CN102947051A - 用于将卡盘固定在转动轴上的固定设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将尤其可力操作的卡盘（14）固定在机器的转动轴（12）上的固定设备（16），其中在基本体（42）中设置转动环节（46）和至少一个夹紧滑块（66），使得在转动环节（46）转动时，夹紧滑块（16）改变其径向位置，从而使得夹紧滑块在夹紧位置中对卡盘（14）在轴向方向上朝着固定设备（16）加荷。

Description

用于将卡盘固定在转动轴上的固定设备

本发明涉及一种用于将尤其是可力操作的卡盘固定在机器的转动轴上的固定设备，其中卡盘包括与卡盘爪运动耦合的牵引适配器，并且在机器侧设置有可与牵引适配器耦合的牵引管。通常，通过可在轴向方向上移动的牵引管使卡盘活塞在轴向方向上运动，该卡盘活塞通过合适的机构与卡盘爪运动耦合，使得在牵引管或卡盘活塞轴向运动时，卡盘爪在径向方向上运动。因此，通过这种牵引管可自动地将卡盘所容纳的工件夹紧。

为了将牵引管与卡盘活塞连接，已公开的是，在卡盘上设置有牵引适配器，该牵引适配器通过螺纹与牵引管可松脱地拧接。通过这种螺纹可以传递在轴向方向上足够的力。

如果要更换在相应机器上的卡盘，则这与比较多的开销相联系。通常，首先要松脱固定螺栓，该固定螺栓将卡盘与轴凸缘连接。此外，要将牵引适配器从牵引管拧开。总之，这比较费时。

因此，本发明基于的任务是，提出开头所述类型的固定设备，其允许比较简单且快速地更换机器的转动轴上的卡盘。

该任务通过具有权利要求1所述的特征的固定设备来解决。这种固定设备的特征尤其在于，在固定设备的基本体中设置有转动环节和夹紧滑块，使得在转动环节转动时夹紧滑块改变其径向位置，从而使得其在夹紧状态中对卡盘在轴向方向上朝着固定设备加荷。本发明尤其具有的优点是，能够以比较简单的方式和方法实现可靠的固定。此外，有利的可以是，（在使用可力操作的卡盘的情况下）牵引适配器不必如已知的现有技术那样从牵引管拧开。更确切地说，仅操作转动环节。转动环节就其而言操作夹紧滑块，夹紧滑块例如作用于所设置的耦合区段上，使得牵引适配器可从牵引管中尤其是在轴向方向上移除。这样的基本体在此尤其是借助诸如固定螺栓的固定装置固定在转动轴上。根据本发明可以设置多个转动环节和/或夹紧滑块。

在此，本发明并不应限于可力操作的卡盘，而是包括可手动操作的系统。

在本发明的一个改进方案中设计的是，基本体设置卡盘容纳区段，并且夹紧滑块在尤其是径向外部的锁止位置中配合到卡盘容纳区段中，用于将卡盘与固定设备锁止。夹紧滑块在此情况下具有双重功能。在径向内部或外部的释放位置中，夹紧滑块操作耦合区段，用于将牵引适配器从牵引管中移除。在径向外部或内部位置中（其中耦合区段将牵引适配器与牵引管耦合）还将卡盘锁止在固定设备上，固定设备就其而言固定在转动轴上。为此，夹紧滑块配合到卡盘容纳区段中，卡盘于是至少分区段地伸入该卡盘容纳区段中。

在卡盘锁止在固定设备上时，通过相应设置的对中装置可以进行合适的对中。

为了能够实现比较简单地将转动环节转动，可以设置与转动环节运动耦合的、相对于转动环节可切向地移动的控制装置。通过切向地移动控制装置因此可以将转动运动引导至转动环节中。

对于径向移动控制装置有利的是，控制装置具有螺纹孔，并且当设置有调节螺栓时，通过调节螺栓可以移动控制装置。调节螺栓尤其是设置轴螺纹，该轴螺纹配合到螺纹孔中。在调节螺栓转动时，于是控制装置沿着调节螺栓在切向方向上游移并且使得转动环节转动。调节螺栓尤其是可用手操作。因此可能的是，通过仅转动其中一个调节螺栓可以将夹紧滑块从锁止位置转移至释放位置，反之亦然。

