DE102018005721B3

DE102018005721B3 - Power clamping centering unit adjustable by electric motor

Info

Publication number: DE102018005721B3
Application number: DE102018005721.7A
Authority: DE
Inventors: Josef-Gerhard Tünkers
Original assignee: OLAF und ANDRE TUENKERS GbR (VERTRETUNGSBERECHTIGTER GESELLSCHAFTER DIPL-ING OLAF TUENKERS 40885 RATINGEN); Olaf und Andre Tuenkers GbR Vertretungsberechtigter Ges Dipl Ing Olaf Tuenkers 40885 Ratingen
Current assignee: OLAF und ANDRE TUENKERS GbR (VERTRETUNGSBERECHTIGTER GESELLSCHAFTER DIPL-ING OLAF TUENKERS 40885 RATINGEN); Olaf und Andre Tuenkers GbR Vertretungsberechtigter Ges Dipl Ing Olaf Tuenkers 40885 Ratingen
Priority date: 2018-07-20
Filing date: 2018-07-20
Publication date: 2019-08-29
Anticipated expiration: 2038-07-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftspannzentriereinheit, die außerordentlich kompakt baut und mit hoher Präzision und Kraft Teile positioniert und heranziehend gegen ein Gehäuse oder Teil des Gehäuses spannt, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie.

The invention relates to a Kraftpannzentriereinheit that builds extremely compact and positioned with high precision and force parts and zooming attracts against a housing or part of the housing, in particular for use in the bodywork of the automotive industry.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftspannzentriereinheit durch Elektromotor verstellbar.The invention relates to a power clamping centering unit adjustable by electric motor.

Stand der TechnikState of the art

Im allgemeinen Maschinenbau, in der Fördertechnik, insbesondere im Karosseriebau der Kfz-Industrie, und im Werkzeugmaschinenbau wird oft die Forderung gestellt, Teile miteinander spielfrei und hochgenau miteinander zu kuppeln.In general engineering, in conveyor technology, especially in the bodywork of the automotive industry, and in machine tool construction, the demand is often made to couple parts with each other backlash-free and highly accurate.

Im Karosseriebau der Kfz-Industrie werden zum Beispiel als Fahrzeug ausgebildete Förderanlagen, zum Teil mit Eigenantrieb, eingesetzt, auf denen Kraftfahrzeugteile, beispielsweise Teile von Karosserien oder ganze Karosserien, transportiert werden. In the bodywork of the automotive industry, for example, designed as a vehicle conveyor systems, some with self-propelled, used on which motor vehicle parts, such as parts of bodies or entire bodies, are transported.

Derartige Fördervorrichtungen können mit anderen, ebenfalls fahrbaren Fördervorrichtungen gekuppelt werden oder bewegen sich in den Arbeitsbereich von Robotern, die von der fahrbaren Fördervorrichtung transportierte Teile, beispielsweise Karosserieteile, entnehmen und weiteren Arbeitsgängen zuführen. Dabei kommt es darauf an, dass die mannlosen fahrbaren Fördervorrichtungen, beispielsweise Taktfördervorrichtungen, sehr genau und spielfrei mit anderen Fördervorrichtungen oder mit Vorrichtungsteilen, die von mehrachsigen Robotern bedient werden, gekuppelt werden.Such conveyors can be coupled with other, also mobile conveyors or move into the work area of robots, remove the transported from the mobile conveyor parts, such as body parts, and perform further operations. It is important that the unmanned mobile conveyors, such as clock conveyors are coupled very accurately and backlash with other conveyors or with device parts that are operated by multi-axis robots.

Aber auch im Werkzeugmaschinenbau werden Spannköpfe, zu bearbeitende Werkzeuge und dergleichen oftmals hochgenau positioniert und lösbar gespannt und verriegelt. Das Ankuppeln, Spannen und Verriegeln bezeichnet man in der Industrie auch als „höchste Wechselgenauigkeit“.But also in machine tool manufacturing clamping heads, tools to be machined and the like are often positioned with high precision and releasably clamped and locked. Coupling, clamping and locking are also referred to in industry as "maximum change accuracy".

Auch Palettenspannsysteme, auf denen zu bearbeitende Gegenstände gefördert und die im Bereich von Werkzeugmaschinen genau positioniert werden, müssen lösbar gespannt werden.Even pallet clamping systems on which objects to be processed are conveyed and which are precisely positioned in the area of machine tools must be releasably tensioned.

Ähnliche Forderungen ergeben sich zum Beispiel bei Gießmaschinen, wo es zum Beispiel darauf ankommt, Formen genau in Bezug auf Spritzdüsen und dergleichen zu positionieren, spannungsfrei kraftschlüssig zu spannen und nach Durchführung der Arbeiten wieder freizugeben.Similar demands arise, for example, in casting machines, where it is important, for example, to position molds exactly with respect to spray nozzles and the like, to clamp them in a stress-free manner and release them again after the work has been carried out.

Eine von der Firma CyTec Zylindertechnik GmbH, Jülich, hergestellte und unter den geschützten Marken „CyCock“ oder „CyCem“ oder „CyTrac“ vertriebene Vorrichtung beschäftigt sich mit diesem Problem und preist eine Lösung in ihrem Katalog „SpannTechnik“ auch an.A device manufactured by CyTec Zylindertechnik GmbH, Jülich and marketed under the registered trademarks "CyCock" or "CyCem" or "CyTrac" deals with this problem and also advertises a solution in its catalog "SpannTechnik".

