DE3102235A1

DE3102235A1 - Elektromechanische spannvorrichtung

Info

Publication number: DE3102235A1
Application number: DE19813102235
Authority: DE
Inventors: Nikolaj Georgiev Dipl.-Ing. Genov; Dimiter Hinkov Dipl.-Ing. Hinkov; Svetlosar Petrov Dipl.-Ing. Sofija Kamburov; Alexander Jordanov Dipl.-Ing. Zarvenkov
Original assignee: INST METALOREZESTI MASINI
Current assignee: INST METALOREZESTI MASINI
Priority date: 1980-01-24
Filing date: 1981-01-23
Publication date: 1981-12-10
Also published as: FR2474375A1; BG31534A1; CS241960B1; CH651488A5; SE8100274L; GB2068272A; SU1164003A1; HU189490B; CS34081A1; FR2474375B1

Description

SCHIFF V. FONER STREHL SCHOBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK

BESCHREIBUNG

Die Erfind\ang bezieht sich auf eine elektromechanische Spannvorrichtung mit einem mit einer Hohlwelle versehenen Elektromotor, der aufeinanderfolgend mit einem Untersetzungsgetriebe bekannten Typs und einer aus einer Schraube, einer Mutter und einem die Drehbewegung begrenzenden Flansch bestehenden Ausgangsumsetzergruppe für das Umsetzen der Drehbewegung in eine zweiseitige Axialverschiebung sowie mit einer mit der Ausgangsumsetzergruppe gekoppelten Akkumuliervorrichtung verbunden ist..

Es sind Vorrichtungen der genannten Art bekannt, die aus einem Elektromotor bestehen, dessen Welle mit einem Untersetzungsgetriebe gekoppelt ist, das seinerseits die Bewegung durch eine regelbare Eichkupplung einer Ausgangsumsetzergruppe überträgt, die die erforderliche Spannkraft auf die Stellglieder überträgt.

Ist die elektromechanische Spannvorrichtung für das Ausführen einer Axialkraft bestimmt, so besteht die Ausgangsumsetzer-gruppe oft aus einer Schraube und einer Mutter und wird durch eine elastische Akkumuliervorrichtung mit zweiseitiger Wirkung für das Akkumulieren von Energie ergänzt.

Sämtliche oben genannten Teile, mit Ausnahme der elastischen Akkumuliervorrichtung mit zweiseitiger Wirkung, im folgenden kurz Akkumuliervorrichtung genannt, sind gewöhnlich in einem Gehäuse untergebracht, mittels dessen die Vorrichtung an der Werkzeugmaschine angebracht wird.

Ein wesentlicher Nachteil einer derartigen bekannten Gestaltung ist der intensive Verschleiß der Teile der regelbaren Eichkupplung beim Betrieb, was zu einer unerwünschten Veränderung der AusgangskrSLCte führt. Gleichzeitig wirkt sich der Verschleiß weiterer Getriebeteile auf den Wert der Aus-

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gangskräfte und deren Steuerung aus.

Weitere wesentliche Nachteile der bekannten elektromechanischen Spannvorrichtungen sind die einheitliche Anzeige der Ausgangskraft, ob Zug oder Druck, sowie zum Auslösen, einer Anzeige die Erzeugung einer Überschußkraft beim Öffnen, eine Verlängerung des Arbeitszyklus und ein zusätzlicher Energieaufwand beim Öffnen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromechanische Spannvorrichtung zu schaffen, durch die die oben genannten Nachteile beseitigt werden und die eine konstante Ausgangskraft und ein automatisches Ausschalten des Elektromotors beim Erreichen derselben sowie ein automatisches Einstellen der erforderlichen Spannkraft gewährleistet.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Ausgangsumsetzergruppe mit dem Untersetzungsgetriebe direkt verbunden ist, und die elastische Akkumuliervorrichtung
mit einem ein Abschalten des Elektromotors steuernden Wandler für die Verschiebung gekoppelt ist.

Weitere günstige Ausgestaltungen sind aus den Unteransprüchen 2 bis 4 ersichtlich.

Gemäß einer Ausführungsvariante ist die elektromechanische Spannvorrichtung so gestaltet, daß die Umführung des Untersetzungsgetriebes und die Mutter der Ausgangsumsetzergruppe , als ein Ganzes ausgeführt sind, und das elastische Element der Akkumuliervorrichtung

zwischen zwei Stützscheiben liegt, die im Raum zwischen den beiden Axiallagern begrenzt sind, durch die die Mutter im Gehäuse 'und im Flansch der Ausgangsumsetzergruppe gelagert ist.

