CN106141702B

CN106141702B - 固定支架

Info

Publication number: CN106141702B
Application number: CN201610312639.2A
Authority: CN
Inventors: E.毛雷尔; J.马奎特
Original assignee: SMW Autoblok Spannsysteme GmbH
Current assignee: SMW Autoblok Spannsysteme GmbH
Priority date: 2015-05-12
Filing date: 2016-05-12
Publication date: 2019-10-18
Anticipated expiration: 2036-05-12
Also published as: EP3093102A1; JP6236492B2; US20160332271A1; EP3093102B1; CN106141702A; US9969039B2; JP2016209994A

Abstract

在使旋转对称的工件在空间中定心的固定支架中，包括：彼此相距一定距离布置并牢固连接在一起的两个壳体半部；布置在两个壳体之间的中部固定支架臂，其借助促动活塞安装在壳体中，以沿轴向方向朝工件移动；及两个外部固定支架臂，其借助导引滑动件与中部固定支架臂传动连接，导引滑动件在两个相对的外侧上具有控制轨道，在控制轨道上布置附接到两个外部固定支架自由端的滚子，滚子沿控制轨道滚动，具有不同直径的工件应被保持在空间中，这因如下原因实现：导引滑动件的特定控制轨道具有至少两个控制部段，且彼此隔开的至少两个滚子被设置在特定外部固定支架臂上，根据导引滑动件在壳体中的位置，所述至少两个滚子与控制部段中的每一个有效接触。

Description

固定支架

技术领域

本发明涉及一种固定支架（steady rest）。

背景技术

例如，EP 2848359 A1中已公开了这种固定支架，借助于所述固定支架使旋转对称的工件在空间中定心并且支撑所述工件。这种工件是轴或中空体，其外壳表面要使用工具来加工，从而产生相当大的加工力，所述加工力作用在所夹持的工件上，并且使它经受弯曲（flexure）。通常，这种工件在长度上为数米，其结果是支撑所述工件所需的固定支架被布置成在机床的机床床身的区域中彼此相距指定的间距。

然而，机床的机床床身仅提供有限的空间，所述有限的空间需要容纳附加的元件，其结果是固定支架的尺寸必须适于机床中可获得的空间。此外，固定支架必须沿竖直方向偏移地对准或相对于机床以微小的量对准到一侧，以便围绕待从下方保持的工件并且使之定心。

为此目的而设计的固定支架主要包括两个壳体，三个固定支架臂被布置在所述两个壳体中，并且能够在其中移动。固定支架臂与气动或液压地操作的压力活塞有效地传动连接，借助于所述压力活塞，所述三个固定支架臂能够使用导引滑动件沿待夹持的工件的方向或远离它的方向同步地移动。

因此，中部固定支架臂在轴向上来回移动，并且两个外部固定支架臂与导引滑动件的外侧接触，并在导引滑动件被促动时进行旋转运动。这是因为控制轨道被加工（work）到导引滑动件的两个相对的外侧部分上，并且每个外部固定支架臂的自由端中的一个借助于所布置的滚子与所述控制轨道接触，并且由此，沿所述控制轨道滚动。因此，导引滑动件的前进运动使以旋转布置结构安装在壳体上的两个外部固定支架臂朝向工件移动或远离工件转动。

一旦所述三个固定支架臂同时遇到工件的表面，就施加夹持力，借助于所述夹持力来保持工件。

待夹持的工件的直径越大，固定支架的尺寸也就越大，这是因为在该情况下，两个外部固定支架臂需要非常大的旋转角度，并且压力活塞和中部固定支架臂的轴向前进运动在大小上也必须相应地增加。然而，在机床内可获得的空间是有限的，并且不仅需要使固定支架尽可能小，以便为机床上的其他技术任务提供附加的空间，而且对于固定支架，还需要为固定支架臂提供尽可能大的旋转范围，使得能够夹持不同尺寸和构造的工件，而在待夹持的工件的直径减小或增大的情况下，无需不断地安装和移除固定支架。

