CN106025698A - 插接装置 - Google Patents

Abstract

在用于将外部电源（8）的电能传递到布置在夹紧卡盘（9）的主体（6）尤其卡盘主体（6）中的电负载（7）处的、尤其传递到用于操作夹紧卡盘（9）夹爪的电驱动马达（7）处的电插接装置（1）中，包括：‑具有至少两个插口（31）的插座（2），所述插口分别通过电导线（5）与电源（8）连接，以及至少两个通过相应的电导线（5）与负载（7）连接的插头（4），该插头布置在主体（6）中并且在电能传递期间与插座（2）的相应的插口（3）耦合并且能够在能量传递之后从插口（3）上除去，应该实现自动化的插接连接（1）。

Description

插接装置

技术领域

本发明涉及一种按权利要求 1 的前序部分所述的用于传输电能的插接装置。

背景技术

详细公开了电能借助于插接装置从电源传递到电负载上。当自动化地例如在机床或者类似工具处实现插接装置的耦合时，这种能量传递是有问题的，因为要确保该耦合过程可用机器产生并且根据预先给出的控制过程实现。

此外，这种插接装置不仅在机床处用在装料工位的区域内，而且至少部分插接装置与主体共同地到达机床的加工区域内，其中积累了削屑、脏水以及其它脏物，通过这些削屑、脏水和脏物会污染、干扰或者损坏插接装置的布置在主体中的部分，从而随后不再确保用于插接装置的按规定的耦合过程。

由 JP S 62 277237 公开了一种电插接装置，其将外部电源的电能传递到布置在轴上的负载处并且实现了数据的传送。这种插接连接器由于容易沾上脏物而具有前面所述的缺点。

发明内容

因此，本发明的任务是如下改进开头所述类型的插接装置，从而自动化地实现在插头与插座的分别为该插头设置的插口之间的耦合过程，该插头和插口相互间在空间上是可分开的。此外，接口尤其过渡区域应该在加工过程中防水和 / 或气密地封闭设置在插接装置的主体中的构件，从而避免脏物进入或者说损坏。

该任务按本发明通过权利要求 1 的特征部分的特征得到解决。

本发明的其它有利的改进方案由从属权利要求中获得。

所述插座能够借助于第一进给机构沿着主体的方向运动，在主体中加入或者设置容纳口，带有插座的第一进给机构可以导入该容纳口中，在主体中存在通入容纳口中的腔室，在所述腔室中可运动地支承第二进给机构，在其面对容纳口的自由端侧上布置了插头，并且通过第二进给机构的进给运动使得插头相应与插座的插口之一有效接触从而传递电能并且产生耦合状态，并且通过第二进给机构在结束能量传递之后并且为了脱耦使得插头从插座的相应的插口中拉出，通过以上这些做法可靠地实现了，所述插头与插座的相应插口的耦合自动化地在预先给出的时间段中实现。

特别有利的是，在时间上在第二进给机构的进给运动之前实现第一进给机构的进给运动，因为由此确保了所述插座已经定位在主体中，从而随后插头能够放入插座的相应的插口中。

为此目的，其中可轴向移动地布置了第二进给机构的腔室要垂直于其中进入了第一进给机构的容纳口延伸。

此外，在本发明的另一有利的改进方案中，所述第二进给机构能够借助于第三进给机构进行操作，所述第三进给机构可以在也布置了第一进给机构的壳体中进行操作。所述第二进给机构具有斜的平面，该平面驱动地与设置在第三进给机构上的斜的平面有效接触地共同作用。如果所述第三进给机构相应地沿着第二进给机构的方向运动，那么通过斜的平面的定向实现了所述第二进给机构沿着容纳口的方向并且由此所述插头沿着插座的插口的方向移动。

因为通过主体容纳用于保持工件的夹紧卡盘，该夹紧卡盘从装料以及卸料工位转移到机床的加工区域中并且在加工区域的范围内出现削屑、脏水以及其它颗粒形式的脏物，特别有利的是，所述容纳口的开口防水和 / 或气密地封闭，只要主体布置在机床的加工区域的范围内。为此目的，所述容纳口的开口借助于密封盖封闭，该密封盖可轴向运动地支承在容纳口中。通过第一进给机构的进入，所述密封盖沿着容纳口底部的方向被挤压，使得插座定位在腔室的区域内。所述密封盖在横截面中设计成 U 形的，并且局部地容纳螺旋压力弹簧，该螺旋压力弹簧对置地支撑在容纳口的底部处。

