JP2015508713A - 平衡締付チャック - Google Patents

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Abstract

【課題】確実な芯合わせを保証し、同時に可及的に大きな調整範囲を有する平衡締付チャックを提供すること。【解決手段】ワークピースを芯合わせして締め付けるための平衡締付チャックであって、・ケーシングと、・互いに直径方向に対向しており、対応のクランピングジョーを収容するための2対の基本ジョーと、・前記基本ジョーを、好ましくは半径方向に、運動させるために互いに接近および離反する駆動機構と、を備える平衡締付チャックにおいて、前記駆動機構は、駆動可能な2対の連行部材を備える駆動ユニットを有し、前記連行部材は、・前記ケーシング内に、好ましくは滑動可能に、可動に支承されており、・それぞれ対ごとに互いに接近運動および離反運動可能であり、かつ・前記基本ジョーのそれぞれ1つと、互いに同じ運動成分を備えるそれぞれ1対の連行部材の相対運動が、隣接する基本ジョーの同期運動を引き起こすように連結されており、互いにそれぞれ異なる運動成分を備える連行部材の相対運動も、同じ方向で隣接する連行部材の同期運動も、隣接する基本ジョーの互いの相対運動をそれぞれ引き起こす。【選択図】図1

Description

本発明は、ケーシングと、互いに直径方向に対向しており、対応のクランピングジョー(Spannbacken)を収容するための2対の基本ジョー(Grundbacken)と、前記基本ジョーを互いに接近および離反するよう、好ましくは半径方向に、運動するための駆動機構とを備える、ワークピースを芯合わせして締め付けるための平衡締付チャックに関する。
前記形式のチャックは、4ジョーチャック(Vierbackenfutter)ないし4爪チャック(Vierbackenspannfutter)とも称される。芯合わせして締め付けるためのチャックは、とりわけ回転加工されるワークピースを工作機械内に、または機械加工のために締め付けなければならない場合には基本的に常に必要である。現代の製造環境では、回転加工とフライス加工の両方に使用することのできるクランプ装置(Spannvorrichtung)への必要性がますます高まっている。したがって本発明は、そのような使用目的のためのチャックに関する。そもそも3爪チャックではなく4爪チャックを使用することを考慮する理由は、ワークピースを把持するクランピングジョーの数が多い場合には、各個別のクランピングジョーへの点状の負荷が低減されるからである。その結果、クランピングジョーの数が多い場合には、ワークピースに作用し、したがってワークピースを変形する力が、ワークピースの周囲に均等に分散される。それにより加工後のワークピースの寸法精度が向上する。
WO2011/137884A1 DE102004001839A1
従来技術から、芯合わせして締め付ける4爪チャックが公知である。しかし4爪チャックは一般的に、円形のワークピースの締め付けにのみ適する。あるいは4つ全てのジョーが締め付けの際にワークピースを把持できるようにするため、2つのクランピングジョー平面内で鏡像対称でなければならないという欠点を有している。このような芯合わせして強固に締め付けるチャックは、ワークピース幾何形状を基準にした調整ができないため、「非円形」のワークピースでは制限的にしか実用的に使用されない。
さらに従来技術から4爪平衡締付チャックも公知であるが、このチャックも重大な欠点を有している。芯調整(ないし平衡補償)機能(Ausgleichsfunktion)を有する多くの4爪チャックでは、芯合わせした締め付けの再現精度が制限されている。
