用于刀具的夹紧装置的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于刀具的夹紧装置。

背景技术：

已知要将刀具沿轴向夹紧在主轴轴颈上。为此使用螺母，该螺母设置在主轴轴颈上并且利用该螺母沿轴向将刀具压向设置在主轴轴颈上的止挡。为了实现夹紧过程，使用组合工具/多用扳手形式的夹紧装置。所述夹紧装置具有与杠杆连接的接合件，所述接合件形锁合地套装在主轴轴颈上并且利用所述接合件能使主轴轴颈绕其轴线旋转。这种已知的夹紧装置的第二杠杆利用空心套筒/插接套筒形锁合地套装在所述螺母上。由此可以使螺母旋转。通过螺母与主轴轴颈的相对转动，螺母沿轴向朝刀具运动，由此沿轴向夹紧刀具。螺母与主轴轴颈的相对转动通过操作两个杠杆来实现，所述杠杆由突出于接合器或者说空心套筒/插接套筒。这里使用者必须用非常大的力来产生必要的轴向夹紧力。由使用者施加的转矩这里在约80至约100nm的数量级。

技术实现要素：

本发明的目的是，这样构成所述类型的夹紧装置，使得可以轻便地施加用于将刀具沿轴向夹紧在主轴轴颈上所需的力矩。

根据本发明，在所述类型的夹紧装置中，所述目的利用权利要求1的特征部分的特征来实现。

在根据本发明的夹紧装置中，接合件不可相对转动地与输出轴连接。所述输出轴通过变速传动装置与驱动轴驱动连接。由此可以实现的是，为了施加轴向夹紧刀具所需的大夹紧力，只需要以很小的转矩转动夹紧装置的驱动轴。在传统的夹紧装置中，需要在约80至100nm的范围内的转矩，在根据本发明的夹紧装置中为此仅需要约2nm的转矩。变速传动装置用于确保，所耗费的小转矩能够转换成大的用于夹紧刀具的轴向夹紧力。

变速传动装置有利地是行星齿轮传动装置，行星齿轮传动装置不仅构成紧凑，而且还能实现非常高的传动比，例如约为1:50的传动比。行星齿轮传动装置紧凑的构成使得可以易于操作地构成夹紧装置，从而使用者能够毫无问题地操纵夹紧装置。

变速传动装置也可以构造成两级或更多级的，从而根据具体应用场合可以实现非常高的传动比。

在一个有利的实施形式中，转矩耦合器是空心套筒，所述空心套筒设有至少一个平整部。空心套筒以所述平整部贴靠在螺母的相应平整部上，从而该螺母与空心套筒不可相对转动地连接。

转矩耦合器以足够的间隙包围接合件，从而在夹紧过程中接合件的转动运动不会受到空心套筒的妨碍。

在一个有利的实施形式中，用于旋转驱动轴的操作单元是手轮。由于使用者不需要施加很大的力，使用者可以轻易地转动手轮。替代手轮也可以采用任意其他适当的操作单元，例如电机式的驱动装置。

为了便于转动，手轮有利地设有曲柄。

为了在轴向夹紧刀具时产生确定的、对于可靠夹紧足够的轴向力，但不产生过高的夹紧力，有利的是，手轮通过滑动接合结构与驱动轴连接。只要还没有达到用于夹紧刀具的轴向夹紧力，则驱动轴通过手轮转动。如果达到了轴向张紧力，则滑动接合结构确保，手轮相对于驱动轴旋转并且不再有转矩施加到驱动轴上。

在一个优选的实施形式中，滑动接合结构具有不可相对转动地安装在驱动轴上的毂，至少一个压力销在弹簧力作用下贴靠在所述毂上。通过压力销，在手轮旋转时，所述毂并且由此还有驱动轴绕其轴线旋转，从而可以实施夹紧过程。

当压力销贴靠在毂外侧上的平整部上时，有利地实现了可靠的转矩传递。当手轮绕其轴线转动时，通过所述平整部实现了带动毂并且由此还有驱动轴旋转。

为了实现正常的转矩传递，有利的是，平整部通过位于毂的外周面上的凹部的底部形成。

作用在压力销上的弹簧力有利地是可调的。由此可以调整用于夹紧刀具的转矩。

通过毂的外周面中的凹部构成一个周向上的限制壁，当为了松开轴向夹紧必须沿相反的方向旋转手轮时，压力销贴靠到所述限制壁上。此时，通过所述限制壁可以在滑动接合结构不起作用的情况下将全部转矩传递到驱动轴上，从而能够顺利地松开刀具。