一旦第一进给机构从容纳口中拉出，那么螺旋压力弹簧就将密封盖压入容纳口的开口范围内的初始位置中，使得密封盖与主体的外侧齐平地封闭。此外，所述密封盖在压入的状态下用作止挡件，因为其由于其 U 形的横截面轮廓而视作隔离物。也就是所述密封盖放在容纳口的底部上，并且例如在腔室通入容纳口的通入孔的范围内终止，使得一旦第一进给机构到容纳口的运动停止，一旦插座相对于腔室进行定位，那么所述第一进给机构就靠在密封盖上。

为了吹走或冲走位于容纳口的开口范围内的和 / 或位于第二和第三进给机构之间的接口区域内的削屑、颗粒以及其它脏物的可能的粘附，在布置了第一和第三进给机构的壳体中设置了通风口，该通风口将空气流和 / 或液体流沿着第二和第三进给机构与容纳口开口之间的接口的方向定向或者说转移到该位置处，从而能够除去粘附在那里的脏物。

通过设置在第一和第三进给机构上的接近感应器还可以监控并且控制第一和第三进给机构与相应布置在主体中的构件之间的距离。该信息以及在时间上位于后面的对第一和第三进给机构的触发借助于控制单元实现。

附图说明

在附图中示出了插接装置的两个按本发明的实施例，其在下面进行解释。详细地示出：

图 1 是用于将电源的电能传递到布置在夹紧卡盘中的电负载处的插接装置的第一实施例的相应的剖面图，通过所述电负载可以将夹紧卡盘的夹爪进给并且固定在机床的上料工位和卸料工位以及加工区域中，

图 2 是用于将电源的电能传递到布置在法兰中的电负载处的插接装置的第二实施例的剖面图，通过该电负载驱动老虎钳形式的夹紧装置，

图 3 是按图 1 或 2 的插接装置之一位于拆卸状态下的零件，尤其第一进给机构，在其自由端侧处支承着带有插口的插座、带有至少两个面对插座的插口的插头的可轴向移动地支承在夹紧卡盘或法兰的主体中的第二进给机构，并且连同第三进给机构，通过第三进给机构能够操作第二进给机构，

图 4a 是按图 3 的插接装置在组装状态下以及初始位置中的剖面图，

图 4b 是按图 4a 的插接装置处于容纳插座的壳体与主体或法兰之间的接触状态中，

图 4c 是按图 4b 的插接装置，其中第一进给机构连同插座进入法兰的主体中，

图 4d 是按图 4c 的插接装置，其中不仅第一进给机构而且第三进给机构进入主体中，并且其中第二进给机构沿着插座的方向移动，用于在插头和插座插口之间形成耦合状态，

图 5a 是按图 4c 的插接装置沿着剖切线 Va/Va 的剖面，以及

图 5b 是插接装置沿着剖切线 Vb/Vb 按图 4d 的剖面。

具体实施方式

在图 1 中能够获知一种插接装置 1 ，通过该插接装置应该将电负载例如驱动马达 7 与电源 8 进行电连接。在此，该驱动马达 7 在空间上与电源 8 分开地布置在夹紧卡盘 9 的主体 6 中、例如卡盘主体 6 中。

通过所述驱动马达 7 应该不仅能够进给配属于夹紧卡盘 9 的并且可运动地支承在该夹紧卡盘中的夹爪 36 ，而且也可以将其固定在其锁定位置中，从而夹紧工件 35 。用附图标记 31 表示机床的装料区和卸料区。