Durch die DE 103 31 163 B4 ist ein Pneumatikkraftzylinder vorbekannt, mit einem abwechselnd durch Druckluft beaufschlagbaren und in einem im Querschnitt unrunden Zylinder längsverschieblich und dichtend geführten Kolben, dem ein einseitiges in den Zylinder hervorragendes Schwert zugeordnet ist, das zumindest auf einem Teil seines freien Endbereiches an seinem Umfang sich in Richtung auf sein freies Ende verjüngt, mit einer aus einem Gehäuse heraustretenden Kolbenstange, die durch den Kolben in entgegengesetzten Richtungen antreibbar ist und die an ihrem dem Schwert zugekehrten Ende auf gegenüberliegenden Seiten der mit dem Kolben gemeinsamen Längsachse je mindestens einen um je eine Schwenkachse schwenkbaren Winkelhebel aufweist, wobei die Schwenkachsen parallel zueinander gerichtet sind, derart, dass die Winkelhebel jeweils in einer Ebene schwenken, die parallel zur größten Querachse des unrunden Zylinders verläuft, wobei die Winkelhebel an je einem Hebelarm je eine äußere Laufrolle aufweisen, die über einen gewissen Hub des Kolbens an den schmaleren gekrümmten Innenseiten des unrunden Zylinders abrollen, und dass mit je einem anderen Hebel des zugeordneten Winkelhebels je eine Stützrolle um je eine Achse drehbar angeordnet ist, die von den sich verjüngenden Schwertoberflächen des Schwertes mitnehmbar sind, wobei sämtliche Achsen der äußeren Laufrollen und der Stützrollen z. B. parallel zueinander verlaufen, mit einem der Querschnittsformen des unrunden Zylinders angepassten ringförmigen Kraftkörpers, der in einer Aussparung eines zweiteiligen Gehäuses axial und radial arretiert angeordnet ist und der auf seiner dem Kolben abgekehrten Seite unter einem spitzen Winkel sich zur Längsachse des unrunden Kolbens und der Kolbenstange verjüngt und auf dessen geneigter Oberfläche die äußeren Laufrollen durch Schwenken der Winkelhebel aufrollbar sind, wobei der unrunde Zylinder in jedem zu seiner Längsachse orthogonal geführten Querschnitt einen etwa rechteckförmigen Querschnitt aufweist, wobei die langen Seiten des Rechteckes durch je eine sprunglos verlaufende, nach außen gekrümmte Kurve miteinander verbunden sind, die jeweils die kürzere Seite bildet. Diese Vorveröffentlichung schlägt außerdem einen Pneumatikkraftzylinder vor, mit einem abwechselnd durch Druckluft beaufschlagbaren und in einem im Querschnitt unrunden Zylinder längsverschieblich und dichtend geführten Kolben, dem ein einseitiges in den Zylinder hervorragendes Schwert zugeordnet ist, das zumindest auf einem Teil seines freien Endbereiches an seinem Umfang sich in Richtung auf sein freies Ende verjüngt, mit einer aus einem Gehäuse heraustretenden Kolbenstange, die durch den Kolben in entgegengesetzten Richtungen antreibbar ist und die an ihrem dem Schwert zugekehrten Ende auf gegenüberliegenden Seiten der mit dem Kolben gemeinsamen Längsachse je mindestens einen um je eine Schwenkachse schwenkbaren Winkelhebel aufweist, wobei die Schwenkachsen parallel zueinander gerichtet sind, derart, dass die Winkelhebel jeweils in einer Ebene schwenken, die parallel zur größten Querachse des unrunden Zylinders verläuft, wobei die Winkelhebel an je einem Hebelarm je eine äußere Laufrolle aufweisen, die über einen gewissen Hub des Kolbens an den schmaleren gekrümmten Innenseiten des unrunden Zylinders abrollen, und dass mit je einem anderen Hebel des zugeordneten Winkelhebels je eine Stützrolle um je eine Achse drehbar angeordnet ist, die von den sich verjüngenden Schwertoberflächen des Schwertes mitnehmbar sind, wobei sämtliche Achsen der äußeren Laufrollen und der Stützrollen z. B. parallel zueinander verlaufen, mit einem der Querschnittsformen des unrunden Zylinders angepassten ringförmigen Kraftkörpers, der in einer Aussparung eines zweiteiligen Gehäuses axial und radial arretiert angeordnet ist und der auf seiner dem Kolben abgekehrten Seite unter einem spitzen Winkel sich zur Längsachse des unrunden Kolbens und der Kolbenstange verjüngt und auf dessen geneigter Oberfläche die äußeren Laufrollen durch Schwenken der Winkelhebel aufrollbar sind, wobei der unrunde Zylinder in jedem zu seiner Längsachse orthogonal geführten Querschnitt einen etwa länglich-ovalen Querschnitt aufweist. Des weiteren wird ein Pneumatikkraftzylinder vorgeschlagen, mit einem abwechselnd durch Druckluft beaufschlagbaren und in einem im Querschnitt unrunden Zylinder längsverschieblich und dichtend geführten Kolben, dem ein einseitiges in den Zylinder hervorragendes Schwert zugeordnet ist, das zumindest auf einem Teil seines freien Endbereiches an seinem Umfang sich in Richtung auf sein freies Ende verjüngt, mit einer aus einem Gehäuse heraustretenden Kolbenstange, die durch den Kolben in entgegengesetzten Richtungen antreibbar ist und die an ihrem dem Schwert zugekehrten Ende auf gegenüberliegenden Seiten der mit dem Kolben gemeinsamen Längsachse je mindestens einen um je eine Schwenkachse schwenkbaren Winkelhebel aufweist, wobei die Schwenkachsen parallel zueinander gerichtet sind, derart, dass die Winkelhebel jeweils in einer Ebene schwenken, die parallel zur größten Querachse des unrunden Zylinders verläuft, wobei die Winkelhebel an je einem Hebelarm je eine äußere Laufrolle aufweisen, die über einen gewissen Hub des Kolbens an den schmaleren gekrümmten Innenseiten des unrunden Zylinders abrollen, und dass mit je einem anderen Hebel des zugeordneten Winkelhebels je eine Stützrolle um je eine Achse drehbar angeordnet ist, die von den sich verjüngenden Schwertoberflächen des Schwertes mitnehmbar sind, wobei sämtliche Achsen der äußeren Laufrollen und der Stützrollen z. B. parallel zueinander verlaufen, mit einem der Querschnittsformen des unrunden Zylinders angepassten ringförmigen Kraftkörpers, der in einer Aussparung eines zweiteiligen Gehäuses axial und radial arretiert angeordnet ist und der auf seiner dem Kolben abgekehrten Seite unter einem spitzen Winkel sich zur Längsachse des unrunden Kolbens und der Kolbenstange verjüngt und auf dessen geneigter Oberfläche die äußeren Laufrollen durch Schwenken der Winkelhebel aufrollbar sind, wobei der unrunde Zylinder in jedem zu seiner Längsachse orthogonal geführten Querschnitt einen etwa rechteckförmigen Querschnitt aufweist, wobei die langen parallelen Seiten des Rechteckes durch jeweils einen nach außen gekrümmten Kreisbogen miteinander verbunden sind, der die jeweils kürzere Seite bildet. Dadurch soll die Aufgabe gelöst werden, einen Pneumatikkraftzylinder baugünstiger auszubilden. Die Lösungen sollen eine sehr flach bauende, raumsparende Konstruktion ergeben, so dass sich derart ausgebildete Pneumatikkraftzylinder auch unter beengten Raumverhältnissen, im Bedarfsfalle auch dicht nebeneinander, anordnen lassen. Dadurch eignen sie sich besonders überall