CN102729061A - 固定支架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及固定支架，提供了一种用于使旋转对称工件在空中定心的固定支架，包括：两个壳体半部布置成彼此间隔一定距离且牢固地连接在一起，布置在两个壳体半部之间可以在轴向移动方向上移向工件的中间件，两个外部固定支架臂和中间固定支架臂。所述固定支架确保高的机械力被可靠支撑而不会使工件在空中的中心定位被这些力改变，并且同时，工件在空中的中心调整可以通过改变固定支架臂或中间件的位置从而以快速且简单的方式进行调节，无需为此进行任何复杂的调节步骤。

Description

固定支架

技术领域

根据本发明权利要求1在前的特征从句，本发明涉及一种使旋转对称工件在空中定心的固定支架。

背景技术

几十年来，这种固定支架已经用于在机床上支撑旋转对称工件。特别是对于重的且长的旋转对称工件，需要通过一些相互间隔的固定支架将它们定心地固定在空中以补偿工件的弯曲。所述工件，即在其自身重量下经受弯曲，特别是当他们旋转用于包括金属切削的机械加工时。

此外，在多个机械加工步骤过程中，产生施加在工件上的额外的机械力且通过这些力可以改变工件的中心定位。现有技术的固定支架因此意在阻止施加在工件上的机械力导致这种位置的改变。

包括金属切削的机械加工减少了工件的重量，因此，常常会有位置的改变，带来的结果就是固定支架在工件重量特定减少后必须重新打开，以便在空中定位工件，以使夹持工件的纵向轴线沿着直线延伸而不偏离中心轴线。

具有用于工件中心轴线的内部调节装置的固定支架在EP0554506B1中公开。为了实现此目的，需要两个外部固定支架臂相对彼此不同地移动从而实现工件的垂直对准。工件的水平中心调整由所有三个固定支架臂一起实现，这三个固定支架臂不仅同时地而且彼此不同时地与工件有效接触。

EP0554506B1提出了用于固定支架臂的垂直以及水平对准的调节装置，其具有极其复杂的设计。 

已经证明这种调节装置的一个缺点就是制造成本很高，且调节装置的操作和功能模式复杂，使得需要具有相应经验的专业人员来进行固定支架臂的垂直和水平校准。

DE60208835 T2或E1302275 A2公开了可垂直调节的固定支架，该固定支架的固定支架臂借助于安装在壳体半部上的摇杆和滑动元件在工件的接触面上具有暂时的不连续接触点。

滑动和摇杆元件，也称为挺杆，以这样的方式彼此同步地调节两个外部固定支架臂的位置，使得从固定支架臂伸出的控制销同时或有时间差地与接触面有效接触，且因此在工件的方向上移动。使滑动元件横向于中间件的移动方向移动，因此形成于其上的倾斜表面引起两个外部固定支架臂的进给顺序的前述调节发生。

尽管背景技术部分中的陈述已经证明对于调节固定支架臂的进给运动是有效的，然而需要产生额外的组件且在中间件或滑动和摇杆元件以滑动结构安装在其中的壳体中加工出洞。生产这样高精度的部件是极其昂贵的，因为滑动和摇杆元件必需具有以一定角度延伸的相同接触面。如果存在由于制造过程产生的容许偏差引起的容错，则进给或调节两个外部固定支架臂是不可能的，因为这会导致工件不期望的运动。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种前述类型的固定支架，其确保高的机械力被可靠支撑而不会使工件在空中的中心定位被这些力改变，并且同时，工件在空中的中心调整可以通过改变固定支架臂或中间件的位置从而以快速且简单的方式进行调节，无需为此进行任何复杂的调节步骤。