当压力销能移动地在导向套筒中被引导时，得到了一种有利的并且工作可靠的构成方案，所述导向套筒安置在手轮中并容纳至少一个压力弹簧，利用所述压力弹簧朝毂的方向对压力销加载。因此，压力销以及压力弹簧在导向套筒中受到保护，避免发生损坏和/或被污染。此外，通过导向套筒还确保了，压力销精确定向地触碰到毂的平整部上。

当将用于压力弹簧的调整螺钉旋入导向套筒中时，有利地可以无级调整压力弹簧的力。所述调整螺钉不仅将压力弹簧保持在导向套筒中，而且利用所述调整螺钉还能简单地调整弹簧力并使弹簧力与应用场合相适配。

本申请的内容不仅由各权利要求的主题得出，而且还由所有在附图和说明书中公开的信息和特征得出。即使这些信息和特征不是权利要求的主题，这里只要它们单独地或相互组合相对于现有技术是新的，也作为本发明的重要内容要求保护这些信息和特征。

本发明的其他特征由其他权利要求、说明书和附图得出。

附图说明

下面根据在附图中示出的实施例来详细说明本发明。其中，

图1示出根据本发明的夹紧装置的透视图，

图2示出根据本发明的夹紧装置的分解视图，

图3示出沿图4中的线iii-iii的剖面的放大视图，

图4示出根据本发明的夹紧装置的轴向剖视图，所述张紧装置连接在承载刀具的主轴轴颈上。

具体实施方式

如图4所示，在主轴轴颈1上安装有刀具2。所述主轴轴颈1构成刀架，刀具沿轴向夹紧在所述刀架上。为此，主轴轴颈1设有轴向止档3，刀具2贴靠在所述轴向止档上。轴向止档3例如通过设置在主轴轴颈1上的径向凸肩构成。用于刀具2的轴向止档可以具有任意与所示实施形式不同的结构。刀架是主轴、例如铣床主轴的组成部分，所述主轴以已知的方式能旋转地支承在机壳中并且是马达驱动的。在木材加工机、特别是木材成型机中利用刀具2加工工件，所述工件特别是由木材、塑料和类似材料组成。所述刀具例如是成型刀具，利用所述刀具例如在成型机或立式铣床中在工件、特别是在细长的木材工件上铣刨出轮廓。但所述刀具2也可以是刨刀，利用刨刀来刨平工件的上侧。

刀具2利用螺母4在中间置入固定环5的情况下被压向轴向止档3。

固定环5配合在主轴轴颈1圆柱形的外周面6上，主轴轴颈的外周面在该实施例中具有小于安装有刀具2的圆柱形外周面7的直径。为了能可靠地沿轴向夹紧刀具2，刀具沿轴向朝固定环5的方向突出于外周面7。固定环5也以相同的方式沿轴向突出于外周面6。固定环5按已知的方式具有与主轴轴颈1的形锁合连接结构，例如没有示出的平棱边(flachkant)、槽和榫连接结构或类似连接结构。为了使得当刀具由于切割力或惯性力作用力矩时螺母不会松开，所述固定环用作保险结构。

螺母4配合在主轴轴颈1的螺纹部段8上。所述螺纹部段8具有小于外周面6的直径，由此可以安装刀具2和固定环5。

主轴轴颈1沿轴向突出于螺母4并且在这个区域中设有外多边形结构9，例如六边形结构。

螺母4在其圆柱形的外侧上设有至少一个平整部10。螺母4有利地在其外侧上具有两个沿直径方向相对置的平整部10或者具有六边形结构。

为了将刀具2夹紧在轴向止档3和固定环5之间，通过旋紧螺母4而产生夹紧力。为此，在螺母4上套装夹紧装置，使得在夹紧过程中在螺母4和主轴轴颈1之间发生相对转动。在该实施例中，螺母4以还要说明的方式被防旋转地固定，而主轴轴颈12转动。夹紧装置构造成，使得能够简单地产生施加轴向夹紧力所需的转矩。这在该实施例中有利地由夹紧装置的使用者本身来完成，但也可以电机式地或通过其它能量形式来施加所述转矩。