特許文献1は、例えばチャックの隣接するクランピングジョーが1つまたは複数の振り子棒(Pendelstange)を介して互いに連結されるよう構成された芯調整機能付き4爪チャックを開示する。回転対称ではないワークピースの場合は、まず第1の対のクランピングジョーがワークピースと接触され、一方、他方の対のクランピングジョーは接触せず、対応の振り子棒が偏向され、第2のクランピングジョー対がワークピースに次第に接近される。この運動力学的解決策には、駆動力とクランピングジョーとの間にレバー長を必然的に受け入れなければならないため、システムにある程度の弾性が存在し、駆動力の損失が発生するという欠点がある。部品複雑性の高いことは、このシステムをさらに潜在的に障害に対して脆弱なものとする。
4爪チャックにおける芯調整へのさらなる態様は、力締め付け(Kraftspannung)によって作動可能なチャックの領域に見られる。特許文献2は、クランプシリンダ(Spannzylinder)によって4つのクランピングジョーが円錐形の摺動面に沿って引張される4爪チャックを開示する。液圧的または機械的に及ぼされる力の方向転換は、円錐形の(複数)調整エレメントを締め付け方向とは反対の方向に移動させ、これらの調整エレメントは、まだ接触していないクランピングジョーがワークピースに接近するのを可能にする。このシステムでは、最大可能調整経路が極端に小さく、クランプ装置全体の構造サイズが特定の使用目的に対しては許容できないほど大きいことがとりわけ欠点と見なされる。さらにこのシステムは、手動クランプ作動に適している。
これらを背景にして本発明の基礎とする課題は、前記欠点を可及的に十分に緩和するチャックを提供することである。とりわけ本発明の基礎とする課題は、確実な芯合わせを保証し、同時に可及的に大きな調整範囲を有する平衡締付チャック(Ausgleichsspannfutter)を提供することである。
本発明は、この基礎とする課題を冒頭に述べた形式の平衡締付チャックにおいて、駆動機構が、駆動可能な2対の連行部材(Mitnehmer)を備える駆動ユニットを有し、該連行部材は、ケーシング内に、好ましくは滑動可能に、特に好ましくは遊び無しで、可動に支承されており、前記連行部材は、それぞれ対ごとに互いに接近運動および離反運動可能であり、前記連行部材は前記基本ジョーのそれぞれ1つと、互いに同じ運動成分を備えるそれぞれ1対の連行部材の相対運動が、隣接する基本ジョーの同期運動を引き起こすように連結されており、互いにそれぞれ異なる運動成分を備える隣接する連行部材の相対運動も、同じ方向で隣接する連行部材の同期運動も、隣接する基本ジョーの互いの相対運動をそれぞれ引き起こす、ことによって解決される。同期運動とは、基本ジョーを基準にして、これらの基本ジョーが同時にかつ同じ速さで共通に、好ましくは半径方向に、互いに接近運動および互いに離反運動することであると理解される。
第1の視点で本発明は、それぞれ直径方向に対向する基本ジョーに割り当てられた連行部材が、それぞれ相対的に互いに固定的であるようさらに構成される。本発明は、それぞれ1対の連行部材を相互に固定的に結合(starre Kopplung)することにより、連行部材対の相対的可動性との組合せで、駆動ユニットの駆動によって2つの対が互いに相対的に運動できるようになる、という知識を利用する。これにより2つの連行部材対が相対的相互に(同じ運動成分で)同時に運動する際に、4つ全ての基本ジョーが同じ態様で半径方向に、互いに接近運動および互いに離反運動する。さらにケーシング内での駆動ユニットの可動性は、調整運動(Ausgleichsbewegung)、すなわち基本ジョー相互の相対運動を、完全に回転対称ではないワークピースがチャックに装填された場合に可能にする。本発明の利点および本発明による作用態様は、以下の2つのケースシナリオから明らかとなる:連行部材が基本ジョーのそれぞれ1つと、2対の連行部材の互いの相対運動、すなわち2つの連行部材対の運動および隣接する基本ジョーの同じ態様での運動を同時に引き起こすように連結されていることによって、基本ジョーの何れもがその運動を阻止されない限り、全ての基本ジョーが芯合わせされた締め付け運動を行う。しかし2つの基本ジョー対のうち第1の対がワークピースと接触していると、その対の運動が阻止される。