用于摆动夹具的传动装置的制作方法

1.本发明涉及一种用于将运动从驱动运动转换为输出运动的传动装置、特别是在摆动装置(例如用于夹持构件的摆动夹具或液压摆动马达)中转换运动的传动装置。


背景技术：

2.从ep 1 264 659 b1和de 102 52 549a1中可以知道传统的摆动夹具，例如，它用于在机床工作台上夹持工件。在这种情况下，夹钳是可旋转和可轴向移动的，夹钳的移动由活塞驱动，该活塞在压力介质致动下可在摆动夹具的工作缸中轴向移动。在可移动的活塞和可移动的摆动夹具之间设置有传动装置，它将活塞的纯轴向移动转换为夹钳的旋转运动和轴向移动的组合运动。在已知的摆动夹具的情况下，这种运动转换是通过开槽的引导系统进行的。此外，已知的摆动夹具具有密封件，可以防止介质(如液压油)沿连接引导结构的轴向渗入。这些密封件在开槽引导系统的上方和下方沿轴向布置，这增加了传统摆动夹具的轴向总高度，因为密封件需要在开槽引导系统的上方和下方有安装空间。因此，已知的摆动夹具的缺点是，密封件需要额外的安装空间，从而增加了摆动夹具的轴向高度。
3.此外，在de 10 2012 012 423 a1中，已知一种用于机动车驻车制动器的传动装置。然而，这种已知的传动装置并不适合于摆动夹具或液压摆动马达。
4.此外，本发明的一般技术背景还包括公开文件de 10 2012 000 392 a1、de 10 2017 221 512a1、de 27 57 507 a1和de 41 14 295 a1。


技术实现要素：

5.因此，本发明的任务是创造减少摆动夹具的轴向总高度的可能性。
6.这一任务由根据本发明和权利要求的传动装置来解决。
7.根据本发明的传动装置一般用于将运动从驱动运动转换为输出运动。因此，本发明并不局限于根据本发明的传动装置在摆动夹具中的使用。相反，根据本发明的传动装置也可以以其它方式使用。
8.根据现有技术，根据本发明的传动装置具有可移动的驱动部件，其在操作过程中执行驱动运动。在摆动夹具的优选实施例中，驱动部件优选地是活塞，该活塞在压力介质致动下可以轴向移动，该活塞被例如气动或液压地被驱动。
9.此外，根据现有技术，根据本发明的传动装置具有可移动的输出部件，该输出部件在操作期间执行输出运动。在摆动夹具的优选实施例中，输出部件优选地是支撑夹钳的杆，该杆既可轴向移动又可旋转。
10.此外，与现有技术一样，根据本发明的传动装置也具有凸轮装置，其按照预定的传动曲线将驱动部件(如活塞)的驱动运动转换为输出部件(如杆)的输出运动。
11.这里应该提到的是，在驱动运动和输出运动中，一个运动是沿预定的运动轴线的轴向移动或包含至少一个沿运动轴线的平移运动成分，而另一个运动是围绕运动轴线的旋转运动或包含至少一个旋转运动成分。在摆动夹具的优选实施例中，驱动运动是没有旋转
运动成分的纯轴向移动，而输出运动是旋转运动和轴向移动的组合。
12.本发明现在的区别在于，凸轮装置没有开槽的引导系统，如ep1264659b1的情况。相反，在根据本发明的传动装置中，凸轮装置具有两个接触表面，它们在一个区域上相互滑动，从而实现运动的转换。因此，相互滑动的接触表面优选地是自由曲面，它们优选地是沿着螺旋线延伸。这里应该提到的是，自由形状的表面在垂直于运动轴线的横截面上优选地是非圆形的。例如，接触表面在垂直于运动轴线的横截面上可以是椭圆形的。因此，沿运动轴线相互滑动的接触表面的轴向移动不可避免地导致两个接触表面相对于彼此的旋转运动。反之，两个接触表面相对于彼此的旋转也不可避免地导致接触表面相对于彼此的轴向移动。对自由曲面进行适当的塑形，几乎可以实现任何传动曲线，传动曲线反映了驱动运动和输出运动之间的关系。
13.还应提及的是，该凸轮装置不是自锁的。这一点很重要，因为接触表面的相互错位或旋转不会导致凸轮装置的阻塞。因此，接触表面优选地是光滑的、无偏移的、正的或负的弯曲。
14.上面提到了现有技术的缺点，即密封件增加了摆动夹具的轴向总高度，这是不可取的。然而，在根据本发明的设计中，密封件可以被集成到接触表面中。这里应该提到的是，密封件可以沿轴向布置在接触表面相互滑动的区域内，这样就不需要额外的轴向安装空间来容纳密封件。
15.例如，可以在相互滑动的接触表面之一布置环形槽，以用于容纳密封件。该环形槽可以选择布置在驱动侧接触表面或输出侧接触表面中。
16.此外，应该提到的是，两个相互滑动的接触表面优选地是一方面安排在驱动部件上，另一方面安排在输出部件上。然而，另一种情况是，也可以只在驱动部件或输出部件上设置一个接触表面，而相应的另一个接触表面被布置在固定的位置。