因此，本发明的任务在于开发一种前述类型的固定支架，其使得能够保持具有不同直径的工件并使之定心，并且因此，固定支架所占用的空间尽可能小，同时仍然能够抓持和支撑具有不同直径的工件。

发明内容

根据本发明，这些任务通过将在下文中被详细描述的特征来实现。

本发明的其他有利的进一步的实施例也将在下文中被详细描述。

导引滑动件的特定的控制轨道具有至少两个控制部段，并且至少两个滚子被彼此隔开地布置在特定的外部固定支架臂上，在这种情况下，根据导引滑动件在壳体中的位置，所述滚子在每种情况下与控制部段中的一个有效接触，这意味着实现了固定支架所占用的空间，同时保持了外部固定支架臂的最大的可能旋转范围，这是因为控制轨道的特定的控制部段的对准取决于导引滑动件的前进位置，其结果是，固定支架臂、并且特别是两个外部固定支架臂移过最大的可能旋转范围，并且因此，能够夹持不同尺寸的工件。

特定的外部固定支架臂的滚子单独地或成对地与分配给滚子中的每一个的控制部段中的一个永久接触，这意味着固定支架臂与导引滑动件永久地传动连接，其结果是，固定支架臂能够沿工件的方向以及沿相反的方向二者移动。因此，导引滑动件不仅作为用于三个固定支架臂的前进元件，而且还作为用于三个固定支架臂的收回装置。

作为控制轨道、特别是两个相邻的控制轨道之间的过渡区域的设计实施例的结果，实现了如下状况，即：其中，滚子单独地或成对地与两个相邻的控制部段进行接触，其结果是，在具有两个外部固定支架臂的不同尺寸的旋转路径的情况下，导引滑动件的均匀运动是可能的，这是因为相对应的控制部段相对于彼此成不同的角度，或相对于壳体的纵向轴线不同地对准。

附图说明

附图示出了根据本发明构造的固定支架的两个示例性实施例，在下文中解释这两个示例性实施例的细节。在附图中：

图1以透视和分解视图示出了固定支架的第一示例性实施例，所述固定支架具有两个壳体，促动活塞、导引滑动件和附接到所述导引滑动件的中部固定支架臂以轴向移动的布置结构安装在这两个壳体之间，并且所述固定支架具有与导引滑动件传动连接的两个外部固定支架臂；

图2a以剖视图示出了根据图1的固定支架，所述固定支架处于针对待夹持的具有不同尺寸直径的工件的第一位置；

图2b示出了根据图2a的固定支架，所述固定支架处于针对具有平均尺寸直径的工件的第二位置；

图2c示出了根据图2a的固定支架，所述固定支架处于针对具有小尺寸直径的工件的第三位置；

图3以剖视图示出了固定支架的第二示例性实施例，所述固定支架具有两个壳体，促动活塞、导引滑动件和中部固定支架臂以轴向移动的布置结构被安装在这两个壳体之间，并且所述固定支架具有与导引滑动件传动连接的两个外部固定支架臂。

具体实施方式

图1示出了固定支架1，工件2借助于所述固定支架1以如下方式被定心或保持在空间中，即：工件2的纵向轴线沿尽可能直的线延伸，即没有弯曲。工件2是通过机床来加工的旋转对称的轴或中空体，所述机床未示出。通常，机床在工件2上施加相当大的加工力，并且这些加工力必须在工件2的纵向轴线不移位的情况下通过固定支架1吸收，这是因为如果工件2的纵向轴线移位的情况发生，则将不能实现精密加工步骤。

固定支架1包括两个壳体4和5，二者彼此相距一定距离布置，并且包围一定空间。壳体4和5被牢固地连接在一起。此外，壳体4和5形成纵向轴线10，其必须相对工件2的旋转轴线成直角对准，以便实现固定支架1在工件2上的可靠附接。