夹紧装置具有空心套筒11，所述空心套筒11在一个端部上具有沿径向向内定向的窄凸缘12(图4)，空心套筒利用所述凸缘贴靠在传动装置壳体14的端侧13上。所述空心套筒11通过在环形凸缘12上分布设置的螺钉15贴靠在传动装置壳体14的端侧13上地能松开地与传动装置壳体连接。

空心套筒11在其自由端部上具有沿直径方向相对置的两个平整部16，在夹紧刀具2时，空心套筒11以所述平整部贴靠在螺母4的平整部10上。空心套筒11通常构造成圆柱形的。

在传动装置壳体14中安装有变速传动装置17，所述变速传动装置在图4中仅示意性示出。所述变速传动装置有利地是行星齿轮传动装置，利用所述行星齿轮传动装置可以在结构紧凑的同时实现高传动比。在所示实施例中使用两级的行星齿轮传动装置。所述行星齿轮传动装置具有两个太阳轮18、19，这两个太阳轮不可相对转动地安装在驱动轴20或中间轴62上。行星轮22、23与太阳轮18、19啮合，所述行星轮安装在行星轮架24、25上并接合到齿圈26、27中，所述齿圈不可相对转动地设置在传动装置壳体14的内侧上。中间轴62是行星轮架24的组成部分或固定地与该行星轮架连接。输出轴21是行星轮架25的组成部分或固定地与该行星轮架连接。

驱动轴20经由变速传动装置17与输出轴21驱动连接。

驱动轴20以及输出轴21按已知的方式能旋转地支承在传动装置壳体14中。

输出轴21从传动装置壳体14伸出到空心套筒11中，所述空心套筒隔开间距地包围输出轴21。在输出轴21突出的端部上不可相对转动地安装接合件28，为了实现夹紧过程，所述接合件以内多边形结构29、优选是六边形结构套插在主轴轴颈1自由端上的外多边形结构9上(图4)。

接合件28在一个端部上具有圆柱形的环30，所述环贴靠在输出轴21的环形凸肩31上(图2和4)。接合件28与输出轴21的不可相对转动的连接有利地通过输出轴21的键32实现，所述键嵌入接合件28的环30的内壁中相应的轴向槽中。接合件28轴向固定地安装在输出轴21上。接合件28例如可以通过至少一个螺柱33(图2)固定在输出轴21上。

与环30邻接地设置套筒34，所述套筒设有内部的多边形结构29。所述环30和套筒34有利地构造成一体的，但也可以是相互焊接的。

传动装置壳体14有利地设有外壳35，所述外壳例如由微孔橡胶制成并且确保了使用者能可靠地操作夹紧装置。

在驱动轴20从传动装置壳体14中突出的端部上不可相对转动地安装有卡接毂36，利用手轮37能够使所述卡接毂转动。根据图4，驱动轴20和输出轴21突出于传动装置壳体14相对置的端侧。

为了实现不可相对转动的连接，驱动轴20设有键38，所述键嵌入卡接毂36内壁上相应的槽39中(图2)。卡接毂36具有端侧的环形凸缘40，所述环形凸缘贴靠在驱动轴20的环形凸缘41上(图4)。

固定盘42用于将卡接毂36轴向固定在驱动轴20上，所述固定盘通过固定螺钉43保持在驱动轴20的端侧上。固定螺钉43旋入驱动轴20的中央端侧的螺纹孔44中。

固定盘42以其边缘嵌接到手轮37背向传动装置壳体14的外侧46中的凹部45中。由此，手轮37也通过固定盘42沿轴向固定。固定盘42有利地沉入地位于凹部45中，从而在旋转手轮37时固定盘不会造成干扰。

手轮37具有圆柱形的外周壳47，所述外周面通过径向的底部48与同轴于该外周面延伸的内环49连接。外周壳47、底部48和环49有利地相互一体地构成。

外周壳47和环49在两个沿直径方向相对置的区域中分别由开口50、51穿过。所述开口50、51相互对齐。

通过开口50、51分别插入一个导向套筒52。所述导向套筒可以能松开地或不能松开地与手轮连接。在该实施例中，导向套筒设有外螺纹并且旋入开口50、51相应的螺纹中。导向套筒52一直插入或旋入到使得导向套筒不突出于外周面47的外侧或手轮37的环49的内侧。