しかしながらこれによって連行部材対のさらなる相対運動は阻止されず、前記の連結(Kopplung)により、クランピングジョーないし基本ジョーは妨害が発生するまで互いに中心へ接近運動する。より正確に言えば、直径方向に対向する基本ジョーは、常に中心へ互いに接近運動する。したがって例えばワークピースに達することにより、第1の基本ジョー対の妨害が発生すると、ワークピースはこの平面内で既に芯合わせされている。第2の基本ジョー対のさらなる運動は、連行部材対が可動に、好ましくは滑動可能に、特に好ましくは遊び無しで、ケーシング内で逃げる(ausweichen)ことによって可能になる。したがって連行部材対の一方がクランプ位置(Spannlage)に達したため停止している間、第2の連行部材対は第1の連行部材対に対して相対的にさらに運動し、芯合わせを補償および確保する(すなわち、芯の平衡を取る)ために駆動ユニットは共に運動される。
連行部材が同じ方向に純粋に同期(スライド)運動し、同時に連行部材の互いの相対運動が存在しない場合、一方の基本ジョー対は中心に対して常に対称に、すなわち中心へ内側に向かって、他方の基本ジョー対は中心に対して対称に外側に向かって運動する。駆動ユニットを本発明にしたがって準備し、連行部材と基本ジョーを相応に連結することにより、締め付けの芯合わせに関して非常に高い再現精度が達成される。基本ジョー相互の最大調整幅は、ケーシング内での連行部材対の運動遊び(Bewegungsspiel)の大きさにとって重要である。したがってそれは、広い限界内で変化することができる。
本発明は有利には、駆動機構が、駆動ユニットと連結されたリンク式駆動機構(Kulissengetriebe)を有することによりさらに構成される。ここでリンク式駆動機構とは、駆動力を伝達するために互いに接続された複数の駆動機構メンバであると理解され、それらのうちの1つ、複数または全ての駆動機構メンバは、それぞれリンクガイド(Kulissenfuehrung)内で案内され、可動である。特に好ましくは第1の視点による本発明の枠内では、リンク式駆動機構が設けられており、このリンク式駆動機構は専ら並進的に運動する、とりわけ線形に摺動する駆動機構メンバを有する。このようなリンク式駆動機構を設けることから得られる利点は、リンク式駆動機構を介する伝達を、非常に直接的にかつ非常に高いシステム剛性をもって実行できることである。さらにリンクガイドと、リンクガイド内で摺動する対応の駆動機構メンバは、比較的簡単な製造技術的手段、例えばフライス加工によって作製可能であり、それにもかかわらず高い製造精度を保証することができる。
本発明の好ましい一実施形態では、連行部材が第1の水平の平面内で第1の軸に対して平行に可動であり、基本ジョーはこの第1の平面に対して平行な基本ジョー平面内で可動である。駆動する連行部材と基本ジョーとを水平の平面内で互いに平行に配向することの利点は、従来技術からの同等のチャックと比較して非常に小さな構造高さを達成できることである。
好ましくは前記連行部材は第1の連行部材であり、平衡締付チャックは、ケーシング内に滑動可能に、好ましくは遊び無しで、支承された第2の連行部材の組を有している。好ましくは第2の連行部材のそれぞれ1つは、一方では第1の連行部材の1つと、他方では基本ジョーの1つと、第1の連行部材の運動が第2の連行部材によって基本ジョーの運動に変換されるように係合している。特に好ましくは第2の連行部材は、第2の水平の平面内で第2の軸に対して平行に可動である。第2の平面は好ましくは、第1の平面と基本ジョー平面との間に配置されている。第2の軸は好ましくは、第1の軸に対して実質的に直角に配向されており、さらに好ましくは第1の平面までの第2の平面の間隔だけ第1の軸からオフセットされている。
第1の連行部材が線形運動する場合、大多数の駆動機構構成では第1の連行部材の方向に作用する駆動力を基本ジョーの半径方向の運動に伝達するために第2の方向転換運動が必要である。このことを、提案された実施例にしたがい第2の連行部材の組によって同様に水平の平面内で実行することにより、本発明の解決策における構造高さの小さいことの利点がさらに強調される。
