夹紧装置的制作方法

本发明的对象是一种根据专利权利要求1的前序部分的尤其用于机床的夹紧装置。

背景技术：

这样的夹紧装置例如设有用于夹持工件的动力卡盘，其夹爪可借助于夹紧装置经由可轴向调节的作为操纵元件的拉杆被调节。为此，夹紧装置具有经由传动链与夹紧装置相连接的用于触发夹紧运动的可切换的驱动电机，以及用于将驱动电机的转子轴的调节运动转换成拉杆的对于操纵夹爪必要的轴向调节运动的运动转换器。额外地，蓄力器用于维持夹紧力。

ep3127640a1指出了一种尤其用于机床的夹紧工具的夹紧装置，该夹紧装置设有用于夹持工件的动力卡盘，其夹爪可借助于夹紧装置经由轴向可调节的作为操纵元件的拉杆被调节。

为此，夹紧装置具有经由传动链与夹紧装置相连接的用于触发夹紧运动的可切换的驱动电机、用于将驱动电机的转子轴的调节运动转换成拉杆的对于操纵夹爪必要的轴向调节运动的运动转换器以及用于维持夹紧力的蓄力器。

在被固定在外部的伺服电机上，在其带有转子毂的转子轴上第一皮带轮抗扭地、第二皮带轮可转动地、平面耦合单元和介质操纵的气缸和气缸壳体被支撑。

两个传动链由第一个和第二个相应地由两个皮带盘和经由这些皮带盘被引导的齿形皮带和驱动皮带构成的皮带传动装置构成。这些齿形皮带或驱动皮带抗扭地与主轴的夹紧工具相连接。

在夹紧装置的夹紧位置中，两个布置在支承毂上的皮带盘借助于伺服设备可被彼此联接。在此，其是用于联接两个皮带轮的介质操纵的伺服设备，其气缸和其气缸壳体被可扭转地支撑在转子的转子毂上。在两个皮带轮的解耦状态中，经由转子毂与转子轴相连接的第一皮带轮可相对于第二皮带轮被扭转，其中，夹紧工具的输入皮带轮被扭转且其夹紧力被改变。

在达到夹紧工具的期望的较高/较低的夹紧力之后，两个皮带轮与平面齿部再次相联接且通过其所述皮带的相互张紧确保所述夹紧工具在某一转速的情形中所达到的夹紧力。

在被夹紧的运行状态中，电机的转子轴与转子毂、在其上被抗扭连接的第一皮带轮、相联接的第二皮带轮一起旋转，以及平面齿部的耦合件与主轴和夹紧工具一起旋转，其中，两个皮带的总的重力和拉力作用到转子轴上且到电机支承上。

在所有进一步已知的操纵设备的情形中，电机持久地以某一转速且以对于夹紧工具而言待用的转矩一起旋转且需要和消耗电能，以便于获得夹紧工具的夹紧力。

在该夹紧装置处如下是不利的，即，被固定在外部的可调节的伺服电机的电机转子持久地通过能量输入须与主轴转速同步地被驱动且因此消耗能量。如果伺服电机又被机器的主轴驱动，其产生电流，其中，用于产生电流的转矩须由机器的主轴电机来施加。伺服电机的所产生的电流须被复杂地抵消，因为到电网中的输入是不可能的。

在持久旋转的转子轴上，切换单元的所有零件以两个彼此相对被夹紧的皮带的重量和拉力被悬臂支撑且磨损地作用到电机支承上。

电机转子在主轴转速的情形中的停止是不可能的，因为第一皮带盘经由皮带与旋转的夹紧工具的皮带轮抗扭地相连接且电机转子以相同的转速旋转。

两个皮带盘彼此相对的调节在不带有平面齿部的脱开的情形中是不可能的。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是以如下方式构造先前所提及的类型的夹紧装置，即，控制和结构成本可被极其少地保持，由此干扰敏感性应可被降低到最小程度，从而使得夹紧装置的可靠的能量较少的运行在较长时间段上被确保。