dort, wo nur wenig Platz zur Verfügung steht, zum Beispiel im Karosseriebau der Kfz-Industrie zum Einprägen von Nummern, zum Clinchen, zum Verbinden von Muttern, Schraubbolzen oder dergleichen durch Fließpressen, wobei hierbei hohe Kräfte auf die miteinander zu verbindenden Materialien ausgeübt werden müssen.By the DE 103 31 163 B4 is a pneumatic power cylinder previously known, with an alternately acted upon by compressed air and in a non-circular cylinder in cross-section longitudinally displaceably and sealingly guided piston, which is assigned a one-sided in the cylinder outstanding sword, the at least on a portion of its free end portion at its periphery in the direction of its free end tapers, with a piston rod emerging from a housing, which is drivable by the piston in opposite directions and at its end facing the sword has on each side at least one pivotable about each pivot axis on opposite sides of the piston axis common longitudinal axis, wherein the pivot axes are directed parallel to each other, such that the angle levers each pivot in a plane, the parallel to the largest transverse axis of the non-circular cylinder, wherein the angle levers each have a lever arm each having an outer roller, which roll over a certain stroke of the piston on the narrower curved inner sides of the non-circular cylinder, and that each with a different lever of the associated angle lever depending a support roller is rotatably disposed about an axis which are entrained by the tapered sword surfaces of the sword, wherein all axes of the outer rollers and the support rollers z. B. parallel to each other, with one of the cross-sectional shapes of the non-circular cylinder adapted annular force body, which is arranged axially and radially locked in a recess of a two-part housing and on its side facing away from the piston at an acute angle to the longitudinal axis of the non-circular piston and the Tapered piston rod and on the inclined surface of the outer rollers are rolled by pivoting the angle lever, wherein the non-circular cylinder in each orthogonal to its longitudinal axis cross section has an approximately rectangular cross-section, the long sides of the rectangle by a respective running without a jump, outwardly curved Curve interconnected, each forming the shorter side. This prior publication also proposes a pneumatic power cylinder, with an alternately acted upon by compressed air and in a non-circular cylinder in cross-section longitudinally displaceably and sealingly guided piston, which is assigned a one-sided in the cylinder outstanding sword, at least on a part of its free end portion at its periphery tapered in the direction of its free end, with a piston rod emerging from a housing, which is drivable by the piston in opposite directions and at its end facing the sword on each opposite sides of the longitudinal axis common to the piston at least one pivotable about each pivot axis Angle lever, wherein the pivot axes are directed parallel to each other, such that the angle lever pivot in each case in a plane which is parallel to the largest transverse axis of the non-circular cylinder, wherein the angle lever on one lever arm each one having outer roller, which roll over a certain stroke of the piston on the narrower curved inner sides of the non-circular cylinder, and that each with a different lever of the associated angle lever depending a support roller is rotatably mounted about an axis which of the tapered sword surfaces of the sword are entrainable, with all axes of the outer rollers and the support rollers z. B. parallel to each other, with one of the cross-sectional shapes of the non-circular cylinder adapted annular force body, which is arranged axially and radially locked in a recess of a two-part housing and on its side facing away from the piston at an acute angle to the longitudinal axis of the non-circular piston and the Tapered piston rod and on the inclined surface of the outer rollers are rolled by pivoting the angle lever, wherein the non-circular cylinder has an approximately oblong-oval cross-section in each orthogonal to its longitudinal axis cross-section. Furthermore, a pneumatic power cylinder is proposed, with an alternately acted upon by compressed air and in a non-circular cylinder in cross-section longitudinally displaceably and sealingly guided piston, which is assigned a one-sided in the cylinder outstanding sword, at least on a part of its free end portion at its circumference in Direction tapered towards its free end, with a protruding from a housing piston rod which is driven by the piston in opposite directions and at its end facing the sword on opposite sides of the common longitudinal axis with the piston at least one pivotable about each pivot axis an angle lever has, wherein the pivot axes are directed parallel to each other, such that the angle lever pivot in each case in a plane which is parallel to the largest transverse axis of the non-circular cylinder, wherein the angle lever on each one lever arm depending on an outer roller have, which roll over a certain stroke of the piston at the narrower curved inner sides of the non-circular cylinder, and that each with a different lever of the associated angle lever depending a support roller is rotatably disposed about an axis which are entrained by the tapered sword surfaces of the sword , Wherein all axes of the outer rollers and the support rollers z. B. parallel to each other, with one of the cross-sectional shapes of the non-circular cylinder adapted annular force body, which is arranged axially and radially locked in a recess of a two-part housing and on its side facing away from the piston at an acute angle to the longitudinal axis of the non-circular piston and the Tapered piston rod and on the inclined surface of the outer rollers are rolled by pivoting the angle lever, wherein the non-circular cylinder in each orthogonal to its longitudinal axis cross-section has an approximately rectangular cross-section, wherein the long parallel sides of the rectangle by one outwardly curved arc each other are connected, which forms the shorter side. As a result, the problem to be solved, form a pneumatic power cylinder baugünstiger. The solutions are intended to give a very flat, space-saving design, so that can be arranged in such a way pneumatic cylinders even in confined spaces, in case of need also close to each other, arrange. As a result, they are particularly suitable wherever only little space is available, for example in the bodywork of the automotive industry for embossing numbers, for clinching, for connecting nuts, bolts or the like by extrusion, in which case high forces on each other must be exercised to connect materials.