根据本发明，这些任务通过专利权利要求1的特征部分的特性得以实现。

本发明其它优选的进一步实施例来自从属权利要求。

两个导轨和工件之间的距离可通过第一半壳在一定限制范围内可变地调节，且因此三个固定支架臂的进给距离可以调节使得工件在空中的位置可以以这样的方式在水平方向或水平平面中对准，即工件纵向轴线与水平轴线成一直线延伸。第二半壳的移动以这样的方式，即接合在固定支架臂的控制凸轮中的控制销不同时或同时地与控制凸轮的控制表面接触，而以相反的方向彼此同步地改变两个导轨的位置，使得两个外部固定支架臂在精确的同一时间或在不同时间与待夹持的工件接触，这会导致工件的垂直位置可通过第二半壳相对于中间件的运动方向横向的运动来调节。

特别有利的是加工于中间件中的导向槽平行于中间件的纵向轴线且与其相隔一定距离，因为这意味着外部固定支架臂通过导销以限定的方式被定位，即如果控制销从固定支架臂的控制凸轮推出，这样导致中间件的外部固定支架臂的位置和导轨以特定方式相互永远对准。

一旦控制销接合在固定支架臂的控制凸轮中，他们就接管了两个外部固定支架臂关于中间件的定位，这样使得当导轨的控制销接触时，固定支架臂沿着控制凸轮的控制面向内拉，因此外部固定支架臂面对工件的自由端朝向工件移动。

两个镰刀形的半壳通过螺钉和压缩弹簧可相对于中间件的运动方向可变地且横向地移动，这意味着由于三个固定支架臂的精确位置确定无需调节固定支架的人必须拥有大量专业经验，即使两个半壳的轻微位置改变也足以实现工件在空中的中心定位，因为简单地夹持工件然后测量工件在空中的位置使得很清楚工件是否应该在水平和/或垂直面内移动，以及要实现工件在空中的中心定位所需要的移动量。

附图说明

附图示出了根据本发明配置的样本实施例，其详细内容在下面解释。在附图中，

图1以分解图示出了具有两个壳体半部的固定支架，在这两个壳体半部之间插入了可轴向移动的板形中间件，其由致动器活塞驱动且具有分配给中间件的三个固定支架臂，通过该三个固定支架臂，工件可在空中定心，且两个镰刀形的弯曲半壳插入壳体半部之一，该半壳可关于中间件的移动方向横向移动，

图2以分解图示出了根据图1的固定支架臂，处于部分组装的状态，

图3a示出了根据图1的固定支架臂，处于组装好且夹持工件的状态下，

图3b示出了沿着剖面线lllb-lllb剖取的根据图3a的固定支架臂，

图3c示出了沿着剖面线lllc-lllc剖取的根据图3a的固定支架臂，

图4a以分解图示出了根据图1的固定支架臂，以放大视图示出了在上外部固定支架臂区域中的各个部件，

图4b以分解图示出了示出了根据图1的固定支架臂，以放大视图示出了下固定支架臂，

图5a到图5e示出了根据图3a的固定支架臂在不同的操作状态下，即从初始位置到夹持状态，

图6a和图6b示出了根据图3a的在两个壳体半部中的第一半壳的调节可能性，用于在任意情况下水平对准固定支架臂，

图7a和图7b示出了根据图3a的第二半壳在壳体半部中的相对移动，用于在任意情况下通过两个外部固定支架臂将工件垂直定心。

具体实施方式

图1和图2示出了固定支架1，利用该固定支架将旋转对称工件2在空中对中并且保持处于旋转配置，使得工件2的旋转轴线不经历（如果可能）在其重量作用下和由于施加在工件2上的机械力而引起的在水平面外的任意弯曲。工件2的旋转轴线通过固定支架1应该相应地在空中保持在特定位置。

固定支架1包括两个壳体半部4和5，其具有纵向轴线3。中间件6安装在两个壳体半部4和5之间，其可以轴向移动，具有用参考标记3’标记的运动方向且平行于固定支架1的纵向轴线3延伸。

中间件6通过例如螺钉/螺纹连接而连接到致动器活塞7。致动器活塞7在压力空间8中延伸，该压力空间可填充例如液压流体或通过控制线路9被抽真空，使得压力空间8具有不同的压力条件，因此致动器活塞7可以行程运动形式移动。结果，中间件6可在移动方向3’上由致动器活塞7驱动并且可一直移动到达工件2或被拉动远离工件。