为了将夹紧滑块在径向上进行运动引导，有利的是，夹紧滑块在基本体中在径向方向上可移动引导地设置。有利的是，设置分别对称地彼此对置的夹紧滑块对。

这样的转动环节尤其可以构建为转环，转环优选同心地围绕中心纵轴线走向地设置。

为了将转动环节与夹紧滑块运动耦合，可能的是，转动环节包括控制弯曲部或控制凸轮，并且夹紧滑块具有与控制弯曲部或控制凸轮相对应的控制凸轮或控制弯曲部。由此，可以从转动环节的转动运动实现夹紧滑块的径向运动。控制弯曲部在此优选相对于径向线倾斜地走向，或为了实现一定的力增强而沿着相应弯曲的线走向。

此外，有利的是，夹紧滑块的配合到卡盘容纳区段中的区段具有引入斜面，在夹紧滑块移动进卡盘的锁止位置中时，通过引入斜面对卡盘朝着固定设备加荷。因此通过引入斜面保证了，卡盘在轴向的预夹紧力之下尤其是大面积地靠置在固定设备上。

此外，开头所述的任务通过具有权利要求10所述特征的固定系统来解决。这种固定系统包括根据本发明的固定设备、转动轴、牵引管和通过牵引管可力操作的卡盘。该固定系统的特征尤其是在于，在卡盘的牵引适配器上或在机器侧的牵引管上设置有可利用夹紧滑块操作的耦合区段，其中在牵引管上或在牵引适配器上设置有与耦合区段共同作用的对应区段。耦合区段和对应区段在此构建为使得在锁止位置中耦合区段与对应区段共同作用，使得通过牵引管可以将牵引适配器在轴向方向上操作。在卡盘的释放位置中，牵引适配器于是可以从牵引管中移除。

耦合区段在此优选构建为与牵引适配器或牵引管一体式构建的、在径向方向上可弹性屈服的簧片区段。簧片区段在此形成固体关节，其可以与牵引适配器或牵引管一件式和一体式构建。簧片区段在此在轴向方向上延伸并且比较纤细地构建，使得其具有良好的弹性屈服特性。

簧片区段在此优选具有在镜像方向上突出的凸起，凸起与对应区段相对应。对应区段尤其可以构建为槽状凹进或环绕的槽，凸起在锁止位置中配合到槽状凹进或槽中。在释放位置中，簧片区段于是弹性径向向内变形，使得凸起从对应区段脱开并且可以轴向移除卡盘。

夹紧滑块在此就其而言优选构建为使得分别一个夹紧滑块操作多个相邻的簧片区段。这具有如下优点：可以以比较少的夹紧滑块操作比较大数目的簧片区段。

此外有利的是，卡盘容纳区段环状地构建，并且卡盘具有用于引入卡盘容纳区段中的夹紧环。夹紧环尤其可以设置环绕的环形槽，使得夹紧滑块在锁止位置中配合到环形槽中并且由此将卡盘可靠地保持在固定设备上。环形槽就其而言在此可以具有相对于中心纵轴线倾斜走向的、尤其是锥形的表面轮廓，更确切地说，在夹紧滑块移动到锁紧位置中时，夹紧环并且由此卡盘被朝着固定设备牵引。