Die US 3 975 984 A betrifft eine Kraftspannzentriereinheit mit einem Gehäuse, einem Spann- und Kupplungskolben, der verdrehsicher in einem Gehäuse in entgegengesetzten Richtungen, um ein begrenztes Maß hubbeweglich, durch eine Schubstange angetrieben ist und dem ein radial verstellbares Spannfutter zugeordnet ist, das ein zu kuppelndes Vorrichtungsteil lösbar kuppelt und spannt oder freigibt.The US 3,975,984 A. relates to a power clamping centering unit comprising a housing, a clamping and coupling piston, which is rotationally movable in a housing in opposite directions, driven by a push rod to a limited extent, and which is associated with a radially adjustable chuck releasably coupling a device part to be coupled and spans or releases.

Die DE 10 2016 110 973 A1 betrifft eine Spanneinrichtung zur Aufnahme und Fixierung von Werkzeugen oder Werkzeugträgern mit einer Spannzangenanordnung, einem an die Spannzangenanordnung angeschlossenen, in einer axialen Richtung verschiebbaren Zugbolzen und einer über radial verschiebbare Sperrsegmente auf den Zugbolzen einwirkenden, in axialer Richtung beweglichen Schieberhülse, wobei die Sperrsegmente an einer Kegelfläche einen Kopf des Zugbolzens umfangsseitig derart hinterfassen, dass eine in Richtung des Zugbolzens ausgeführte, vorwärts gerichtete Bewegung der Schieberhülse einer entgegengesetzte, rückwärts gerichtete Bewegung des entlang der axialen Richtung verschiebbaren Zugbolzens bewirkt, wobei die Spannzangenordnung derart ausgeführt und an den Zugbolzen angeschlossen ist, dass die rückwärts gerichtete Bewegung des Zugbolzens eine radial nach innen gerichtete Spannbewegung der Spannzangenanordnung bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Antriebsvorrichtung, insbesondere ein Elektromotor, die Schieberhülse über eine Spindelwelle antreibt, wobei die Spindelwelle in einer mit der Schieberhülse verbundenen Spindelaufnahme eingreift. Dadurch soll die Aufgabe gelöst werden, eine Spanneinrichtung anzugeben, die ein einfaches und schnelles Vorspannen ermöglicht.The DE 10 2016 110 973 A1 relates to a clamping device for receiving and fixing tools or tool carriers with a collet assembly, connected to the collet assembly, slidable in an axial direction of the tension bolt and a radially displaceable locking segments acting on the tension bolt, axially movable sliding sleeve, wherein the locking segments on a conical surface behind a head of the tie bolt such that a running in the direction of the tie bolt, forward movement of the sliding sleeve causes an opposite, backward movement of the displaceable along the axial direction of the tension bolt, wherein the collet assembly executed and connected to the tension bolt, that the backward movement of the tension bolt causes a radially inwardly directed clamping movement of the collet assembly, characterized in that an electric drive device, in particular a Electric motor which drives the sliding sleeve via a spindle shaft, wherein the spindle shaft engages in a spindle receptacle connected to the sliding sleeve. As a result, the problem to be solved is to provide a tensioning device which allows a simple and fast preloading.