中间件6具有加工于其中的两个线性引导槽10，这两个引导槽在中间件6的两个相对的大表面端面6’上朝着彼此以交叉形状延伸。这两个线性引导槽10关于固定支架1的纵向轴线3布置成一定角度，优选为大约10°到30°的角度。

固定支架1的两个固定支架臂11和12以可移动的配置插入线性引导槽10。中间的固定支架臂13在两个外部固定支架臂11和12中间直接连接到中间件6，这样中间件6布置在两个外部固定支架臂11和12之间。这三个固定支架臂11、12和13面向待夹持的工件2，且因此他们均从中间件6和两个壳体半部4和5伸出。使中间件6朝向工件2移动，因此使三个固定支架臂11、12和13一起前进到达工件2。在中间件6的前进移动期间，最初两个外部固定支架臂11和12在线性引导槽10中关于中间件6没有相对移动。

此外，两个导向槽43和44被加工于中间件6中且具有线性轮廓。导向槽43中的一个出现在线性引导槽10的一个中并且另一个导向槽44具有空隙45，其从导向槽44以大约80°的角度α向外伸出。

配置给中间件6的两个外部固定支架臂11和12的自由端14的每一个都具有加工于其中的控制凸轮41和42。控制凸轮41和42包括两个分部47和48。第一分部47平行于固定支架1的纵向轴线3延伸而第二分部48从第一分部47以一定角度β约85°伸出并形成控制面46，将会在下面详细解释。当安装了两个外部固定支架臂11和12时，第二分部48指向内部，即朝向彼此。控制凸轮41和42主要对准以与中间件6的导向槽43和44平齐。

此外，两个导轨15布置在壳体半部4上，平行于纵向轴线3且与其相距一段距离延伸。导轨15还可布置在另一壳体半部5或4中的滑动元件中。导轨15安装为使得允许在壳体半部4中微量滑动，这样使得导轨15的位置可相对壳体半部4和5改变。导轨15在固定支架1的纵向轴线3方向上与壳体半部4接触，且由壳体半部4支撑。

控制销22连接到每个导轨15且以直角从每个导轨15伸出进入壳体半部4或5内部。控制销22具有辊22’，其连接到控制销22使得其可以转动。辊22’的外径与两个外部固定支架臂11和12中的对应的控制凸轮41和42的宽度精确对应，因为当夹持时控制销22的辊22’应该伸进控制凸轮41和42中，从而以限定方式控制两个外部固定支架臂11和12的移动。

设置两个半壳18和19，用于导轨15的相对移动且用于定位他们。这两个半壳18和19都具有镰刀形状，弯曲的横截面，从而关于中间件6的移动方向3’具有不同尺寸的宽度。第一半壳18的弯曲外侧24抵靠壳体半部5的接触面25且在移动方向3’上由该接触面支撑。第一半壳18可通过螺钉34相对于中间件6的移动方向3’成直角移动。第一半壳18关于螺钉34的相对侧具有布置在其上的压缩弹簧35，其施加抵抗螺钉34施加的力的反作用力，这样使得第一半壳18被支撑且固定在螺钉34和压缩弹簧35之间。

第一半壳18的内侧26具有恒定的曲线，其作为补偿元件27的终止件。补偿元件27面对第一半壳18的第一表面28具有适合于第一半壳18内侧轮廓的轮廓；补偿元件27的第二表面29配置为平的且与纵向轴线3成直角延伸。

U形补偿臂20设置在补偿元件27的第二表面29上。该补偿臂20包括两个互相平行延伸且通过连接板20’连接的腿20”。所述两个腿20”支撑在壳体半部5上，与中间件6的移动方向3’平行。

连接板20’远离补偿元件27的侧面具有加工于其中的沟槽30，其具有弯曲横截面的轮廓。第二半壳19插入沟槽30且其面向连接板20’的表面31与沟槽30的内轮廓相适应。

