CN103302539A - 具有可在多方向上操纵的工具卡头的旋拧系统 - Google Patents

Abstract

具有可在多方向上操纵的工具卡头的旋拧系统。旋拧系统（1），尤其用于装配设备，具有相对其纵轴线（L）可旋转的驱动轴（2）并且具有相对其纵轴线可旋转的从动轴（4），该从动轴的旋转运动通过耦联装置（12）与驱动轴（2）的旋转运动耦联，其中所述从动轴（4）具有用于容纳工具（8）的工具卡头。按照本发明所述从动轴（4）相对于驱动轴（2）可以沿着其纵向（L1）在两个相反方向（L1，L2）上运动，并且设有驱动装置（10），它使从动轴在至少一个方向（L1，L2）上运动。

Description

具有可在多方向上操纵的工具卡头的旋拧系统

技术领域

本发明涉及一种旋拧系统。本发明尤其涉及一种旋拧系统，它可以在自动化和半自动化的装配设备中使用。这种旋拧系统由现有技术早就公知。这种旋拧系统通常具有主轴或多轴，其一般固定在装配板上。

背景技术

所述装配板通常必须总是向着旋拧位置运动或者离开它运动。这需要机械驱动器和准确的导引部件，由此可以达到旋拧位置。这种系统的另一缺陷是，用于调整装配板的较大的结构费用。例如对于可调整的分度圆只能利用附加的机械消耗来进给单个主轴。这例如也适用于四辐和五辐的车轮螺丝刀（Radschrauber）。

发明内容

因此本发明的目的是，节省结构成本并由此也优选减少材料、空间需求、重量和/或质量惯性。本发明的另一目的是，提供改善的转矩测量可能性。

参照旋拧系统描述本发明，旋拧系统也特别适合于本发明，因为在旋拧工具上通常不作用高的径向力。但是此外也能够使本发明应用于其它工具、例如钻孔工具或磨削工具。

所述目的按照本发明通过如权利要求1所述的旋拧系统实现。从属权利要求的内容是有利的实施例和改进方案。

在按照本发明的旋拧系统中，它尤其用于装配设备，设有相对其纵轴线可旋转的驱动轴和相对其纵轴线可旋转的从动轴，该从动轴的旋转运动通过耦联装置与驱动轴的旋转运动耦联。在此所述从动轴具有用于容纳工具的工具卡头。

按照本发明所述从动轴相对于驱动轴可以沿着其纵向在两个相反方向上运动并且还设有驱动装置，它使从动轴在至少其中一个方向上运动。

在此有利的是，所述第一方向是这样的方向，工具头或工具卡头以该方向进给到工具上。在另一方向上，工具卡头或工具离开工件。所述工具有利地可更换地设置在工具卡头上。

因此按照本发明建议，从动轴相构造成对于其驱动轴可在其纵向附加地运动，用于通过这种方式避免在现有技术中规定的可运动的装配板，旋拧主轴以其总体设置在该装配板上。与现有技术不同，现在不必再使整个主轴或多轴运动，而是仅仅使它的相对较小和较轻的组成部分运动。也无需专门用于主轴本身的导引部件，因为可以保持其位置。

所述旋拧系统有利地具有用于产生驱动轴（它也可以称为纵向延伸的驱动元件）旋转运动的驱动装置，并且所述驱动装置在纵向上优选固定不动地设置。在此能够使所述驱动装置至少间接地设置在固定不动的支架上。所述驱动装置有利地是电驱动装置。但是除此以外也可以使用气动或液动的驱动装置。

所述耦联装置有利地这样构成，即所述从动轴不能相对于驱动轴在垂直于纵向的方向上运动。

在另一有利的实施例中，所述耦联装置具有设置在驱动轴上的第一啮合齿和设置在从动轴上的第二啮合齿，它们相互啮合。在此可以是环绕的啮合齿、例如齿轮式的啮合齿。但是也能够在圆周方向上仅仅设有部分啮合齿。也能够使从动轴与驱动轴这样相互啮合，即能够实现在纵向上的相对运动，但是尽管如此仍然使从动轴的旋转耦联到驱动轴的旋转上。因此可以设想例如键槽系统，例如通过在驱动轴上设置在其纵向上延伸的凸起，该凸起嵌入到设置在从动轴上的空隙或槽中。

所述从动轴的纵向与驱动轴的纵向有利地在几何上重合。但是也能够使所述从动轴的纵向平行地相对于驱动轴的纵向错开。

在另一有利的实施例中，至少一上述的啮合齿在纵向上延伸。通过这种方式实现，与从动轴相对于驱动轴的相对调整无关地，保持驱动轴与从动轴之间的相互啮合或不可转动的耦联。

在另一有利的实施例中，所述设置在驱动轴上的啮合齿是外啮合齿，并且所述设置在从动轴上的啮合齿是内啮合齿。在此优选所述从动轴可以包围驱动轴。因此所述从动轴例如可以具有容纳空间，在其中可以插入驱动轴。在另一有利的实施例中所述驱动轴在其纵向上是固定的。所述驱动轴也有利地在垂直于纵向的方向上固定并因此特别优选仅仅可以旋转。所述从动轴（至少局部且优选局部地）有利地由空心轴构成。