基于本发明的目的通过独立专利权利要求1的特征来实现，而本发明的有利的设计方案和改进方案可由从属权利要求得悉。

根据本发明，在机床处拧紧有分配器外壳，通过其外壳侧壁转子轴伸入到分配器外壳的内部中且在该处经由至少一个齿部驱动第一皮带传动装置的输出皮带轮以用于触发夹紧运动相对于第二皮带传动装置的连接皮带轮。

因此，用于调节夹紧工具的夹紧力的第一皮带轮可与电机轴分开，也就是说在两个皮带轮的耦合状态中电机的转子轴可被分开。因此，较大的锁定力不再在耦合的情形中经由两个齿形皮带轮的平面齿部作用到电机的轴向支承上。

在驱动电机的转子轴上抗扭地布置有驱动凸缘，其经由传动装置驱动第一皮带传动装置的输出皮带轮以用于触发夹紧运动。

在转子轴上同样可转动地支撑有输入轴，在其上第一皮带传动装置的输出皮带轮可转动地且第二皮带传动装置的连接皮带轮抗扭地被支撑。

驱动凸缘在分配器外壳的侧壁外壳的开口中被可转动地支撑且与驱动电机的转子轴抗扭地相连接。

驱动凸缘轴平行地相对转动轴线偏移地具有螺栓，在其上可转动地支撑有耦合齿轮，其与中间齿轮啮合，该中间齿轮可转动地被支撑在传动装置的输入轴上且与另一双齿轮啮合，该双齿轮被可转动地支撑在侧外壳壁的螺栓上，其又与连接毂的齿部啮合，该齿部抗扭地与输出皮带轮相连接。

双齿轮具有带有相应不同齿部的两个不同直径，其中，较大直径的齿部与在输入轴的外周缘处的齿部啮合。

另一可转动地被支撑在侧壁外壳的螺栓上的双齿轮同样具有带有相应不同齿部的两个不同的直径，其中，较小直径的齿部与中间齿轮的齿部啮合且较大直径的齿部与连接毂的齿部啮合。

本发明的优选的实施形式的另外的特征是，转子轴抗扭地与凸缘相连接，该凸缘可经由轴向可移动的耦合盘借助于压力缸与输出皮带轮形状配合地相联接。

该凸缘在耦合盘的方向上具有齿部，其可与耦合盘的齿部形状配合地相连接。

压力缸由被插入在气缸中的且单侧被压力介质加载的活塞构成，其中，在压力加载的情形中轴向可移动的活塞安放在耦合盘处。

在消除压力加载的情形中，活塞在弹簧复位力的情形下返回到静止位置中，以及耦合盘在另一弹簧的复位力的情形下同样返回到静止位置中。

耦合盘具有齿部，其在耦合盘的静止位置中与连接凸块的齿部共同起作用，该连接凸块与连接皮带轮抗扭地相连接。

本发明的发明对象不仅由各个专利权利要求的对象而且由各个专利权利要求彼此的组合得出。

所有在附件(包含摘要)中所公开的内容和特征、尤其在附图中示出的空间构造作为对于本发明而言重要的被要求保护，只要其单独地或组合地相对现有技术是新的。

附图说明

下面，本发明借助示出多种实施途径的附图作进一步说明。在此，由附图和其说明书出发得悉本发明的另外的对于本发明而言重要的特征和优点。

如果各个对象被称为“对于本发明而言重要的”或“重要的”，这不意味着这些对象必须构成独立权利要求的对象。这仅通过独立专利权利要求的相应适用的文本来确定。

其中：

图1：显示了夹紧装置的截面图示，

图2：显示了分配器外壳的截面图示(第1变体方案)

图3：显示了分配器外壳的截面图示(第2变体方案)

图4：显示了分配器外壳的截面图示(第2变体方案)