通过工具 34 形式的示意性示出的机床，应该在加工区域 32 内对夹紧的工件 35 进行切削加工。这种加工过程例如可以通过车削、铣削、钻孔或类似操作来实施。

为了向驱动马达 7 供给电流，其在装料时间和卸料时间期间通过插接装置 1 来供给有足够的电能。一旦工件 35 锁定在夹紧卡盘 9 中，那么就将该工件转移或者偏转到加工区域 32 中。为了实现夹紧卡盘 9 从装料以及卸料区域 31 中的运动，由此如此设计所述插接装置 1 ，使得配属于夹紧卡盘 9 的主体 6 的电构件在空间上能够与插接装置 1 的与电源 8 连接的电构件分开。

此外，通过加工过程在工件 35 处产生了例如削屑 36 形式的脏物、脏水、液压液体以及类似物质。在加工过程中，所述主体 6 以及装入其中的电构件因此应该防水地以及气密地进行封装，使得脏物 36 不会到插接装置 1 的电构件处。

从图 2 中可以看到，所述插接装置 1 也可以用在法兰 17 中。通过电导线 5 将法兰 17 的插接装置 1 与电驱动装置 7 进行连接，通过该电驱动装置例如可以操作老虎钳 20 或者其它夹紧装置。

对于图 1 和 2 的两个实施变型方案来说，下面更详细解释的结构方面的构造是共同的，其能够在图 3 中以分解图的形式详细地获知。在此，所述插接装置 1 由插座 2 构成，该插座具有至少两个插口 3 ，所述插口用作插接位置并且用于电耦合。在此，相应的插口 3 借助于电导线 5 与电源 8 进行电连接。

所述插座 2 安置在第一进给机构 11 处，该第一进给机构设计成气动运行的活塞。所述插座 2 设置在活塞 11 的自由端侧处，该活塞根据图 1 或 2 能够沿着主体 6 或法兰 17 的方向进给。为了支承第一进给机构 11 ，将其布置在壳体 10 中，该壳体位置固定地并且在空间上与主体 6 分开地进行固定。

在所述主体 6 中加入或者设置腔室 14 ，在该腔室中可轴向移动地支承着销或杆形式的第二进给机构 12 。所述腔室 14 通入加入主体 6 中的容纳口 13 中。该容纳口 13 的纵轴线与腔室 14 的纵轴线相互垂直地延伸。

在第二进给机构 12 的面对容纳口 13 的自由端侧处安置了至少两个插头 4 ，所述插头相应地沿着容纳口 13 的方向伸出。

此外，在壳体 10 中在空间上与第一进给机构 11 隔开地可沿轴向移动地支承着第三进给机构 23 ，该第三进给机构以气动运行。第三进给机构 23 构造成可沿主体 6 方向移动的活塞。

原则上可以以两种方式实现第三和第二进给机构 23 和 12 之间驱动的有效连接。首先，第三进给机构 23 的自由端部可以直接作用到第二进给机构 12 的自由端部处，该第二进给机构指向加入主体 6 中的通孔 18 的方向。两个进给机构 12 和 23 之间称作接口的接触面设计成平行延伸的斜的平面 29 和 30 并且相互抵靠，从而在第三进给机构 23 进给时第二进给机构 12 沿着容纳口的方向轴向移动。

为了气密和 / 或防水地封闭所述通孔 18 ，将密封套 37 轴向可移动地插入所述通孔 18 中。此外，所述密封套 37 作为第三进给机构 23 的进给运动的传递元件作用到第二进给机构 12 上，更确切地说这样，使得中间元件 24 安置在密封套 37 和第二进给机构 12 的自由端部之间。不仅所述密封套 37 而且所述中间元件 24 具有相应斜的平面 29 和 30 ，一旦密封套 37 由第三进给机构 23 推入主体 6 中，所述平面就以前面所解释的方式相互沿着滑动。也就是通过所述密封套 37 的调节运动使得中间元件 24 以及由此第二进给机构 12 沿着容纳口 13 的方向运动。

也就是在第三进给机构 23 进入主体 6 中并且进入腔室 14 中时，要么第三进给机构 23 和第二进给机构 12 的两个斜的平面 29 和 30 ，要么密封套 37 和中间元件 24 处于有效接触之中并且在相对运动中相互沿着滑动。在此，所述两个斜的平面 29 和 30 的斜面平行地延伸并且相对于第二进给机构 12 的纵轴线倾斜，如此使得通过第三进给机构 23 的运动，第二进给机构 12 沿着容纳口 13 的方向被移动或者说推动。

