本发明涉及一种装置和一种夹紧壳体，根据权利要求1和14的前序部分，通过所述装置和夹紧壳体将待加工的工件保持在工具机的工具台处。
背景技术：
通过ep2363225b1已知一种所谓的零点夹紧系统，通过所述零点夹紧系统使待加工的工件能够固定在工具机的区域中，以便在所述工具机或其工具台处进行所述工件的装配以及拆卸，而为此不需要的消耗的换装时间。为了该目的，这样的夹紧装置具有壳体，贯通开口被加工到所述壳体中。所述贯通开口的内半径由不同大小地确定大小的子区段构成，所述子区段从所述工具台出发向上变大，从而使得所述装置能够借助于固定螺纹件锁定在所述工具台处。由此，当所述夹紧壳体相应地定位在所述工具台处时，所述夹紧壳体作为所述装置的组成部分而不需要再进行更换。相反地，待加工的工件应该能够在所述装置处快速且简单地得到替换。
为了实现所述工件与所述装置的夹紧壳体的迅速的连接或耦联，在预装配步骤中将所述工件与夹紧插销连接，所述夹紧插销被插入到所述装置的壳体的贯通开口中。如此所置入的夹紧插销借助于三个夹紧推移件或锁定插销固定在所述壳体的贯通开口中。所述锁定插销径向地能运动地支承在所述壳体中并且驱动地借助于驱动环来运动，所述驱动环能够通过驱动器件、例如能轴向地移动的调节活塞来转动。所述驱动环的旋转运动通过模制在所述驱动环处的凸子或凸起部转递到所述锁定插销处，在所述锁定插销中为了接纳所述凸起部或凸子而加工有槽。
不利的是，为了所述驱动环的驱动的耦联，在所述驱动环处对于存在的锁定插销中的每个锁定插销都设置模制部，通过所述模制部在所述驱动环与相应的锁定插销之间建立力或形状配合的作用连接。所述驱动环的这样的结构上的设计方案以及在所述驱动环与相应的锁定插销之间的驱动的耦联在此在制造方面是极其成本高昂的并且在装配方面是时间消耗的，因为一方面所述模制部需要在非常狭窄地确定大小的公差区中生产，并且另一方面所使用的结构部件由多个接口构成，所述接口意味着显著的装配消耗。此外，所述驱动环的转动运动和所述锁定插销的径向的调节是易受干扰的，因为在所述驱动环旋转时及其运动转变成径向的进给运动时会出现歪斜。
这样的零点夹紧系统被这样称呼是因为大量待加工的工件能够预装配在夹紧插销处。为了加工所述工件仅仅需要对第一工件关于所述工具机的工作区域进行测定；每个另外的待加工的工件然后能够在没有另外的测定的情况下立即由所述工具机来加工，因为所述工件的位置关于所述夹紧装置的位置是已知且预设的。
然而当由于在所述驱动环与所使用的锁定插销之间的驱动的连接而存在相应的间隙时，所述间隙不可避免地引起，在所述夹紧插销夹入在所述装置的夹紧壳体处时出现误差公差，所述误差公差由此还引起在所述工件加工中的误差。因此，这样的夹紧装置在待加工的工件的预设的夹入位置中是有误差的并且是时间消耗的并由此需要成本高昂的再测量，以便确保这样的误差公差保持得尽可能小。
此外特别不利的是，在变为已知的夹紧装置中，所述驱动环的旋转运动在没有变速的情况下转变成所述锁定插销的径向的运动。在夹入过程中有必要使所述夹紧插销借助于所述锁定插销尽可能快速地触碰。这意味着，所述锁定插销的进给运动应该在急速行程运转中进行，从而通过所述驱动主轴的尽可能少的回转或通过活塞的轴向的进给运动使在所述锁定插销与所述夹紧插销之间出现接触。在后接的夹紧行程运转中，所述锁定插销应该如此与所述夹紧插销进入作用接触，使得所述夹紧插销可靠且位置定向地通过所述锁定插销夹入。然而，变为已知的夹紧装置在所述驱动环的驱动的耦联部与所述锁定插销之间一点也没有变速部或传动器件，从而所述驱动环的回转转变为所述锁定插销的相同的或均匀的径向的进给运动。