图5：显示了根据变体方案1和2的分配器外壳的示意性图示。

具体实施方式

在图1中示出的且以4标明的夹紧装置4用于操纵布置在机床9上的动力卡盘100，借助于其径向可调节的夹爪6将待处理的工件10夹紧在动力卡盘100中。在此，动力卡盘100的夹爪6经由偏转杆101通过轴向可调节的两件式拉杆7,7’可被操纵，拉杆与可切换的驱动电机8经由运动转换器102处在传动连接中。借助于运动转换器102，驱动电机8的旋转调节运动被转换到拉杆7,7’的轴向进给运动。

电机104作用到机器主轴103上，通过该电机可驱动机床9。

夹紧装置4具有外壳107，在其中安置有运动转换器102和未显示的蓄力器。

在面对机床9的侧面上，外壳107设有突出的接片116，在其处借助于螺钉117固定凸缘119。借助于另一螺钉118，凸缘119被安装在被模制在机器主轴103处的另一凸缘120处。

运动转换器102经由双齿轮109被供应驱动能量，该双齿轮与螺母40处在传动连接中。借助于蓄力器106的未显示的弹簧组在夹紧过程的情形中作用到其上的螺母40，双齿轮109的被引入的旋转运动被传递到主轴螺母108上，其在轴向上被移动且其将该运动传递到与此相连接的拉杆7’上，拉杆将该运动按照转动方向转换成轴向的进给运动。

在机床9的主轴箱处位置固定地拧紧有在外部布置的驱动器和分配器外壳1,1‘。在分配器外壳1中支撑有多个彼此啮合的齿轮32,33,34以及在侧壁外壳23的区域中支撑有带有中间开口80的驱动凸缘，在该中间开口中驱动电机8的转子轴25可被扭转止动地移入。

电机转子轴25在该运行状态中停止，当没有电能可用时。

在分配器外壳1中的驱动电机8经由两个传动链111,113与夹紧装置4处在传动连接中。在驱动电机8的转子轴25上可转动地布置有输入轴35，其借助于轴承51被放置在驱动凸缘30的套管76上。在输入轴35上布置有两个皮带传动装置121,123的输出皮带轮12和连接皮带轮14，其与传动链111,113、主轴皮带轮13、输入皮带轮11和经由其被引导的齿形皮带或驱动皮带37,38构成的皮带传动装置121,123一起构成。皮带轮中的其中一个、即连接皮带轮14在此又借助于花键连接48抗扭地与输入轴35相连接。与之相反，输出皮带轮12可转动地被支撑在输入轴35上。

经由齿形皮带或驱动皮带37或者38，皮带盘12或者14与皮带盘11或者13传动地相连接，其被联结到夹紧装置4的驱动元件处。

输出皮带轮11借助于滚动轴承105被可转动地支撑在空心轴110上，其经由设置在突起112处的齿部114与双齿轮109啮合，该双齿轮在该位置处具有齿部73。双齿轮109具有两个不同的直径，带有相应地两个不同的齿部73,74。在双齿轮的面对夹紧装置的侧面处，该双齿轮具有另外的齿部74，其接合到主轴螺母108的齿部99中。

与之相反，皮带盘13借助于螺钉115牢固地被安装在空心轴110处。

在此，输出皮带轮12充当用于动力卡盘100的夹爪的调节运动的调节轮。被固定在分配器外壳1处的驱动电机8的转子轴25穿过在外壳侧壁23中的开口80伸入到分配器外壳1中。在开口80的区域中，在分配器外壳1的内部中，转子轴25被驱动凸缘30包围，该驱动凸缘由套管76和在其处在周缘方向上延伸的圆盘77构成，该圆盘材料一体式地与套管76相连接。套管76的面对驱动电机8的端部伸入到电机侧的外壳侧壁23的开口80中且经由滚动轴承79相对开口80支撑。

