CN105377483B - 液压静力的夹紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于固定中心架(45)的夹紧装置(1)，该夹紧装置包括：具有环形的滑动面(20)的支架(10)和贴靠在滑动面(20)上的环(30)，该环具有沿着径向方向延伸的连接片(35)，在该连接片的一个端部上设有至少一个翼部(32)，该翼部具有与所述滑动面(20)互补的支承面；当夹紧装置具有配合支承件(50)时能够实现与环连接的销的精确固定，该配合支承件在翼部(32)的背离滑动面(20)的一侧与环(30)围成用于流体的至少一个空腔(80)。经由与空腔(80)连通的流体通道(81)可以使空腔处于压力下，从而翼部(32)朝向滑动面(20)被夹紧。

Description

液压静力的夹紧装置

技术领域

本发明涉及一种夹紧装置，该夹紧装置尤其是用于调节和位置精确地固定用于支承待加工的工件的中心架。

背景技术

对于钻头和铣刀的精度要求越来越高。因此，在所谓的刀具磨床中对这些刀具进行加工时，待加工的钻头和铣刀不仅被夹在夹盘中，而且通常附加地通过至少一个中心架被支承，以便避免在加工时工件侧向滑移。在极简单的情况下，中心架是具有导向槽的棱柱，该导向槽靠放到工件上并且必须可靠地固定在该位置中。通常，也通过对应的配合支承件来防止工件从导向槽中滑移。对应的中心架例如由实用新型文献DE 8915435 U1已知。通常在棱柱上设有固定销，该固定销可以通过与销轴线正交地作用于固定销上的螺钉固定在直线导向部中。

为了在车削加工工件时将工件夹紧，已知液压静力的夹盘。例如DE 19924309描述了一种用于具有圆柱形柄部的工件的液压静力的夹盘。工件夹具具有空心圆柱形的支架，在该支架中设有聚合物环。在聚合物环的背离支架的一侧安置开槽的套筒，该套筒接纳工件。聚合物环可以加载有流体，使得套筒的直径减小了至少2.54mm，在该情况下工件在套筒中夹紧。由美国专利5,516,243已知的夹盘以类似的方式作用。

发明内容

本发明基于下述观察，棱柱必须以导向槽可靠地靠放到待加工的工件上并且必须精确地固定在该位置中。为了进行固定，棱柱必须被夹紧，在此在已知的夹紧装置的情况下导向槽的位置或定向定期地改变。

本发明的任务在于，提供一种夹紧装置，该夹紧装置尤其是用于固定用于将工件支承在车床或磨床中的中心架，其中，中心架可以简单精确地被靠放到工件上并且可以在一次达到的位置中固定。

该任务通过一种夹紧装置来解决，该夹紧装置至少包括：具有环形的滑动面的支架；贴靠在所述滑动面上的环，该环具有沿着径向方向延伸的连接片，在该连接片的一个端部上设有至少一个凸出部，该凸出部具有与滑动面互补的支承面，其中滑动面和支承面构成滑动支承件；配合支承件，该配合支承件在凸出部的背离滑动面的一侧与所述环围成用于流体的至少一个空腔；至少一个流体通道，该流体通道与所述空腔连通，以便经由流体通道来改变流体压力。

夹紧装置优选具有至少一个支架，该支架具有优选环形的滑动面。与滑动面同心设置的环贴靠在滑动面上。所述环优选具有例如沿着径向方向延伸的连接片。所述连接片例如可以在纵剖面中是至少近似矩形、筒状、柱状或类似形状的。“纵剖面”在此是指经过环的纵轴线的剖面。例如在连接片的面向滑动面的一侧上，所述环优选具有翼部。术语“翼部”在此是安置在连接片上的具有从连接片伸出的自由端部的凸出部或突起的直观同义词。翼部也可以是环形的并且仅在纵剖面中看起来像翅膀，但当然不用于产生上升力。

