CN103240432A - 卡盘 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种卡盘、尤其用于卡紧曲轴的卡夹盘，其带有可轴向调整的、在盘体(1)中引导的定心顶尖(2)和可径向于卡盘纵轴线(3)调整的卡爪(4)。为了定心顶尖(2)的轴向调整，设置有电动机(5)。

Description

卡盘
技术领域
本发明涉及一种卡盘(Spannfutter)、尤其用于卡紧曲轴的卡夹盘(Spannklauenfutter)，其带有可轴向调整的、在盘体(Futterkoerper)中引导的定心顶尖(Zentrierspitze)和可径向于卡盘纵轴线调整的卡爪(Spannbacke)。
背景技术
开头所提及的类型的卡紧装置已从文件DE 91 13 879 U1中已知。在此经由液压加载的活塞来调整卡爪。
此外经常利用液压结构实现定心顶尖的调整。在此可设置有活塞室用于在用于操纵卡爪的活塞中调整顶尖，以提供节省空间的双活塞结构。
在曲轴制造中曲轴毛坯在其端面上被平面铣削。接下来在每个端面上设置定心孔，其应使曲轴能够精确地轴向夹紧用于其在径向上的后续加工。曲轴通常借助于两个定心顶尖来卡紧，其中的一个固定地而另一个可轴向调整地来支承。利用用于调整定心顶尖的液压组件仅可受限地实现对带有低能耗的环保技术的要求。鉴于此产生寻找用于产生轴向操纵的新途经的必要性。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种卡盘和一种用于运行开头所提及的类型的卡盘的方法，其中，卡夹部件可以没有液压构件。
对于根据本发明的卡盘该目的由此来实现，即作为用于定心顶尖的轴向调整的促动器设置有电动机。
该优点与本发明相联系，即电动机电气地调整定心顶尖。因此相对于双液压调整使定心顶尖的精细的、可无级调节的且高能效的轴向调整成为可能。在制造曲轴中相应地来运行电动机，以便在曲轴的端面处使定心顶尖定心，其中，接下来夹紧在径向上固定曲轴的卡爪。
当为了轴向调整而设置有心轴传动部(Spindeltrieb)时，证实为特别有利。由此提供为了定心顶尖的调整将电动机的旋转运动转化成平移运动的简单的可能性。
当心轴传动部构造在可由电动机驱动的杆与定心顶尖之间时，是有意义的。该杆在此可被用于使不必直接将电动机联接在心轴传动部处。由此可以克服电动机与定心顶尖之间的路程，由此电动机可以与盘体的在卡盘的运行中旋转的部件在空间上隔离地来布置。
证实为优选的是，设置有可松开地与定心顶尖相连接的心轴元件(Spindelglied)。该心轴元件在电动机或杆转动时轴向运动且在此带动定心顶尖。如果在心轴传动部磨损后应进行参与的部件的更新，则可以替换该心轴元件，而不必更换整个定心顶尖。
此外，当在心轴元件与定心顶尖之间布置有弹性的元件时，是有利的。该弹性的元件被用于避免定心顶尖以电动机的全力撞到毛坯的端面上且由此损坏毛坯。
证实为特别有利的是，杆支承在构造在盘体中的杆轴承(Stangenlager)中。如果从杆至电动机的待桥接的路程非常长，则在电动机的旋转运动中的小的不平衡可导致在杆的面向定心顶尖的端部处的旋转运动中的大的径向分量(Radialanteil)。为了平衡该径向分量且为了确保可靠的轴向引导，杆被支承在杆轴承中。
此外，当在电动机与杆之间构造有传动装置、优选地行星传动装置时，是有利的。由此可施加作用在杆处的提高的转矩。