17.当根据本发明的传动装置用于摆动夹具时，驱动部件(例如活塞)的驱动运动优选地是没有旋转运动成分的纯轴向移动。因此，驱动部件也可以被固定下来，以防止围绕运动轴线的旋转。在活塞作为驱动部件的情况下，这可以通过例如活塞具有椭圆截面并可在具有相应适应的椭圆截面的工作缸中移动来实现。
18.另一方面，输出部件的输出运动优选地是纯粹的旋转运动，在输出运动的初始阶段没有平移的成分，这一点从摆动夹具本身就可以看出。因此，在初始阶段，活塞的轴向驱动运动只导致输出部件的旋转，而没有轴向移动。
19.另一方面，在输出运动的最后阶段，输出部件(例如摆动杆)的输出运动优选地是没有旋转成分的纯轴向移动。在摆动杆被旋转到夹持位置后，摆动杆随后只作轴向移动，以便夹持构件。
20.相反，在初始阶段和最终阶段之间的过渡阶段，输出部件(如摆动杆)的输出运动可以是旋转运动和轴向移动的组合。
21.此外，应该提到的是，传动装置可以包括轴向锁，它在运动的初始阶段阻止输出部件(例如摆动杆)沿运动轴线的轴向移动，并在最后阶段释放输出部件的轴向移动。为此，例如，轴向锁可以具有椭圆的盘，该盘被扭转地刚性连接到输出部件，或整体地形成在输出部件上。这样，椭圆的盘就只能在椭圆孔中的特定旋转位置上进行轴向移动，而椭圆的盘则在其它方面阻止输出部件轴向移动。
22.上面已经简要提到，驱动部件可以是可沿运动轴线在工作缸中移动的活塞，该活塞在工作缸中可由压力介质致动的工作流体来移动、例如液压或气动地移动。另一方面，输出部件可以是杆，就像人们所熟知的摆动夹具一样。在这种情况下，工作缸和活塞的横截面可以不是圆形的，这样可以防止活塞在工作缸中的旋转。例如，活塞和工作缸可以具有非圆形的横截面(如多边形或椭圆)。活塞和工作缸的形状应能防止旋转，可以使用非圆形截面(例如椭圆或多边形)制作。
23.在本发明的优选实施例中，活塞具有贯通的轴向孔，活塞上具有穿过该轴向孔的杆。杆的外表面与活塞中的轴向孔的内表面形成运动转换的滑动接触表面。
24.一般来说，应该提到的是，驱动部件优选地以防扭的方式安装，以便驱动部件不能围绕运动轴线旋转。相反，驱动部件优选地是以轴向可移动的方式安装，以便驱动部件可以沿运动轴线轴向移动。
25.一般来说，还应该提到的是，驱动部件优选地以环形的方式围绕着输出部件。然而，另一种情况是，输出部件也有可能以环形方式围绕驱动部件。
26.上述描述的部分优选地是指根据本发明的传动装置在摆动夹具中的使用。然而，上面已经提到，根据本发明的传动装置在其它应用领域的适用也是可以想象的。因此，根据本发明的传动装置适用于各种运动转换，下面将简单介绍一下。
27.在本发明的一个变体中、也见图9，驱动部件的驱动运动是没有旋转运动成分的纯轴向移动，而输出部件的输出运动是没有平移运动成分的纯旋转运动。这里，驱动部件优选地被固定以防止围绕运动轴线旋转，因此驱动部件不能进行旋转运动，而只能沿运动轴线进行轴向移动。另一方面，在本发明的这个变体中，输出部件优选地被固定以防止沿运动轴线移动，因此输出部件不能执行任何沿运动轴线的轴向移动，而只能执行围绕运动轴线的旋转运动。驱动部件优选地是被活塞包围的杆，活塞作为输出部件。运动转换的接触表面优选地一方面位于杆的外表面，另一方面位于活塞的通孔内。
28.在另一个发明变体中、也见图10，驱动部件的驱动运动也是没有旋转运动成分的纯轴向移动，而输出部件的输出运动是没有平移运动成分的纯旋转运动。因此，本发明的变体部分地对应于上述第一发明变体。然而，这里的活塞和杆是互换的，即驱动部件是活塞，而输出部件是杆。
29.在另一个发明变体中、也见图11，驱动部件的驱动运动是没有平移运动成分的纯旋转运动，而输出部件的输出运动是没有旋转运动成分的纯轴向移动。驱动部件优选地被固定以防止沿运动轴线的移动，因此驱动部件不能进行任何轴向移动，而只能进行围绕运动轴线的旋转运动。另一方面，输出部件被固定以防止围绕运动轴线的旋转，因此，输出部件不能进行任何旋转运动，而只能沿运动轴线进行轴向移动。这里，驱动部件是杆，而被驱动部件是活塞。
30.在本发明的另一个变体中、也见图12，纯旋转运动也被转换为纯轴向移动，如上所述。然而，这里的驱动部件是活塞，而输出部件是杆。
31.本发明的另一个变体、也见图13设置为，驱动部件的驱动运动是没有平移运动成分的纯旋转运动，而输出部件的输出运动是轴向移动和旋转运动的组合。在这里，驱动部件和输出部件是相同的，均是由被活塞包围的杆构成。因此，杆的旋转导致了杆的旋转运动和轴向移动的组合运动。在本发明的这一变体中，活塞因此被固定以防止旋转和移动，因此在
传动装置中是固定的。
32.本发明的另一个变体、也见图14，提供了没有旋转运动成分的纯轴向移动，并将其转换为轴向移动和旋转运动的组合。在这里，驱动部件和输出部件也是相同的，均由被活塞包围的杆构成。活塞也被固定在传动装置内，因此在移动和旋转上被固定。