翼部的面向支架滑动面的侧面与滑动面互补地成形，从而形成滑动支承件。因此，翼部的面向支架滑动面的侧面同样是滑动面。所述至少两个彼此互补的滑动面因此形成滑动支承件并且分别是滑动支承面。翼部的对应的滑动贴靠的面为了与支架的滑动面进行区分，在下文将被称为支承面。配合支承件在翼部的背离滑动面的一侧与环一起围成用于流体的至少一个空腔。经由与空腔连通的流体通道可以对在空腔中的流体加载压力或者使在空腔中的流体降低压力。配合支承件在此优选吸收对应的力或者在另一方面将该力至少间接地导入所述环中。

空腔、更确切地说是在空腔中的流体(例如油)可以被加载压力(例如200bar±100bar)。如果空腔被加载压力，则翼部略微变宽并且被挤压压朝向滑动面，即与该滑动面夹紧。由此，所述环可靠地固定在支架上。如果流体降低压力，则所述环在滑动面中是可移动的。

为了设定与所述环连接的中心架的位置，流体的压力优选设定为，使得所述环在滑动面中以静摩擦滑动，该静摩擦可以容易地被克服以设定期望的位置，并且所述静摩擦优选同时被如此确定大小，使得中心架暂时维持在所选择的位置中。暂时维持意味着，中心架不会由于重力而从所设定的位置中和/或部位中移出。中心架的贴靠面也能够(替选地或附加地)借助于夹紧带或类似物放置在待支承的工件上。在已设定期望位置之后，使在空腔中的流体处于压力下，由此在环和滑动面之间的摩擦如此程度地被提高，使得在加工工件时作用到中心架上的力可靠地被导入到支架中并且由此被截住。通过流体的不完全但在很大程度上的降低压力或者翼部的低的预压力，可以无间隙地固定所述环相对于滑动面的位置。尽管如此所述环相对于支架的定向仍能改变。当然，在所述环和支架之间的配合部也可以相应精确地制成。已证明为特别适合的是这种变型方案，在该变型方案中环(在优选降低压力的流体的情况下)已被磨配到滑动面中。

一旦达到所述环的和在本实施例中中心架的所期望的位置，就提高在空腔中的压力并且由此使所述环朝向滑动面夹紧并且因而固定，而所述环不会改变其位置或定向。这通过如下方式实现：作用到翼部上的压力是旋转不变的。

优选地，滑动面、即用于所述至少一个翼部的贴靠面在横截面中具有圆弧的形状，这些圆弧具有共同的中心点。换句话说，滑动面是绕着中心点球状地成形的。优选地，所述环的滑动面至少基本上也关于圆弧的中心点是点对称的。因此环的滑动面具有球缺的形状。当然，在滑动面中的部分可以缩回。唯一重要的是，在所述环绕着中心点转动时滑动面和环的彼此贴靠的面引导该环。由此可以实现通过提高在空腔中的压力可固定的球头节。

特别优选地，连接片在其背离滑动面的一侧上具有至少一个翼状突起，该翼状突起的背离滑动面的侧面贴靠在固定销的优选圆柱形的面上。在配合支承件和突起的背离固定销的侧面之间优选是与所述流体通道或另外的流体通道连通的另外的空腔。在固定销上例如可以设有中心架。通过提高在所述另外的空腔中的压力可以使固定销(下面也简称为“销”)固定在环中。在流体降低压力的情况下，销沿着其销轴线的移动是可能的。同样地，销可以绕着其销轴线转动(在用于所述至少一个突起的圆柱形贴靠面的情况下)。设置在固定销上的中心架可以通过沿着销轴线的平移和通过绕着支承件壳体的中心点的旋转来移动。因此可以在宽的范围内可靠地设定中心架在空间中的定向和位置。