在导向套筒52中分别引导压力销53，所述压力销贴靠在导向套筒52的内壁上并且在至少一个压力弹簧54的力的作用下沿径向向内受载。压力销53沿径向向内突出于导向套筒52并且以其端侧分别贴靠在一个平坦的支承面55上，所述支承面沿直径方向相对置地设置在卡接毂36的外侧上。

在导向套筒52的内部，压力弹簧54通过调整螺钉56固定，所述调整螺钉旋入导向套筒52径向外侧的端部中。利用调整螺钉56可以无级地调整由压力弹簧54施加到压力销53上的力。

平坦的支承面55构成凹部57的底部，所述凹部沿直径方向相对置地设置在卡接毂36的外周面上。所述支承面55在侧向由一个垂直于支承面的延伸的侧壁58限定。凹部57的宽度略大于压力销53的直径，所述压力销由此能够沿卡接毂36的径向方向在凹部57中运动。支承面55一直延伸到卡接毂36的外周面。

为了能够旋转手轮37，手轮在其外侧46上设有曲柄59。

为了沿轴向夹紧刀具2，夹紧装置的空心套筒11这样安装到螺母4上，使得空心套筒11的平整部11到达螺母4的平整部10。这种形锁合的、不可相对转动的转矩耦合防止螺母4相对于空心套筒11或者说夹紧装置发生转动。在套插过程中，主轴轴颈1的外多边形结构9插入接合件28的内多边形结构29中。这个位置在图4中示出。利用曲柄59沿箭头方向60(图4)转动手轮37。通过压力销53将转矩从手轮37经由支承面55传递到卡接毂36上并由此传递到驱动轴20上。通过变速传动装置17，使输出轴21并由此使接合件28绕其轴线转动。这使得，主轴轴颈1绕其轴线转动。由于螺母4与空心套筒11和用手握持的夹紧装置形锁合地旋转连接，螺母4和主轴轴颈1之间发生相对转动。由此，螺母4通过螺纹8朝刀具2的方向进行轴向运动，由此，固定环5压向刀具2。由此，将刀具夹紧在轴向止挡3和固定环5之间。

通过由使用者固定保持夹紧装置，接近于可以防止螺母4转动。对于这样固定保持，同样只需施加很小的、通过曲柄59导入的转矩。

在一些情况下，例如当铣床主轴通过马达制动器保持住时，可以防止主轴轴颈1转动。此时，由于螺母4和主轴轴颈1b在旋紧螺母时必要的相对转动，夹紧装置与螺母4一起旋转。

由于螺母手动地旋拧到主轴螺母1的螺纹8上，直至螺母贴靠在固定环5上，这种相对转动非常小。

由于这种变速传动装置17，夹紧装置的使用者不必为了以必要的轴向力夹紧刀具2而施加很大的力。由此，为了以要求的程度夹紧刀具2，使用者只需要在旋转手轮37时施加大约2nm的转矩。变速传动装置17例如这样设置和安装，使得输出轴的转速与驱动轴的转速相比以1:50的比例降低。由此实现了比例为50:1的转矩提高并且由此得到约100nm的输出或夹紧力矩。根据具体要求的夹紧力，传动比也可以与上面所述的值不同。

借助于压力弹簧54可以非常精确地调整用于工具2的轴向夹紧力。如果达到了用于夹紧刀具2所需的轴向力，继续旋转手轮37会导致，压力销53在支承面55上向外滑动，使得压力销到达卡接毂36圆柱形的外周面上。此时，不再有转矩从手轮37传递到卡接毂36上并由此传递到输出轴20中。因此，压力销53与卡接毂36配合作用构成一种滑动接合结构，所述滑动接合结构确保了，以确定的转矩旋紧螺母4并且由此以确定的轴向夹紧力夹紧刀具2。

为了松开轴向夹紧的刀具2，沿释放方向61旋转手轮37(图4)。压力销53此时贴靠在侧壁58横向于旋转方向的部分上。图4示出这个位置。由此在松开过程中，手轮37的全部转矩都经由压力销53传递到卡接毂36上或者说传递到驱动轴20上，就是说，滑动接合结构不起作用。以这种方式能够可靠地松开刀具2。

替代所述的实施形式，也可以采用其他形式的滑动接合结构或用于限制转矩的装置。同样也可以采用其他形式的传动装置替代所述的两级行星齿轮传动装置。