CN100366924C - 夹持装置和调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于以轴向平移方式或旋转方式移动的杆(3)的夹持装置。所述的夹持装置包括壳体(2)、轴向固定在所述的壳体中的夹持套筒(4)、可以在具体化为圆筒状的壳体内移动的张紧活塞(5)和用于在锁定状态下在夹持套筒方向预张紧活塞(5)的弹簧装置。所述的弹簧装置包括至少一个螺旋板簧(6、6’、6”、19)，如果发生断裂的话，该板簧可维持夹持力和相同的动态过程。在第一种方式的实施方案中，至少一个螺旋板簧(19)与所要夹持的杆(3)共轴排列。在第二种方式的实施方案中，在杆(3)的外围以平行其轴的方式排列多个螺旋板簧(6、6’、6”)，用以分配作用于弹簧装置的预张紧力。

Description

夹持装置和调节装置

技术领域

本发明涉及夹持装置和调节装置，特别是具有活塞杆的工作汽缸。

背景技术

用于轴向可移动的杆、例如工作汽缸的活塞杆或固定轴，的夹持装置是已知的。在DE 37 07 046 A1中公开了这种夹持装置。将这种夹持装置连接到与所要夹持的杆有关的活动部件或装置上，然后，例如利用具有内层的张紧活塞(tensioning piston)和具有外层的夹持套筒产生夹持力。由于夹持力的大小直接取决于弹力的大小，板簧组(sets of plate springs)在现有技术中一直被用于高止动力(retaining force)或夹持力，这取决于技术要求，由在交替方向上成排排列的单层或多层板簧构成，并且被共轴排列。

在高夹持力下的操作方式如下。为了将夹持套筒从杆上松开，通过与弹簧组件的弹力相反的液压推动张紧活塞，以便不再对夹持套筒在其外层上施加作用，并且因此使杆松开。为了启动夹持作用，例如为了对夹持套筒的外层施加作用，去掉液压，以便弹簧组件的弹力能够开始生效。

特别是当形成弹簧组件的一个板簧断裂时，由于这导致作为整体的弹簧单元损失其偏压的大部分，所以采用这种夹持装置产生许多问题。这涉及到丧失向张紧活塞传递力的能力和因此夹持力或止动力的大幅度减少。

另一方面，与车间内安全有关的团体，如专业人员工会和行业工会，要求当将任何操作上的锁紧或定位机构用于压力机和注塑机时，即使弹簧断裂，也必须不丧失安全性能，即夹紧装置的止动力并因此动态过程将仍然维持。特别是在以上所指的压力机和注塑机领域中，其中夹持和止动机构必须承受住很大的压力，这种压力能危及操作人员的生命。遵守这些专业技术要求是必须的，这决定了一个夹持装置是否被批准和投入使用。

过去，将满足这些技术要求的夹持装置装备夹爪装置，该夹爪装置使液压传动活塞杆被安全固定。例如，根据已公开的德国申请DE-OS 23 33491，这种夹爪装置是已知的。这种夹爪装置的缺点是，在实际应用中，当使用夹爪时，频繁施加的力常常导致夹爪卡住，只是夹爪卡住后难以重新被释放，这取决于产生的和被吸收的力的值并且如果卡住很严重，有时会导致装置的损坏甚至毁坏。

发明内容

考虑到这一点，本发明提出一种夹持装置和一种具有弹簧组件的调节装置或根据本发明的夹持装置。

本发明提供一种夹持装置，用于一可轴向平移地移动和/或可通过旋转移动的杆，具有一壳体、在所述壳体中轴向固定的一夹持套筒、可在圆筒状的壳体内移动的一张紧活塞和对所述活塞朝向所述夹持套筒施加偏压使所述活塞进入锁定位置的一弹簧组件，其中，提供至少一个螺旋板簧作为弹簧组件，所述螺旋板簧在发生断裂事故时可维持弹簧组件的夹持力和动态过程。