而且，固定支架1还包括促动活塞7，例如，通过气动或液压的加压介质对所述促动活塞7起作用，并且所述促动活塞7与壳体4、5的纵向轴线10齐平地运行。促动活塞7产生沿工件2或远离它的方向对准的轴向冲程运动（stroke movement），并且所述方向在附图中用附图标记3来标识。

促动活塞7具有附接到它的中部固定支架臂6，所述中部固定支架臂6因此与促动活塞7有效地传动连接，并且能够通过它沿运动方向3朝向工件2或远离工件2轴向移动。因此，中部固定支架臂6形成用于工件2的第一支撑件。

中部固定支架臂6所需的两个另外的支撑件通过两个外部固定支架臂11、12形成，所述两个外部固定支架臂11、12借助于接头17以旋转或滑动的布置结构安装在壳体4和5上。

为了与中部固定支架臂6同步地移动所述两个外部固定支架臂11、12，促动活塞7具有附接到它的导引滑动件13，所述导引滑动件13具有屋顶形（roof-shaped）或V形的外部轮廓，在这种情况下，屋顶或V形的尖端被布置成与工件2相邻，并且导引滑动件13的侧表面相对于纵向轴线10升起。

导引滑动件13的相对的外侧面（flank）被构造为控制轨道14，附接到外部固定支架臂11、12的自由端15中的每一个的滚子16沿所述控制轨道14滚动并且永久接触，如下文中更详细地解释的。

图2a示出了两个滚子16被彼此隔开地设置在外部固定支架臂11、12的自由端15上。

控制轨道14在两个控制部段21和22以及位于这两个控制部段21和22之间的过渡区域24中形成。固定支架臂11、12的滚子16中的每一个被分配给控制部段21或22中的一个并且与它传动连接（driving connection）。离工件最远的滚子16与第一控制部段21接触，并且由此例如通过外部固定支架臂11、12的接头17中的螺旋压缩弹簧或螺旋弹簧而被保持在预加载之下（under preload）。

此外，图2a示出了夹持具有例如600mm的较大的直径的工件2，其效果是工件2的尺寸指定了导引滑动件13在壳体4和5中的位置，这是因为如图2b和图2c中所示，待夹持的工件2的直径越小，导引滑动件13的位置在壳体4和5中的改变就越多。

这意味着离工件2最远的滚子16在图2a中所示的夹持状态下仅进入到有效地接触或触碰导引滑动件13的第一控制部段21。

图2b示出了具有例如300mm的中等直径的工件2，在这种情况下，相对于图2a的夹持状态而言，导引滑动件13在壳体4、5中的位置更接近工件2。结果，外部固定支架臂11、12的与工件2相邻布置的滚子16也进入到有效地接触或触碰分配给它们的第二控制部段22。在此夹持状态下，外部固定支架臂11和12的彼此隔开的两个滚子16与它们相对应的控制部段21或22接触，并且它们传递促动活塞7经由导引滑动件13所产生的夹持力。

图2c意在示出例如具有80mm的直径的甚至更小的工件2能够使用根据本发明的固定支架1来可靠地夹持。在这些工件2的情况下，壳体4和5中的导引滑动件13被定位成最接近它们，这意味着仅与工件2相邻的滚子16触碰或进入到与所述滚子16的第二控制部段22有效接触，并且更远地定位的滚子16不再与导引滑动件或在那里与加工到所述导引滑动件上的第一控制部段21有效接触。

两个相邻的控制部段21和22的倾角（inclination）相对于纵向轴线10相应地不同。因此，控制部段21和22具有不同的倾斜度（pitch）或倾斜角，从而导致如下状况，即：其中，根据处于有效接触的控制部段21或22或者滚子16位于控制部段21上还是控制部段22上，自动地改变外部固定支架臂11和12的旋转运动。作为控制轨道14的该设计实施例的结果，实现了如下状况，即：其中，能够利用一个固定支架1来支持不同尺寸的工件2，而相对于现有技术的固定支架，固定支架1所占用的空间不改变。控制部段21、22的倾角或倾斜度的设计实施例仅仅增加了如通过附图标记23指示的外部固定支架臂11和12的旋转范围的大小。

