CN102398053A

CN102398053A - 隔膜式夹具

Info

Publication number: CN102398053A
Application number: CN2011102634578A
Authority: CN
Inventors: R.布莱泽; E.毛雷尔
Original assignee: SMW Autoblok Spannsysteme GmbH
Current assignee: SMW Autoblok Spannsysteme GmbH
Priority date: 2010-09-07
Filing date: 2011-09-07
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2031-09-07
Also published as: CN102398053B; EP2425917B1; US8777233B2; EP2425917A1; US20120119452A1

Abstract

本发明涉及一种隔膜式夹具。在该隔膜式夹具（1）中，具有：操作元件（3）；隔膜（5）；三个基部卡爪（7,8,9）；三个夹持卡爪（12,13,14）；以及夹持销（19）。实现的是，对中沟槽（21）设置在基部卡爪（7,8,9）以及对应夹持卡爪（12,13,14）中，并且键（22,23,24）被插入到每个对中沟槽（21）中，并且键（22,23,24）的截面形状和布置适合于要夹持的齿轮（20）的节距（T），其以这种方式被夹持：通过对应键相对于对中沟槽的具体布置来改变对应夹持卡爪的位置，所述对中沟槽相对于齿轮（20）的中间点（11）同心地位于基部卡爪中。

Description

隔膜式夹具

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的隔膜式夹具。

背景技术

这种类型的隔膜式夹具在EP 1 837 108 B1以及EP 1 757 392 B1中被描述。附接到操作元件的隔膜在其被附接到夹具本体的区域中向外倾斜，结果是，在径向向外方向上出现附接到机床的基部卡爪的旋转运动。操作元件例如配置为气动或液压操作活塞，具有附接到其上的活塞杆，其在要夹持的工件的方向上移动，以便打开基部卡爪以及附接到其上的夹持卡爪，结果是，工件能够从夹持卡爪移除或者要被机加工的新工件能够被插入到夹持卡爪之间。

虽然这类隔膜式夹具在实践中被证实有效，但是它们存在下述缺陷，在夹具本体上的夹持卡爪和基部卡爪必须根据要被机加工的每个工件重新配置，因为当隔膜仅移动通过极小的前进和打开行程时，夹持和基部卡爪的径向行程仅具有数个毫米。尤其在齿轮要被夹持在隔膜式夹具中用于机加工时，那么不同的基部和夹持卡爪布置必须针对具体齿轮的每个几何尺寸被安装到夹具本体上。例如，如果齿轮的基圆在尺寸上减少或增加同时保持定齿距时，那么不能够使用旨在用于具体基圆的夹持卡爪/基部卡爪布置系统，因为在夹持销和要夹持的齿轮之间的距离变得太大或太小，结果是不会产生夹持力或者夹持销在隔膜往回移动到其起始位置之前就接触齿轮以便产生夹持力。

结果是，希望使用这种隔膜式夹具的公司需要用于要被机加工的几乎每个几何形状的齿轮具有对应夹持卡爪/基部卡爪单元，使得它们将是在几何形状上精确地适合于要被机加工的具体齿轮的单元。

发明内容

因此，本发明的任务在于通过使得其能够可靠地夹持不同尺寸的齿轮以及在所述三个夹持卡爪之间具有不同数量齿（即，不同的齿距）的齿轮而改进前述类型的隔膜式夹具。

该任务通过根据本发明按照权利要求1的特征部分的特征来实现。

本发明的其它有利实施例在从属权利要求中被公开。

设置到基部元件和对应夹持卡爪中的对中沟槽可借由键对齐，所述键要被插入到沟槽中，结果是，可调节在所述三个夹持卡爪、要夹持的齿轮的几何外轮廓以及相对于节距（即，齿轮轮子上的齿数量）之间的圆周方向的距离，而不需要更换夹持卡爪或基部卡爪。因此，夹持卡爪和基部卡爪的组件可用于具有不同节距值和不同尺寸基圆的齿轮，因为不仅夹持卡爪能够关于夹具的中间点同心地对齐，而且在夹持销的头部之间的径向距离能够在一定尺寸范围内可变地调节。

此外，有利的是，夹持销的头部能够以如下方式调节以适应齿的几何形状、尤其齿的两个相邻齿根面的几何形状：使得头部能够在两个相邻齿根面之间接触且因此可靠地夹持齿轮。

附图说明

附图示出了根据本发明配置的隔膜式夹具的样品实施例，所述隔膜式夹具的细节将在下文被说明。在附图中：

图1a以截面图示出了隔膜式夹具，其具有卡盘本体、具有附接到其自由端的隔膜的操作元件以及附接到隔膜的基部卡爪和附接到基部卡爪用于夹持齿轮的夹持卡爪；

图1b示出了沿着平行于图1a中的线延伸的截面平面的根据图1a的隔膜式夹具；

图1c以平面图示出了根据图1a和图1b的隔膜式夹具；

图2以平面图示出了沿着线II-II的根据图1a的隔膜式夹具，其中要夹持的齿轮包括31个齿；

图3a、图3b和图3c每个示出了根据图1a的基部卡爪和夹持卡爪的透视图，其中对中沟槽设置到每个基部卡爪和夹持卡爪中，且其中插入具有不同截面形状的键，用于将夹持卡爪与基部卡爪对齐；