当为了操纵卡爪设置有能够利用可电气操纵的卡紧马达(Spannmotor)驱动的螺纹空心杆(Gewindehohlstange)时，也是有利的。卡爪操纵由此同样可以放弃使用液压部件。相应地，定心顶尖可以利用电气操纵首先使曲轴毛坯轴向定心，接下来通过卡爪在轴向上来固定曲轴毛坯。
当在螺纹空心杆与卡紧马达的转子之间设置有滑键传动装置(Gleitkeilgetriebe)时，是特别有意义的，其带有非环形的空心轮、检测转子转数(Rotorumdrehung)的轴式发电机(Wellengenerator)和以传递转矩的方式与螺纹空心杆相联结的钢套。因此可能将马达的高转速转换到螺纹套筒的低转速上，由此可以非常精细地调整卡爪。
当在螺纹空心杆和在盘体中所引导的用于调整卡爪的器件处构造有螺纹传动(Gewindetrieb)时，证实为有利的。因此可轴向调整在盘体中大致平行于盘体纵轴线布置的用于调整卡爪的器件，其中，在它的面向卡爪的侧面处可布置卡紧楔，其径向向内或向外按压卡爪。
此外，当杆无接触地被引导通过螺纹空心杆时，是有利的。由此卡盘的操纵可非常节省空间来构造。
一特别有利的实施形式特征在于，在定心顶尖与电动机之间设置有可轴向调整的且经由摩擦配合可松开地与定心顶尖相连接的心轴杆。由此可能在需要时使心轴杆与定心顶尖分离。电动机不必在卡盘的应用期间随其旋转，尽管如此定心顶尖的安装保持直立。
在设计中，当定心顶尖多件式地由心轴杆容纳部、至少一个弹性元件和顶尖部件(Spitzenteil)形成时，证实为有意义。由此在该结构中通过弹簧组还确保，定心顶尖不以电动机的全力撞到待卡紧的工件的端面上。
有利地，在心轴杆与电动机的转子之间构造有心轴传动部，以此这里同样提供将马达的旋转运动转化成心轴杆的平移的有意义的可能性。
当设置有调节电动机的控制单元时，是特别有利的。因此通过电动机可使定心顶尖以与卡盘相同的转速围绕其轴线旋转，以此其在卡盘的运行中不从定心的位置中调整出。
在本发明的范围中同样有意义的是提供一种用于运行卡盘的方法，卡盘带有：可轴向调整的、在盘体中引导的定心顶尖；带有可松开地经由弹性元件与定心顶尖相连接的调整元件(Stellglied)；带有具有测量装置(Messgeraet)的电动机；且带有用于将旋转运动转化成平移的器件，其中，用于将旋转运动转化成平移的器件通过电动机的旋转在定心顶尖的带动下引起调整元件的轴向调整，直至在调整元件关于定心顶尖相对运动时对弹性元件施加有力且通过在测量装置处变化的测量值来检测由此进行的工作。
由此测量值用于确定定心顶尖何时碰撞到待加工的工件的端面上，以使其定心。优选地，测量装置在此形成为安培表且测量电流。电动机总是以相同的转速来运行，其中，其根据作用在转子处的阻力需要不一样多的电流。所需的电流的该变化与待对弹性元件施加的力相关。电流强度越大，定心顶尖因此越紧地贴靠在工件处。
附图说明
下面对于在附图中所示的实施例详细地来阐述本发明；其中：
图1显示通过根据本发明的卡盘的第一实施形式的纵剖面，
图2显示通过从现有技术中已知的、带有液压部件的卡盘的纵剖面，以及
图3显示通过根据本发明的另一实施形式的纵剖面。
附图标记清单
1 盘体
2 定心顶尖
3 卡盘纵轴线
4 卡爪
5 电动机
6 心轴传动部
7 杆
8 心轴元件
9 弹性元件
10 杆轴承
11 传动装置
12 卡紧马达
13 螺纹空心杆
14 滑键传动装置
15 空心轮
16 轴式发电机
17 钢套
18 夹板
19 用于调整卡爪的器件
20 心轴杆
21 心轴杆容纳部
22 弹性元件
23 顶尖部件