图3示出了具有导引滑动件13的固定支架1，所述导引滑动件13具有控制轨道14，所述控制轨道14具有三个控制部段21、22和25。因此，外部固定支架臂11、12的自由端15具有彼此隔开布置的三个滚子16，所述三个滚子16中的每一个被分配给控制部段21、22或25中的一个，并且一旦到达导引滑动件13的相对应的位置就与它有效接触。

图1至图3中所有的控制轨道14共有如下特征，即：控制轨道14的长度大约对应于两个相邻的滚子16之间的间隙或两个外滚子16所形成的长度。

具有线性的、凹形或凸形弯曲的或者波状的轮廓的多个不同构造的控制部段21、22或25能够被加工到导引滑动件13上，这取决于外部固定支架臂11、12在特定的控制部段21、22或25中所需的旋转范围23。

图2a、图2b和图2c还示出了回复装置18被附接到导引滑动件13，即，所述回复装置18与所述导引滑动件13有效地传动连接。回复装置18具有导引槽19，所述导引槽19具有插入到它中的销20，所述销20被牢固地连接到特定的外部固定支架臂11或12。因此，导引滑动件13一被拉回，就经由外部固定支架臂11、12的销22传递回复力，借助于所述回复力，销20由于回复装置18的导引槽19的内轮廓而向内偏转，这意味着外部固定支架臂11、12向外打开或绕接头17转动。

此外，促动活塞7具有套管伸缩式的构造。因此，促动活塞7包括相对于彼此移动的第一部分和第二部分，这是因为促动系统7的每个部分被分配给彼此分开的压力空间。管道出现在这两个压力空间中的每一个中，并且所述管道能够借助于控制装置或泵来填充或排出，所述控制装置或泵提供例如液压油之类的加压流体。一旦借助于泵促使液压油进入到第一压力空间中，促动活塞7的第一部分就朝向工件2移动，并且第二部分同时移动。设置在压力空间中的促动活塞7的第一部分的运动行程（movement travel）或冲程行程（stroketravel）通过止动件来限制。因此，一旦到达促动活塞7的第一部分在止动件上的终端位置，液压油就被压到第二压力空间中，其效果是促动活塞7的第二部分沿工件2的方向移动，这意味着越过（traverse）了可能仍需要覆盖的固定支架臂6、11和12的促动行程，并且其次，在三个固定支架臂6、11和12上产生了必要的夹持力。

作为促动活塞7的套管伸缩式的布置结构的结果，促动活塞7所需的空间显著减小，同时保持了冲程行程的必要长度。

Claims

1.一种用于使旋转对称的工件（2）在空间中定心的固定支架（1），

包括：

- 彼此相距一定距离布置并且牢固地连接在一起的两个壳体（4、5），所述两个壳体（4、5）形成纵向轴线（10），

- 布置在所述两个壳体（4、5）之间的中部固定支架臂（6），所述中部固定支架臂（6）借助于促动活塞（7）安装在所述两个壳体（4、5）中，以便在沿所述纵向轴线（10）的运动方向（3）上朝向所述工件（2）移动，以及

- 两个外部固定支架臂（11、12），其借助于导引滑动件（13）与所述中部固定支架臂（6）传动连接，所述导引滑动件（13）在两个相对的外侧上具有控制轨道（14），在所述控制轨道（14）上布置有附接到两个外部固定支架臂（11、12）的自由端（15）的滚子（16），所述滚子（16）沿所述控制轨道（14）滚动，

