夹紧机构的制作方法

文档序号:14685566发布日期:2018-06-14 17:48

本发明涉及一种尤其用于机床的夹紧机构,其例如设有用于保持工件的夹头(Kraftspannfutter)并且其夹爪(Spannbacke)可以借助于夹紧机构通过可轴向调节的作为操作元件的拉杆进行调节,其中该夹紧机构具有可切换的用于触发夹紧运动的电驱动马达、用于将驱动马达的转子轴的调节运动转换成拉杆的为了操作夹爪所需的轴向调节运动的运动转换器以及用于维持夹紧力的力存储器,该力存储器由预紧的弹簧组构成,该弹簧组支撑在运动转换器的设置在构造为空心轴上的并且设有径向向外伸出的附加物(Ansatz)的调节元件上。



背景技术:

这种类型的夹紧机构由EP2548681A1公开。运动转换器在该设计方案中作为传递元件具有多个行星滚动主轴(Planetrollspindel),其由于其在分别设置在拉杆以及空心轴中的螺距中的倾斜位置,根据螺纹的倾斜角具有一定的滑动。这是不利的,因为拉杆由此在空心轴的每转中占据不同的位置。拉杆以及由此夹爪的精确的位置不能相应地借助于行程传感器确定。此外,在每次旋转方向改变时,在工件的夹紧以及放松之间产生了终结运动(Todbewegung),该终结运动同样不能实现拉杆的轴向位置确定。

此外,在所述夹紧机构中不利的是,装入(einsetzen)力存储器的弹簧组中的盘形弹簧仅仅具有极小的弹簧路径,该弹簧路径不适合于令人满意地控制机床。夹头的夹紧力的变化也只能在不足的程度上借助于盘形弹簧实现。

已知的夹紧机构不能相应地用在要借助于从工作过程中获得的运行参数进行控制的机床中。



技术实现要素:

因此,本发明的任务是以以下方式构造前面所述类型的夹紧机构,即在运动转换器中没有出现滑动(Schlupf)并且始终给出无间隙的调节运动,该调节运动由此能够用于控制机床。首先应该能够以简单的方式利用夹紧机构的部件之一的无间隙的旋转运动作为用于拉杆的相应的调节运动的测量参数。此外,所述力存储器应该具有同样可以用于控制机床的较大的调节范围,并且其夹紧力应该能够没有困难地简单地配合可变化的运行条件。

根据本发明,这在前面所述类型的夹紧机构中通过部分公开的特征的组合以以下方式实现,即将夹紧机构构造为无间隙并且无滑动的功能单元,并且为了确定在工件夹紧以及放松时拉杆的轴向调节运动,为夹紧机构的参与力传递的部件分配了静态布置的电子的旋转编码器(Drehgeber)。

为了无间隙地设计所述夹紧机构,要求将运动转换器的调节元件通过预紧的滚珠螺杆传动装置(Kugelgewindetrieb)直接与操作元件进行传动地(trieblich)连接,通过大量均匀分布地布置在周向上的螺旋压力弹簧形成所述力存储器的在一侧或两侧作用到运动转换器的装备有用于滚珠螺杆传动装置的滚珠的返回通道的调节元件上的弹簧组,并且将运动转换器以及力存储器装入位置固定地得到保持的第一壳体中,该第一壳体在背对夹头的端侧上设有空心轴状构造的附件或者载体,在其上支承着配属于驱动马达的传动元件,所述传动元件与运动转换器的调节元件传动地连接。

在此,布置在附件上的传动元件应该借助于容纳其的第二壳体或者支撑其的载体与附件优选形状配合地锁定。

作为夹紧机构的与旋转编码器共同作用的部件,例如可以设置第二壳体或者载体,其在外罩面上设有一个或多个条码或者齿部,在其旋转平面内布置了旋转编码器的传感器。

根据其它类型的设计方案,也可以将旋转编码器分配给夹紧机构的驱动马达,方法是在其转子轴上不可相对旋转地布置柱形的圆盘(Scheibe),在其外罩面上安置一个或多个条码或者齿部,其与旋转编码器的传感器共同作用。

借助于电子的旋转编码器能够相应地以简单的方法获取夹紧机构的部件的转速、旋转方向以及旋转角度。因为给出了无间隙并且无滑动的传递,所以可以精确地确定拉杆的相应的运行状态,尤其在夹紧或者放松工件期间。由此,借助于所述测量参数确保机床的非常精确的控制和监控。

在此也适宜的是,将力存储器的螺旋压力弹簧装入以一件或两件式构造的压力件中,运动转换器的调节元件的附加物接合到该压力件中并且可旋转地轴向支撑在其中,其中力存储器的布置在调节元件的附加物的一侧或两侧中的、优选地选择性地能装入设置在压力件中的孔中的并且支撑在第一壳体上的螺旋压力弹簧应该具有矩形的、优选正方形的、椭圆形的或圆形的横截面。