为了尤其在加工区域 32 内在加工过程期间气密并且防水地封闭或者说密封主体 6 ，为容纳口 13 分配了密封盖，密封套 37 ，中间元件 24 ，其借助于螺旋压力弹簧 25 得到支撑。

所述密封盖 21 的螺旋压力弹簧 25 位于容纳口 13 的底部 28 上并且位于或者靠在密封盖 21 的内侧上。该密封盖 21 在其横截面中设计成 U 形的，使得螺旋压力弹簧 25 局部地由密封盖 21 包围。此外，所述密封盖 21 的外侧形成了圆柱形的外罩面，该外罩面在容纳口 13 的内壁处形成了引导，该内壁与密封盖 21 的外轮廓相对应。由此可以沿着容纳口 13 的内壁引导地在第一进给机构 11 进入容纳口 13 时移动所述密封盖 21 。

为了在第三和第二进给机构 23 或者 12 之间形成有效连接，在第三进给机构 23 的区域内在主体 6 中加入了通孔 18 ，使得第三进给机构 23 的自由端侧直接以其斜的平面 30 实现与第二进给机构 12 的斜的平面 29 的驱动连接，或者所述密封套 37 通过第三进给机构 23 压入主体 6 中，由此能够使第二进给单元 12 运动。因为第二进给机构 12 在初始状态中封闭通孔 18 ，所以没有脏物颗粒 36 通过所述通孔进入主体 6 中。任何情况下其可以在斜的平面 29 处中断，并且在第三进给机构 23 与第二进给机构 12 置于重新的有效接触之前，借助于压缩空气或液体流进行冲洗。所述第一和第三进给机构 11 或者 23 平行地延伸并且在空间上相互隔开地位于壳体 10 中并且借助于控制单元 16 来运行。

此外，在第一和第三进给机构 11 或 23 处分别安置了接近感应器 27 ，从而求得其与主体 6 之间的距离。该接近感应器 27 与控制单元 16 连接并且产生电控制信号，当主体 6 没有按规定朝壳体 10 定向时，通过所述控制信号必要时停止进给机构 11 和 23 的进给运动。

从图 4a 中可以看到插接装置 1 的初始状态。所述主体 6 在空间上与壳体 10 分开。不操作所述三个进给机构 11 、 12 和 23 ，使得第一和第三进给机构 11 或者 23 完全进入壳体 10 中，并且第二进给机构 12 封闭通孔 18 ，并且安置在其上的插头 4 与容纳口 13 隔开。此外，所述密封盖 21 齐平地布置在容纳口 13 的开口 19 中，使得该容纳口 13 气密或者防水地通过密封盖封闭。借助于螺旋压力弹簧 25 使密封盖 21 可轴向运动地进行定位。

通过图 4b 示出了插接装置 1 的主体 6 和壳体 10 之间的接触状态。所述主体 6 相应地套装在位置固定的壳体 10 上并且容纳口 13 与第一进给机构 11 对准地延伸，并且主体 6 的腔室 14 范围内的通孔 18 与第三进给机构 23 对准地定位。因此，所述第一进给机构 11 可以沿着容纳口 13 的方向并且第三进给机构 23 能够沿着腔室 14 的通孔 18 的方向移动或者进给，而在此不妨碍其运动过程，因为所述密封盖 21 借助于第一进给机构 11 沿着容纳口 13 的底部 28 的方向移动，并且第一进给机构 11 连同安置在其处的插座 2 一起根据图 4c 进入容纳口 13 中。该插座 2 的插口 3 可以与用于容纳插头 4 的腔室 14 对准地放置。

因为所述密封盖 21 在横截面中设计成 U 型的，所以其环绕的支臂与容纳口 13 的底部 28 处于有效接触之中，并且相应地形成了用于第一进给机构 11 的隔离物或止挡件，从而通过密封盖 21 限制第一进给机构 11 的运动。在此，如此度量所述密封盖 21 的长度，使得第一进给机构 11 虽然可以进入或者说驶入容纳口 13 中，但是所述插座 2 只能一直运动到腔室 14 和容纳口 13 之间的过渡区域中。因此，所述插座 2 与腔室 14 对准地定位，用于为插座 2 和插头 4 之间的电连接形成耦合状态。