图4示出了根据图1a的隔膜式夹具，不同尺寸的齿轮借由该隔膜式夹具被夹持；

图5a示出了根据图1a的隔膜式夹具，其中具有32个齿的齿轮被夹持；

图5b示出了根据图1a的隔膜式夹具，其中具有30个齿的齿轮被夹持；以及

图6a、图6b和图6c示出了从夹持卡爪径向突出的夹持销，所述夹持销被插入到要被夹持的齿轮的两个相邻齿之间。

具体实施方式

图1a、图1b和图1c示出了具有夹具本体2的隔膜式夹具1，其中操作元件3被安装成中心的且可轴向移动的布置。操作元件2例如可配置为液压或气动操作活塞，具有附接到其上的活塞杆。操作元件3与夹具本体2的轴线10对齐延伸。操作元件3的自由端设置有附图标记4，且隔膜5以可驱动布置连接到该操作元件3。隔膜5的外圆周6附接到夹具本体2，结果是，行程运动（即，操作元件3平行于夹具本体2的轴线10的轴向运动）导致隔膜5的偏转。

三个基部卡爪7、8和9相对于彼此以120°的角度附接到隔膜5，结果是，隔膜5的偏转导致基部卡爪7、8和9径向向外或向内旋转。夹持卡爪12、13和14附接到基部卡爪7、8和9中的每个，从而保证三个夹持卡爪12、13和14也实施基部卡爪7、8和9的径向倾斜运动。夹持卡爪12、13和14的位置能够相对于对应基部卡爪7、8、9被可变地调节，如下文所说明的。

齿轮20应当能够被夹持卡爪7、8和9夹持。夹持卡爪12、13和14相对于彼此以大约120°的角度对齐。然而，还使得可行的是，不止三个夹持卡爪12、13和14以及不止三个基部卡爪7、8和9被附接到隔膜5。

有必要的是，三个夹持卡爪12、13和14相对于夹具本体2的轴线10或夹具本体2具有附图标记11的中间点具有恰好相等尺寸的距离（其应与要夹持的齿轮20的中间点对齐的延伸），以便实现齿轮20的机加工和夹持，所述齿轮可能的话不存在公差。为此目的，对中表面18关于中间点11同心地设置在基部卡爪7、8和9的每个上，其中对中表面11相对于轴线10或中间点11的径向距离具有相同尺寸。对应夹持卡爪12、13或14在安装时应当接触对中表面18并且被在径向方向上以止挡件的形式的由对中表面18保持，其结果是，三个夹持卡爪12、13和15相对于轴线10或中间点11的径向距离也具有相同尺寸。

为实现所述，基部卡爪7、8和9的每个具有孔27、掣子导向器28、压缩弹簧29以及被插入到其中的掣子销30。压缩弹簧29将掣子销30压制出基部卡爪7、8或9，使得掣子销30从由对应基部卡爪7、8或9形成的平面突出。楔形或角锥形沟槽31设置在对应夹持卡爪12、13或14中，且该沟槽31必须与掣子销30对齐。掣子销30突出到对应沟槽31中。沟槽31的倾斜平面产生径向向外延伸的力分量，且对应夹持卡爪12、13或14借由该力分量在对应基部卡爪7、8或9的对中表面18的方向上被压制，结果是，夹持卡爪12、13或14接触对中表面18。

关于中间点11对齐的同心或弧形槽15被设置在夹持卡爪12、13和14中的每个中，且保持螺钉17被插入通过槽15。一个或多个螺纹孔16被设置在对应基部卡爪7、8或9中，结果是，夹持卡爪12、13和14借由保持螺钉17被保持在基部卡爪7、8或9的螺纹孔16中。

夹持卡爪12、13和14中的每个具有径向延伸的通孔33，在其中插入有夹持销19。夹持销19的头部32被布置在齿轮20的两个齿20’之间。这尤其从图6a、图6b和图6c可见。头部32的外轮廓适应于在齿20’之间的距离，结果是头部32在被夹持时接触齿轮20的齿根面20’’。