Aus der DE 10 2013 204 876 A1 ist ein Spannbackenantrieb mit einer Welle vorbekannt, die drehbar gelagert ist, mit einem Spannfutter, welches mit einem Ende der Welle drehfest verbunden ist, mit mindestens einer Spannbacke, die mit dem Spannfutter bewegbar verbunden ist, und mit einem Antrieb, welcher auf die bewegbaren Spannbacken wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb ein einen Rotor und einen Stator ausweisender Elektromotor ist, dass der Stator drehfest mit der Welle verbunden ist, dass der Rotor mit einem Wälzschraubtrieb verbunden ist, der die Drehbewegung des Rotors in eine Längsbewegung umsetzt, und dass innerhalb der Welle und/oder des Spannfutters ein Übertragungsorgan angeordnet ist, welches die Längsbewegung des Wälzschraubtriebs auf die beweglichen Spannbacken überträgt, um diese von einer ersten in eine zweite Position zu verfahren. From the DE 10 2013 204 876 A1 a jaw drive with a shaft is already known, which is rotatably mounted, with a chuck, which is rotatably connected to one end of the shaft, with at least one clamping jaw, which is movably connected to the chuck, and with a drive, which on the movable jaws acts, characterized in that the drive is a rotor and a stator exhibiting electric motor, that the stator is rotatably connected to the shaft, that the rotor is connected to a Wälzschraubtrieb, which converts the rotational movement of the rotor into a longitudinal movement, and that within the shaft and / or the chuck, a transmission member is arranged, which transmits the longitudinal movement of the Wälzschraubtriebs on the movable jaws, to move them from a first to a second position.

Aufgabetask

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftspannzentriereinheit zu schaffen, mit der sich Vorrichtungen wie mannlose Fahrzeuge im Karosseriebau der Kfz-Industrie, aber auch Werkzeuge im Maschinenbau, beispielsweise bei Werkzeugmaschinen, im Formenbau oder dergleichen, praktisch spielfrei spannen und kuppeln lassen.The invention has for its object to provide a power clamping centering, with the devices such as unmanned vehicles in the bodywork of the automotive industry, but also tools in mechanical engineering, for example in machine tools, mold design or the like, stretch practically free of play and can be coupled.

Lösungsolution

Diese Aufgabe wird durch eine Kraftspannzentriereinheit durch Elektromotor verstellbar gelöst, mit einem Gehäuse, einem dem Gehäuse zugeordneten in seiner Drehrichtung reversierbaren Elektromotor, der über ein Kupplungsteil eine Spindel in entgegengesetzten Richtungen antreibt, einem Spann- und Kupplungskolben, der verdrehsicher im Gehäuse in entgegengesetzten Richtungen um ein begrenztes Maß hubbeweglich durch die Spindel angetrieben ist und dem ein radial verstellbares Spannfutter zugeordnet ist, das ein zu kuppelndes Vorrichtungsteil lösbar kuppelt und spannt oder freigibt, wobei der Spann- und Kupplungskolben mit dem Spannfutter formschlüssig verbunden ist.This object is achieved by a power clamping centering unit by electric motor adjustably, with a housing, the housing associated with its reversible electric motor, which drives a spindle via a coupling member in opposite directions, a clamping and clutch piston, the rotation in the housing in opposite directions a limited amount is driven in a reciprocating manner by the spindle and associated with a radially adjustable chuck releasably coupling and tensioning or releasing a device part to be coupled, wherein the clamping and coupling piston is positively connected to the chuck.