第二半壳19具有两个端面32，每个端面面向两个导轨中的一个，与导轨15接触，因为导轨通过螺旋压缩弹簧33压靠于第二半壳19的端面32。由于平行于固定支架1的纵向轴线3延伸的螺旋压缩弹簧33施加的预加载力，导轨15被压向第二半壳19使得第二半壳19施加接触压力到补偿臂20、补偿元件27以及因此作用于第一半壳18上。第一和第二半壳18和19以及补偿元件27和补偿臂20因此关于中间件6的移动方向3’连续地布置，且与纵向轴线3成直角。

此外，第二半壳19通过螺钉34和压缩弹簧25关于连接板20’或补偿臂20与纵向轴线3成直角移动，因此导轨15的终止位置可互相同步地改变。这将在下面详细解释。

图3a示出了固定支架1的组装状态，且示出了三个固定支架臂11、12和13将工件固定在空中。第一和第二半壳18和19每个都处于其关于纵向轴线3的中间位置。

此外，图3a、3b和3c示出了加工于两个导轨15中的导向凸轮16，其包括两个分部16’和16”。从两个外部固定支架臂11和12的每个自由端14以直角伸出的导销21插入导向凸轮16，并且以可移动的配置安装在导向凸轮16中。如果并且只要控制销22没有推入固定支架臂11和12的控制凸轮41和41，导销21就具有通过导轨15将两个外部固定支架臂11和12可靠地保持抵靠中间件6的任务。

导向凸轮16的第二分部16”从第一分部16’以大约80°的角度向外伸出，在导销21和导向凸轮16之间存在游隙，这样使得当控制销22移动进控制凸轮41和42时，两个外部固定支架臂11和12的前进运动不会受到阻碍。

图4a 和4b示出了固定支架1的夹层结构，其各个元件，特别是中间件6、两个外部固定支架臂11和12、导轨15以及半壳18和19,配置在互相平行延伸的不同平面。只要两个壳体半部4和5牢固连接在一起且封闭出足够大的空腔，以轴向可移动的配置安装在壳体半部4和5中的部件就可朝向工件2移动或反之亦然。首先，这样的移动是必须的，为了准确地限定中间件相对于工件的前进路径，其次，需要互相同步地调整两个外部固定支架臂11和12的终止位置。

图5a到5e示出了在工件2的方向上中间件6的前进移动。图5a中示出的起始位置通过中间件6向着工件2的驱动而转化成图5b中所示的中间位置。在此过程中，导销21在导轨15中进行了轴向移动并且控制销22伸进固定支架臂11和12的控制凸轮41和42。固定支架臂11、12和13与工件2相距特定的、相等大小的的距离并且控制销22与两个控制凸轮41和42的控制面46接触。

图5c示出了三个固定支架臂11、12和13与工件2的第一次有效接触。由第一半壳18定义的补偿臂20的位置限制了中间件6在工件2的方向上的前进路径，并且因此表示了用于中间件的终止面。控制销22因此部分地移动进相应控制凸轮41或42的向内伸出的第二分部48，这样导致两个外部固定支架臂11和12中的每一个关于中间件6沿着线性引导槽10向外移动，使得两个外部固定支架臂11和12的面向工件2的自由端前进到工件2。

图5d和5e示出了固定支架臂11、12和13的夹持移动，由于控制销进一步向着相应控制凸轮41和42的第二分部48移动，这会导致固定支架臂11和12在工件2上施加限定的夹持力。由于中间件6轴向前进移动，中间固定支架臂13与外部固定支架臂11和12同步地压靠在工件2上，这样使得所有三个固定支架臂11、12和13在工件2上施加等量的夹持力。

图6a和图6b示出了工件2的水平调节或水平定位。为此，第一半壳18通过螺钉34横向于中间件6的移动方向3’而移动。由于第一半壳18的镰刀形弯曲横截面轮廓，接触面25、壳体半部5以及第一半壳18的内侧26之间的距离改变。该距离的改变意味着中间件6的前进路径比图5a到图5e中设置的中间件6的前进路径更长或更短。作为中间件6关于待夹持工件2的增长或缩短的结果，三个固定支架臂11、12和13更早或更晚地与工件2进入有效接触。然而，固定支架臂11、12和13中的每一个的前进移动都与中间件6紧密相关，这样使得固定支架臂11、12和13的前进速度相等并且它们与工件2的距离相同。