此外，对应夹持销19的头部32的径向距离可借由被拧入到通孔33中的固定螺钉36来改变，因为固定螺钉36将球体35推靠在夹持销19的端部，结果是，这可抵抗被插入在固定螺钉36和夹持销19之间的压缩弹簧34的力而移动。固定螺钉36、球体35以及夹持销19形成公共子组件，结果是，当固定螺钉36被拧入时，夹持销19被推出夹持卡爪12、13或14，且当固定螺钉36被拧出时，夹持销19在夹持卡爪12、13或14的方向上向内移动。

由于夹持销19的径向设置选项，可能将不同尺寸的齿轮20插入到三个夹持销19之间。

通常，隔膜5由操作元件3偏转；操作元件3因此在要被夹持的齿轮20的方向上移动。操作元件3的行程移动是大约1 mm，因此隔膜5被偏转大约相同的旋转行程。隔膜5的运动导致夹持卡爪12、13和14以及基部卡爪7、8和9在径向方向移动，结果是，在夹持销19的头部32之间的径向距离增加。要被机加工的齿轮20可以相应的方式被插入。此时操作员必须以如下方式调节隔膜式夹具1：操作元件3最初朝向其起始位置往回移动。在大约0.8 mm的行程行进之后，夹持销19的头部32应当将要夹持的齿轮20恰好对中地固定，结果是，齿轮20的中间点和轴线10彼此对齐。隔膜5需要0.2 mm的剩余行程行进以建立对应预载力，借由该预载力产生夹持销19的夹持力。此外，操作元件3还可被进一步往回推动或主动地移动，使得夹持力借由夹持销19附加地作用在齿轮20上。夹持销19的固定螺钉36必须变化，以便找到该设置位置或夹持位置。

要机加工的齿轮20可具有不同数量的齿（称为节距（T）），即使基圆直径相同时也是如此，因此有必要的是夹持卡爪12、13和14的同心位置能够相对于中间点11对齐，以便能够使得三个夹持销19接合在两个齿20’之间。

图2、图3a、图3b、图3c、图4、图5a和图5b尤其示出了夹持卡爪12、13和14相对于要机加工的齿轮20的不同节距（T）的定位。基部卡爪7、8和9中的每个具有设置在其中的对中沟槽21；夹持卡爪12、13和14中的每个也具有设置在其中的对中沟槽21。例如，如果节距（T）能够用因子3除，那么基部卡爪7、8和9以及夹持卡爪12、13和14的对中沟槽21必须彼此精确地对齐。使用三个键22、23和24可实现基部卡爪7、8和9以及夹持卡爪12、13和14的对中沟槽21的齐平对齐。这如图5b所示。三个键22、23和24具有T形截面。夹持卡爪13和14的键23和24以镜像布置彼此偏移地对齐。

键22、23和24中的每个借由螺钉25被保持到螺纹孔26中，所述螺纹孔26被设置在对应基部卡爪7、8或9中。

此时如果具有例如31个齿的齿轮20必须被夹持，那么夹持卡爪12可如前所述地那样使用T形键22固定到基部卡爪7上。在夹持卡爪12和夹持卡爪13之间齿的数量应当是10，结果是夹持卡爪13必须在夹持卡爪12的方向上移出如图5b所示的位置。键23现配置具有S形截面，结果是，基部卡爪8中的对中沟槽21被对齐，使得它们相对于夹持卡爪13中的对中沟槽21侧向偏移。

齿轮20的全部31个齿20’应当布置在夹持卡爪13和夹持卡爪14之间，结果是，夹持卡爪14必须进一步远离夹持卡爪13移动。这实现的是，S形键24被插入到基部卡爪9以及夹持卡爪14的对中沟槽21中，在该情形中键24布置成使得其相对于键23以镜像布置偏移。这意味着在夹持卡爪12和夹持卡爪13/夹持卡爪14之间存在一共31个齿20’中的十个，且在夹持卡爪13和14之间存在一共31个齿20’中的十一个。这在图2中被示出。

如果具有32个齿20’的齿轮20被夹持在隔膜式夹具1上，那么夹持卡爪13和14的位置必须变化，使得在夹持卡爪12和夹持卡爪13之间或在夹持卡爪12和夹持卡爪14之间的距离至32个齿20’的一共十一个增加，且因此一共32个齿20’的十个被布置在两个相邻夹持卡爪13和14之间。图5a示出了，键23和24具有S形设计并且以镜像布置彼此偏移。键23突出到基部卡爪8的对中沟槽21中的腿部以及键24突出到夹持卡爪14的对中沟槽21中的腿部在该情形中彼此面向。

