi)的電機，以便通過布置在中間的傳動器件在放置方向A上向內(nèi)缸施加力。[0005]根據(jù)本發(fā)明的核心思想，一方面以如下方式來實現(xiàn)彈力存儲器，即可移動的內(nèi)殼體通過彈簧支撐在夾緊裝置的外殼體上且在放置方向A上相對于外殼體可移動地安裝，而且還在夾緊裝置內(nèi)，優(yōu)選在內(nèi)殼體內(nèi)集成布置了電機，用于通過布置在中間的傳動器件在放置方向A上向內(nèi)缸施加力。通過組合提供通用的、可靠且易于操作的夾緊裝置，該夾緊裝置例如可用于加工中心或車銑中心-也可以旋轉(zhuǎn)使用。電流供給在旋轉(zhuǎn)使用夾緊裝置的情況下可通過滑動接觸來實現(xiàn)。或者也有可能的是，在非旋轉(zhuǎn)運行狀態(tài)下將夾緊裝置連接到電源，原因在于夾緊過程無論如何都只在非旋轉(zhuǎn)運行狀態(tài)下進行。[0006]在一種優(yōu)選實施形式中，傳動器件具有套筒螺紋傳動裝置或行星輪螺紋傳動裝置，用于將電機的旋轉(zhuǎn)運動傳遞到內(nèi)缸的軸向載荷。在另一種可能的實施形式中，傳動器件包括蝸桿傳動裝置，其具有在電機側(cè)設(shè)置的蝸桿以及在驅(qū)動側(cè)設(shè)置的蝸輪。[0007]特別優(yōu)選的是以下實施形式，即其中蝸輪與套筒螺紋傳動裝置或行星輪螺紋傳動裝置的配有內(nèi)螺紋的第一子元件轉(zhuǎn)矩鎖合地（drehmomentschliissig)連接,特別是與其構(gòu) 造成整體。[0008]己知通過蝸桿傳動裝置可產(chǎn)生高的傳動比。若蝸桿傳動裝置同時與套筒螺紋傳動裝置或行星輪螺紋傳動裝置齒輪連接，即將蝸輪構(gòu)成在套筒螺紋傳動裝置或行星輪螺紋傳動裝置的第一子元件的外周表面上，則用較少幾個組件就可將電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成內(nèi)缸的軸向運動。[0009]在一種具體的可能的實施形式中，蝸輪具有周向的上支承面和周向的下支承面，通過它們，優(yōu)選通過球狀物，在徑向和/或軸向方向上相對于內(nèi)殼體進行支撐。[0010]為了能將夾緊裝置構(gòu)造成相對平的結(jié)構(gòu)，優(yōu)選電機具有驅(qū)動軸，所述驅(qū)動軸與內(nèi) 缸的放置方向A正交對齊。[0011]出于類似的考慮，在設(shè)置蝸桿傳動裝置時優(yōu)選在正交于放置方向A延伸的軸S上對齊蝸桿。[0012]最后，在夾緊裝置的緊湊結(jié)構(gòu)形式方面有利的是，設(shè)置蝸桿傳動裝置，使該蝸桿不直接與電機的驅(qū)動軸軸向連接，而是將蝸桿設(shè)置成與電機的驅(qū)動軸正交。例如可通過布置在兩者間的齒輪傳動裝置來將驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)矩鎖合地傳遞到蝸桿。[0013]在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施形式中，內(nèi)殼體通過多個不同類型的彈簧，特別是通過一個或多個螺旋彈簧以及通過一個或多個氣彈簧支撐在外殼體上。在此結(jié)構(gòu)形式中，其也獨立于電機集成到夾緊裝置中作為發(fā)明被要求權(quán)利，所述不同類型彈簧的彈簧特性以協(xié)同方式彼此組合。螺旋彈簧在調(diào)整運動較小時只提供較小的反作用力，相反在調(diào)節(jié)行程較大時提供較大的反作用力，但氣壓彈簧僅在較小的調(diào)節(jié)行程時就已產(chǎn)生相當(dāng)大的反作用力。若要用這種方式將不同類型的兩種彈簧的彈簧特性疊加，即從其工作方式，也就是從功能上考慮來并行使用（例如是并列使用）它們，則會產(chǎn)生總彈簧特性，所述總彈簧特性在調(diào)節(jié) 行程較小時也提供相對大的反作用力，但這種反作用力在調(diào)節(jié)行程較大時甚至還會-由于螺旋彈簧的使用效果-而增加。[0014]在另一種可能的優(yōu)選實施形式中，內(nèi)缸具有至少一個部分，優(yōu)選是遠端部分，該遠端部分具有偏離旋轉(zhuǎn)形狀（Rotationsform)的截面形狀，特別是具有橢圓形截面形狀，以便相對于外殼體抗扭地固定內(nèi)缸。