24 控制单元
25 液压部件
26 活塞室
27 活塞
28 卡紧活塞(Spannkolben)
29 卡紧活塞室
30 带传动部
31 驱动轮
32 行星滚子传动装置(Planetenrollengetriebe)
33 弹簧
34 卡紧楔
35 罩壳。
具体实施方式
在图2中以作为用于卡紧曲轴的卡夹盘的实施例示出由现有技术已知的卡盘，其中，这里利用液压部件25实现定心顶尖2和卡爪4的调整。这里在盘体1中所引导的定心顶尖2具有在活塞室26中引导的轴环形的(bundfoermig)活塞27。该活塞室26位于卡紧活塞28后面，卡紧活塞28在其方面在卡紧活塞室29中来引导。其用于卡爪4的径向于卡盘纵轴线3定向的调整且可液压地加载。
在卡紧过程中在此首先轴向调整定心顶尖2，直至其碰到工件的端面。接下来利用液压器件加载卡紧活塞28用于调整卡爪4，以将卡爪4贴靠在工件处且径向地固定该工件。为了松开工件，可以同时与活塞27一起来操纵卡紧活塞28，或者首先轴向调整定心顶尖2且接下来松开卡爪4。
图1显示根据本发明的卡盘的一实施形式，也以作为卡夹盘(其尤其适合于卡紧曲轴)的实施方案，其带有可轴向调整的、在盘体1中引导的定心顶尖2和可径向于卡盘纵轴线3调整的卡爪4。为了定心顶尖2的轴向调整，设置有电动机5。定心顶尖2关联有心轴元件8，其与杆7构造心轴传动部6用于定心顶尖2的轴向调整。在心轴元件8与定心顶尖2之间设置有以螺旋弹簧的形式的弹性元件9。在此不必强制为螺旋弹簧。同样可使用其它的弹簧类型，例如碟形弹簧、渐开弹簧(Evolutfeder)、环形弹簧或者其它的弹簧类型。
此外在盘体1中构造有杆轴承10，在其中来引导杆7。在当前的实施例中在电动机5与杆7之间布置有传动装置11。
为了操纵卡爪4，设置有能够利用可电气操纵的卡紧马达12驱动的螺纹空心杆13。杆7无接触地被引导通过螺纹空心杆13。
在螺纹空心杆13与卡紧马达12的转子之间设置有滑键传动装置14，其带有非环形的空心轮15、检测转子转数的轴式发电机16和以传递转矩的方式与螺纹空心杆13相联结的钢套17。在所示的实施例中转子经由带传动部30与驱动轮31(其驱动轴式发电机16)相连接。钢套17经由行星滚子传动装置32驱动螺纹空心杆13。在该实施例中该行星滚子传动装置32通过多个同轴于卡盘纵轴线3布置的弹簧33来固定，这确保螺纹空心杆13的可靠的驱动。
如在所示出的实施例中可见，电动机5和卡紧马达12形成为本发明的不随盘体1旋转的构件。
为了调整卡爪4，在螺纹空心杆13与在盘体1中引导的、用于调整卡爪4的器件19之间构造有夹板18。在背向夹板18的侧面上，用于调整卡爪4的器件19具有卡紧楔34。
电动机5关联有调节性的控制单元24。优选地在加工时使杆7和螺纹空心杆13的转速彼此相协调，其精确地对应于卡盘的转速。在此确保在卡盘的运行期间卡爪4和定心顶尖2保持其卡紧的或定心的位置。
图3显示根据本发明的卡盘的另一实施形式，其中，在此在定心顶尖2与电动机5之间设置有可轴向调整的且经由摩擦配合可松开地与定心顶尖2相连接的心轴杆20。这里所示的定心顶尖2由心轴杆容纳部21、至少一个弹性元件22和顶尖部件23多件式地来形成。在当前的实施例中在此碟形弹簧设置为弹性元件22。
为了心轴杆20的轴向调整，在电动机5与心轴杆20之间构造有心轴传动部6。心轴杆20在所示的实施形式中轴向地在罩壳35中来引导。

Claims (17)