因此，工件2在空中的位置改变了，尽管仅仅是在水平面内。工件的这种水平改变在图6a中示意地表示为Δ+H。图6b示出了相反的极端位置，且因此工件2移动了值Δ-H。

图7a和图7b示出了工件2通过两个外部固定支架臂11和12的垂直对准。为此目的，第二半壳19可通过螺钉34关于U形补偿臂20且横向于中间件6的移动方向3’而改变。由于第二半壳19的镰刀形横截面轮廓，补偿臂20和两个导轨15之间的距离可在相反方向上同步改变，这意味着导轨15可以在中间位置彼此平齐地布置或者，以图7a和图7b中所示的设定变量，彼此偏移地布置。这意味着他们采取了与补偿臂20相距不同大小的距离。因此，装配于导轨15的控制销22的接触力矩在控制凸轮41和42中改变。由于控制销22在空中的不同对准，他们在不同的时间接合在两个外部固定支架臂11和12的控制凸轮41和42中，并且在不同的时间与对应的控制凸轮41或42的控制面46进入有效连接，假定中间件6的前进速度恒定，这取决于导轨15和16的选择位置。相应地，这意味着在各种情况下，外部固定支架臂11或12中的一个在时间上与另一固定支架臂12或11有偏差地朝向工件2移动，然后与其进入强制联锁的有效连接。

工件2的位置变化在图7a和7b中示出为在垂直平面的Δ+V或Δ-V。

Claims (12)

1. 一种用于使旋转对称工件（2）在空中定心的固定支架（1），包括：

两个壳体半部（4,5），布置成彼此间隔一定距离且牢固地连接在一起，

具有布置在所述两个壳体半部（4,5）之间的板状中间件（6），所述中间件（6）通过致动器活塞（7）安装在所述壳体半部（4，5）中使其可以在轴向移动方向（3）上移向工件（2），

具有加工于所述中间件（6）的两个相对的较大表面端面（6’）中的两个线性引导槽（10），所述线性引导槽（10）以交叉形状的结构布置延伸并且相对于所述中间件（6）的移动方向（3’）成一定角度，

具有两个外部固定支架臂（11,12），每一个外部固定支架臂的自由端（14）以可移动的结构布置安装在所述中间件（6）的每个线性引导槽（10）中，以及

在所述外部固定支架臂（11,12）之间连接到所述中间件（6）的中间固定支架臂（13），

其特征在于，两个导轨（15）插入到所述两个壳体半部（4,5）之间从而能够轴向移动、与所述两个壳体半部（4,5）的纵向轴线（3）平行且相隔一定距离地延伸；控制销（22）配置为从每个导轨（15）成直角伸出且所述控制销（22）面对所述中间件（6）；第一和第二线性导向槽（43,44）加工于所述中间件（6）中且彼此间隔开地平行于所述纵向轴线（3）延伸，并且第一和第二线性导向槽中的每个都与所述控制销（22）中的一个成直线；弯曲的控制凸轮（41,42）加工于所述两个外部固定支架臂（11,12）的自由端（14）中，所述控制凸轮（41,42）中的每个部分地与所述控制销（22）中的一个以及所述中间件（6）的所述导向槽（43,44）中的一个成一直线地延伸；当所述中间件（6）沿所述工件（2）的方向运动时，所述控制销（22）接合在所述控制凸轮（41,42）中；在所述控制凸轮（41,42）内侧的所述控制销（22）恰好在所述固定支架臂（11,12,13）之前与工件（2）进行有效接触；所述控制凸轮（41,42）具有向外延伸的控制面（46），所述外部固定支架臂（11,12）通过该控制面向外移动，以用于所述外部固定支架臂（11,12）朝向所述工件（2）的进给移动；所述导轨（15）的位置可关于它们与待夹持的工件（2）之间的距离进行调节，在这种情况，该调节通过具有镰刀形横截面的第一半壳（18）来进行，并且使得所述两个外部固定支架臂（11,12）与所述中间固定支架臂（13）同时或在时间上有偏差地实现与所述工件（2）的有效连接；以及所述两个导轨（15）的位置可通过具有镰刀形横截面的第二弯曲半壳（19）从对齐的起始位置沿相反方向彼此同步地调节。