Es ist vorteilhaft, wenn der Stab in der Hohlwelle
des Elektromotors gelagert ist, wobei er an seinem einen Ende mit dem Wandler für die Verschiebung und an seinem anderen mit der Stirnseite der Mutter verbunden ist.

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Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Gestaltung besteht in der direkten Eingabe der Steuerbefehle für das Abschalten des Elektromotors, in Abhängigkeit von der durch die Axialausgangskraft hervorgerufene Verformung des elastischen Elements, wodurch die Notwendigkeit der Verwendung einer Eichkupplung mit ihren Nachteilen erübrigt wird.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Gestaltung besteht im automatischen Arbeitszyklus der elektromechanischen Vorrichtung, wobei das Abschalten des Elektromotors durch zwei verschiedene Signale für die zwei Richtungen der Verschiebung erfolgt. Das Vorhandensein von zwei Signalen gestattet es, daß beim Öffnen nicht eine gleichgroße, jedoch eine entgegengerichtete Kraft, wie das bei den bekannten Vorrichtungen mit einer Eichkupplung der Fall ist, aufgebracht wird, sondern nur eine minimale Kraft den Wandler anspricht. Dadurch wird der Arbeitszyklus der Vorrichtung zeitlich verkürzt, der Stromverbrauch gesenkt und die Standzeit der Teile und Mechanismen erhöht.

Ein Vorteil der zweiten Ausführungsvariante der Erfindung besteht darin, daß die elastische Aklounuliervorrichtung mit zweiseitiger Wirkung nicht als selbständige Baugruppe außerhalb der Abmessungen der elektromechanischen Vorrichtung ausgebildet ist, sondern in einem Gehäuse eingebaut ist. Dadurch werden größere Einsatzmöglichkeiten geschaffen und in gewissen Fällen die technologischen Möglichkeiten der Maschinen erweitert. So wird z.B. bei einer Aufstellung auf der rotierenden Spindel und beim Einsatz eines Rohrs als Übergangsstange zum Spannfutter die Spindelbohrung freigelegt, was ein Einführen eines Teils des Werkstücks in dieselbe gestattet.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Sie zeigen:

Abbildung 1 - Längsschnitt der elektromechanischen Spannvorrichtung mit zweiseitiger fortschreitender Bewegung, für den Anbau an den rotierenden Maschinenspindeln bestimmt;

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Abbildung 2 - elektromechanische Spannvorrichtung mit zweiseitiger fortschreitender Ausgangsbewegung, für den Anbau an den rotierenden Maschinenspindeln, jedoch mit einem im Gehäuse der Vorrichtung eingebauten elastischen Element, ohne eine elastische Akkumuliervorriehtung als selbständige Baugruppe.

Die Vorrichtung weist einen in einem Gehäuse 1 angeordneten Elektromotor 2 mit einer Hohlwelle 3 auf, die in am Gehäuse 1 befestigten Flanschen 4 und 5 gelagert ist. Im Vorderteil des Gehäuses 1 ist koaxial zum Elektromotor 2 ein Planetenuntersetzungsgetriebe 6 eingebaut, dessen Umführung 7 mit einer auf einer Schraube 9 aufgeschraubten und eine Drehbewegung vollführenden Mutter 8 starr verbunden ist. Die Schraube 9 stellt ein axial verschiebbares Element dar, dessen Drehbewegung durch einen dritten, den Vorderteil von Gehäuse 1 abschließenden Flansch 10 begrenzt ist. Die Mutter 8, die Schraube 9 und der dritte Flansch 10 bilden die Ausgangsumsetzergruppe der Spannvorrichtung.

An der mit einer durchgehenden Bohrung versehenen Schraube 9 der Ausgangsumsetzergruppe ist ein sich durch die Hohlwelle 3 des Elektromotors 2 erstreckendes und aus ihr austretendes Rohr 18 befestigt. Am Ende des Rohrs 18 ist eine Kappe 19 gelagert, an der ein Wandler 20 angebracht ist. Die Kappe 19 ist in einer Führung 21 axial verschiebbar gelagert, die ihrerseits an einer Stromzuführungsgruppe 22 des Elektromotors 2, oder genauer ausgedrückt, am nicht rotierenden Teil 23 einer Stromzuführungsgruppe 22 befestigt ist. Die Übertragung der Drehbewegung vom Elektromotor 2 zum Planetenuntersetzungsgetriebe 6 erfolgt über ein Zahnrad 11, das am Vorderende der Hohlwelle 3 angeordnet ist und mit den Planetenzahnrädern 12 des Untersetzungsgetriebes 6 im Eingriff steht. Die Mutter 8 der Ausgangsumsetzergruppe und der umlaufende Führungsteil 7 des Planetenuntersetzungsgetriebes 6 sind im Gehäuse 1 in zwei Axiallager 13 gelagert.