本发明的其他细节和有利的扩展方案可从以下的描述中得到，借助其更为详细地描述和阐明本发明的实施例。其中：

图1示出了具有固定设备的固定系统的纵截面；

图2示出了从卡盘看根据图1的固定系统的前视图；

图3示出了图1中所示的作为组件的固定设备；

图4a、4b、4c）示出了处于锁止位置中的根据图3的固定设备的不同视图；

图5a、5b、5c）示出了处于释放位置中的根据图3的固定设备的不同视图；

图6示出了具有牵引管和牵引适配器的根据图3的固定设备的截面；

图7示出了处于释放位置中的与图6对应的截面；

图8a、8b、8c示出了固定设备的基本体的不同视图；

图9a和9b示出了固定设备的转动环节的不同视图；

图10示出了固定设备的夹紧滑块的不同视图；

图11a和11b示出了固定设备的牵引适配器的不同视图；以及

图12示出了转动轴的夹紧环的不同视图；

图13a示出了不带牵引管和牵引适配器但带有卡盘容纳部的与图6对应的截面；

图13b示出了图13a中的放大的部分；

图14a示出了另一实施形式的与图13a对应的截面；

图14b示出了图14a中的放大的部分；

图15a示出了另一实施形式的与图13a对应的截面；

图15b示出了图15a中的放大的部分；

图16a示出了另一实施形式的与图13a对应的截面；

图16b示出了图16a中的放大的部分。

在图1中示出了固定系统10，其也可以称作锁止设备，该固定系统包括机器侧的转动轴12、卡盘14以及固定设备16形式的固定区段，借助固定设备将卡盘14固定在转动轴12上。此外，设置有机器侧的牵引管18，牵引管通过卡盘侧的牵引适配器20在轴向上操作夹紧活塞22。夹紧活塞22在此与在根据图2的视图中可清楚看到的可彼此聚散运动的卡盘爪24运动耦合。运动耦合即使得夹紧活塞22的轴向推移通过机械调节环节26引起卡盘爪24彼此径向聚散运动。通过牵引管20的轴向运动因此可以力操作卡盘14或其卡盘爪24。

固定设备16在中部区域中具有中央穿通部29。中心纵轴线用附图标记31表示。

如从图1中看清楚的那样，固定设备16通过固定螺栓28以凸缘安装到转动轴12上。为了将固定设备16对中，该固定设备具有内锥体30，其与轴侧的外锥体32共同作用。为了将卡盘14在固定设备16上对中，固定设备16具有锥体区段33，锥体区段与卡盘侧的对应锥体区段35共同作用。锥体区段33和对应锥体区段35在此形成对中设备100。

卡盘14在其朝着固定设备16的侧上具有夹紧环34，该夹紧环配合到环形构建的卡盘容纳区段36中。同样如从图1中看清楚的那样，夹紧环34借助固定螺栓38以拧紧在卡盘容纳部40上。

在图3中示出了作为独立组件的固定设备16。在此可看到的是，固定设备16具有基本体42，该基本体容纳固定螺栓28。此外，内锥体30同样由基本体形成。

尤其如从图3、4和5中看清楚的那样，基本体42在其朝着转动轴12的侧上具有环形容纳部44，在环形容纳部中可转动支承地设置有转动环形式的转动环节46。为了将转动环节46转动，设置有控制活塞48形式的、与转动环节46运动耦合的控制装置。尤其是如从图5c看清楚的那样，控制活塞48可在切向方向上沿着调节螺栓50移动。调节螺栓50具有轴螺纹52，该轴螺纹与控制活塞48的内螺纹54共同作用，使得在调节螺栓50转动时，控制活塞48在调节螺栓50的纵向上运动。为了控制活塞48的位置显示，在控制活塞48上设置有观察板56，其位置通过设置在基本体42上的观察窗58在视觉上是可见的。

调节螺栓50在其可自由到达的端部上具有操作区段60，尤其是可手动转动的、用于转动调节螺栓50的扳手可引入到操作区段中。为了将控制活塞48与转动环节46运动耦合，转动环节46具有凸轮凹进62，控制活塞侧的凸轮64配合到凸轮凹进中。

转动环节46与夹紧滑块66形式的锁止装置运动耦合，使得在转动环节46转动时，夹紧滑块改变其径向位置并且可从径向外部的锁止位置过渡到径向内部的释放位置中。在图4a、4b和4c中示出了夹紧滑块66的径向外部的锁止位置。在图5a、5b和5c中示出了夹紧滑块66的径向内部的释放位置。