技术实现要素：
因此本发明的任务是，如此改进带有开头所提及的类型的夹紧壳体的装置，使得一方面所述驱动环的旋转运动到对于所使用的锁定插销的径向的进给运动中的转变无间隙地且以至少两个不同的变速来进给，所述至少两个不同的变速实现了急速和夹紧行程，并且另一方面使得所述驱动环和锁定插销的生产以及装配能够成本适宜地且没有时间上的额外消耗地实现。
根据本发明，所述任务通过权利要求1和14的特征部分的特征来解决。
本发明的另外的有利的改进方案由从属权利要求得出。
通过使在所述驱动环的内侧处加工出设置在所述锁定插销的每个区域中的带有至少两个不同的斜坡的控制面或控制曲线，在相应的锁定插销中加工有在横截面方面u形的接纳切口，所述驱动环被置入到所述接纳切口中，并且通过使控制轮廓安置或设置在所述锁定插销的面向所述驱动环的内壁的贴靠面处，所述控制轮廓贴靠在所述驱动环的控制面或控制曲线处并且取决于所述驱动环的旋转方向使相应的锁定插销径向地向内或向外运动，实现了，所述锁定插销不仅能够在急速行程中运动而且能够在夹紧行程中运动，从而使得置入到所述壳体的贯通开口中的承载所述工件的夹紧插销可靠且位置定向地以所述驱动主轴的少量回转而得到固定。
当在所述贯通开口中设置有在横截面方面u形的引导槽（所述驱动环被置入到所述引导槽中并且在所述引导槽中能转动地支承）时，确保了所述驱动环在旋转运动期间保持向内及向外，从而所述驱动环不出现歪斜。
所述锁定插销位置定向地且能轴向或径向移位地支承在所述壳体中以及支承在所述引导槽的壁中，由此使得所述锁定插销支撑在两个相互间隔开的位置处，以便实现可靠且无干扰的运动。
通过在相应的锁定插销处设置所述u形的凹部并且通过使所述驱动环置入到所述凹部中，使得不仅所述锁定插销而且所述驱动环通过与所述壳体连接的盖保持在所述引导槽中并且使其相应的运动得到释放。
为了保证所述工件在所述装置处的定心使得每个预装配的由工件和夹紧插销构成的结构单元在所述工具机处关于夹紧状态具有相同的取向，在所述夹紧插销的上侧上设置或模制有一个或多个定心凸起部，所述定心凸起部与加工在所述工件处的贴靠面共同作用。由此，所述工件位置定向地定位在所述夹紧插销处，并且不需要对所述工件对于其关于所述工具机的加工位置进行多次的测定，因为所述装置位置固定地与所述工具机的工具台耦联并且仅仅新的工件需要藉由相应的夹紧插销固定在所述装置的夹紧壳体处。因此，借助于根据本发明的装置使得零点夹紧系统可供用于应用者。
特别有利的是，在所述夹紧插销中加工有一个环绕的夹紧槽或多个单独的夹紧槽，所述锁定插销中的一个锁定插销的自由端部分别在夹紧状态下接合到所述夹紧槽中。也就是说，在相应的锁定插销的自由端部处设置有斜倾地伸延的夹紧面，所述夹紧面从水平线出发从外向内提升地倾斜地设计；反之，所述夹紧槽的斜坡与所述锁定插销的夹紧面的伸延曲线对准，从而所述斜坡用作为用于所述夹紧面的贴靠部。也就是说，一旦所述锁定插销接合到所述夹紧插销的夹紧槽中，所述锁定插销的夹紧面就挤压到所述引导槽的贴靠面上并且出现拉力，所述拉力平行于所述贯通开口的纵向轴线伸延，并由此使得所述夹紧插销被拉入到所述壳体的内部。由此在所述夹紧插销与所述壳体之间出现无间隙的布置，由此使得待加工的工件位置定向地保持在相同地预设的位置中。