在图 4d 中通过第三进给机构 23 映射第二进给机构 12 的操作。也就是一旦所述第一进给机构 11 位置定向地定位在主体 6 中并且插座 2 的插口 3 相应地指向插头 4 的方向，那么就操作第三进给机构 23 ，使得其沿着腔室 14 的通孔 18 的方向移动。由此，第三和第二进给机构 23 或者 12 的斜的平面 29 和 30 有效接触，由此所述第二进给机构 12 沿着插座 2 的插口 3 的方向移动，使得安置在其上的插头 4 进入插口 3 中并且因此在插座 2 和插头 4 之间形成电连接。在称作耦合状态或者说用于电能传递的状态的位置中，所述电驱动装置 7 可以被供给有足够的能量或电压，其足以用于需要进给并且锁定其它夹紧装置或类似装置的夹紧卡盘 9 或者说老虎钳 20 的压力气缸。

一旦从主体 6 或法兰 17 上松开工件 35 并且将未处理过的工件 35 重新定位在其处，就可以分开插头 4 和插座 2 的插口 3 之间的耦合状态。这以相反的顺序实现。首先相应地将第三进给机构 23 驶入壳体 10 中。通过另一配属于第二进给机构 12 的并且与之共同作用的螺旋压力弹簧 26 ，从插座 2 上移开该第二进给机构并且由此也移开插头 4 。随后可以将第一进给机构 11 拉回到壳体 10 中。随后，所述密封盖 21 通过螺旋压力弹簧 25 沿着容纳口 13 的开口 19 方向运动，使得其在主体 6 转移到加工区域 32 中之前关闭。

从图 5a 和 5b 中能够详细地获知，所述第二进给机构 12 如何支承在腔室 14 中并且第二进给机构 12 的斜的平面 29 以何种方式倾斜，从而能够沿着容纳口 13 的方向轴向移动该第二进给机构。

Claims (15)

1.电插接装置（1），用于将外部电源（8）的电能传递到布置在夹紧卡盘（9）的主体（6）优选卡盘主体（6）中的电负载（7）处，尤其传递到用于操作所述夹紧卡盘（9）的夹爪的电驱动马达（7）处，

该电插接装置包括：

-具有至少两个插口（31）的插座（2），主体（6）以及布置在所述主体中的电负载（7），该电负载相应通过电导线（5）与所述电源（8）连接，以及

-至少两个通过相应电导线（5）与所述负载（7）连接的插头（4），该插头布置在所述主体（6）中并且在电能传递期间与所述插座（2）的相应的插口（3）耦合并且在能量传递之后能够从所述插口（3）上除去，

其特征在于，

所述插座（2）能够借助于第一进给机构（11）沿着所述主体（6）的方向运动，在所述主体（6）中加入或设置容纳口（13），所述第一进给机构（11）连同插座（2）能够导入该容纳口中，在所述主体（6）中存在腔室（14），所述腔室通入所述容纳口（13）中，在所述腔室（14）中可运动地支承第二进给机构（12），在所述第二进给机构面对容纳口（13）的自由端侧（16）处布置了插头（4），并且通过所述第二进给机构（12）的进给运动使得所述插头（4）与插座（2）的所述插口（3）的相应一个有效接触从而传递电能并且形成耦合状态，并且通过所述第二进给机构（12）在结束能量传递之后将所述插头（4）从所述插座（2）的相应的插口（3）中拉出从而脱耦。

2.按权利要求1所述的插接装置（1），

其特征在于，

所述第一和第二进给机构（11、12）的运动如下相互同步，使得为了在所述插口（3）和所述插头（4）之间形成耦合状态，首先将所述插座（2）通过所述第一进给机构（11）定位到所述主体（6）中并且随后借助于所述第二进给机构（12）沿着所述插座（2）的方向移动所述插头（4）。