基本ジョーは、好ましい一実施形態ではそれぞれ1つのリンク(Kulisse)を、とりわけクランピングジョーに対する連結部分とは反対の側に有し、このリンク内では第2の連行部材の1つの対応する突出部(Vorsprung)がそれぞれ、好ましくは遊び無しで、案内される。
さらなる好ましい一実施形態では、第2の連行部材がそれぞれ1つのリンクを有し、このリンク内では第1の連行部材の1つの対応する突出部が、とりわけ遊び無しで、案内される。
好ましくはリンクは、第2の連行部材の突出部に対向する側で第1の連行部材の上に形成されている。
本発明のさらなる好ましい一実施形態では、駆動ユニットが、駆動スピンドルと、この駆動スピンドルに対応のネジによって係合した2つのキャリッジとを有する。スピンドルは経済的に製造でき、簡単な機械的手段により機械的または電動的に駆動することができる。したがって本発明の原理は、手動クランプ作動にもパワーアシスト式のクランプ作動にも適する。
駆動スピンドルと第1のキャリッジは好ましくは、それらの係合領域に第1のネジ勾配を有し、一方、駆動スピンドルと第2のキャリッジは、それらの係合領域に前記第1のネジ勾配とは異なる、好ましくは前記第1のネジ勾配とは反対方向の、第2のネジ勾配を有する。ネジがそれぞれ反対方向に配向されていることにより、すなわち例えば第1のネジが左スロープを有し、第2のネジが右スロープを有する、またはその反対であることにより、2つのキャリッジは、クランプ作動が妨害されない場合、互いに相対的に接近運動し、一方、駆動ユニットの質量重心は全体として位置固定のままである。質量ユニットの質量重心が移動しない限り、駆動ユニットの個々のキャリッジおよび連行部材が互いに相対的に移動できたとしても、本発明では駆動ユニット全体は移動されないことが前提にされる。
好ましくは第1の連行部材の第1の対は、駆動ユニットの第1のキャリッジに固定的に配置されており、第1の連行部材の第2の対は駆動ユニットの第2のキャリッジに固定的に配置されている。
好ましくは第1の連行部材の対(複数)は、それぞれ直径方向に対向した基本ジョーに割り当てられている。さらに好ましくは、第1の連行部材の対は駆動スピンドルを基準にして互いに十字形に対向して配置されている。
本発明のさらなる好ましい一実施形態によれば、駆動スピンドルと(第1の)連行部材の運動方向とは互いに平行に配向されている。
さらなる好ましい一実施形態によれば(第1の)連行部材は好ましくは、当該連行部材に設けられた案内手段によってケーシング内に、好ましくは滑動可能に、特に好ましくは遊び無しで、可動に支承されている。第1の連行部材に対する案内手段を駆動ユニットの案内にも使用することにより、駆動ユニットおよび殊にマルチピースの駆動キャリッジ並びに駆動スピンドルに関して、案内手段を省略することができる。これによりこの構成体の構造がさらに簡素化される。
本発明は第2の視点にしたがい、それぞれ直径方向に対向する基本ジョーに割り当てられた連行部材が、それぞれ反対方向に同期して互いに可動であることによってさらに改善される。上記第1の側面による平衡締付チャックでは、直径方向に対向するそれぞれ1対の連行部材が互いに固定的に配置されているが(これにより、それぞれ隣接して配置され互いに接近運動ないし離反運動することのできる1対の連行部材が互いに接近運動され、一方、それぞれ隣接する他方の連行部材は互いに離反運動される)、第2の側面によれば駆動ユニットの駆動の際に2つの連行部材対は互いに接近運動する。これによりそれぞれ直径方向に対向する連行部材も同期して共に運動する。しかし第2の側面による本発明は、第1の側面による本発明と実質的に同じ利点を有する。したがってこれに関しては前記の実施形態を参照されたい。