在另一有利的实施例中，所述驱动装置是流体操纵的驱动装置并且特征优选是气动的驱动装置。但是代替它也可以实现液压的驱动装置、磁的驱动装置、电动的驱动装置或类似装置。所述驱动装置也可以是手动操纵的元件。由此优选建议主轴轴承，其具有在这里气动地可在两个方向上操纵的工具卡头。

在另一有利的实施例中，在从动轴上设置活塞元件，它可以相对于外壳在上述的纵向上运动。在此所述外壳有利地包围上述的活塞元件。此外所述外壳也优选适用于容纳气动介质或液压介质。

所述活塞元件有利地是活塞环，它相当于外壳密封地设置。所述外壳本身有利地固定不动地设置。在另一有利的实施例中所述活塞元件设计成活塞环，它特别优选固定地设置在从动轴上并且它特别优选相对于外壳密封地设置。

有利地在所述的纵向上总是在两个用于气动或液压介质的接头之间设置活塞元件。由此有利地在外壳内部构成两个气动或液压室，它们通过活塞元件分开。

在另一有利的实施例中设有第一密封装置，用于使从动轴相对于外壳密封。通过这种方式防止或者至少减少气动或液压介质从外壳流出来。此外有利地设有另一密封装置，它的作用是，不会使气动或液压介质从外壳内部的一个气动室流到外壳内部的另一气动室。

在另一有利的实施例中，所述驱动轴通过主轴驱动器设置在驱动主轴上。所述驱动主轴在此固定不动地设置。同时可以设有支架，在其上设置一个或多个驱动装置或驱动主轴。

在另一有利的实施例中，所述旋拧系统具有弹性元件，它使从动轴相对于驱动轴在所述运动方向的一个方向上预紧。在所述实施例中所述驱动装置仅仅在一个方向上建立运动，在另一方向上的运动通过弹性元件实现。

换言之，在这里有利地设有附加安装的弹簧，它在一个方向上操纵从动轴，即，所述从动轴利用弹簧力在一个方向上操纵，由此对于在所述方向上的运动不再需要压力空气或液压介质。在所述实施例中可以设想，弹性元件满足主轴轴承的传统功能，气动、尤其压力空气只用于拉回主轴轴承。所述弹性元件有利地使驱动轴和从动轴在纵向上相互顶开。这意味着，通过弹性元件的作用使从动轴优选进给到工具上。在气动驱动器故障时通过这种方式使工具尤其带到工作位置。

在另一有利的实施例中设有至少一个锁定元件，它使从动轴相对于驱动轴在纵向上锁定。在此所述锁定机构尤其用于从动轴相对于驱动轴锁定在旋拧系统的工作位置。

在另一有利的实施例中，所述旋拧系统具有多个从动轴，其纵向特别优选相互平行地延伸。也优选使这些从动轴可单个地相对于相应从属于它的驱动轴在其纵向上移动。在此驱动装置可以用于使所有从动轴分别相对于相应从属于它的驱动轴进行这种移动。但是此外也能够设有多个驱动装置。

所述旋拧系统有利地具有测量装置，用于测量表征旋拧过程的物理参数。在此它可以是转矩测量装置。在此所述转矩测量装置可以这样构成，即它测量在驱动轴与从动轴之间出现的转矩。

附图说明

由附图给出其它优点和实施例：附图示出：

图1  按照现有技术的旋拧系统，

图2  按照本发明的旋拧系统的第一实施例，

图3  按照本发明的旋拧系统的第二实施例。

附图标记清单

1 旋拧系统

2 驱动轴

4 从动轴

6 弹性元件

8 工具卡头

8a  工具

10 驱动装置

12 耦联装置

20 驱动器

22 外啮合齿

28 法兰式驱动器

32 装配板/支架

34、36 气动接头

42 内啮合齿

44 活塞元件

46 外壳

58 密封装置

100 旋拧系统（现有技术）

102 装配板（现有技术）

104 驱动轴（现有技术）

P 双箭头

L 纵轴线（也是旋转轴）

L1、L2 运动方向。

具体实施方式

图1示出按照现有技术的旋拧系统100。在此设有驱动器20，它装配在装配板102上。所述驱动器20驱动从动轴104，在其上设置工具8。驱动器20与装配板共同地在双箭头P方向上运动，例如为了更换工具。通过这种方式为了驱动器20运动必须施加非常大的力。

图2示出按照本发明的旋拧系统1的第一实施例。在这里仍然设有主轴驱动器20，它设置在装配板32或通常支架32上。但是在所述扩展结构中所述支架32或者说主轴驱动器20固定不动地设置。主轴驱动器20驱动驱动轴2用于相对于纵轴线L（它因此也作为旋转轴发挥功能）旋转。为此所述驱动轴法兰连接在主轴驱动器20上。驱动轴2在这里具有（只示意示出的）外啮合齿22，它啮合到从动轴4的（同样只部分示出的）内啮合齿42中。通过这种方式可以使驱动轴2的旋转运动传递到从动轴4上。从动轴4还可相对于驱动轴2在两个方向L1和L2上运动。通过这种方式可以省去整个主轴驱动器20的行程运动。