在所述急速行程期间，所述锁定插销以尽可能高的进给速度朝着所述夹紧插销的方向运动。对于所述锁定插销的这种进给运动需要小的力。一旦所述锁定插销到达与所述夹紧插销的作用接触，则所述急速行程运转应该转变成夹紧行程运转。所述夹紧行程运转的突出之处在于，所述锁定插销需要非常小的进给速度，然而需要高的夹紧力。为了实现这个，所述控制轨道及与此共同作用的贴靠面设置在带有至少两个不同的斜坡的锁定插销处。用于所述急速行程的斜坡具有显著较高的倾度，例如抛物线状的或正弦形地轮廓；反之，所述夹紧行程运转具有非常平坦的斜坡。在所述夹紧行程与所述急速行程之间的过渡区域借助于一个或多个半径来实现，从而当所述驱动环朝着这两个旋转方向中的一个方向运动时，所述锁定插销的贴靠面在没有歪斜的情况下在所述驱动环的控制面上沿着滑动。
附图说明
在附图中能够得知根据本发明的装置及其夹紧壳体，通过所述装置及其夹紧壳体使待加工的工件保持在工具机的工具台处，所述装置及其夹紧壳体在下面更详细地阐释。详细地：
图1a以透视的视图示出夹紧壳体，贯通开口被加工到所述夹紧壳体中，
图1b以分解图示示出根据图1a的夹紧壳体，带有驱动环和三个驱动地与其连接的锁定插销，所述驱动环和锁定插销借助于盖位置定向地保持在所述壳体的贯通开口中，
图2以剖切图示出装置和根据图1b的夹紧壳体，所述夹紧壳体借助于固定螺纹件安置在工具机的工具台处并且通过其使待加工的工件经由夹紧插销支撑在所述壳体处，
图3示出带有三个锁定插销以及带有驱动地与所述驱动环耦联的驱动主轴的驱动环的放大的图示（根据图2），
图4a示出在根据图3的锁定插销与驱动环之间的放大的局部图，处于初始位置中，带有设置在所述驱动环的内侧处的控制面以及带有配属于所述锁定插销的贴靠面，所述贴靠面与所述驱动环的控制面在驱动环旋转期间共同作用并且在所述驱动环上沿着滑动，
图4b示出根据图4a的在急速行程期间的驱动环和锁定插销，以及
图4c示出根据图4b的在夹紧行程期间的驱动环和锁定插销。
具体实施方式
由图1a、1b和2能够得知装置1，通过所述装置使工件2能更换地固定在工具机4的工具台3处。在所述工具机4处安置有工具5，通过所述工具使所述工件2应该通过所述工具机4来加工。根据本发明的夹紧装置1用于避免当在所述工具机4处每次替换所述工件2时不得不重新进行对于所述工件2的加工的定位，因为所述夹紧装置经由在下面更详细地阐释的耦联系统在于所述工具台3处的关于所述工具机4几乎相同的位置中可供用于每个待加工的工件2。
此外，所述装置1应该使快速夹紧系统可供用于在更换所述工具2时获得所述工具机4的尽可能少的停止时间。因此，所述装置1基本上用作为用于在所述工具机4的工具台3处的工件2的定心和保持元件。
在此尤其由图2能够得知，所述工件2在所述工具台4处的空间的取向以通常的x-y-z-坐标系6来示出。所述装置1由此由所述工件2、由待连接的工具台3和配属于所述装置1的夹紧壳体10构成，所述夹紧壳体柱形地设计。贯通开口11被加工到所述壳体10中，所述贯通开口的纵向轴线设有参考数字11'。因此，所述纵向轴线11'和所述壳体10的旋转轴线相互对齐地取向。此外，所述贯通开口11具有不同地确定大小的区段，所述区段关于所示出的装入情况朝着所述坐标系6的y方向提升并由此从下向上变大。