3.按权利要求1或2所述的插接装置（1），其特征在于，

所述容纳口（13）和所述腔室（14）相互垂直地在主体（6）中延伸。

4.按上述权利要求中任一项所述的插接装置（1），其特征在于，

所述第一进给机构（11）布置在壳体（10）中，在所述壳体（10）中与所述第一进给机构（11）间距地设置第三进给机构（23），所述第三进给机构平行于所述第一进给机构（11）延伸并且与所述第二进给机构（12）处于驱动的有效连接之中，从而激活其运动。

5.按权利要求4所述的插接装置（1），其特征在于，

所述第一和第三进给机构（11、23）设计成气动或液压运行的活塞或者可相互伸缩移动的管，并且所述第二进给机构（12）设计成杆或销并且通过控制单元（16）能够激活并且能够监控所述第一和第三进给机构（11、23）。

6.按权利要求4或5所述的插接装置（1），

其特征在于，

所述第二和第三进给机构（12、23）直接相互靠着并且形成接口，或者在所述第二和第三进给机构（12、23）之间布置密封套（37），该密封套与所述第二和第三进给机构（12、23）处于驱动的有效连接之中并且形成接口。

7.按权利要求6所述的插接装置（1），其特征在于，

在第二和第三进给机构（12、23）之间的接口处分别设置了斜的平面（29、30），所述平面相互平行或者在所述密封套（37）与所述第二进给机构（12）之间延伸，并且沿着所述第二进给机构（12）的进给运动的方向如下倾斜，使得通过所述第三进给机构（23）的运动直接地或者通过所述密封套（37）实现所述第二进给机构（12）沿着所述容纳口（13）的方向的轴向进给运动。

8.按上述权利要求中任一项所述的插接装置（1），其特征在于，

所述容纳口（13）能够借助于密封盖（21）气密和/或防水地封闭，并且通过所述第一进给机构（11）的进给运动能够使所述密封盖（21）如下运动到所述容纳口（13）中，使得开启通入所述容纳口（13）中的腔室（14）。

9.按权利要求8所述的插接装置（1），其特征在于，

在所述密封盖（21）和所述容纳口（13）的底部（28）之间设置螺旋压力弹簧（26），通过所述螺旋压力弹簧能够使所述密封盖（21）沿着容纳口（13）的开口（29）的方向运动。

10.按权利要求9所述的插接装置（1），其特征在于，

所述密封盖（21）在横截面中设计成U形的，U形的密封盖（21）的敞开的端侧指向容纳口（13）的底部（28）的方向，并且所述螺旋压力弹簧（25）局部地进入所述密封盖（21）的横截面轮廓中。

11.按权利要求9或10所述的插接装置（1），其特征在于，

所述密封盖（21）用作所述容纳口（13）的底部（28）与所述腔室（14）之间的隔离物，并且通过所述密封盖（21）限制所述第一进给机构（11）的运动。

12.按上述权利要求中任一项所述的插接装置（1），其特征在于，

在所述壳体（10）中加入一个或多个通风口（22），通过该通风口能够沿着所述腔室（14）或者说所述容纳口（13）的开口（18、19、22）的方向产生气流和/或液流。

13.按上述权利要求中任一项所述的插接装置（1），其特征在于，

为所述第一和/或第三进给机构（11或者说23）分配了接近感应器（27），通过所述接近感应器能够确定所述第一或者说第三进给机构（11或者说23）与所述主体（6）之间的距离，并且相应的接近感应器（27）与所述控制单元（16）电连接。

14.按上述权利要求3到13中任一项所述的插接装置（1），其特征在于，

用于产生耦合状态的主体（6）如此相对于壳体（10）进行定位，使得所述容纳口（13）相对于所述第一进给机构（11）对准地布置，并且所述第三进给机构（23）相对于所述第二进给机构（12）的自由的端部对准地布置。

15.按上述权利要求7到14中任一项所述的插接装置（1），其特征在于，

所述第二进给机构（12）借助于螺旋压力弹簧（26）共同作用，所述螺旋压力弹簧布置在所述容纳口（13）和所述第二进给机构（12）的对置于所述容纳口的自由端部之间，并且能够借助于密封套（37）气密和/或防水地封闭通孔（18）。