通过力存储器的这种设计方案能够将其夹紧力在压力件完全配备有螺旋压力弹簧时设计到夹头的最大的夹紧力上,并且通过构造各个螺旋压力弹簧或使用具有较小的弹簧力的弹簧使得力存储器的相应的夹紧力配合预先给出的运行条件。

此外有利的是,通过运动转换器的调节元件的调节运动、例如经由设置在其中的孔将润滑剂从第一壳体的内部空间强制输入滚珠螺杆传动装置。

也显示出了,所述压力件设有穿过第一壳体的信号发射器,该信号发射器与用于确定力存储器的相应的夹紧力的行程传感器共同作用。此外,所述拉杆能够在机床与夹紧机构的第一壳体之间的区域内装备有构造成冲程环的信号发射器,该信号发射器与在工作过程期间用于确定拉杆的相应位置的其它行程传感器共同作用。由此,借助于该信号发射器能够截取测量参数,该测量参数实现了机床的可靠的控制。

此外适宜的是,将配属于夹紧机构的驱动马达的传动元件装入与第一壳体液体密封连接的第二壳体中或者支撑在载体上。

所述传动元件应该构造为无间隙的双行星齿轮传动装置,其具有不同齿数的行星齿轮,从而实现减速(Untersetzung)或加速(Uebersetzung),其中行星齿轮可旋转地支承在支撑在第二壳体中的销(Bolzen)上并且接合到中心轮中,其中一个中心轮与附件固定地连接,并且另一个中心轮与接合到中间元件中的中间轮共同作用。

然而所述传动元件也可以通过设置在载体上的齿环形成。

在此,所述传动元件应该经由一个或多个穿过第一壳体的相邻的端壁的中间元件与运动转换器的调节元件进行连接。

所述中间元件可分别构造为偏心支承的双齿轮,其可旋转地支承在支撑在第一和/或第二壳体处的销上并且与行星齿轮传动装置的轮组之一的中心轮或者与设置在载体处的齿环或者说运动转换器的调节元件进行传动连接。

为了用附件锁定第二壳体或者说载体,可以设置能够在其上轴向调节的并且不可相对旋转地得到支承的滑动套筒,该滑动套筒能够借助于伺服机构和/或弹簧的力进行操作。

此外,所述拉杆应该以其背对夹头的端部轴向可移动地支承在第一壳体的附件中,并且所述第一和第二壳体应该完全地或者部分地用油或者润滑剂进行填充。

如果根据本发明构造具有大量也部分公开的结构特征的夹紧机构,那么可以刚性地设计既没有间隙也没有滑动的夹紧机构,从而不仅能够不受限制地利用拉杆的轴向调节运动,而且由此利用夹头的夹爪的相应的运行位置。因而借助于以这种方式确定的测量参数来控制机床是没有问题的并且可以非常精确地实现,而不会承受不精确性。首先在此有利的是,在夹紧机构的旋转部件之间没有滑动并且没有间隙,从而能够毫无困难地借助于夹紧机构外部的旋转编码器测量拉杆的位置并且由此确保运行中的监控和控制。

通过虽然简单的设计以及较小的结构消耗但还是存在的参与力传递的部件之间刚性的连接,由此确保了夹紧机构的相应的运行数据的正确的确定并且因此确保了机床的精确定位。因为没有出现滑动并且不存在间隙,所以在此不会承担差值测量(Differenzmessung)。此外能够毫无困难地在夹紧机构外部接收相应的测量值,因此确保了较长使用寿命期间无干扰的运行。

此外有利的是,所述力存储器的预应力通过大量螺旋压力弹簧能够毫无困难地配合相应的需求,所述螺旋压力弹簧可以具有较高的夹紧力。并且因为所述螺旋压力弹簧具有较大的弹簧行程,其可以用作用于夹紧力的测量参数,所以确保了相应给出的夹紧力的可靠确定。

在以所建议的方式构造的夹紧机构中,由此实现了给出的夹紧力的以及每个时间所述拉杆的位置的精确确定,从而能够借助于该运行数据控制机床并且在此不会出现错误测量。此外可以密封所述功能单元的内部空间并且用油或者说润滑剂进行填充,在较高的运行安全性下,在较长的时期中相应地确保了无错误的运行。为了运行所述夹紧机构也需要较小的能量需求,因为在运行中参与力传递的部件相互夹紧并且驱动马达不必接收能量。相应地可以多方面地以经济的方式使用所述夹紧机构。