为了将所述壳体10固定在所述工具台3处设置有固定螺纹件13，所述固定螺纹件置入到所述贯通开口1中并且能够进入在加工在所述工具台3中的螺纹14中。为了使所述壳体10定心地保持在所述工具台3处，设置有定心套筒44，所述定心套筒包围所述固定螺纹件13并且置入在相应的、加工在所述壳体10和所述工具台3中的留空部中，所述留空部由此用作为定心辅助。由此，所述壳体10能够在所述工具台3处锁定在精确地预先确定的位置中。此外，所述壳体10能够持久地固定在所述工具台3处并且仅仅待加工的工件2经由相应地更详细地阐释的耦联系统被快速且位置准确地更换。
用于所述工件2的耦联系统基本上由夹紧插销12构成，所述夹紧插销借助于另外的固定螺纹件13在预装配步骤中安置在所述工件2处。因此，所述固定螺纹件13完全地穿过作用所述工件2并且进入到加工在所述夹紧插销12的中央的螺纹14中。由此，所述固定螺纹件13将所述夹紧插销12与所述工件2连接，并且所述夹紧插销12作为定心和保持元件可供用于与所述装置1的壳体10的耦联或能够作为这样的定心和保持元件来使用。
在所述夹紧插销12的区域中环形的模制部被加工到所述工件2中，所述模制部与在所述夹紧插销12的上侧12‘上突出的模制部或定心凸起部39共同作用。在所述工件2中的凹部由此用作为贴靠面40，以便使所述工件2和所述夹紧插销12相互以精确地预设的取向来固定。因此，借助于在所述夹紧插销12处的定心凸起部39和定心套筒44（所述定心凸起部接合到所述工件2的贴靠面40中），所述工件2在所述工具台3处保持在已知的且预设的位置中，并且所述工件2以及所述夹紧插销12能够（如在下面更详细地阐释的那样）从所述壳体10的贯通开口11处拉出或置入到所述贯通开口中。
在所述夹紧插销12的外周缘处模制有用作为另外的定心辅助的周面，所述周面直接地相邻于所述工件2伸延并且与所述贯通开口11的内侧共同作用，从而使得所述夹紧插销12定心地支撑在所述贯通开口11中。
在图2中描绘所述夹紧插销12在所述贯通开口11中的固定。为了该目的除了所述贯通开口11以外侧向地加工有在横截面方面u形地设计的引导槽31，驱动环15放入到所述引导槽中。所述驱动环15驱动地与三个锁定插销18耦联。所述锁定插销18插入到两个间隔开地对齐地对置的贯通开孔33中，所述贯通开孔一方面加工在所述引导槽31的壁32中且另一方面加工在所述壳体10的壁中。因此，所述锁定插销18径向地伸延并且面向所述纵向轴线11'或所述贯通开口11。这三个锁定插销18关于所述坐标系6的y轴布置在所述驱动环15的下方，从而使得所述锁定插销18通过所述驱动环15来遮盖。为了实现由驱动环15和锁定插销18构成的能运动的结构部件的可靠的支承，设置有盖36，所述盖具有外螺纹38。内螺纹37被加工到所述贯通开口11的侧壁中，所述盖36的外螺纹38能够设入到所述内螺纹中。由此，所述盖36能够通过转入到所述壳体10的内螺纹37中朝着所述工具台3的方向进给，由此使得所述驱动环15和这三个锁定插销18保持在所述引导槽31中。
由图2和3能够看到，所述驱动环15能转动运动地保持在所述引导槽31中，因为在所述驱动环15处逆着y轴取向的销状件35模制在所述驱动环处，所述销状件与驱动主轴20处于驱动的作用连接中。所述驱动主轴20能转动地支承在加工在所述壳体10中的切口34中，由此使得所述驱动主轴20在其进行转动运动期间产生进给力，所述进给力作用到所述驱动环15上。因此，经由加工到所述驱动主轴20中的螺距，所述销状件35线性地运动，由此围绕所述纵向轴线11‘的旋转出现到所述驱动环15上。