附图标记10表示驱动装置，它引起从动轴4相对于驱动轴2在两个方向L2和L1上的相对运动。在这里驱动装置10是气动的驱动器，它可以通过两个气动接头34、36输送气动介质到外壳46中。通过所述气动介质可以使活塞元件44在方向L1和L2上运动并且通过它使设置在活塞元件44上的从动轴4运动。附图标记8是工具卡头，在其上可以设置工具（未示出）。

因此外壳46不可转动地设置并且从动轴4利用密封装置58相对于外壳46密封。在此能够使一定的少量气动介质排出。但是要保证，使通过接头36给定的压力无论如何都这样高，使活塞元件44可以与从动轴4共同地在方向L2、即向上运动。

附图标记12表示耦联装置的总体，它使从动轴4的旋转运动耦联到驱动轴2的旋转运动上，但是在此允许从动轴4相对于驱动轴2在方向L1和L2上的相对运动。所述耦联装置12在这里通过两个啮合齿22和42构成，但是如上所述也能够是其它形式的联结器。也能够使驱动轴具有不同于圆形横截面的横截面（例如多边形的横截面或者椭圆形横截面）并且也使从动轴4具有空腔，该空腔具有与其适配的横截面，由此在驱动轴2与从动轴4之间不能进行相对运动。

图3示出按照本发明的旋拧系统的另一扩展结构。在这里同样仍然设有外壳，以及驱动轴2以及从动轴4。但是在这里附加地也设有弹性元件6，借助它使从动轴4在这里向下顶压，即，离开驱动轴2。活塞元件44也利用（未示出的）密封装置相对于外壳46或外壳46的内壁密封。在所述扩展结构中也看到工具8a，它在这里设置在工具卡头8上。附图标记28表示用于驱动轴2的法兰式驱动器。

由此在图3中所示的实施例中，弹性元件6设置在活塞元件44上方或在活塞元件与驱动器之间。但是也能够使弹性元件设置在活塞元件44下方或者在活塞元件44与工具卡头8之间。在这种情况下弹性元件将从动轴4和驱动轴2拉合。也能够这样设计弹性元件，使其压缩并且通过这种方式引起驱动轴2与从动轴之间的相对运动。

如果设有这种弹性元件，也能够省去两个气动接头34、36中的一个接头。也能够省去弹性元件并且只设有一个用于驱动介质的接头。在这种情况下从动轴4的驶出运动或者说朝工件上的进给可以在重力作用下实现。在这种情况下下面的气动接头可以打开并且气动介质可以逸出并且活塞元件可以相应地向下运动。驱动装置10在这里只引起从动轴在方向L2上的运动。

申请者保留，所有在申请文献中公开的特征都作为发明重要特征主张权利，只要它们单独或组合地与现有技术相比是新颖的。

Claims (10)

1.旋拧系统（1），尤其用于装配设备，具有相对其纵轴线（L）可旋转的驱动轴（2）并且具有相对其纵轴线可旋转的从动轴（4），该从动轴的旋转运动通过耦联装置（12）与驱动轴（2）的旋转运动耦联，其中所述从动轴（4）具有用于容纳工具（8）的工具卡头，其特征在于，所述从动轴（4）相对于驱动轴（2）可以沿着其纵向（L1）在两个相反方向（L1，L2）上运动，并且设有驱动装置（10），该驱动装置使从动轴在至少其中一个方向（L1，L2）上运动。

2.如权利要求1所述的旋拧系统，其特征在于，所述耦联装置（12）具有设置在驱动轴（2）上的第一啮合齿（22）和设置在从动轴（4）上的第二啮合齿（42），它们相互啮合。

3.如权利要求2所述的旋拧系统，其特征在于，所述啮合齿（22,42）中的至少一个在纵向（L1，L2）上延伸。

4.如权利要求2所述的旋拧系统，其特征在于，所述设置在驱动轴（2）上的啮合齿是外啮合齿（22），并且所述设置在从动轴（4）上的啮合齿是内啮合齿（42）。

5.如上述权利要求中任一项所述的旋拧系统，其特征在于，所述驱动装置（10）是气动的驱动装置（10）。

6.如上述权利要求中任一项所述的旋拧系统（1），其特征在于，在从动轴（4）上设置活塞元件（44），它可以相对于外壳（46）在纵向（L1，L2）上运动。

7.如权利要求6所述的旋拧系统（1），其特征在于，设有密封装置（58），用于使从动轴（4）相对于外壳（46）密封。

8.如上述权利要求中任一项所述的旋拧系统（1），其特征在于，所述驱动轴（4）通过主轴驱动器（28）设置在驱动主轴（20）上。

9.如上述权利要求中任一项所述的旋拧系统（1），其特征在于，设有弹性元件（6），它使从动轴（4）相对于驱动轴（2）在两个运动方向（L1，L2）中的一个方向上预紧。

10.如权利要求9所述的旋拧系统（1），其特征在于，所述弹性元件（6）使驱动轴（4）和从动轴（2）在纵向（L）上相互顶开。

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