键22、23和24的T形或S形截面形状因此使得夹持卡爪12、13和14的同心位置适合于要夹持的齿轮20的节距（T）。

图3a、图3b和图3c尤其示出了在基部卡爪7、8和9或者夹持卡爪12、13和14中的对应键22、23和24的布置。

Claims

1. 一种隔膜式夹具（1），所述隔膜式夹具具有操作元件（3），所述操作元件被插入到夹具本体（2）中并且相对于该夹具本体（2）可轴向移动；具有附接到操作元件（3）的自由端（4）的隔膜（5），并且隔膜（5）通过其外圆周（6）固定到夹具本体（2）；

- 具有三个基部卡爪（7, 8, 9），其与隔膜（5）具有驱动连接，在所述基部卡爪中的每个上，对中表面（18）被设置成与操作元件（3）的轴线（10）同心对齐；

- 具有三个夹持卡爪（12, 13, 14），其要附接到对应基部卡爪（7, 8, 9），要机加工的齿轮（20）能够借由所述夹持卡爪被夹持并且所述夹持卡爪接触对中表面（18）；

- 以及具有夹持销（19），每个夹持销分配至所述夹持卡爪（12, 13, 14）中的一个，所述夹持销径向对齐并且在夹持状态下布置在齿轮（20）的两个齿（20’）之间；

其特征在于：

对中沟槽（21）设置在基部卡爪（7, 8, 9）以及对应夹持卡爪（12, 13, 14）中，并且键（22, 23, 24）被插入到每个对中沟槽（21）中，并且键（22, 23, 24）的截面形状和布置以如下方式适合于要夹持的齿轮（20）的节距（T）：使得通过对应键（22, 23, 24）相对于对中沟槽（21）的具体布置来改变对应夹持卡爪（12, 13, 14）的位置，所述对中沟槽（21）相对于齿轮（20）的中间点（11）同心地位于基部卡爪（7, 8, 9）中。

2. 根据权利要求1所述的隔膜式夹具，其特征在于：

所述三个键中的一个（22）具有T形截面且另两个键（23, 24）具有S形截面，并且两个S形键（23, 24）相对于彼此以镜像偏移布置插入到基部卡爪（7, 8, 9）和夹持卡爪（12, 13, 14）的对中沟槽（21）中。

3. 根据权利要求1所述的隔膜式夹具，其特征在于：

所述三个键（22, 23, 24）具有T形截面，且所述三个相邻键中的两个（23, 24）相对于彼此以镜像偏移布置插入到基部卡爪（7, 8, 9）和夹持卡爪（12, 13, 14）的对中沟槽（21）中。

4. 根据前述权利要求中任一项所述的隔膜式夹具，其特征在于：

所述键（22, 23, 24）的每个借由设置在基部卡爪（7, 8, 9）中的螺纹孔（26）中的螺钉（25）附接。

5. 根据前述权利要求中任一项所述的隔膜式夹具，其特征在于：

至少一个槽（15）被设置在所述三个夹持卡爪（12, 13, 14）中，所述槽（15）关于夹具（2）的中心点（11）同心地或以弧形延伸，且紧固螺钉（17）穿过所述槽，其中螺钉（17）被保持在设置在对应基部卡爪（7, 8, 9）中的螺纹孔（16）中。

6. 根据权利要求5所述的隔膜式夹具，其特征在于：

夹持卡爪（12, 13, 14）每个可在设置状态下关于夹具（2）的中心点（11）同心地相对于彼此在其位置独立地移动，并且对应键（22, 23, 24）允许对应夹持卡爪（12, 13, 14）对中在圆周方向上。

7. 根据前述权利要求中任一项所述的隔膜式夹具，其特征在于：

所述三个夹持销（19）朝向夹具本体（2）的中间点（11）突出的径向距离以如下方式适合于要夹持的齿轮（20）的基圆：使得隔膜（5）的运动产生在夹持状态的预夹持力，借由所述预夹持力，所述齿轮（20）定位在三个夹持销（19）之间。

8. 根据前述权利要求中任一项所述的隔膜式夹具，其特征在于：

具有被插入到其中的掣子导向器（28）的孔（27）被设置到对应基部卡爪（7, 8, 9）中，并且掣子销（30）被布置在掣子导向器（28）中，其中掣子销（30）借由压缩弹簧（34）在对应夹持卡爪（12, 13, 14）的方向上被压制，并且与对应掣子销（30）对齐地延伸的沟槽（31）被设置到夹持卡爪（12, 13, 14）中，借由该沟槽，产生径向向外作用的力分量，以便将夹持卡爪（12, 13, 14）推靠对应基部卡爪（7, 8, 9）的对中表面（18）。

9. 根据前述权利要求中任一项所述的隔膜式夹具，其特征在于：

夹持销（19）的头部（32）适合于要夹持的齿轮（20）的对应齿根面（20’’）的内轮廓，并且夹持销（19）的头部（32）在夹持状态接触两个相邻齿根面（20’’）。