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Am Vorderende der Schraube 9 ist eine Akkumuliervorrichtung befestigt, die aus einem aus einem Zylinder und einer Schließhülse zusammengesetzten Gehäuse 14 besteht, in welches ein rotationsbegrenzter Dorn 16 mit einem aufgestülpten elastischen Element 15, das im gegebenen Fall als Tellerfederpaket ausgebildet ist, eingebracht ist. Die Tellerfedern liegen zwischen zwei Scheiben 27 und werden durch eine auf den Dorn 16 aufgeschraubte Mutter 28 begrenzt. Das Gehäuse 14 der Akkumuliervorrichtung 26 ist durch ein Gewinde an der Schraube 9 befestigt. Durch einen im Rohr 18 liegenden Stab 17 kontaktiert der Dorn 16 mit dem Fühler des Wandlers 20.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende:

Um eine Druckkraft aufzubringen, wir die Drehbe\*egung des Elektromotors 2 auf das Planetenuntersetzungsgetriebe 6 übertragen, dessen Umführung 7 die Mutter 8 in eine Drehbewegung versetzt, wobei die Schraube 9 mit der an ihr befestigten Akkumuliervorrichtung 26 nach vorne verschoben wird, bis der Dorn 16 auf einen Widerstand trifft. Dabei wird zusammen mit der Schraube 9 auch das Rohr 18 und der am Dorn 16 befestigte Stab 17 verschoben.

Ist das Verschieben des Doms 16 beendet, so wird bei einer weiteren Verschiebung der Schraube 9 das elastische Element 15 verformt, wobei sich der Stab 17 nach rückwärts hin zum Rohr 18 verschiebt. Diese Verschiebung wird durch den Wandler 20 abgelesen und beim Erreichen einer bestimmten der gewünschten Ausgangskraft entsprechenden Verformungsstufe des elastischen Elements 15 wird vom Wandler 20 ein Signal ausgelöst und der Elektromotor 2 abgestellt. Ist eine Wirkung der Vorrichtung in entgegengesetzter Richtung erwünscht, so wird dem Elektromotor ein Signal für eine gegensinnige Drehbewegung zugeführt, wobei die Mutter 8, indem sie die Richtung ihrer Drehbewegung wechselt, die Schraube 9 mit dem Gehäuse 14 der Akkumuliervorrichtung bis zur Beseitigung der geschaffenen Druckkraft in Bewegung versetzt. Die Schraube 9 bewegt sich zusammen mit der Akkumuliervorrichtung weiter nach rückwärts, bis am Dorn 16 eine Zugkraft erzeugt wird, wobei der

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Dorn seine Bewegung einstellt, die sich zurückziehende Schraube 9 das elastische Element 15 verformt und der Stab 17 nach vorn zum Rohr 18 verschoben wird und der Wandler 20 ein Signal für das Abstellen des Elektromotors 2 auslöst.

Bei einer Ausführungsvariante des Gegenstands der Erfindung stellt die Umführung des Planetenuntersetzungsgetriebes 6 mit der Mutter 8 der Ausgangsumsetzergruppe ein Ganzes dar. Das elastische Element 15 der Akkumuliervorrichtung liegt zwischen zwei im Raum zwischen den zwei Axiallagern 13 begrenzten Stützscheiben 24, durch die die ein Ganzes mit der Umführung bildende Mutter 8 im Gehäuse 1 und im dritten Flansch 10 gelagert ist.

Die Stützscheiben 24 sind ihrerseits zwischen einem Ansatz der Mutter 8 und einer auf einer Verlängerung 82 der Mutter aufgeschraubten Begrenzungsmutter 25 begrenzt.

Das Gehäuse der Akkumuliervorrichtung ist das Gehäuse 1 der elektromechanischen Spannvorrichtung selbst. Die Mutter 8 kontaktiert mit dem in der Bohrung der Hohlwelle 3 liegenden Stab 17 und durch denselben mit dem Fühler des Wandlers 20. Bei dieser Variante ist der Wandler 20 am sich nicht drehenden Teil 23 der Stromzufuhreinrichtung 22 befestigt. Der Stab 17 steht zur Sicherung eines ständigen Kontaktes zwischen der Mutter 8 und dem Wandler 20 unter Federspannung.