由于在所述驱动环15与这三个锁定插销18之间的驱动的耦联，所述驱动环15的旋转分别传递或转变成所述锁定插销19的同步地变化的径向运动。因此，取决于所述驱动环15的回转方向，所述锁定插销18朝着所述纵向轴线11'的方向运动并由此使所述贯通开口11减小，或使所述锁定插销18从所述贯通开口中拉出。因为所述夹紧插销12布置在所述贯通开口11中并且所述锁定插销18朝着所述夹紧插销12的方向移动，所以通过所述锁定插销18在所述锁定插销18与所述夹紧插销12之间出现形状或力配合的连接部。为了能够将附加的拉力传递到所述夹紧插销12上，通过所述附加的拉力应该将所述夹紧插销以及所述工件2压上到所述壳体10的自由端侧上，在所述夹紧插销12中加工有环绕的夹紧槽42，所述夹紧槽具有斜倾地伸延的贴靠面43。所述贴靠面43从外向内向上提升地倾斜并且在所述锁定插销18中的每个锁定插销的自由端侧处加工有夹紧面41，所述夹紧面的斜坡与所述夹紧插销12的贴靠面43的斜坡相匹配。因此，一旦所述锁定插销18以其夹紧面41到达与所述夹紧插销12的贴靠面43的作用接触中，则出现逆着所述坐标系6的y轴指向的拉力，通过所述拉力使所述夹紧插销12及由此所述工件2压入或压上到所述贯通开口11中或到所述壳体10的自由端侧上。
从图3、4a、4b和4c能够得知，在所述锁定插销18的每个锁定插销中加工有在横截面方面u形的接纳切口19。在此，所述接纳切口19的轮廓与所述驱动环15的轮廓相匹配或反之亦然，从而使得所述驱动环15能够置入到所述锁定插销18的接纳切口19中的每个接纳切口中。所述驱动环15的内壁16具有两件式的控制面21，所述控制面由两个斜坡来实现以用于产生急速行程运转和夹紧行程运转。在所述驱动环15与相应的锁定插销18之间的连接部涉及一类齿部，因为贴靠面25形状配合地接合在所述控制面21中。
所述驱动环15和所述锁定插销18的在图4a中示出的位置在此相应于初始位置。这意味着，所述锁定插销18完全地释放所述贯通开口11，从而使得所述夹紧插销18能够置入到所述贯通开口中或被拉出。一旦经由所述驱动主轴20将操纵力作用到所述驱动环15上，则出现所述驱动环15朝着相反于顺时针方向的转动。通过所述驱动环15的这种转动运动使所述锁定插销18中的每个锁定插销径向地运动到所述贯通开口11中，从而使得所述锁定插销18到达与所述夹紧插销18的贴靠面43的作用接触中。
在此，贴靠面25加工或设置到所述锁定插销18的接纳切口19的面向所述驱动环15的内壁16的侧上，所述贴靠面接合到正弦形地设计的控制面21中并且与所述控制面处于持久的作用接触中。所述控制面21具有两个不同地倾斜的斜坡，所述斜坡被限定为急速行程面22和夹紧行程面23。也就是说，相比于所述夹紧行程面23的较小的斜坡，通过设有显著更大地设计的斜坡的急速行程面22应该实现，所述锁定插销18中的每个锁定插销以尽可能高的进给速度朝着所述夹紧插销12的方向运动或离开所述夹紧插销地运动。也就是说，所述驱动环15以恒定的回转速度通过所述驱动主轴20来驱动，从而在所述驱动环15与相应的锁定插销18之间设置有带有至少两个变速比的传动机构。在通过所述急速行程面22所提供的急速行程运转期间，所述锁定插销18应该尽可能快速地运动并且所述进给力保持得小。