具體而言，具有橢圓形截面形狀的內(nèi)缸例如可通過具有相應(yīng)橢圓形截面形狀的外殼體中的開口來引導(dǎo)，從而使得產(chǎn)生所需的抗扭的固定。[0015]在一種可選擇的可能的結(jié)構(gòu)形式中設(shè)置了鎖定裝置（Arretiereinrichtung),以便在需要時，特別是在電機的靜止?fàn)顟B(tài)下將傳動器件鎖定。[0016] 雖然在蝸桿傳動裝置的相應(yīng)的實施形式中可以通過蝸桿傳動裝置自身得到鎖定，但出于安全考慮或在沒有導(dǎo)致鎖定的蝸桿傳動裝置的實施形式中，特別是在電機的靜止?fàn)?態(tài)下，鎖定特別可靠地導(dǎo)致，所生成的且保存在彈力存儲器中的夾緊力不會因傳動器件出現(xiàn)非期望的復(fù)位而丟失。[0017]在一種具體的實施形式中鎖定裝置具有可軸向移動的銷，該銷通過操縱裝置與所分配的傳動器件，特別是蝸桿的軸延伸部分中的鎖定凹部嚙合或脫離嚙合。這種可軸向移動的銷導(dǎo)致可靠鎖定，因為它只保持在鎖定位置，而不必一直被施加保持力。用于移動可軸向移動的銷的操縱裝置可構(gòu)造成電磁致動器，其能將銷從第一位置移動到第二位置或從第二位置移動到第一位置。如有可能，也可通過彈簧將可軸向移動的銷應(yīng)用到鎖定位置的方向上，從而使得只有在操縱電機或傳動器件時才會驅(qū)動操縱裝置，以便抗彈簧負(fù)載地將可軸向移動的銷從鎖定位置轉(zhuǎn)到釋放位置。一旦通過電機和傳動器件完成夾緊缸的調(diào)整運動，則操縱裝置又可在所述彈簧的作用下使所述銷向后滑動到鎖定位置。[0018]此外在一種可能的優(yōu)選實施形式中還設(shè)置了閉鎖傳感器裝置，用于檢驗鎖定裝置是否處于鎖定狀態(tài)。具體而言，如果鎖定裝置具有可軸向移動的銷，則可通過閉鎖傳感器裝置來檢驗可軸向移動的銷在哪個位置。[0019]在另一種可選擇的實施形式中還設(shè)置了傳感器裝置，該傳感器裝置被設(shè)計和指定用于顯示或獲取在外殼體內(nèi)部的內(nèi)殼體的調(diào)整位置和由此間接顯示或獲取保存在彈力存儲器中的反作用力。[0020]此外，還可設(shè)置一些傳感器裝置，這些傳感器裝置被設(shè)計和指定用于獲取電機、驅(qū)動軸和/或傳動器件的旋轉(zhuǎn)運動，特別是相應(yīng)的轉(zhuǎn)數(shù)。[0021]最后，在一種優(yōu)選的實施形式中以如下方式構(gòu)造內(nèi)殼體，即使得內(nèi)殼體具有殼體基礎(chǔ)元件和殼體蓋，它們通過可拆卸的連接元件彼此固定。在本實施形式中特別容易安裝夾緊元件，特別是內(nèi)殼體，以及在其中容納或安裝的組件，如蝸桿傳動裝置、套筒螺紋傳動裝置以及在其中容納的內(nèi)缸、具有齒輪驅(qū)動器和彈簧的電機。[0022]下面將借助實施例并且參考附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點。圖中顯示：[0023]圖1用透視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的夾緊裝置的實施形式。[0024] 圖2用頂視圖示出了根據(jù)圖1的夾緊裝置。[0025]圖3為根據(jù)圖2的夾緊裝置沿著圖2中的III-III線的剖視圖。[0026]圖3a為圖3的細(xì)節(jié)圖。[0027]圖4為沿著圖3的IV-IV線的剖視圖。[0028]圖5是表示出了根據(jù)本發(fā)明的另一方面的圖表，即關(guān)于所述的不同類型的彼此平行作用的彈簧，這些彈簧的彈簧特性彼此疊加。[0029]圖1為本發(fā)明所述夾緊裝置的實施形式的透視圖，所述實施形式在圖2中用頂視圖示出。首先，夾緊裝置具有由下部外殼體元件51、中部外殼體元件52以及上部外殼體元件53共同組成的外殼體12。下部外殼體元件51在其下側(cè)構(gòu)成固定法蘭42。內(nèi)殼體15 (此處參照圖3和圖4)的上端頸部分43在上部外殼體53處突出伸進上部外殼體元件53或外殼體12的開口 44中。內(nèi)殼體15的頸部分43也定義了具有大致為橢圓形截面形狀的開口 45。在該開口 45中引入了內(nèi)缸11，該內(nèi)缸在其遠端上部具有與開口 45的橢圓形狀相匹配且同樣為橢圓的截面形狀。