好ましくは第2の視点によれば、互いに直径方向に対向する連行部材は、好ましくは垂直軸を中心に旋回可能な、連結部材によってそれぞれ互いに連結されている。第1の側面による平衡締付チャックでは、旋回可能なエレメントの形態の連結部材を省略することができるが、第2の側面ではこれが設けられている。これによりシステム剛性の僅かな損失を潜在的に受け入れなければならないが、この損失は、4つの連行部材が方向転換によって互いに完全に対称に運動することによって補償される。これにより全体として駆動ユニットの駆動機構の簡単な構造が実現される。加えて締め付けの際の芯合わせがさらに改善される。好ましくは連行部材のそれぞれ1つは基本ジョーの1つと、連行部材の運動が基本ジョーの運動に直接変換されるように係合している。この実施形態では、直径方向に対向する連行部材の旋回可能な連結の利点が特に顕著であり、第2の連行部材平面を省略することができる。これにより駆動ユニットの駆動機構は比較的に少数の可動部品を有する。
好ましくは基本ジョーはそれぞれ1つのリンクを有し、このリンク内では連行部材の1つの対応の突出部が、好ましくは遊び無しで、案内される。この点で第2の視点によるこの実施形態は本発明の第1の視点による実施形態にも類似しており、相違点は、基本ジョーのリンクでは第2の連行部材ではなく、平衡締付チャックの(第1の)連行部材が直接係合することである。
さらなる好ましい一実施形態では、駆動ユニットが各連行部材に対して別個のキャリッジを有し、各連行部材はそれぞれのキャリッジに固定的に配置されている。この点でも本発明の第2の視点による実施形態は、第1の視点により実施形態とは異なる。第2の視点によれば、2つの連行部材が1つのキャリッジにそれぞれ固定的に互いに結合されるのではなく、4つ全ての連行部材が別個のキャリッジに配置されている。直径方向に対向する連行部材を連結部材によって連結することにより、第3と第4のキャリッジがそれぞれ第1と第2のキャリッジに同期して共に運動する。第3と第4のキャリッジの収容および支承に関しては、本発明の第1の視点による実施形態での第1と第2のキャリッジに対するのと同じ技術的実現が当てはまる。
本発明の第3の視点によれば、平衡締付チャックの駆動形式がさらに構成される。本発明の第1および第2の視点との多くの共通の視点に関しては、前記の好ましい実施形態を参照されたい。これらの実施形態は、さらに以下の図面からも明らかとなる。
この視点にしたがい改善された平衡締付チャックも同様に駆動ユニットを有し、この駆動ユニットは、工作機械のパワークランプユニットに接続するように構成された駆動ピストンを有する。駆動ピストンは、ストロークピストンまたはチャックピストンとも称される。好ましくは駆動ピストンはピストンエレメントを収容するように構成されており、このピストンエレメントは、工作機械のパワークランプユニットのドローチューブ(Zugrohr)と接続することができる。これは例えば引張ネジとすることができ、そのネジヘッドは駆動ピストンの内側で切欠部に収容されており、パワークランプユニットからの引張力を駆動ピストンにストローク軸Hの方向で伝達することができるようにショルダに対して支持されている。市販されている多数の種々の工作機械は、部分的に互いに異なるドローチューブないし引張ロッド(Zugstange)を有する。したがって本発明の平衡締付チャックを接続するために、その代わりにまたは加えて、駆動ピストンにドローチューブアダプタを接続することができ、このドローチューブアダプタは、パワークランプユニットの締め付け力を伝達するために駆動ピストンを把持し、駆動力を伝達するためにパワークランプユニットのドローチューブないし引張ロッドと接続することができる。
本発明の好ましい一実施形態では、ストローク軸Hの方向に可動の駆動ピストンが好ましくは、ストローク軸Hの方向以外の運動が可及的に十分に阻止されるよう平衡締付チャック内で案内され、収容されている。このことは、チャックの遊びの少ないこと、ないし遊びの無いことに寄与する。さらに駆動ユニットは好ましくは第1と第2のスライド部品を有し、これらのスライド部品はそれぞれ所定の角度で、好ましくはストローク軸Hに対して直角に、可動であり、好ましくは駆動ピストンの対応の切欠部内で案内される。これらのスライド部品は、キャリッジの形態で構成することができ、対応する溝内で滑動可能に案内され、収容することができる。