优选，至少一个螺旋板簧与所要夹持的所述杆共轴排列。

优选，为了分配作用于所述弹簧组件的偏压力，围绕所述杆的圆周近轴排列多个螺旋板簧。

优选，用于容纳至少一个螺旋板簧的一端或两端的凹槽被设置在所述张紧活塞内和/或所述夹持装置的盖内。

优选，至少一个螺旋板簧是由具有板簧状横截面的两个相同的、由带钢制成的、彼此相互拧入的螺旋压缩弹簧制备的。

优选，至少一个螺旋板簧由一螺栓引导，所述螺栓仅在所述弹簧的末端附近根据其内径引导所述螺旋板簧。

优选，至少一个螺旋板簧仅在所述弹簧的末端附近根据其外径被引导。

优选，至少一个螺旋板簧直接作用于所述夹持套筒，所述夹持套筒的外层作用于所述壳体的相关的的内层并且所述夹持套筒的内径由于在锁定状态下的轴向平移而减少，导致牢固地夹持住所述可移动的杆。

优选，夹持装置具有一呈弓形形状的基本轮廓的凹槽被设置在容纳所述弹簧组件的一内腔中。

本发明提供调节装置，具有以上述的夹持装置为特征的活塞杆。

所述的调节装置可以是工作汽缸。

根据本发明的用于可按轴向平移方式移动和/或通过转动移动的杆的夹持装置包括一壳体、在壳体内轴向固定的一夹紧套筒、在圆筒形壳体中可移动的张紧活塞，以及至少一个使活塞向夹持套筒偏移至锁定位置的螺旋板簧。

根据DE 29 16 446 A1，螺旋板簧本身是已知的。这是两个在边沿相对于中心轴线倾斜地缠绕的螺旋弹簧，它们在相反的方向上彼此拧入，使得在它们被拧在一起后彼此倾斜的弹簧圈的扁平簧片以板簧柱的方式被压紧。

根据本发明的带有螺旋板簧的夹持装置具有如下那样的主要的优点：即使弹簧断裂也不会减少弹簧行程，并因此所设置的弹力实际上不会受影响。在通过弹簧力产生止动力的夹持装置中，这个特点保证了高度的功能上的可靠性，因此，例如，行业工会关于当使用螺旋板簧时将弹簧作用锁定/提升机构用于液压机和注塑机的要求得到满足。

本发明的其它优点是：

对于相同的间隔量具有更有利的弹性特征；

减少预应力或偏压力最多可达10％，由于实际上没有弹性摩擦，所以导致相当低的释放压力；

在接触点没有磨损；

由具有连续的纤维走向的条状材料构成的的整体结构(one-piececonstruction)对弹簧元件的使用期限具有有利的影响；

在装配期间整体结构是有利的，并且分层叠置单独的板簧以形成弹簧单元时，不再产生混乱的危险；

不需要使用润滑剂；

螺旋板簧较便宜。

以通过2百万次以上的应力循环的长期的试验的非常方式，业已证实夹持装置中所用螺旋板簧的适用性。

围绕所要夹持的杆近轴分布的多个螺旋板簧的排列业已证明特别有利。按照这种排列，将所需的总的弹力在多个弹簧之间进行分配。这意味着甚至可以将相当小的直径的弹簧用于需要高预应力或偏压力的应用。由于螺旋板簧仅由厂商以尺寸最大可达大约50mm的杆直径的单独的弹簧的形式供应，所以，根据本发明的这种排列使得首次使用螺旋板簧作这种应用成为可能。由于采用了这种解决办法，现在生产超大型夹持装置是可能的。以前，在缺少适合尺寸的板簧时，这些超大型夹持装置不得不采用液压操作，但这意味着接受运行可靠性方面的牺牲。关于提高运行可靠性的另一个方面是，采用这种多个弹簧柱排列，即使弹簧柱完全失效，由于在弹簧设计恰当，残余的弹簧柱能提供必要的夹持力，所以能确保运行的可靠性。

由于采用在圆周的周围分布的较小的螺旋板簧单元，所以能够获得更多有利的弹簧特征。对于具有相同设备尺寸的夹持装置，为了获得的最有利的弹簧特征，根据本发明，可以在张紧活塞内和/或夹持装置的盖内设置凹槽，用于容纳至少一个螺旋板簧的一端或两端。在另一个实施例中，在容纳弹簧组的壳体的内腔内设置具有呈弓形的基本轮廓的局部凹槽。

根据本发明的一个实施例，至少一个螺旋板簧由一仅在弹簧端部附近根据其内径(at its internal diameter)引导(guide)该螺旋板簧的螺杆引导。结果，由于引导仅发生在弹簧末端，所以产生的摩擦小的可以忽略不计。