因此，优选地，在所述至少一个翼部的背离支承面的一侧存在至少一个(第一)空腔，并且在所述至少一个突起的面向翼部的一侧存在至少一个另外的(第二)空腔。在一种实施形式中这些空腔可以相互连通，即在这两种空腔之间的压力平衡是可能的。于是固定销要么完全被固定(空腔处于提高的压力下)要么在流体降低压力的情况下同时可移动、可绕着其纵轴线旋转并且也可枢转。替选地，第一空腔不与所述另外的空腔连通地连接。现在，能够彼此无关地设定在第一空腔和所述另外的空腔中的压力，并且通过提高在对应的空腔中的压力来选择性地限制固定销的运动的自由度。

一个或优选多个突起可以朝向固定销被略微预加压，使得静摩擦可以容易地被克服，以便使所述销相对于环运动，其中，所述销无间隙地且定心地被容纳在环中。替选地，所述配合当然也可以是相应地精确的或者在空腔中的流体是略微预加压的。在此，对应的面也优选是磨配的(优选在流体降低压力的情况下)。在设定了正确的位置和定向之后，各空腔可以要么相继地要么同时被加载压力，由此销并且因而固定在该销上的中心架可靠地相对于支架固定，而不会在夹紧期间、即在压力提高时改变相对于支架的位置或地点。

优选地，配合支承件在侧向突出于所述环并且以设置在环的侧向的至少一个贴靠面贴靠在固定销上。特别优选地，配合支承件在两侧突出于环并且在环的两侧贴靠在销上。由此可以进一步提高精度，因为所述销所贴靠的面如销的直线导向部一样起作用。替选地，所述导向也可以仅通过突起实现，即在配合支承件和固定销的圆周面之间有间隙。由此使得夹紧装置的安装更容易。在如下情况下安装是特别简单的：在空腔降低压力的情况下环和配合支承件浮动地彼此支承，例如通过至少一个弹性的密封环(“O形环”)彼此支承，该密封环将在环和配合支承件之间的至少一个环形间隙并且因而对应的空腔密封。

优选地，连接片关于滑动面的对称点对称地设置。此外，优选可以在连接片的两侧设有两个对称的翼部。由此，所述环可以在精度无损的情况下是特别简单的。

优选地，所述至少一个翼部的横截面具有至少一个渐缩部。所述渐缩部可以设置在翼根和翼长的2/3处之间。渐缩部确定一个假想环，在给在空腔中的流体加载压力时翼部绕着该假想环变宽。

特别优选地，在翼部和配合支承件之间的空腔在最大翼厚的区域中被密封。由此在最大刚性的区域中实现密封并且该密封因而是特别良好的。为了进行密封，尤其是可以将密封环设置在环和配合支承件之间在最大翼厚的区域中。

滑动面的特别简单的制造和环在滑动面中的简单的安装可以借助由至少两个相互夹紧的支承件半部构成的滑动面实现。

附图说明

下面在不限制一般性发明构思的情况下借助于实施例参考附图示例性地描述本发明。

图1是夹紧装置的等轴视图；

图2是夹紧装置的侧视图；并且

图3是夹紧装置的纵剖视图；

图4示出图3中的夹紧装置的局部；

图5是夹紧装置的另外的应用。

具体实施方式

图1示出夹紧装置1，借助于该夹紧装置除了通常将工件夹入夹盘中之外还可以在加工工件时支承用于作为中心架的棱柱的固定销40。夹紧装置1具有支架10，例如用于将夹紧装置固定在机床上(也参见图2)。

如在图3中所示那样，支架优选可以包括具有形成阶梯的内径的至少大致圆柱形的凹部11。内径形成阶梯不是必需的，但允许构成支座12，所述支座几乎无变形地吸收支承力。

在支架10的背离支座12的一侧在凹部11中固定有两个支承件半壳21(图3)。这两个支承件半壳构成具有球形滑动(支承)面20的支承件壳体。该滑动面用作用于环30的滑动支承件。

环30优选具有连接片35，在该连接片的面向滑动面20的一侧上安置有在纵剖面中看起来像翼部的至少一个(示出了两个)凸出部32(图3)。这些凸出部被简称为翼部32。在连接片35上在背离滑动面20的一侧上同样安置有在纵剖面中看起来像翼部的凸出部36，这些凸出部为了区分而被称作突起36。