1. 一种卡盘、尤其用于卡紧曲轴的卡夹盘，其带有可轴向调整的、在盘体(1)中引导的定心顶尖(2)和可径向于卡盘纵轴线(3)调整的卡爪(4)，其特征在于，为了所述定心顶尖(2)的轴向调整，设置有电动机(5)。
2. 根据权利要求1所述的卡盘，其特征在于，为了所述定心顶尖(2)的轴向调整，设置有心轴传动部(6)。
3. 根据权利要求2所述的卡盘，其特征在于，所述心轴传动部(6)构造在可由所述电动机(5)驱动的杆(7)与所述定心顶尖(2)之间。
4. 根据权利要求3所述的卡盘，其特征在于，设置有可松开地与所述定心顶尖(2)相连接的心轴元件(8)。
5. 根据权利要求4所述的卡盘，其特征在于，在所述心轴元件(8)与所述定心顶尖(2)之间设置有弹性元件(9)。
6. 根据权利要求3至5中任一项所述的卡盘，其特征在于，所述杆(7)支承在构造在所述盘体(1)中的杆轴承(10)中。
7. 根据权利要求3至6中任一项所述的卡盘，其特征在于，在所述电动机(5)与所述杆(7)之间构造有传动装置(11)、优选地行星传动装置。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的卡盘，其特征在于，为了操纵所述卡爪(4)设置有能够利用可电气操纵的卡紧马达(12)驱动的螺纹空心杆(13)。
9. 根据权利要求8所述的卡盘，其特征在于，在所述螺纹空心杆(13)与所述卡紧马达(12)的转子之间设置有滑键传动装置(14)，其带有非环形的空心轮(15)、检测转子转数的轴式发电机(16)和以传递转矩的方式与所述螺纹空心杆(13)相联结的钢套(17)。
10. 根据权利要求8或者9所述的卡盘，其特征在于，在所述螺纹空心杆(13)与在所述盘体(1)中引导的用于调整所述卡爪(4)的器件(19)之间构造有夹板(18)。
11. 根据权利要求8至10中任一项所述的卡盘，其特征在于，所述杆(7)无接触地被引导通过所述螺纹空心杆(13)。
12. 根据权利要求1所述的卡盘，其特征在于，在所述定心顶尖(2)与所述电动机(5)之间设置有可轴向调整的且经由摩擦配合可松开地与所述定心顶尖(2)相连接的心轴杆(20)。
13. 根据权利要求11所述的卡盘，其特征在于，所述定心顶尖(2)多件式地由心轴杆容纳部(21)、至少一个弹性元件(22)和顶尖部件(23)形成。
14. 根据权利要求11或者12所述的卡盘，其特征在于，在所述心轴杆(20)与所述电动机(5)的转子之间构造有心轴传动部(6)。
15. 根据权利要求1至13中任一项所述的卡盘，其特征在于，设置有调节所述电动机(5)的控制单元(24)。
16. 一种用于运行卡盘、尤其根据权利要求5至11中任一项所述的卡盘的方法，所述卡盘带有：可轴向调整的、在所述盘体(1)中引导的定心顶尖(2)；带有可松开地经由弹性元件(22)与所述定心顶尖(2)相连接的调整元件；带有具有测量装置的电动机(5)；且带有用于将旋转运动转化成平移的器件，其特征在于，用于将旋转运动转化成平移的所述器件通过所述电动机(5)的旋转在所述定心顶尖(2)的带动下引起所述调整元件的轴向调整，直至在所述调整元件关于所述定心顶尖(2)相对运动时对所述弹性元件(22)施加有力且通过在所述测量装置处变化的测量值来检测由此进行的工作。
17. 根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述测量装置形成为安培表且测量电流。
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