为了将转动环节46与夹紧滑块66运动耦合，转动环节46在其朝着夹紧滑块66的上侧上具有控制弯曲部68形式的凹处。在示出作为单件的转动环节46的图9a和9b中，明显可看到控制弯曲部68。控制弯曲部68在此具有分别略微弯曲的轴线70，其使得朝着径向外部的锁止位置进行其力增强。在图10中作为单件示出的夹紧滑块66在朝着转动环节46的侧上分别具有控制凸轮72，其分别与控制弯曲部68共同作用。夹紧滑块66这样在径向方向上可移动地支承在基本体42中。这尤其是从图8c中可看清，在图8c中可清楚地看到用于相应的夹紧滑块66的导向槽74。

如从图8中看到的那样，基本体42具有环绕的、内部的环形壁75，其在径向内部侧上形成中央穿通部29的边界，并且在径向外部的侧上形成环状的卡盘容纳区段36的边界。导向槽74延伸穿过环形壁75，使得夹紧滑块66根据位置一方面配合到中央穿通部29的区域中（释放位置）而另一方面配合到卡盘容纳区段36中（锁止位置）。

夹紧滑块66具有径向内部的区段76和径向外部的区段78。如从图4b中看到的那样，横截面中v形构建的、径向外部的区段78具有引入斜面79，并且在锁止位置中配合到设置在夹紧环34上的环绕的环形槽80中，其同样具有v形的横截面。环形槽80尤其是在图12a和12b中可清楚地看到，其中夹紧环34作为单件示出。由于有引入斜面79，卡盘14在夹紧滑块66移动到径向外部的锁止位置中时被朝着固定设备16加荷。由此实现了夹紧环36在锁紧位置中可靠地锁止在固定设备16上。

如从图5b中看到的那样（其中夹紧滑块66处于径向内部的释放位置中），区段78从环形槽80脱开，使得卡盘14连带夹紧环34一起可从固定设备16中移除。

在固定设备16的安装好的状态中，基本体42包围牵引适配器20，如从图1中看到的那样。在图1中，选择如下剖切平面：在剖切平面中并没有夹紧滑块并且因此也未示出。

在图6和7中以截面示出了作为单件的固定设备16，其具有牵引管18和牵引适配器20的区段，其中可看到夹紧滑块66。图6中示出了锁止位置；卡盘侧的夹紧环34通过夹紧滑块66锁止地保持在固定设备16上。如从图6、图7以及图11中看到的那样（其示出了作为单件的牵引适配器20），牵引适配器20在朝着牵引管18的侧上具有与牵引适配器20一体式构建的、在径向方向上弹性屈服的簧片区段形式的耦合区段82。簧片区段在此在轴向方向上延伸，并且在径向方向上可弹性屈服。簧片区段在其自由端部的区域中具有指向径向外部的凸起84。凸起84如在图1和图6中可清楚看到的那样配合到牵引管侧的对应区段86中，该对应区段构建为环绕的槽。簧片区段在此设置在牵引适配器20上，使得其在夹紧滑块66的径向内部的释放位置中如从图7中看到的那样径向向内弹性变形。变形进行使得凸起84从对应区段86脱离，并且牵引适配器20连带卡盘14一起于是可以在轴向方向上被移除。夹紧滑块66因此具有双重功能：一方面其区段78从夹紧环34脱离，另一方面其操作簧片区段82，使得其凸起84从对应区段86脱离。卡盘14于是可以被移除。

在这些图所示的实施例中，包括簧片区段82的耦合区段设置在牵引适配器20上，并且对应区段设置在牵引管18上。根据本发明，耦合区段也可以设置在牵引管18上，而对应区段设置在牵引适配器20上。该布置于是可以实现为使得夹紧滑块66操作牵引管侧的耦合区段，以便能够实现将卡盘连带牵引适配器20一起移除。

所描述的固定设备16或整个固定系统10具有如下优点：通过仅调节螺栓、即调节螺栓50可以更换卡盘14。通过对调节螺栓50进行调节，一方面松开在夹紧滑块66与夹紧环34之间的锁止，而另一方面因此松开牵引管18与牵引适配器20的耦合。

图13a中所示的截面基本上对应于根据图6的截面，其中在图13a中并未示出牵引管和牵引适配器。不同于图6，在图13a中示出了卡盘侧的卡盘容纳部40，夹紧环34固定在卡盘容纳部上。