Eine derartige Vorrichtung ermöglicht es, mit hoher Spannkraft ein zu kuppelndes Vorrichtungsteil praktisch spielfrei z. B. gegen das Gehäuse zu spannen, so dass insbesondere im Karosseriebau der Kfz-Industrie sich Vorrichtungsteile hochgenau positionieren und lösbar spannen lassen. Dies kann zum Beispiel erforderlich sein, wenn zu bearbeitende Teile in einer Roboterstation genau bearbeitet werden müssen. Aber auch mannlose Fahrzeuge, auf denen sich Vorrichtungsteile genau positionieren und lösbar spannen lassen. Dies kann zum Beispiel erforderlich sein, wenn zu bearbeitende Teile in einer Roboterstation bearbeitet werden müssen. Aber auch bei mannlosen Fahrzeugen, auf denen Vorrichtungsteile, beispielsweise Karosserieteile oder selbstfahrende Fördervorrichtungen, beispielsweise Stauförderer in einer bestimmten Position lösbar angeordnet werden müssen, ist die erfindungsgemäße Kraftspannvorrichtungseinheit einsetzbar.Such a device makes it possible with high clamping force to be coupled device part virtually no play z. B. to stretch against the housing, so that in particular in the bodywork of the automotive industry, device parts position highly accurate and can be releasably tensioned. This may be necessary, for example, if parts to be machined have to be accurately machined in a robotic station. But also unmanned vehicles on which parts of the device can be accurately positioned and releasably tensioned. This may be necessary, for example, when machining parts to be machined in a robotic station. But even in unmanned vehicles on which device parts, such as body parts or self-propelled conveying devices, such as accumulation conveyor must be arranged detachably in a certain position, the power clamping device unit according to the invention can be used.

Beispielsweise können derartige Kraftspannzentriereinheiten einem mannlosen Fahrzeug zugeordnet sein und von einem zentralen Steuerstand gesteuert werden. Die Elektromotoren können zu diesem Zweck als steuer- und/oder regelbare Motoren ausgebildet sein.For example, such Kraftgespannzentriereinheiten be assigned to a unmanned vehicle and controlled by a central control station. The electric motors can be designed for this purpose as controllable and / or controllable motors.

Eine Kraftspannzentriereinheit der erfindungsgemäßen Art lässt sich aber auch mit Vorteil im Werkzeugmaschinenbau zum Zentrieren, Kuppeln und Spannen von Vorrichtungsteilen, von zu bearbeitenden Werkzeugen, die genau positioniert und arretiert werden müssen, einsetzen.A power clamping centering unit of the type according to the invention can also be used advantageously in machine tool construction for centering, coupling and clamping device parts, tools to be machined, which must be precisely positioned and locked.

Des weiteren lässt sich eine erfindungsgemäße Kraftspannzentriereinheit beispielsweise im Formenbau, zum genauen Positionieren und Verriegeln von Formteilen einsetzen, damit zu gießende Teile mit der entsprechenden Präzision gegossen werden können.Furthermore, a power clamping centering unit according to the invention can be used, for example, in mold making, for the exact positioning and locking of molded parts, so that parts to be cast can be cast with the appropriate precision.

Dabei ist die Kraftspannzentriereinheit mit dem Spannfutter formschlüssig verbunden. Dies ermöglicht einen praktisch spielfreien Antrieb des Spannfutters ohne Totgang.The power clamping centering unit is positively connected to the chuck. This allows a virtually backlash-free drive of the chuck without backlash.

Weitere erfinderische AusgestaltungenFurther inventive embodiments

Weitere erfinderische Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen 2 bis 7 beschrieben.Further inventive embodiments are described in the claims 2 to 7.

Das Spannfutter ist randseitig in einer Kulissenführung zum Beispiel des Gehäuses unter einem von 90° zur Längsachse des Gehäuses abweichenden Winkel geführt, derart, dass bei der Hubbewegung des Spann- und Kupplungskolbens der Öffnungsdurchmesser des Spannfutters je nach Drehung der Spindel vergrößerbar oder verkleinerbar ist - Patentanspruch 2.The chuck is peripherally guided in a slotted guide, for example, the housing at a deviating from 90 ° to the longitudinal axis of the housing angle, such that during the lifting movement of the clamping and clutch piston, the opening diameter of the chuck is increased or reduced depending on the rotation of the spindle - claim second

Beim Heranfahren eines zu kuppelnden Vorrichtungsteils ist das Spannfutter durch entsprechende Drehung der Spindel in seine äußere Öffnungslage gesteuert. Wird die Spindel in entgegengesetzter Richtung angetrieben, verringert sich der Durchmesser des Spannfutters, so dass das Spannfutter mit den entsprechenden Kupplungsansätzen das zu kuppelnde Vorrichtungsteil ergreifen und unter hoher Kraft praktisch spielfrei gegen das Gehäuse oder einem dem Gehäuse zugeordneten Teil heranziehend verspannen kann.When approaching a device part to be coupled, the chuck is controlled by appropriate rotation of the spindle in its outer opening position. If the spindle is driven in the opposite direction, reduces the diameter of the chuck, so that the chuck with the corresponding coupling lugs take the device to be coupled device part and under high force practically backlash against the housing or a part associated with the housing can tighten.

Patentanspruch 3 beschreibt eine Kraftspannzentriereinheit, bei welcher die Spindel in eine Gewindebohrung des Spann- und Kupplungskolbens eingreift. Dadurch ist eine raumsparende Anordnung der Teile in dem Gehäuse gegeben. Die Spindel stört bei der Hubverstellung des Spann- und Kupplungskolbens nicht, da sie stets mit einem gewissen Längenabschnitt in den Spann- und Kupplungskolben eintaucht.Claim 3 describes a power clamping centering unit, wherein the spindle in engages a threaded bore of the clamping and clutch piston. As a result, a space-saving arrangement of the parts is given in the housing. The spindle does not interfere with the stroke adjustment of the clamping and clutch piston, since it always dips with a certain length in the clamping and clutch pistons.