33.本发明的另一个变体、也见图15提供了轴向移动和旋转运动的组合，以转换为轴向移动和旋转运动的组合。在这里，驱动部件和输出部件也是相同的，均由被活塞包围的杆构成，活塞也是固定在传动装置内，也就是说，活塞被固定住以防止轴向移动和旋转运动。
34.在本发明的另一个变体中、也见图16，驱动部件的驱动运动是纯粹的旋转运动，而输出部件的输出运动是轴向移动和旋转运动的组合。在这里，驱动部件和输出部件也是相同的，均是由包围着杆的活塞形成。在这种情况下，杆在传动装置中是静止的，也就是说，杆被固定住以防止轴向移动和旋转运动。
35.本发明的另一个变体、也见图17，在输入侧提供纯轴向移动，而在输出侧产生轴向移动和旋转运动的组合。在这里，驱动部件和输出部件也是相同的，均由包围着杆的活塞构成，杆在轴向移动和旋转运动上被固定。
36.在另一个实施例中、也见图18，在输入侧和输出侧都存在轴向移动和旋转运动的组合。在这里，驱动部件和输出部件也是相同的，均由包围着杆的活塞构成，杆被固定住以防止移动和旋转。
37.在本发明的上述不同变体中，凸轮装置的接触表面(自由曲面)一方面位于杆的外周表面，另一方面位于活塞的内表面。
38.上述描述一般指的是根据本发明的传动装置，与应用领域无关。然而，本发明还要求保护具有这种传动装置的摆动夹具，其中摆动夹具的夹钳由传动装置的输出部件移动，而驱动部件是活塞，该活塞可在由压力介质致动的工作缸中移动。此外，本发明还要求对具有根据本发明的传动装置的液压摆动马达进行保护。因此，根据本发明的传动装置一般适用于摆动装置(例如摆动马达、摆动夹具)。
附图说明
39.本发明的其它有利的实施例在从属权利要求中指出，或在下文中与本发明的优选实施例的描述一起参照图进行更详细的解释。
40.图1a-7a示出了根据本发明的摆动夹具在放松位置的各种视图；
41.图1b-17b示出了摆动夹具在枢转位置的相应视图；
42.图1c-7c示出了摆动夹具在张紧位置的相应视图；
43.图1d-7d示出了摆动夹具在翘起位置的相应视图；
44.图8示出了一个列出各种可能的运动转换的表格；
45.图9-18示出了说明图8中表格中各种可能的运动转换的示意图。
具体实施方式
46.在下文中，将描述根据本发明的摆动夹具1的优选实施例，如图1a-7a、1b-7b、1c-7c和1d-7d所示。关于摆动夹具1的基本设计和操作，参考了相关的现有技术，例如从ep1264659b1和de10252549a1中得知，以避免重复。因此，在下文中，将只描述对本发明至关
重要的摆动夹具1的一些细节。
47.因此，摆动夹具1首先具有壳体2，该壳体在其上侧被壳体盖3封闭。
48.摆动活塞4穿过壳体盖3的孔，摆动活塞支撑着安装有夹钳6的摆动臂5。摆动活塞4可与摆动臂5和夹钳6一起竖直移动，并可围绕竖直摆动轴线旋转，这在现有技术中是众所周知的，我们还将详细描述。在这一点上，只需提到摆动活塞4与夹钳6和摆动臂5一起构成本发明意义上的输出部件。
49.在壳体2中，调整套7布置在底部，它具有椭圆形的内部横截面，并形成具有椭圆形横截面的工作缸8。
50.活塞9可在工作缸8中轴向移动，活塞9也具有椭圆横截面。因此，活塞9可以在工作缸8中进行轴向移动，即在竖直方向移动，而活塞9在工作缸8中的旋转是不可能的。活塞在这里形成了本发明意义上的驱动部件。
51.活塞9具有中心孔，椭圆体10穿过该中心孔，该椭圆体在摆动活塞4的下端整体地形成，该椭圆体10的外侧表面具有弯曲的自由曲面f2，该自由曲面遵循螺旋线。活塞9中的通孔在内部具有相应的弯曲的自由曲面f1，它也是遵循螺旋线。因此，活塞9相对于椭圆体10的轴向移动导致了与大体上可自由预定的传输曲线相对应的运动转换。
52.还应提及的是，止挡11和锁紧螺母12被紧紧地拧在摆动活塞4的下端。
53.在摆动活塞4上形成有椭圆的盘13，以形成轴向锁。因此，根据图1a-7a，在放松的摆动位置，椭圆的盘13停留在调整套7的上侧，因此具有椭圆的盘13的摆动活塞4不能被轴向向下移动。
54.此外，应该提到的是，工作缸8中的活塞9可以通过压力介质在轴向移动。为此，摆动夹具1具有液压连接结构14、15。
55.在下文中，将描述从图1a-7a的放松位置到图1b-7b的摆动位置的过渡情况。
56.在这里，活塞9在工作缸8中轴向向下移动，由于工作缸8和活塞9的椭圆截面，活塞9被固定以防止旋转。
57.在活塞9向下运动的过程中，椭圆体10的外侧表面的自由曲面f1、f2与活塞9的通孔中的自由曲面f1、f2相互滑动，导致运动的转换。活塞9的纯轴向移动最初被转换为摆动活塞4的纯旋转运动。
58.在这种情况下，摆动活塞4的椭圆的盘13靠在调整套7的上侧，从而防止摆动活塞4的轴向移动。