好ましくはスライド部品は連行部材と、ストローク軸Hの方向での駆動ピストンの運動が(ストローク軸を基準にして)直径方向に対向する2つの連行部材または1つの連行部材の運動を引き起こすように連結されている。
有利な一改善形態ではスライド部品がそれぞれ突出部を有し、これらの突出部は連行部材とリンク状に、ストローク軸Hの方向でのそれぞれのスライド部品の運動が、このスライド部品と連結された連行部材の、前記ストローク軸Hに対して直角の相対運動を引き起こすように連結されている。複数の連行部材相互の(第1の視点による)相互作用、または連行部材と基本ジョーとの相互作用(第1および第2の視点)により既に信頼されているこの形式のリンク式案内は、本発明の第3の視点による平衡締付チャックでも、連行部材の遊びの無い運動に貢献する。
さらなる好ましい一実施形態では、スライド部品がストローク軸Hを基準にして互いに(直径方向に)対向して配置されており、1つまたは複数の連結部材によって接続されており、反対方向に同期して互いに可動である。スライド部品の連結および反対方向での同期運動は、実質的に以下の効果を有する:すなわち、駆動ピストンがストローク軸Hの方向に運動する際に、リンク状の案内部およびこれに係合したスライド部品の突出部によって、まず連行部材が同期して互いに接近運動または離反運動する。直径方向に対向する2つの連行部材が、例えばクランプすべきワークピースへの当接によりブロックされると、駆動ピストンがストローク軸Hの方向に駆動運動を継続する場合、スライド部品はそれらの案内に基づいて、駆動ピストンに対して相対的に側方に運動する。これらの相互の連結に基づき、第1のスライド部品の一方の方向での運動は、反対方向への第2のスライド部品の同期運動を、好ましくは同じ速度で、引き起こす。これによりさらに、直径方向に互いに対向するブロックされない連行部材は、他方の対の連行部材がブロックされたにもかかわらずさらに運動し、これによりワークピースが完全に締め付けられ、芯合わせされて装填される。最大調整経路、ないし連行部材間の、すなわち平衡締付チャックの基本ジョー間の最大経路差の値的な大きさは、この(第3の)視点による平衡締付チャックの場合、調整経路の長さ、ないしスライド部品の互いの相対的可動性の大きさに決定的に依存している。このことはさらに、スライド部品を接続する連結部材の形式と長さによって特に決定される。
本発明を以下、好ましい実施例に基づき、添付図面を参照して詳細に説明する。
本発明の好ましい実施例による一平衡締付チャックの全体図である。 部分的な組立状態にある図1の平衡締付チャックの斜視図である。 さらなる部分的な組立状態にある図1と2の平衡締付チャックの斜視図である。 さらなる部分的な組立状態にある図1から3の平衡締付チャックの斜視図である。 図4の駆動ユニットの分解図である。 図1から3の平衡締付チャックおよび図4と5の駆動ユニットの部分の分解図である。 前記図面による平衡締付チャックの一部分のさらなる斜視図である。 部分的に組み立てられた前記図面による平衡締付チャックのさらなる斜視図である。 前記図面による平衡締付チャックが部分的に組み立てられた状態のさらなる斜視図である。 第1の作動状態における前記図面による平衡締付チャックの様々な図(10a〜d)の1つである。 第1の作動状態における前記図面による平衡締付チャックの様々な図(10a〜d)の1つである。 第1の作動状態における前記図面による平衡締付チャックの様々な図(10a〜d)の1つである。 第1の作動状態における前記図面による平衡締付チャックの様々な図(10a〜d)の1つである。 第2の作動状態における前記図面による平衡締付チャックの様々な図(11a〜d)の1つである。 