翼部32在其面向滑动面20的侧面上优选具有与滑动面20相配的、即至少在部分区段上互补的形状、即至少一个支承面，使得环30可以绕着剖面为圆弧形的滑动面20的中心点在滑动面20中枢转。同样地，环优选可以在支承件壳体21中旋转。在这两种情况下，支承面在滑动面20上滑动。

在背离滑动面20的一侧上设置的突起36贴靠在固定销的优选圆柱形的周面上并且与周面一起形成另外的滑动支承件。

在这里示例性两件式的配合支承件50在两侧将环30的连接片35夹住，其中，在各翼部32的背离支承面的一侧分别构成一个环形空腔80。

如(图3)所示那样，配合支承件优选也与其中至少一个突起36一起围成另外的环形空腔80(示出两个突起36，他们分别与配合支承件围成一个环形空腔80)。

在环30和配合支承件50之间设有弹性密封件83，以便将空腔80密封。当然，所述密封也可以通过其它方式、例如通过钎焊、熔焊等实现。

各空腔80优选通过对应的流体通道81相互连接并且与流体接头82连通地连接。由此可以借助于可连接到流体接头上的泵来调节在空腔80中的压力。如果压力提高，则翼部32和突起36朝向滑动面20或固定销40的周面41被压紧。由此固定销相对于支架精确地被固定，即在固定期间该固定销相对于支架的位置和定向都不改变。一旦在空腔80中的流体降低压力，则固定销不仅能够枢转、绕着其纵轴线旋转，也能够沿着其纵轴线移动。因此，在流体降低压力时中心架可以容易地被靠放到工件5上并且随后通过提高压力来被固定。

图5示出夹紧装置的另一种应用：多个夹紧装置(1)(示例性示出八个成对设置的夹紧装置1)以其支架固定在板400上。夹紧装置1的结构基本上对应于根据图3阐述的夹紧装置的结构。取代中心架，在各固定销40的远端上分别安置有一个另外的环30，该环借助于配合支承件安置在构造为夹钳445的支架中。因此，当固定销沿着轴向方向相对于两个环之一移动时，支架10和夹钳445彼此的间距可以被调节。此外，固定销可以相对于支架10并且因而相对于板400枢转和旋转。以相同的方式，夹钳445可以相对于固定销被调节。

概括来说，夹紧装置包括具有环形的滑动面20的第一支架10(参见图3和图4)以及贴靠在滑动面20上的第一环30，该第一环优选具有沿着径向方向延伸的连接片35，在该连接片的一个端部上设有至少一个翼部32，该翼部具有与滑动面(20)互补的支承面。配合支承件50连同第一环30一起在翼部32的背离滑动面20的一侧上围成用于流体的至少一个空腔80。经由与空腔80连通的至少一个第一流体通道81可以对在空腔中的压力进行调节。所述环在其背离滑动面20的一侧上具有至少一个翼状突起36，该突起的背离滑动面20的侧面贴靠在固定销40的圆柱形面上。在配合支承件50和突起36的背离固定销40的侧面之间是与可选的另外的流体通道81连通的至少一个另外的空腔80。在图5中的夹紧装置大体上对应于在图3中所示的夹紧装置。与在图3中不同的是，现在安置在固定销上不是支承棱柱，而是同样具有至少一个翼状突起36的另外的环30，所述另外的环以该翼状突起包围固定销。此外，所述环在其背离固定销的一侧上具有翼部32，这些翼部贴靠在另外的支架的滑动支承面上。所述另外的支架在图5中示例性地具有夹钳的形状或夹钳的一部分的形状。同样如在图3中那样，在所述另外的环30上安置有另外的配合支承件50，该另外的配合支承件分别与翼部32和突起36构成空腔80。