2. 根据权利要求2的固定支架，其特征在于，

所述两个半壳（18,19）在所述中间件（6）的移动方向（3’）上配置为成一直线且通过补偿臂（20）互相隔开，所述补偿臂以轴向移动的结构布置支撑在所述两个壳体半部之一（4或5）上。

3. 根据权利要求1或2的固定支架，其特征在于，

导向凸轮（16）加工于每个所述导轨（15）中，导销（21）连接为从所述固定支架臂（11,12）的两个自由端向着所述中间件（6）以直角伸出并且所述导销（21）以轴向可移动的结构布置插入所述导轨（15）的导向凸轮（16）。

4. 根据前述权利要求之一的固定支架，其特征在于，

所述导向凸轮（16）由导向槽（16’）以及从该导向槽（16’）突出的凹处（16”）形成，且所述凹处（16”）以从10°到85°的角度从所述导向槽（16’）伸出，并且所述凹处（16”）主要平行于所述固定支架臂（11,12）的朝外伸出的控制凸轮（41或42）延伸。

5. 根据权利要求3或4的固定支架，其特征在于，

加工于所述中间件（6）的所述导向槽（44）中的一个具有空隙（45），所述固定支架臂（11）的所述导销（21）可在该空隙中移动。

6. 根据前述权利要求之一的固定支架，其特征在于，

在组装状态下，第一半壳（18）面朝所述工件（2）的外侧（24）与加工于所述两个壳体半部之一（4或5）的接触面（25）接触，所述接触面（25）的轮廓和所述半壳（18）的外侧（24）彼此对应并且所述半壳（18）安装为相对于所述接触面（25）可移动且与所述中间件（6）的移动方向（3’）成直角。

7. 根据权利要求6的固定支架，其特征在于，

第一半壳（18）的与所述外侧（24）相对的内侧（26）是弯曲的优选具有恒定的半径，并且补偿元件（27）在组装状态下与第一半壳（18）的内侧（26）接触，所述补偿元件（27）面朝第一半壳（18）的表面（28）与第一半壳（18）的内侧（26）的内轮廓相适应并且其相对的表面（29）配置为平的。

8. 根据权利要求7的固定支架，其特征在于，

所述补偿元件（27）的平表面（29）在组装状态下与所述补偿臂（20）接触，在所述中间件（6）的移动方向（3’）的方向上没有游隙。

9. 根据前述权利要求之一的固定支架，其特征在于，

所述补偿臂（20）具有U形的横截面，并且具有弯曲横截面的沟槽（30）加工于所述补偿臂（20）的连接板（20’）中,第二半壳（19）插入所述沟槽（30），并且第二半壳（18）的表面轮廓与所述补偿臂（20）的沟槽（30）的内轮廓相对应。

10. 根据前述权利要求之一的固定支架，其特征在于，

第二半壳（19）的两个端面（32）在组装状态下一起与所述导轨（15）中的每一个直接接触，并且形成用于所述导轨（15）轴向移动的一个接触表面（17）。

11. 根据权利要求9的固定支架，其特征在于，

所述两个导轨（15）通过螺旋压缩弹簧（33）在预加载下压靠于第二半壳（19）的对应接触面（17）并且该预加载使第二半壳（19）压靠于所述补偿臂（20），该补偿臂随之又压靠于所述补偿元件（27）以及第一半壳（18）。

12. 根据前述权利要求之一的固定支架，其特征在于，

第一和第二半壳（18,19）优选地通过螺钉（34）和螺旋压缩弹簧（35）可相对于所述中间件（6）的移动方向（3’）成直角移动，作为相对于两个壳体半部（4或5）的反作用力。

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