驱动凸缘30经由花键连接70与转子轴25抗扭地相连接。

为了在关闭驱动电机8的情形中制动驱动凸缘30，驱动凸缘30可以被加工到驱动凸缘中的凹槽46和多个设置在外壳内壁23中的盲孔69被插入的、被弹簧加载的、在周缘处分布的压紧螺栓45被自动锁止。在关闭驱动电机的情形中，因此通过向右的轴向移动(通过弹簧的力触发)，压紧螺栓45按压到凹槽46中，从而使得驱动凸缘30被制动且被确保以防扭转。

因此，根据图1首先说明夹紧装置4在工作过程的情形中的运行位置，其中，被夹紧在动力卡盘100中的工件10可根据规定被处理且设计为交流或直流电机的驱动电机停止且能量不被供应或被排出。

如果应进行夹爪6的调节以便于脱开工件10且必要时夹紧另一工件，则借助于驱动电机8相对于连接皮带轮14扭转输出皮带轮12。因此，经由夹紧装置4的皮带传动装置121借助于驱动电机8被供应能量。在此，皮带盘12被扭转且经由与此相连接的输入皮带轮11扭转双齿轮109，其驱动螺母40，从而通过该螺母轴向移动拉杆7’且夹爪6被向内或向外调节。因此，工件可被移除或另一工件可被插入。在结束该工作过程之后，驱动电机被再次关闭。

为了引入或改变夹爪6的夹紧力，因此驱动电机8的转矩被传递。在此，驱动凸缘30与双齿轮32一起被扭转，由此同样地中间齿轮34、双齿轮33和连接毂15与输出皮带轮12一起被扭转。连接毂15与输出皮带轮12抗扭地相连接且在皮带侧的侧壁外壳28的开口81中经由滚动轴承49被支撑。由此，输出皮带轮12相对于连接皮带轮14被扭转。

在驱动凸缘30运动的情形中，压紧螺栓45同样从凹槽46中被压出。

在达到用于增大或降低夹紧工具6,100的夹紧力的所设定的转矩的情形中，驱动电机8被再次关闭且驱动凸缘30停止，其中，压紧螺栓45再次锁入在凹槽46中且保持驱动凸缘防止进一步扭转。

在该运行状态中，两个皮带盘12和14再次同步地彼此一起旋转且夹紧装置1被锁止，从而可实施处理过程。

为了监控各个运行状态设置有不同的传感器。因此，拉杆7与传感器20一起起作用，借助于该传感器可控制其调节距离。同样地，运动转换器102装备有传感器19，以便于控制螺母40的调节距离。

图2显示了分配器外壳1的详细视图。驱动凸缘30的圆盘77轴平行地相对转动轴线56偏移地具有螺栓31，其平行于转子轴25在皮带轮12,14的方向上伸出。在该螺栓上，双齿轮32被可转动地支撑。双齿轮32具有两个不同的直径，带有相应地两个不同的齿部52,53。在此，较大直径的齿部52与输入轴35的齿部82啮合。较小直径的齿部53与中间齿轮34的齿部84啮合，该中间齿轮经由滚动轴承83可转动地被支撑在传动装置的对此同中心地延伸的输入轴35上且围绕转动轴线56转动。

另一双齿轮33轴平行地相对转动轴线56偏移地在固定的侧外壳壁28处在螺栓36上被可转动地支撑且具有在中间齿轮34的方向上的较小直径和在连接毂15的方向上的较大直径。较小直径具有齿部56，双齿轮33以其与中间齿轮34的齿部84啮合。较大直径具有齿部54，双齿轮33以其与连接毂15的齿部39啮合。

连接毂15在传动上经由螺钉55与输出皮带轮12相连接。输出皮带轮12经由皮带37与布置在主轴上的夹紧工具的输入皮带轮11和其螺母40相连接。

皮带传动装置111的皮带轮12经由连接毂15且借助于滚动轴承49可转动地被支撑在输入轴35上。

连接皮带轮14经由皮带38与主轴皮带轮13相连接且以主轴一起旋转。

在初始状态中，输出皮带轮12和连接皮带轮14以相同的速度旋转，其中，电机轴25停止且两个皮带轮12,14同步旋转。

在该运行状态中，电机轴25处在静止状态中，其中，与其抗扭地经由花键连接70相连接的驱动凸缘30和相对转子轴25径向间隔地加工到驱动凸缘30中的螺栓31同样在静止状态中。