简短地概括就是，将两个例如根据图3的夹紧装置安置在一个共同的固定销40上。

各夹钳445共同保持工件405，该工件例如可以是要通过铣削再加工的铸件。为了夹住工件405，首先使流体降低压力并且使夹钳445可以被靠放到工件405上，而该工件本身不被夹紧。夹钳445相对于板的间距同样是可调节的，并且相应的夹钳445所作用的角度也是可调节的。为了达到工件405的期望位置，在夹紧装置降低压力的情况下，所述工件例如可以被放置在三个杆409上。现在，将夹钳445靠放到工件上并且合上，即工件现在固定地安置在相应的夹钳445中。现在可以调节工件405相对于板400的位置和定向，因为在空腔降低压力的情况下固定销40相对于板400和相对于夹钳445是可枢转、可转动和可轴向移动的。如果达到所期望的位置和定向，则在加工工件之前使空腔80中的流体(参见图3)处于压力下并且因而使工件无应力且精确地固定在期望的位置中。在进行切削的加工时释放出应力，使得工件本身翘曲。于是足够的是，至少一个夹紧装置(也可能所有的夹紧装置或部分夹紧装置)的空腔80暂时降低压力，并且随后将固定销再次固定，以便无应力地支承工件。

附图标记列表

5 工件

10 支架

11 凹部(在示例中是形成阶梯的圆柱形的)

12 支座

20 滑动面/滑动支承面

21 半壳

30 环

32 凸出部、翼部

33 渐缩部

35 连接片

36 突起

37 渐缩部

40 销/固定销

41 周面

45 支承棱柱(中心架)

50 配合支承件

51 贴靠面

80 空腔

81 流体通道

82 流体接头

83 密封件/密封环

400 板

405 工件

409 杆

Claims (8)

1.夹紧装置(1)，该夹紧装置至少包括：

-具有环形的滑动面(20)的支架(10)；

-贴靠在所述滑动面(20)上的环(30)，该环具有沿着径向方向延伸的连接片(35)，在该连接片的一个端部上设有至少一个凸出部(32)，该凸出部具有与滑动面(20)互补的支承面，其中滑动面(20)和支承面构成滑动支承件；

-配合支承件(50)，该配合支承件在凸出部(32)的背离滑动面(20)的一侧与所述环(30)围成用于流体的至少一个空腔(80)；

-至少一个流体通道(81)，该流体通道与所述空腔(80)连通，以便经由流体通道(81)来改变流体压力，

所述夹紧装置用于固定中心架(45)，所述连接片(35)在其背离滑动面(20)的一侧上具有至少一个翼状突起(36)，该翼状突起的背离滑动面(20)的侧面贴靠在中心架(45)的固定销(40)的圆柱形面上，并且在配合支承件(50)和突起(36)的背离固定销(40)的侧面之间是与流体通道(81)连通的空腔(80)。

2.如权利要求1所述的夹紧装置(1)，其特征在于，所述支架的滑动面(20)在横截面中具有圆弧的形状，这些圆弧具有共同的中心点。

3.如权利要求1所述的夹紧装置(1)，其特征在于，所述滑动面(20)绕着一个中心点球形地成形。

4.如权利要求1至3之一所述的夹紧装置，其特征在于，所述配合支承件(50)在侧向上突出于所述环(30)并且以设置在所述环(30)的侧向的至少一个贴靠面(51)贴靠在固定销(40)上。

5.如权利要求1至3之一所述的夹紧装置(1)，其特征在于，所述连接片(35)关于滑动面(20)的对称点对称地设置，并且在连接片的两侧上设有两个对称的凸出部(32)。

6.如权利要求1至3之一所述的夹紧装置(1)，其特征在于，所述至少一个凸出部(32)具有至少一个渐缩部，该渐缩部设置在翼状的凸出部(32)的翼根和翼长的2/3处之间。

7.如权利要求1至3之一所述的夹紧装置(1)，其特征在于，在凸出部(32)和配合支承件(50)之间的空腔(80)在翼状的凸出部(32)的最大翼厚的区域中被密封。

8.如权利要求1至3之一所述的夹紧装置(1)，其特征在于，所述滑动面(20)通过至少两个支承件半部(21)形成，这些支承件半部构成支承件壳体。