在本发明的另一个有利的实施例中，至少一个螺旋板簧与所要夹持的杆共轴排列。如果采用这个实施例，可以更容易地构成最大杆直径为50mm的夹持装置。而且，为了调节与所占空间有关的弹簧特性，如果在张紧活塞内和/或夹持装置的盖内设置用于容纳螺旋板簧的一端或两端的凹槽，业已证明这是有利的。

根据本发明的一个特点，至少一个螺旋板簧直接作用于夹持套筒，其外层作用于壳体的相关的内层，并且其内径由于在锁定状态下的轴向平移的结果而减少，使得可移动的杆被可靠地夹持。

根据说明书和附图，本发明的其它优点和特点将变得更清楚。

人们会认识到，只要不背离本发明的范围。不仅可以以特定组合的方式，而且可以以其它组合或单独的方式对在上文提及的特点和下面仍将解释说明的特点进行利用。

借助于作为例子所提供的实施例，在附图中用图解方法说明本发明，并且参考附图在下文详细描述本发明。

附图说明

图1用示意图示出穿过根据本发明的夹持装置的纵剖面。

图1a示出如图1中的穿过根据本发明的夹持装置的纵剖面，其中在中纵线的两侧显示一种螺旋板簧柱的排列的两种不同的实施例。

图2用示意图示出穿过根据现有技术已知的夹持装置的纵剖面。

图3示出根据本发明的具有在圆周的周围分布的螺旋板簧的夹持装置的平面图。

图3a示出在螺旋板簧的平面上穿过图1a的夹持装置的横剖面。

图4是局部剖开的螺旋板簧的侧视图，该螺旋板簧单独地在其弹簧末端的附近由一螺栓根据其内径引导。

图5是局部剖开的螺旋板簧的侧视图，该螺旋板簧单独地在其弹簧末端的附近在内腔/凹槽内根据其外径被引导。

图6是穿过具有与所要夹持的杆共轴排列的螺旋板簧的夹持装置的纵剖面。

具体实施方式

图2示出根据现有技术，特别是DE37 070 46 A1，已知的一夹持装置。已知的夹持装置8具有一个三部件的壳体，其中杆10可以利用夹持套筒11夹持。这种夹持是利用张紧活塞12进行的，该张紧活塞是由一个共轴安装的板簧单元13的作用提供预应力或偏压力。夹持套筒11通过向张紧活塞12提供压力介质得以松开，因为由压力介质施加的力抵消了弹性单元13的预应力或偏压力。

因此，板簧单元在夹持和松开两位置上承受持久的预加应力，即，形成板簧单元的所有的板簧预加相同量的应力，在松开位置处预应力较高。由于板簧一个接一个地连接，在单层情况下，每一个弹簧都将总的预应力施加到张紧活塞上。

如果弹簧断裂，作为一个整体的弹簧单元实际上失去了其预应力并因此失去了其向张紧活塞传递应力的能力。这急剧地降低了夹持力或止动力。

如果在相同方向上有许多板簧位于彼此内部，当弹簧断裂时，产生类似的效果。由于彼此接触的板表面之间的高度摩擦，具有产生摩蚀的危险，实际上很少使用这种排列。

相反，图1示出穿过根据本发明的夹持装置1的纵剖面。根据本发明的夹持装置1还包括三部件的壳体2，在其中利用夹持套筒4可将杆3固定。这种夹持是利用张紧活塞5进行的，该张紧活塞受围绕杆的圆周共轴排列的多个螺旋板簧的作用。相对于杆3共轴排列的螺旋板簧6产生夹持套筒4所必需的预应力和夹持力。为设定规定的预应力或偏压力，设置调整圆盘7，该圆盘被置于单独的螺旋板簧柱和张紧活塞5之间。

在图3中的平面图中显示了根据本发明的螺旋板簧6的几何排列。

图1a示出穿过根据本发明的夹持装置的纵剖面，在中纵线的每一侧显示排列的两个不同的实施例和螺旋板簧柱的导向。

图1a中在中纵线的左侧所示的实施例中，在形成壳体壁或壳体套管的管24中设置了具有呈弓形形状的基本轮廓的凹槽，螺旋板簧6’将它们的部分圆周伸入凹槽中。凹槽21允许使用较大直径的螺旋板簧，因此使得可以将较大直径螺旋板簧与相同尺寸的夹持装置壳体，即具有相同外部尺寸的夹持装置，一起使用，并且因此产生较大的预应力。图3a中示出了包括具有弓形基本轮廓的凹槽21所描述的实施例的平面图。