59.另一方面，在根据图1b-7b的摆动位置，摆动活塞4上的椭圆的盘13被旋转，使其与工作缸8处于同一位置。因此，椭圆的盘13可以向下进入工作缸8，这也使得摆动活塞4有相应的轴向移动。在活塞9的进一步向下运动过程中，后者会带着摆动活塞4沿轴向移动，然后根据图1c-7c达到张紧的位置，最后根据图1d-7d达到完全张紧的位置。
60.此外，应该提到的是，在活塞9的通孔中的自由曲面f1中设置有环形槽，其中布置有密封件16。在这里，密封件16防止介质轴向通过相互滑动的自由表面f1和f2之间的间隙。这里有利的是，密封件16可以直接布置在自由曲面f1中，因此不需要额外的轴向安装空间。
61.图8示出了一个表格，其中有各种可能的用于将运动从驱动部件转换到输出部件的配置，而不考虑摆动夹具1中的具体应用区域。
62.图9-18示出了用于转换杆s和活塞k之间运动的凸轮结构的简单示意图，其中杆s
在其外表面具有自由曲面，它与活塞k的通孔中的相应自由曲面相互作用。
63.从图示和图8的表格中可以看出，不同的配置是可能的，其中一部分，杆s形成驱动部件，而活塞k是输出部件。然而，在其它配置中，活塞k是驱动部件，而杆s是输出部件。除此以外，所示配置的操作在根据图8的表格中得到了解释。
64.本发明并不限于上述的优选实施例。相反，大量的变体和变化是可能的，它们也利用了本发明的概念，因此属于保护范围。特别是，本发明还要求保护从属权利要求的主题和特征，这些特征独立于所提及的各自的权利要求，特别是也没有主权利要求的特征。因此，本发明的各方面相互独立地享有保护。
65.附图标记列表
[0066]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
摆动夹具
[0067]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
摆动夹具的壳体
[0068]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
壳体盖
[0069]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
摆动活塞
[0070]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
摆动臂
[0071]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
夹钳
[0072]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
具有椭圆内部截面的调节套
[0073]8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
具有椭圆横截面的工作缸
[0074]9ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
外侧为椭圆横截面、内部为自由曲面的活塞
[0075]
10
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
摆动活塞的具有自由曲面的椭圆体
[0076]
11
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
止挡
[0077]
12
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
锁紧螺母
[0078]
13
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
摆动活塞上的椭圆的盘
[0079]
14、15摆动夹具的液压连接结构
[0080]
16
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
密封件
[0081]
f1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
活塞9的自由曲面
[0082]
f2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
椭圆体10的自由曲面
[0083]sꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
具有外部自由曲面的杆
[0084]kꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
具有内部自由曲面的活塞