附图说明

在附图中示出了按本发明构造的夹紧机构的两个实施例并且在下面进行详细解释。在此:

图1示出了夹紧机构在夹紧位置中并且由此在工作过程期间的轴向剖视图,

图2示出了按图1的夹紧机构的变换方案,其同样处于锁定的(verriegelt)运行状态中,

图3以具有脱开的驱动马达和其它类型的锁定件的放大的视图示出了按图1的夹紧机构的截取部分,以及

图4以放大的透视图示出了夹紧机构的力存储器。

具体实施方式

在图1到3中所示的并且用1表示的夹紧机构用于操作布置在机床2上的夹头5,借助于该夹头的可径向调节的夹爪6将要加工的工件10夹入该夹头5中。在此,夹头5的夹爪6可以经由转向杆8通过可轴向调节的两件式拉杆7、7’进行操作,该拉杆通过运动转换器31与可切换的电驱动马达11处于传动连接之中。借助于运动转换器31将驱动马达11的旋转的调节运动转换成拉杆7、7’的轴向进给运动。

所述驱动马达11由轴线平行于夹紧机构1的纵轴线A位置固定地进行布置的定子12和转子13构成,齿轮15不可相对旋转地与该转子的转子轴14连接,通过该齿轮引导齿带(Zahnriemen)16,该齿带与配属于夹紧机构1的啮合的驱动轮17共同作用。然而所述驱动马达11也可以垂直于夹紧机构的纵轴线A进行布置,并且例如通过锥形齿轮与驱动轮16传动地连接。

所述夹紧机构1具有壳体21,在该壳体中安置了运动转换器31以及力存储器41。在面对机床2的侧面上,所述壳体21设有伸出的接片27,在该接片上借助于螺栓29固定法兰28。借助于其它螺栓30将法兰28安置在形成在机床主轴3上的其它法兰9上。电动马达4作用到机床主轴3上,通过该电动马达可以驱动机床2。

在按图1的实施方式中,在背对夹头5的侧面上借助于螺栓26将同样伸出的附件24固定在壳体21上,该附件承载着第二壳体53。在第二壳体53中安装双行星齿轮传动装置55作为传动元件51,其由两个中心轮56和57以及多个与之啮合的行星齿轮58和59构成。所述行星齿轮58和58在此如在图3详细获知的那样分别借助于滚动轴承70可旋转地支承在销60上,所述行星齿轮支撑在壳体53中。该行星齿轮58接合到中心轮56中,该中心轮与附件24固定地连接。相反,行星齿轮59与中间轮97接合,该中间轮与中间元件62处于传动连接之中。由此,所述双行星齿轮传动装置55形成了传动元件51,经由该传动元件能够将从驱动马达11中获取的驱动能量经由中间元件62输入运动转换器31,并且通过该传动元件实现了引入的转速的减速,因为行星齿轮58和59的齿数是不同的。

在此,所述中间元件62由双齿轮63构成,所述双齿轮借助于滚动轴承69可旋转地支承在销64上。所述中间元件62穿过第一壳体21的端壁23以及附件24的法兰25,使得双齿轮63能够接合到设置在运动转换器31的调节元件32上的齿部68中并且其由此能够与驱动马达11传动地连接用于操作夹头5。

所述运动转换器31具有构造成空心轴33的调节元件32,该调节元件设有径向向外伸出的附加物34并且加入预紧的滚珠螺杆传动装置35中。为了往回引导与加入拉杆7’中的螺纹38共同作用的滚珠36,设置了通道37。借助于滚动轴承50将调节元件32可旋转地支撑在附件24上。

所述力存储器41具有大量弹簧组42和43,所述弹簧组装入压力件45中。此外,如这尤其可以从图4中获知,大量均匀地布置在周向上的孔46加入压力件45中,具有正方形或者圆形横截面的螺旋压力弹簧44或者说44’在栓47上导入、装入所述孔中。借助于滚动轴承48和49将压力件45沿轴向或者说沿径向方向支撑在运动转换器31的调节元件32上。

通过这种设计方案,能够将大量螺旋压力弹簧44或者说44’布置在压力件45中,所述螺旋压力弹簧由于其横截面形状而具有较大的弹簧力。所述螺旋压力弹簧44或者说44’也可以简单地在较短的时间内进行更换或者部分地去除,从而以这种方式能够将力存储器42的力毫无问题地配合夹头5的相应要求的夹紧力。在可能损坏各个螺旋压力弹簧44或者说44’的情况下(必要时也可以快速更换所述螺旋压力弹簧),不会显著影响力存储器41的夹紧力。