[0030]圖3中示出了沿著圖2中的III-III的剖視圖。從該剖視圖中可以看出，內(nèi)殼體 15是怎樣容納在外殼體12中的。具體而言，內(nèi)殼體通過不同類型的彈簧13、14,具體來說就是通過多個螺旋彈簧13和多個氣壓彈簧14 (此處同樣參照圖4)支撐在外殼體12上，從而使得內(nèi)殼體在調(diào)整方向A上被可移動地進行安裝，但是要分別對抗由所述彈簧13、14提供的反作用力。在克服由彈簧13、14所提供的反作用力的情況下通過將內(nèi)殼體15可移動地安裝到外殼體12中來定義彈力存儲器21。[0031]為了沿著調(diào)整方向A引導(dǎo)在外殼體12中的內(nèi)殼體15,可提供導(dǎo)向槽，其中在本實施形式中通過已提到的外殼體12的開口 44內(nèi)的頸部分43來定義導(dǎo)向槽。[0032]已提到的內(nèi)缸11安裝在內(nèi)殼體15內(nèi)，所述內(nèi)缸設(shè)計成在放置方向A上可調(diào)節(jié)。在本實施形式中，內(nèi)缸11由多部分構(gòu)成且具有第一上部46和第二下部47。[0033]內(nèi)缸11在第一上部46被設(shè)計成具有已提到的橢圓截面。而夾緊缸的第二下部47 具有圓形截面且在其外圓周上至少部分地具有外螺紋48。第一部分46和第二部分47能夠可拆卸地彼此連接，特別是通過螺紋連接或用其它適當(dāng)?shù)姆绞奖舜诉B接。或者也有可能的是，將第一上部46和第二下部47構(gòu)造成一件式地彼此連接。[0034]設(shè)置在第二下部47上的外螺紋48嚙合進蝸輪25的被相應(yīng)設(shè)計的內(nèi)螺紋38中，其構(gòu)成套筒螺紋傳動裝置19的第一子元件。設(shè)置有外螺紋48的第二下部47相應(yīng)地構(gòu)成與套筒螺紋傳動裝置19的第一子元件相對應(yīng)的第二子元件。蝸輪25在其外圓周上具有蝸桿齒，所述蝸桿齒與蝸桿傳動裝置18的蝸桿24共同作用。為了在軸向和徑向方向上將蝸輪25穩(wěn)定在內(nèi)殼體15內(nèi)，蝸輪25具有上支承面32和下支承面33,蝸輪通過它們和球狀物 34支撐在內(nèi)殼體15的相應(yīng)的支承面49、50上。[0035]從根據(jù)圖3的剖視圖也可以看出，內(nèi)殼體15由多部分構(gòu)成，即具體而言，在本實施形式中內(nèi)殼體15具有殼體基礎(chǔ)元件35和殼體蓋36,其中殼體基礎(chǔ)元件35和殼體蓋36通過連接元件37,特別是通過連接螺栓彼此固定。通過這種結(jié)構(gòu)可確保夾緊裝置安裝的簡單。也就是說，在安裝過程中各個單獨部件，例如配備有內(nèi)缸11的蝸輪25,彈簧13、14以及其它借助圖4來詳細(xì)描述的元件可被置入殼體基礎(chǔ)元件35中，且至少部分已通過固定殼體蓋 36來固定，例如可至少固定彈簧13、14和蝸輪25。[0036]參照圖4可以看出，電機16布置在內(nèi)殼體15中，它通過驅(qū)動軸20將旋轉(zhuǎn)運動傳遞給齒輪傳動裝置17。該齒輪傳動裝置17具有在電機側(cè)的齒輪22和在驅(qū)動側(cè)的齒輪23,其轉(zhuǎn)矩鎖合地與蝸桿傳動裝置18的蝸桿24連接。蝸桿24嚙合進已提到的蝸輪25中且在操作電機16時導(dǎo)致所述蝸輪旋轉(zhuǎn)運動。蝸輪24以如下方式構(gòu)造，即使得其產(chǎn)生自鎖效果，也就是說將軸向力從內(nèi)缸11傳遞給套筒螺紋傳動裝置19時阻止蝸輪25產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動。但也可替代地或額外地給鎖定裝置28設(shè)置在此處以電磁方式工作的操縱裝置30。在所述操縱裝置30中安裝了可軸向移動的銷29,所述銷沿著其縱向軸從圖4所示閉鎖狀態(tài)過渡到縮回位置，反之亦然。在圖4所示閉鎖狀態(tài)下，可軸向移動的銷29嚙合到軸延伸部分31的凹部中，所述軸延伸部分與蝸桿24轉(zhuǎn)矩鎖合地連接，從而將傳動器件17到19,特別是蝸桿24 鎖定。[0037]此外，還設(shè)置了閉鎖傳感器裝置39,通過它來確定可軸向移動的銷29是位于鎖定位置還是位于縮回位置。