Gemäß Patentanspruch 4 ist die Kraftspannzentriereinheit dadurch gekennzeichnet, dass der Spann- und Kupplungskolben mittels einem oder mehreren Ansätzen in Längsführungen des Gehäuses längsverschieblich und verdrehsicher geführt ist. Dadurch lässt sich der Spann- und Kupplungskolben genau positionieren und verschieben.According to claim 4, the power clamping centering unit is characterized in that the clamping and clutch piston is longitudinally displaceable and guided against rotation by means of one or more approaches in longitudinal guides of the housing. As a result, the clamping and clutch pistons can be precisely positioned and moved.

Gemäß Patentanspruch 5 ist die Spindel als Schraubspindel ausgebildet. Je nach Ausbildung des Gewindes lässt sich durch entsprechende Drehung der Spindel eine feinfühlige Hubverstellung des Spann- und Kupplungskolbens und damit eine entsprechende feinfühlige Bewegung des Spannfutters erzielen.According to claim 5, the spindle is designed as a screw spindle. Depending on the design of the thread can be achieved by appropriate rotation of the spindle a sensitive stroke adjustment of the clamping and clutch piston and thus a corresponding sensitive movement of the chuck.

Patentanspruch 6 beschreibt eine Ausführungsform, bei welcher die Steigung der Spindel selbsthemmend ist.Claim 6 describes an embodiment in which the pitch of the spindle is self-locking.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform beschreibt Patentanspruch 7, bei welcher der Elektromotor, das Gehäuse, die Spindel, der Spann- und Kupplungskolben und das Spannfutter koaxial zueinander angeordnet sind und dass die Spindel und das Spannfutter in jeder Hubstellung des Spann- und Kupplungskolbens im Inneren des Gehäuses angeordnet sind. Dadurch ergibt sich eine raumsparende Konstruktion.A particularly advantageous embodiment describes claim 7, wherein the electric motor, the housing, the spindle, the clamping and clutch piston and the chuck are arranged coaxially with each other and that the spindle and the chuck in each stroke position of the clamping and clutch piston inside the housing are arranged. This results in a space-saving design.

In der Zeichnung ist die Erfindung - teils schematisch - an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigen:

1 eine Kraftspannzentriereinheit, teils im Längsschnitt, teils in der Ansicht, teils abgebrochen dargestellt, in Kupplungsstellung (Spannfutter geschlossen) und
2 die aus 1 ersichtliche Kraftspannzentriereinheit bei geöffnetem Spannfutter.

In the drawing, the invention - partly schematically - illustrated in one embodiment. Show it:

1 a Kraftpannzentriereinheit, partly in longitudinal section, partly in the view, partly shown broken off, in the coupling position (chuck closed) and
2 from 1 apparent power clamping centering unit with opened chuck.

Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein in seiner Drehrichtung umsteuerbarer Elektromotor bezeichnet, der einem Gehäuse 2 stirnseitig zugeordnet ist.With the reference number 1 is referred to a reversible in its direction of rotation electric motor, the housing 2 assigned to the front side.

Der Elektromotor 1 durchgreift eine Öffnung 3 an der Stirnseite des Gehäuses 2 mit einer Welle 4, die über ein Kupplungsteil 5 mit einer Spindel 6 getrieblich, aber lösbar, verbunden ist. Die Spindel 6 ist vorliegend als Schraubspindel mit einem präzise gearbeiteten Gewinde 7 ausgebildet, die in eine Gewindebohrung 8 eines Spann- und Kupplungskolbens 9 mit passendem Innengewinde in entgegengesetzten Richtungen und den Spann- und Kupplungskolben 9 hubverstellend schraubbar eingreift.The electric motor 1 reaches through an opening 3 at the front of the housing 2 with a wave 4 , which has a coupling part 5 with a spindle 6 geared, but detachable, is connected. The spindle 6 is present as a screw with a precisely machined thread 7 formed into a threaded hole 8th a clamping and clutch piston 9 with matching internal thread in opposite directions and the clamping and clutch pistons 9 Hubverstellend engages screwable.

Der Spann- und Kupplungskolben 9 ist auf gegenüberliegenden Seiten mit Führungsansätzen 10 und 11 versehen, die in im Gehäuse 2 angeordneten Längsführungen 12 bzw. 13 um ein begrenztes Hubmaß in Richtung X bzw. Y passgenau gegen Verdrehen gesichert längsverschieblich in entgegengesetzten Richtungen durch den Elektromotor 1 geführt sind.The tension and clutch piston 9 is on opposite sides with leadership approaches 10 and 11 provided in the housing 2 arranged longitudinal guides 12 or. 13 by a limited lift in the direction X or. Y secured against rotation secured longitudinally displaceable in opposite directions by the electric motor 1 are guided.

Dem Spann- und Kupplungskolben 9 ist ein Spannfutter 14 zugeordnet, das mit Ansätzen 15, 16 in Führungsnuten 17, 18 eines Spann- und Kupplungskolbens 9 radial beweglich und geführt eingreift.The clamping and clutch piston 9 is a chuck 14 associated with approaches 15 . 16 in guide grooves 17 . 18 a clamping and clutch piston 9 radially movable and guided engages.