其特征在于，

所述导引滑动件（13）的特定的控制轨道（14）具有至少两个控制部段（21、22、25），并且彼此隔开的至少两个滚子（16）被设置在特定的外部固定支架臂（11、12）上，根据所述导引滑动件（13）在所述两个壳体（4、5）中的位置，所述至少两个滚子（16）与所述至少两个控制部段（21、22、25）中的相对应的控制部段有效接触。

2.根据权利要求1所述的固定支架，

其特征在于，

特定的控制轨道（14）的控制部段（21、22、25）相对于彼此和所述两个壳体（4、5）的纵向轴线（10）具有不同的倾斜度或梯度，并且处于两个相邻的控制部段（21、22或25）之间的过渡区域（24）以如下方式来构造，即：在所述过渡区域（24）中，所述两个外部固定支架臂（11、12）中的一个的两个相邻的滚子（16）与特定的控制部段（21、22或25）同时接触。

3.根据权利要求2所述的固定支架，

其特征在于，

所述导引滑动件（13）在所述运动方向（3）上的前进运动产生所述滚子（16）靠着所述控制轨道（14）的特定的控制部段（21、22、25）的有效接触，并且一旦所述导引滑动件（13）沿所述运动方向（3）进一步前进，定位成离所述工件（2）最远的所述滚子（16）与所述控制轨道（14）的特定的控制部段（21、22、25）之间的接触就被断开。

4.根据前述权利要求中任一项所述的固定支架，

其特征在于，

所述控制轨道（14）的长度对应于两个相邻的滚子（16）之间的距离。

5.根据权利要求1所述的固定支架，

其特征在于，

所述导引滑动件（13）的形成所述控制轨道（14）的外侧被布置成沿所述纵向轴线（10）的方向在每种情况下具有不同的倾斜角，并且所述导引滑动件（13）的两个相对的控制轨道（14）形成V形的外部轮廓，所述V形的外部轮廓的尖端位于所述纵向轴线（10）上，并且与待夹持的所述工件（2）相邻。

6.根据权利要求1所述的固定支架，

其特征在于，

特定的控制部段（21、22、25）被构造成沿直线、或者具有凹的或凸的曲率或者是波状的。

7.根据权利要求1所述的固定支架，

其特征在于，

所述两个外部固定支架臂（11、12）在所述两个壳体（4、5）上以旋转布置结构安装在接头（17）上，并且所述接头（17）在空间上被布置在所述导引滑动件（13）和待夹持的所述工件（2）之间。

8.根据权利要求1所述的固定支架，

其特征在于，

所述两个外部固定支架臂（11、12）处于预加载之下，借助于所述预加载，所述两个外部固定支架臂（11、12）的特定的滚子（16）被推压在所述导引滑动件（13）的控制轨道（14）上。

9.根据权利要求8所述的固定支架，

其特征在于，

所述两个外部固定支架臂（11、12）处于通过螺旋弹簧产生的预加载之下。

10.根据权利要求1所述的固定支架，

其特征在于，

所述促动活塞（7）由第一部分和第二部分形成，所述第一部分和所述第二部分以套管伸缩式的布置结构一个安装在另一个内，并且所述促动活塞（7）的这两个部分各自被分配给彼此各自分开的压力空间。

11.根据权利要求10所述的固定支架，

其特征在于，

两个压力空间能够彼此独立地用加压介质填充或清空，并且所述促动活塞（7）的两个部分能够彼此独立地移动。

12.根据权利要求10或11所述的固定支架，

其特征在于，

所述促动活塞（7）的第一部分的冲程行程通过止动件来限制。

13.根据权利要求1所述的固定支架，

其特征在于，

所述两个外部固定支架臂（11、12）的旋转范围（23）和所述中部固定支架臂（6）在所述运动方向（3）上的前进行程具有如下大小，即：使得具有从80mm至600mm的直径的工件（2）能够被夹持。

14.根据权利要求9所述的固定支架，

其特征在于，

所述螺旋弹簧是螺旋压缩弹簧。