在轴平行于转子轴25的螺栓31上，双齿轮32经由轴承72被可转动地支撑。尽管螺栓31的静止状态，双齿轮32由于输入轴的运动与带有中间齿轮34的驱动凸缘30一起转动。原因是输入轴35的齿部84，其与双齿轮32的齿部53啮合。通过轴承72，双齿轮32的旋转运动与螺栓31被解耦。

此外，输入轴35经由轴承51被支撑在套管76上。在此不发生或仅发生非常少的在零件30与35之间的转动传递。

如果此时应产生主轴箱的调节运动，经由伺服电机8将旋转运动传递到转子轴25上，其又驱动驱动凸缘30。

因此，输出齿轮12可相对于连接皮带轮14被移动。

在此，在齿部52,82处存在升速传动装置，在齿部53,84处存在减速传动装置，这又通过齿部56,84来补偿，由此又形成减速传动装置。因此如下是可能的，即，建立所谓的同步式传动装置，其中，转子轴25的旋转运动被直接转换成输出齿轮12的旋转运动且不发生升速。

图3显示了分配器外壳1’的一个实施例，在其中未安装双齿轮和中间齿轮34。在此，驱动电机8的转子轴25又伸入到分配器外壳1’中，其在根据图3的所显示的例子中停止且在其中双圆盘29不与电机轴25在接触中。

电机轴25抗扭地被支撑在凸缘90的圆柱形钻孔24中，其中，凸缘90处在外壳侧壁23的开口89中且借助于轴承47相对外壳侧壁23支撑。另外，外壳侧壁23具有伸入到分配器外壳1’的内部中的呈套管状的突起64，其容纳同样呈套管状的凸缘90。轴承47处在突起64的端面处，其中，凸缘90在该区域中径向被增大且具有呈圆盘状的加宽部26，其在背面安放到轴承47处。

在凸缘90的外周缘与开口89的内壁之间存在密封元件43。

驱动凸缘90在呈圆盘状的加宽部26的径向外边缘处、在双盘的方向上定向的端面处具有齿部88，其在根据图3的运行状态中具有相对耦合盘29的相对定向的齿部57的间距。

耦合盘29在相反方向上具有齿部58，其与连接凸块85的齿部87啮合。连接凸块85与皮带轮14抗扭地相连接。

耦合盘29经由螺栓59与驱动空心轴27相连接。为此，螺栓59被防移动地支撑在驱动空心轴27的盲孔92中且可移动地被支撑在耦合盘29的盲孔93中。因此，耦合盘29相对于螺栓59被移动，然而该螺栓始终与耦合盘29在接触中且围绕转动轴线56驱动该耦合盘。

连接凸块85经由滚动轴承67支撑在驱动空心轴27上。

驱动空心轴27经由花键60与输出皮带轮12抗扭地相连接。在根据图3的所显示的运行状态中，皮带轮12和14同步旋转。

在花键60下方，经由滚动轴承44驱动空心轴27支撑在外壳侧壁23的突起64上。

图4显示了在其中驱动电机8被接通以便于引起夹爪6的调节运动的运行状态。为此，转子轴25转动且驱动凸缘90围绕转动轴线56转动。

在加宽部的其在耦合盘的方向上定向的端面处具有齿部88的驱动凸缘90与耦合盘29的齿部57被带到接合中。

耦合盘29的操纵使用压力缸2，其经由压力接头18被供以压力介质。该压力介质被引入到气缸室91中且对着被插入在压力缸中的且轴向可移动的活塞92的压力面94按压。借助于控制阀，经由压力接头18可给气缸室91供应压力介质，以便于在箭头方向95上、也就是说在耦合盘29的方向上输送给气缸。