Außerdem weist das Spannfutter 14 unter einem von 90° zur Längsachse 19 des Gehäuses 2 und des Elektromotors 1 verlaufende Führungsansätze 20 und 21 auf. Es kann sich hierbei allerdings auch um einen umlaufenden Ring entsprechender Gestaltung handeln, der in eine entsprechende Ringnut eingreift, die unter einem spitzen Winkel zur Längsachse 19 angeordnet ist.In addition, the chuck has 14 at 90 ° to the longitudinal axis 19 of the housing 2 and the electric motor 1 running management approaches 20 and 21 on. However, this may also be a circumferential ring corresponding design, which engages in a corresponding annular groove, which at an acute angle to the longitudinal axis 19 is arranged.

Diese Führungsansätze 20 greifen in eine Kulissenausnehmung 22, 23 des Gehäuses 2 ein, in denen die Führungsansätze 20 und 21 des Spannfutters 14 radial verstellbar geführt sind, so dass sich der Öffnungsdurchmesser 24 des Spannfutters 14 radial vergrößern und verkleinern lässt.These management approaches 20 grab into a sliding recess 22 . 23 of the housing 2 one in which the management approaches 20 and 21 of the chuck 14 are guided radially adjustable, so that the opening diameter 24 of the chuck 14 radially increase and decrease.

Wie man aus 1 ersieht, gleiten die Führungsansätze 20 und 21 im Spannzustand aus den Kulissenführungen 22, 23 heraus, während sie in Öffnungsstellung maximal in diese Kulissenführungen 22 und 23 eingeschoben sind. Diese Kulissenführungen 22, 23 können im Bedarfsfalle auch eine kreisförmig umlaufende Ausnehmung sein, die um einen von 90 Grad zur Längsachse 19 des Gehäuses 2 abweichenden Winkel verlaufen.How to get out 1 sees, the leadership approaches glide 20 and 21 in the clamping state from the slide guides 22 . 23 out, while in opening position maximum in these slide guides 22 and 23 are inserted. These slide tours 22 . 23 In case of need, they can also be a circular circumferential recess which is 90 degrees to the longitudinal axis 19 of the housing 2 deviating angle.

1 zeigt das Ankuppeln eines Vorrichtungsteils 25, zum Beispiel eines Teils eines mannlosen Wagens zum Transport von Karosserieteilen im Karosseriebau der Kfz-Industrie. 1 shows the coupling of a device part 25 , For example, a part of a unmanned vehicle for the transport of body parts in the bodywork of the automotive industry.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Elektromotorelectric motor
22: Gehäusecasing
33: Öffnungopening
44: Wellewave
55: Kupplungsteilcoupling part
66: Spindelspindle
77: Gewindethread
88th: Gewindebohrungthreaded hole
99: Spann- und KupplungskolbenClamp and clutch pistons
1010: Ansatzapproach
1111: ""
1212: Längsführunglongitudinal guide
1313: ""
1414: Spannfutterchuck
1515: Ansatzapproach
1616: ""
1717: Führungsnutguide
1818: ""
1919: Längsachselongitudinal axis
2020: Führungsansatzleadership approach
2121: ""
2222: Kulissenführunglink guide
2323: ""
2424: Öffnungsdurchmesser des Spannfutters 14 Opening diameter of the chuck 14
2525: Vorrichtungsteil device part
XX: Hubrichtungstroke direction
YY: ""

Claims

Power clamping centering unit by an electric motor adjustable, with a housing (2), the housing (2) associated in its rotational direction reversible electric motor (1) via a coupling part (5) drives a spindle (6) in opposite directions, a clamping and Clutch piston (9) which is rotationally driven in the housing (2) in opposite directions (X - Y) by a limited amount driven by the spindle (6) and to which a radially adjustable chuck (14) is associated, which is a device part to be coupled (25) releasably couples and tightens or releases, wherein the clamping and coupling piston (9) with the chuck (14) is positively connected.

Power clamping centering unit according to Claim 1 , characterized in that the chuck (14) at the edge in a slotted guide (22, 23) z. B. of the housing (2) is guided at a different from 90 ° to the longitudinal axis (19) of the housing angle, such that during the lifting movement (X or Y) of the clamping and clutch piston (9) of the opening diameter (24) of Chuck (14) can be increased or reduced depending on the rotation of the spindle (6).

Power clamping centering unit according to Claim 1 or 2 , characterized in that the spindle (6) engages in a threaded bore (8) of the clamping and coupling piston (9).

Power clamping centering unit according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping and coupling piston (9) by means of one or more lugs (10, 11) in longitudinal guide (12, 13) of the housing (2) is longitudinally displaceable and guided against rotation.

Power clamping centering unit according to one of the preceding claims, characterized in that the spindle (6) is designed as a screw spindle.

Power clamping centering unit according to Claim 5 , characterized in that the pitch of the thread of the screw spindle (6) is self-locking.

Kraftgespannzentriereinheit according to any one of the preceding claims, characterized in that the electric motor (1), the housing (2), the clamping and coupling pistons (9) and the chuck (14) are arranged with their longitudinal axes coaxial with each other, and that the spindle ( 6) and the chuck (14) in each stroke position of the clamping and clutch piston (9) are arranged in the interior of the housing (2).