在图4b中能够得知所述锁定插销18的中间位置，所述锁定插销从现在起部分地伸入到所述贯通开口11中或沉入到所述贯通开口中。所述锁定插销18的贴靠面25沿着所述控制面21滑动、更确切地说在被标明为急速行程面22的区域中滑动。
通过所述驱动环15逆着所述顺时针方向的转动以及所述急速行程面22的后接的布置，进给力作用到所述贴靠面25上，所述进给力是小的；然而大的斜坡实现了高的进给速度。
在所述急速行程面22与所述夹紧行程面23之间的过渡配备有预设的半径。由于对于所述夹紧插销12的夹入的已知的且占优势的几何结构的情况，在该区域中所述锁定插销18直接地在与所述夹紧插销18的贴靠面43触碰之前移动。所述锁定插销18的急速行程应该从现在起通过所述夹紧行程面23来代替。
如这由图4c能够得知的，所述贴靠面25在所述夹紧行程面23上沿着滑动，所述夹紧行程面具有比所述急速行程面22更小的斜度或倾度。所述锁定插销18的向前运动应该是小的；然而需要高的夹紧力，以便将所述锁定插销18带到与所述夹紧插销12的可靠的作用接触中。
所述接纳切口19的相对于所述贴靠面25对置地伸延的壁相对于所述驱动环15的外壁17以自由空间24来布置，从而使得所述驱动环15的旋转运动由所述自由空间24释放，并由此不妨碍所述驱动环15和所述锁定插销18的运动。
由此，在锁定插销18与所述驱动环15驱动地耦联的每个区域中，设置在所述内壁16上的相应的控制面21以及贴靠面25到所述驱动环15处，通过所述贴靠面使所述驱动环15的恒定的转动运动转变成所述锁定插销18的两个径向的运动，这两个径向的运动即以急速行程运转和夹紧行程运转来运行。所述急速行程运转的突出之处在于带有小的力的快速的进给运动，并且所述夹紧行程运转的突出之处在于带有高的力的缓慢的或小的运动速度，这通过这两个急速行程面22和夹紧行程面23的倾斜来实现。
同样能设想的是，将驱动环15和锁定插销18在所述引导槽31中的顺序进行反转，从而通过所述盖36首先将所述锁定插销18并接着将所述驱动环15压入到所述引导槽31中。
为此，能够将u形的接纳切口19加工到所述驱动环15中，并且将所述锁定插销18置入到所述接纳切口中。
所述驱动环15借助于所述驱动主轴20以受限制的调节角度α转动，所述调节角度取决于加工在所述驱动主轴中的螺纹的长度。
所述驱动主轴20的四个至六个回转就已经足以不仅使所述锁定插销18进给而且包围所述夹紧插销12并且夹紧所述夹紧插销。
在技术上毫无问题可行的是，仅仅使用两个锁定插销18，所述锁定插销然后对齐地对置并且包围所述夹紧插销12。为了增大在这两个锁定插销18与所述夹紧插销12之间的支承面，能够在所述锁定插销18的自由端部处设置模制部，所述模制部环形地或弯曲地设计。由此，尤其当在所述夹紧插销中加工有环绕的夹紧槽42时，所述模制部包围所述夹紧插销12，所述夹紧槽能够由作为贴靠或支撑面的相应的模制部来应用。因此，在所述锁定插销18与所述夹紧插销12之间的支承面通过所述模制部来增大并且所述锁定插销18的数量能够减少。
在三个所使用的锁定插销18的情况下，所述锁定插销相互以隔间角度120°放置。在多个的锁定插销18的情况下，所述锁定插销均匀分布地布置在夹紧插销12的周缘上。