作为例子的另一个实施例显示在图1a中中纵线的右侧。在这个实施例中，容纳螺旋板簧柱6”的末端的凹槽22被设置在张紧活塞5和夹持装置的壳体盖20内。这使得可以使用较长的螺旋板簧6”，同时又保持夹持装置的相同的外部尺寸。这个实施例的平面图也显示在图3a中的中纵线的右侧。

例如，螺旋板簧6、6’、6”利用在螺旋板簧内共轴排列的螺栓引导。根据本发明，在螺旋板簧的末端14、15的附近，这些导向螺栓带有倾斜的凸缘，其外径大约相当于螺旋板簧的内径，以便螺栓18的引导仅发生在弹簧末端14、15的附近(比较图4)。这大大地降低了摩擦。

类似地，根据本发明，螺旋板簧可以不根据其内径，而根据其外径引导。这是通过将螺旋板簧6固定在内腔26内进行的，该内腔在弹簧末端16、17附近具有降低内腔26的内径的凸缘，其内部宽度大约相当于螺旋板簧6的外径，以便对后者在凸缘附近进行引导(比较图5)。当然，这种引导(guidance)也可以利用两个内腔提供，两个内腔中的每一个仅包围两个弹簧末端16或17中的一个，并作用于弹簧末端的外径以对它们进行引导。这两个内腔可以是，例如图1a中的凹槽22。

最后，图6示出穿过根据本发明的夹持装置的纵剖面，其中将螺旋板簧19与所要夹持的杆3共轴排列。

Claims (10)

1.一种夹持装置，用于一可轴向平移地移动和/或可通过旋转移动的杆(3)，具有一壳体(2)、在所述壳体中轴向固定的一夹持套筒(4)、可在圆筒状的壳体内移动的一张紧活塞(5)和对所述活塞(5)朝向所述夹持套筒(4)施加偏压使所述活塞进入锁定位置的一弹簧组件，其特征在于，提供至少一个螺旋板簧(6、6’、6”、19)作为弹簧组件，所述螺旋板簧在发生断裂事故时可维持弹簧组件的夹持力和动态过程；至少一个螺旋板簧仅在所述螺旋板簧的末端附近根据其外径被引导。

2.根据权利要求1的夹持装置，其特征在于，至少一个螺旋板簧(19)与所要夹持的所述杆(3)共轴排列。

3.根据权利要求1的夹持装置，其特征在于，为了分配作用于所述弹簧组件的偏压力，围绕所述杆(3)的圆周近轴排列多个螺旋板簧(6、6’、6”)。

4.根据权利要求2或3的夹持装置，其特征在于，用于容纳至少一个螺旋板簧(6”)的一端或两端的凹槽(22)被设置在所述张紧活塞(5)内和/或所述夹持装置的盖(20)内。

5.根据前述权利要求1-3中的任何一项所述的夹持装置，其特征在于，至少一个螺旋板簧是由具有板簧状横截面的两个相同的、由带钢制成的、彼此相互拧入的螺旋压缩弹簧制备的。

6.根据权利要求3的夹持装置，其特征在于，至少一个螺旋板簧由一螺栓引导，所述螺栓仅在所述螺旋板簧的末端附近根据其内径引导所述螺旋板簧。

7.根据前述权利要求1-3中的任何一项所述的夹持装置，其特征在于，至少一个螺旋板簧直接作用于所述夹持套筒，所述夹持套筒的外层作用于所述壳体的相关的的内层并且所述夹持套筒的内径由于在锁定状态下的轴向平移而减少，导致牢固地夹持住所述可移动的杆。

8.根据权利要求3所述的夹持装置，其特征在于，具有一呈弓形形状的基本轮廓的凹槽(21)被设置在容纳所述弹簧组件的一内腔中。

9.调节装置，具有以根据权利要求1～8的任何一项所述的夹持装置为特征的活塞杆。

10.根据权利要求9所述的调节装置，其中所述的调节装置是工作汽缸。

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