从图13a和13b中看到的是，锁止设备10具有对中设备100，对中设备在固定设备侧包括锥体区段33而在卡盘侧包括对应锥体区段35。

尤其如从图6、图13a和13b中看到的那样，锥体区段33由基本上彼此平行走向的壁区段102形成。总之，在图13所示的实施形式中设置有两个壁区段，其环形地环绕。壁区段102在此与基本体42一体式地构建。壁区段102可以通过将凹陷104引入基本体42来实现。尤其如从图13b中看到的那样，壁区段102分别具有上侧106和下侧108。上侧在此可以平行于下侧地走向。然而从图13b中看到的是，上侧106和下侧108在横截面上朝着中心纵轴线楔形走向地构建。上侧106和下侧108在此形成在10°范围中的楔形角α。下侧108在此基本上垂直于中心纵轴线31。上侧106相应地倾斜。根据本发明，也可能的是，上侧106垂直于中心纵轴线地走向并且下侧108相应地倾斜。同样可能的是，两侧相对于中心纵轴线31相应倾斜地走向。壁区段102的径向外部的外壳面110在此在锥形的弯曲的平面中。在脚部区域112中，壁区段102过渡到基本体42中。

卡盘14或其卡盘容纳部40具有对应锥体区段35，其与锥体区段33相对应地构建。构型在此为使得在卡盘14轴向聚拢运动到固定设备16上时，首先壁区段102的外壳面110靠置在对应锥体区段35上。在外壳面110靠置在对应锥体区段35上之后，于是卡盘14可以进一步在轴向方向上运动，直至卡盘14或其卡盘容纳部40靠置在固定设备16或其基本体42上。为此，固定设备16或其基本体42设置止挡114。止挡114由基本体42的朝着卡盘14的环形环绕的端面形成。尤其是从图8a中可清楚地看到该止挡114。

将卡盘14在轴向方向上朝着固定设备16加荷的牵拉力（如开头所阐述的那样）通过夹紧滑块66移动到其锁止位置中来提供。

由于锥体区段33或其壁区段102在轴向方向上的弹性屈服性，所以可以保证卡盘14限定地靠置在固定设备116的止挡114上。附加地，可以进行功能可靠的对中。

在图14a和14b所示的实施形式中，不是锥体区段33而是对应锥体区段35具有彼此平行走向的壁区段102，其在轴向方向上相应地可屈服。与此相反，锥体区段33具有闭合的表面。由于图14b中可清楚看到的壁区段102，在此也实现了，在锥体区段33靠置在对应锥体区段35上之后，卡盘由于轴向牵拉力而可以至少受限地在轴向方向上可移动，直至卡盘14靠置在止挡114上。

尤其是如从图13b和图14b中看到的那样，各壁区段102彼此的距离a与其径向延伸b的比在1:2到1:5的范围中。由此有利地得到了壁区段102的弹性特性。

在根据图15的实施形式中，锥体区段33由平行的彼此叠置的薄片116形成。薄片的径向外部的自由端侧118在此用于靠置在对应锥体区段35上。各薄片116在此由环形片形成，其放置在基本体42的螺栓区段120上并且通过紧固螺母122保持在基本体42上。各薄片116在此具有中央孔，螺栓区段120配合到孔中。各薄片116的外直径在此从轴向内部到轴向外部略微减小，用于形成总体上锥形的外壳面。为了获得精确锥形的外壳面，可能的是，对设置在基本体42上的薄片116的外壳面再加工。

不同于图15，在图16中，并不在锥体区段33上而是在对应锥体区段35上设置薄片116。薄片116在此情况下同样构建为环形片，其中在此锥形外壳面由薄片116的径向内部端侧形成。薄片116为此插入设置在卡盘体上的凹进124中并且在那里利用紧固环126来固定。

如从图15和图16中看到的那样，薄片116具有大约0.5mm到1mm的厚度。总之，设置大约十五个叠置的薄片。薄片116提供了如下优点：其在力沿径向方向作用时形状比较稳定。在力沿轴向方向作用时，薄片比较易弯曲。由此可以实现的是，在对应锥体区段35或锥体区段33靠置在薄片116的相应端侧上之后，薄片在轴向方向上弹性变形，直至卡盘14或卡盘容纳部40靠置在止挡114上。