Die Wirkungsweise der Ausführungsvariante gemäß Abb. 2 ist folgende:

Beim Spannen wird das Drehmoment vom Elektromotor 2 auf das Planetenuntersetzungsgetriebe 6 übertragen, hierbei wird die Mutter 8 in Drehbewegung versetzt und die Schraube 9 bis zum Widerstand verschoben. Die Schraube 9 stellt dann ihre Verschiebung ein und die sich weiter drehende Mutter 8 wird axial entlang der Schraube 9 versetzt, wobei das elastische Element 15 verformt wird, das seinerseits zwischen den zwei Stützscheiben 24 begrenzt ist. Der Stab 17 wird, der axialen Verschiebung der Mutter 8 folgend, zusammen mit dein Fühler des Wandlers 20 verschoben, wobei bei einer bestimmten, der

gewünschten Axialkraft entsprechenden Größe der Verschiebung durch den Wandler 20 Signale für das Abstellen des Elektromotors 2 ausgelöst werden. Bei der Rückstellung der Vorrichtung, d.h. für das Öffnen des Stellgliedes, dreht sich der Elektromotor 2 in entgegengesetzter Richtung und bei einem Verschieben des Stabes 17 und des Fühlers des Wandlers 20 in entgegengesetzter Richtung wird durch den Wandler 20 ein Signal für das Abstellen des Elektromotors ausgelöst.

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Claims

«at ε ν r a rZ Wa l i ε SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK MARIAHILFPLATZ 2 Λ 3, MÖNCHEN ΘΟ POSTADRESSE: POSTFACH 95 OI 6O. D-8OOO MÖNCHEN 93 ALSO PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE KARL LUDWIG SCHIFF (1964 -1978} DIPL. CHEM. DR. ALEXANDER V. FÜNER DIPL. ING. PETER STREHL DIPL. CHEM. DR. URSULA SCHÜBEL-HOPF DIPL. ING. DIETER EBBINQHAU's DR. INQ. DIETER FINCK TELEFON (Οββ) 4BQO 5* TELEX B-aSSeS AURO D TELEGRAMME AUROMARCPAT MÜNCHEN Institut PO METALOREJESCHTi 23. Januar 1981 MASCHINI, Sofia DEA/G - 21 712 Elektromechanische Spannvorrichtung PATENTANSPRÜCHE

1.' Elektromechanische Spannvorrichtung mit einem mit einer Hohlwelle versehenen Elektromotor, der aufeinanderfolgend mit einem Untersetzungsgetriebe bekannten Typs und einer aus einer Schraube, einer Mutter und einem die Drehbewegung begrenzenden Flansch bestehenden Ausgangsumsetzergruppe für das Umsetzen der Drehbewegung in eine zweiseitige Axialverschiebung sowie mit einer mit der Ausgangsurasetzergruppe gekoppelten Akkumuliervorrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet , daß die Ausgangsumsetzergruppe (8, 9, 10) mit dem Untersetzungsgetriebe (6) direkt verbunden ist, und die elastische Akkumuliervorrichtung (26) mit einem ein Abschalten des Elektromotors (2) steuernden-Wandler (20) für die Verschiebung gekoppelt ist.

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2. Elektromechanische Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Untersetzungsgetriebe (6) ein Planetengetriebe ist, dessen Umführung (7) an der Mutter (8) der Ausgangsumsetzergruppe (8, 9, 10) starr befestigt ist, wobei die Mutter (8) und die Umführung (7) im Gehäuse (1) der Vorrichtung axial gelagert sind.

3. Elektromechanische Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß an der Schraube (9) der Ausgangsumsetzergruppe (8, 9, 10) ein in der Hohlwelle (3) des Elektromotors (2) eingeführtes Rohr (18) befestigt ist und am freiliegenden Ende des Rohres (18) eine Kappe (19) gelagert ist, die den Wandler (20) für die Verschiebung trägt.

4. Elektromechanische Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Gehäuse (14) der elastischen Akkumuliervorrichtung (26) am Vorderende der Schraube (9) befestigt ist, wobei die elastische Akkumuliervorrichtung einen Dorn (16) und ein auf diesem aufgestülptes elastisches Element (15) aufweist, wobei der Dorn (16) durch einen im Rohr (18) liegenden Stab (17) mit dem Wandler (20) für die Verschiebung verbunden ist.

5. Elektromechanische Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Umführung (7) des Untersetzungsgetriebes (6) und die Mutter (8) der Aus-

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gangsumsetzergruppe (8, 9, 10) als ein Ganzes ausgeführt sind, und das elastische Element (15) der Akkumuliervorrichtung (26) zwischen zwei Stützscheiben (24) liegt, die im Raum zwischen den beiden Axiallagern (13) begrenzt sind, durch die die Mutter (8) im Gehäuse (1) und im Flansch (10) der Ausgangsumsetζergruppe (8, 9, 10) gelagert ist.

6. Elektromechanisch* Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Stab (17) in der Hohlwelle (3) des Elektromotors (2) gelagert ist, wobei er an seinem einen Ende mit dem Wandler (20) für die Verschiebung und an seinem anderen mit der Stirnseite der Mutter (8) verbunden ist.

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