此外可行的是,由于所述螺旋压力弹簧44或者说44’也具有较大的弹簧行程,所以该螺旋压力弹簧用于精确地控制机床2。为了实现这一点,在压力件45上固定信号发射器92,该信号发射器穿过设置在第一壳体21中的凹槽93并且与位置固定的行程传感器91共同作用。以这种方式能够简单地确定力存储器41中相应存在的力。

在工作过程期间也以类似的方式确定夹头5的夹爪6的相应位置。为此,在拉杆7上在第一壳体21和机床2之间的区域内安置冲程环95作为信号发射器,其同样与行程传感器94共同作用。在此,冲程环95穿过装备有凹槽96的接片27,借助于该接片将第一壳体21固定在法兰28上,该法兰安置在形成在机床主轴3上的法兰9上。

在图1和2中所示的运行位置中,所述附件24与第一壳体21锁定,该运行位置相应于其中对夹入夹头5中的工件10进行加工的工作位置。滑动套筒71用于这方面,该滑动套筒在面对附件24的端侧上设有齿部72,该齿部在该运行状态中接合到安置在与第二壳体53不可相对旋转地连接的法兰18上的齿部19中。由此,第二壳体53与附件24耦合,滑动套筒71不可相对旋转地并且可轴向移动地支撑在所述附件上,从而给出了所有参与力传递的部件之间的刚性连接。

所述滑动套筒71可以自动地通过支撑在其上并且固定在附件24上的法兰76上的弹簧74的力进行操作。然而为了分离所述滑动套筒71,设置了伺服机构73,该伺服机构克服弹簧74的力作用到滑动套筒71上。该滑动套筒71可以借助于控制设备81经由旁通阀75进行控制,所述行程传感器91和94也与所述控制设备连接。为了对所述工件10进行夹紧或者放松,可以相应地松开所述齿部19和72的锁定,并且可以从驱动马达11经由第二壳体53、行星齿轮传动装置55以及中间元件62将能量输入运动转换器31,从而通过其调节元件32以相应的方式作用到拉杆7、7’上并且由此作用到夹头5的夹爪6上。

为了能够始终足够地以润滑剂供给运动转换器31的滚珠滚动传动装置(Kugelrollgetriebe)35,壳体21的用润滑剂填充的内部空间22向外借助于密封件65和66进行密封。

此外,承载第二壳体53的轴承69构造成液体密封的,该第二壳体还借助于密封件67相对于第一壳体21进行密封。并且因为在运动转换器31的调节元件32中加入多个径向指向的孔39,所以在调节元件32以及与其传动连接的压力件45的每个调节过程中将润滑剂向右输入在一侧通过密封件40额外进行密封的滚珠滚动传动装置51中,从而始终足够地润滑该滚珠滚动传动装置35。

在按图3的实施变型方案中,所述驱动马达11与夹紧机构1脱开。安置在滑动套筒71上的齿部72在此没有与设置在借助于轴承98支撑在附件24上的驱动轮17上的齿部19接合。然而,可以再次借助于伺服机构73进行操作的滑动套筒71经由销77支撑在第一壳体21的端壁23上,其中设置在第一壳体上的齿部79和80相互接合。借助于螺栓78将销77固定在滑动套筒71上并且在第二壳体53中进行引导。

在按图2的实施变型方案中,所述驱动轮17以及构造成齿环61形式的传动元件52安置在T形设计的载体54上。能够用于实施夹头5的夹爪6的调节运动的驱动能量由此经由载体54并且再经由中间元件62输入运动转换器31,并且经由其滚珠滚动传动装置35传递到拉杆7、7’上并且从其传递到夹头5的夹爪6上。作为传动元件52,在此设置了安置在载体54上的齿环61。

通过所述运动转换器31的、力存储器41的以及夹紧机构1的其它参与力传递的部件的无缝以及无滑动的设计,能够如此利用旋转的部件的调节运动从而精确地控制以及监控机床2。为了实现这一点,在按图1和2的设计方案中分别设置了电子的旋转编码器101,其由传感器103以及一件或多件地安置在第二壳体53或者说载体54的外罩面上的条码104构成。代替该条码104也可以设置相应构造的齿部。

由此,借助于旋转编码器101不仅能够确定第二壳体53或者说载体54的转速以及相应的旋转方向,而且也可以确定该部件的极小的旋转角度变化。同样能够输入控制单元81的这些测量参数精确地与拉杆7、7’的变化或者说夹头5一致,从而能够非常精确地控制机床2,这是因为由于夹紧机构1的结构上的设计方案而不会承受滑动以及间隙。

出于相同的目的,所述驱动马达11也可以装备有电子的旋转编码器102。为此,仅仅在其转子轴14上固定圆盘105,该圆盘在外罩面上装备有相应的条码107。借助于传感器106将测量结果再次导入控制设备81中。

再多了解一些
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1