Claims (15)

1.一种用于将尤其能够力操作的卡盘（14）固定在机器的转动轴（12）上的固定设备（16），其特征在于，在基本体（42）中设置转动环节（46）和至少一个夹紧滑块（66），使得在转动环节（46）转动时夹紧滑块（66）改变其径向位置，从而使得夹紧滑块在夹紧位置中对卡盘（14）在轴向方向上朝着固定设备（16）加荷。

2.根据权利要求1所述的固定设备（16），其特征在于，卡盘（14）包括与卡盘爪（24）运动耦合的牵引适配器（20），并且在机器侧设置能够与牵引适配器耦合的牵引管（18），其中在释放位置中，所述至少一个夹紧滑块操作牵引适配器（20）或牵引管（18）的耦合区段（82），使得牵引适配器（20）能够从牵引管（18）移除。

3.根据权利要求1或2所述的固定设备（16），其特征在于，基本体（42）设置有卡盘容纳区段（36），并且夹紧滑块（66）在远离释放位置的锁止位置中配合到卡盘容纳区段（36）中，用于将卡盘（14）与固定设备（16）锁止。

4.根据权利要求1、2或5所述的固定设备（16），其特征在于，基本体（42）设置有用于将卡盘（14）在固定设备（16）上对中的对中装置（33）。

5.根据上述权利要求之一所述的固定设备（16），其特征在于，为了将转动环节（46）转动，设置有控制装置（48），所述控制装置与转动环节（46）运动耦合，能够相对于转动环节（46）切向移动。

6.根据权利要求5所述的固定设备（16），其特征在于，控制装置（48）具有轴孔（54），并且设置调节螺栓（50），控制装置（48）能够通过调节螺栓来移动。

7.根据上述权利要求之一所述的固定设备（16），其特征在于，夹紧滑块（66）在径向方向上能够移动引导地设置在基本体（42）中。

8.根据上述权利要求之一所述的固定设备（16），其特征在于，转动环节（46）包括控制弯曲部（68）或控制凸轮（72），并且夹紧滑块（66）具有与控制弯曲部（68）或控制凸轮（72）相对应的控制凸轮（72）或控制弯曲部（68）。

9.根据上述权利要求之一所述的固定设备（16），其特征在于，夹紧滑块（66）的配合到卡盘容纳区段（36）中的区段（78）具有引入斜面（79），在夹紧滑块（66）移动进锁止位置中时，通过引入斜面对卡盘（14）朝着固定设备（16）加荷。

10.根据上述权利要求之一所述的固定设备（16），其特征在于，在基本体（42）上具有用于将固定设备（16）在转动轴（12）上对中的对中装置（30）。

11.根据上述权利要求之一所述的固定系统（10），包括固定设备（16）、转动轴（12）、牵引管（18）和能够力操作的卡盘（14），其中在牵引适配器（20）上或在牵引管（18）上设置有能够利用夹紧滑块（66）操作的耦合区段（82），而在牵引管（18）上或在牵引适配器（20）上设置有与耦合区段（82）共同作用的对应区段（80）。

12.根据权利要求11所述的固定系统（10），其特征在于，耦合区段（82）构建为与牵引适配器（20）或牵引管（18）一体式构建的、在径向方向上能够弹性屈服的簧片区段（82）。

13.根据权利要求11或12所述的固定系统（10），其特征在于，簧片区段具有在径向方向上突出的凸起（84），所述凸起与构建为槽形凹进的对应区段（80）共同作用。

14.根据权利要求11至13之一所述的固定系统（10），其特征在于，夹紧滑块（66）构建为使得其分别操作多个簧片区段（82）。

15.根据权利要求11至14之一所述的固定系统（10），其特征在于，卡盘容纳区段（36）环状地构建，并且卡盘（14）具有用于引入卡盘容纳区段（36）中的夹紧环（34）。

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