垂直于气缸92的纵轴线，螺栓96在气缸中被带入。在螺栓96的两个从气缸92伸出的端部处各存在一个滚动轴承62a,b，其被可转动地支撑在螺栓上。

如果此时气缸92由于压力加载在箭头方向95上被输送，轴承62a,b同样与气缸一起移动，直至其贴靠到耦合盘29的接触面63处且耦合盘同样在箭头方向95上移动，直至耦合盘29的齿部57与驱动凸缘90的齿部88啮合。

在此，在耦合盘29的齿部58与连接凸块85的齿部87之间的连接打开，从而不再存在在输出皮带轮12与连接皮带轮14之间的连接。

因此，被旋转驱动的驱动凸缘90可将其围绕轴线56的旋转运动传递到耦合盘29上。

又经由螺栓59与驱动空心轴27相连接的耦合盘29将旋转运动传递到驱动空心轴27上且因此同样地传递到与此相连接的输出皮带轮12上。

因此如下是可能的，即，相对于连接皮带轮14移动输出皮带轮12，以便于因此引起在主轴箱处的调节运动。

如果压力不再被施加到气缸92上，该气缸辅助地通过处在侧壁外壳97与气缸之间的弹簧65的弹簧力返回到初始位置中。

同样地，弹簧61作用到耦合盘29上，该弹簧逆着箭头方向95移动耦合盘29，其中，齿部57,88再次脱离接合且齿部58,87彼此接合且因此两个皮带轮12,14再次彼此相连接且同步旋转。

图5a显示了根据变体方案1的分配器外壳的示意性图示，带有安装的传动装置。

图5b显示了根据变体方案2的分配器外壳的示意性图示，带有压力缸2，在其处经由压力接头18可供应压力介质。在此，各个过程可由传感器16来监控。

附图标记列表

1.分配器外壳1’

2.压力缸

3.调节单元

4.夹紧装置

5.运动转换器

6.夹爪

7.拉杆7’

8.驱动电机

9.机床

10.工件

11.输入皮带轮

12.输出皮带轮

13.主轴皮带轮

14.连接皮带轮

15.连接毂

16.传感器

17.扭转止动器

18.压力接头

19.力传感器

20.位移传感器

21.主轴螺母

22.中间元件

23.外壳侧壁(电机侧)

24.钻孔

25.转子轴

26.加宽部

27.驱动空心轴

28.侧外壳壁(皮带侧)

29.耦合盘

30.驱动凸缘

31.螺栓

32.与30连接的行星双齿轮

33.行星双齿轮

34.与32和33啮合的中间齿轮(中心轮)

35.输入轴

36.螺栓

37.皮带

38.皮带

39.齿部

40.螺母

41.密封元件

42.密封元件

43.密封元件

44.滚动轴承

45.压紧螺栓

46.凹槽

47.(90的)轴承

48.花键连接

49.滚动轴承

50.滚动轴承

51.轴承

52.(31的)齿部

53.齿部

54.齿部

55.螺旋连接

56.转动轴线

57.平面齿部

58.平面齿部

59.螺栓

60.花键

61.弹簧

62.轴承a,b

63.接触面

64.(23的)突起

65.弹簧

66.花键连接

67.滚动轴承

68.滑动轴承

69.盲孔

70.花键连接

71.滚动轴承

72.轴承

73.(109的)齿部

74.(109的)齿部

75.(15的)侧面

76.套管

77.圆盘

78.滚动轴承

79.滚动轴承

80.开口

81.开口

82.(35的)齿部

83.滚动轴承

84.(34的)齿部

85.连接凸块

86.螺钉

87.(85的)齿部

88.(26的)齿部

89.开口

90.凸缘

91.气缸容积

92.活塞

93.盲孔

94.盲孔

95.箭头方向

96.螺栓

97.侧外壳壁

100.动力卡盘

101.偏转杆

102.运动转换器

103.机器主轴

104.电机

105.滚动轴承

106.蓄力器

107.外壳

108.主轴螺母

109.双齿轮

110.空心轴

111.传动链