[0038]接下來還應(yīng)該描述一下夾緊過程，其中夾緊過程既應(yīng)該被理解成在放置方向A上或在與放置方向A相反的方向上來軸向調(diào)節(jié)內(nèi)缸11，又應(yīng)該被理解成在負(fù)載彈簧13、14用于生成保存在預(yù)定的彈力存儲器21中的彈力時移動內(nèi)殼體15 :若使電機16產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動，則驅(qū)動軸20會通過齒輪傳動裝置17驅(qū)動蝸桿傳動裝置18的蝸桿24,所述蝸桿將其旋轉(zhuǎn)運動傳遞給蝸輪25,從而傳遞給套筒螺紋傳動裝置19。內(nèi)缸11因套筒螺紋傳動裝置19 的第一子元件相對于套筒螺紋傳動裝置19的第二子元件運動而軸向移動，例如在一方向上從外殼體12中移出。如果內(nèi)缸11遇到反作用力，例如如果夾緊裝置與配備的爪卡盤共同作用并且已經(jīng)將工件緊靠夾緊卡盤（Spannfu1:ter)的夾緊卡爪（Spannbacke)，則進一步給內(nèi)缸11施加負(fù)載會從而導(dǎo)致將工件夾緊的力被增加。在這種情況下，給內(nèi)缸11往內(nèi)殼體15外部施加力會導(dǎo)致內(nèi)殼體15在相反方向上克服彈簧13、14的作用在外殼體12內(nèi)移動并因此在彈力存儲器21中生成反作用力。通過傳感器裝置40可獲取內(nèi)殼體15相對于外殼體12的平移運動并從而也間接檢測到彈力存儲器21中所設(shè)定的反作用力。若達到想要的力值，則關(guān)閉電機16并將傳動器件17到19鎖定，可通過蝸桿24預(yù)定的自鎖和/或通過已提到的鎖定裝置39來進行鎖定。[0039]為了獲取電機16、驅(qū)動軸20或傳動器件17到19的旋轉(zhuǎn)運動，可布置傳感器裝置 41，所述傳感器裝置例如通過合適的傳感器，例如利用霍爾效應(yīng)來獲取全部轉(zhuǎn)數(shù)。[0040]參照圖5可看出，不同類型的各種彈簧13、14的彈簧特性是如何疊加的，使得在較小的調(diào)節(jié)行程（彈簧行程）時提供相對大的反作用力（彈力），其中在調(diào)節(jié)行程（彈簧行程）較小時主要歸因于氣壓彈簧。在調(diào)節(jié)行程（彈簧行程）較大時則是螺旋彈簧起作用，結(jié)果使得超過一定的彈簧行程則產(chǎn)生顯著增強的彈力。不言而喻，通過將氣壓彈簧和螺旋彈簧的彈簧特性恰當(dāng)?shù)亟M合起來可以較大程度地調(diào)節(jié)想要的彈簧特性。[0041]所提供的夾緊裝置的結(jié)構(gòu)非常緊湊，并有可能快速、可靠且安全地實施夾緊過程。[0042]參考標(biāo)記列表[0043]11內(nèi)缸[0044]12外殼體[0045]13彈簧，螺旋彈簧[0046]14彈簧，氣壓彈簧[0047]15內(nèi)殼體[0048]16電機[0049]17傳動器件，齒輪傳動裝置[0050]18傳動器件，蝸桿傳動裝置[0051]19傳動器件，套筒螺紋傳動裝置[0052]20驅(qū)動軸（電機）[0053]21彈力存儲器[0054]22在電機側(cè)的齒輪[0055]23在驅(qū)動側(cè)的齒輪[0056]24蝸桿[0057]25蝸輪[0058]28鎖定裝置[0059]29可軸向移動的銷[0060]30操縱裝置[0061]31軸延伸部分[0062]32上支承面[0063]33下支承面[0064]34球狀物[0065]35殼體基礎(chǔ)元件[0066]36殼體蓋[0067]37連接元件[0068]38內(nèi)螺紋[0069]39閉鎖傳感器裝置[0070]40傳感器裝置（彈力存儲器）[0071]41傳感器裝置（電機，傳動器件）[0072]42固定法蘭[0073]43頸部分[0074]44開口（外殼體）[0075]45開口（內(nèi)殼體的頸部分）[0076]46第一上部[0077]47第二下部[0078]48外螺紋[0079]49,50支承面[0080]51下部外殼體元件[0081]52中部外殼體元件[0082]53上部外殼體元件本文由海天精工整理發(fā)表文章均來自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考，轉(zhuǎn)載請注明！

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