第2の作動状態における前記図面による平衡締付チャックの様々な図(11a〜d)の1つである。 第2の作動状態における前記図面による平衡締付チャックの様々な図(11a〜d)の1つである。 第2の作動状態における前記図面による平衡締付チャックの様々な図(11a〜d)の1つである。 第3の作動状態における前記図面による平衡締付チャックの様々な図(12a〜d)の1つである。 第3の作動状態における前記図面による平衡締付チャックの様々な図(12a〜d)の1つである。 第3の作動状態における前記図面による平衡締付チャックの様々な図(12a〜d)の1つである。 第3の作動状態における前記図面による平衡締付チャックの様々な図(12a〜d)の1つである。 第4の作動状態における前記図面による平衡締付チャックの様々な図(13a〜d)の1つである。 第4の作動状態における前記図面による平衡締付チャックの様々な図(13a〜d)の1つである。 第4の作動状態における前記図面による平衡締付チャックの様々な図(13a〜d)の1つである。 第4の作動状態におけるある前記図面による平衡締付チャックの様々な図(13a〜d)の1つである。 第5の作動状態における前記図面による平衡締付チャックの様々な図(14a〜d)の1つである。 第5の作動状態における前記図面による平衡締付チャックの様々な図(14a〜d)の1つである。 第5の作動状態における前記図面による平衡締付チャックの様々な図(14a〜d)の1つである。 第5の作動状態における前記図面による平衡締付チャックの様々な図(14a〜d)の1つである。 本発明の第2実施例による部分的に組み立てられた平衡締付チャックの斜視図である。 図15の平衡締付チャックの一部分のさらなる斜視図である。 図15と16による平衡締付チャックの一部分のさらなる斜視図である。 第1の作動状態における図15から17による平衡締付チャックの様々な図の1つである。 第1の作動状態における図15から17による平衡締付チャックの様々な図の1つである。 第2の作動状態における図15から18による平衡締付チャックの様々な図である。 第2の作動状態における図15から18による平衡締付チャックの様々な図の1つである。 第3の作動状態における図15から19による平衡締付チャックの様々な図の1つである。 第3の作動状態における図15から19による平衡締付チャックの様々な図の1つである。 第4の作動状態における図15から20による平衡締付チャックの図である。 本発明の第3実施例による部分的に組み立てられた平衡締付チャックの斜視図である。 図22の平衡締付チャックの一部部分のさらなる斜視図である。 図22の平衡締付チャックの一部部分のさらなる斜視図である。 別の作動状態における図21の平衡締付チャックの図23a,bに対応する図である。 別の作動状態における図21の平衡締付チャックの図23a,bに対応する図である。 第1の作動状態における図22から24の平衡締付チャックの一部分の平面図である。 第2の作動状態における図25の平衡締付チャックの平面図である。 第3の作動状態における図21から26の平衡締付チャックの平面図である。 第4の作動状態における図21から27の平衡締付チャックの平面図である。 第4の作動状態における図21から28の平衡締付チャックの一部分のさらなる斜視図である。
図1は、本発明の好ましい第1実施例による平衡締付チャック1を示す。平衡締付チャック1はケーシング3を有する。ケーシング3は、下方ケーシング部分5と上方ケーシング部分7に分割されている。下方ケーシング部分5は、機能的に駆動ユニット11を収容するように構成されている。上方ケーシング部分7は、機能的に複数の基本ジョー9を収容するように構成されている。図1に図示された完全な組立状態では、全部で4つの基本ジョー9が対で互いに対向しており、相互に芯合わせして配向されており、ケーシング部分7の対応の切欠部に装填されている。基本ジョー9は線形に滑動可能に、好ましくは遊び無しで、ケーシング3の上方ケーシング部分7内に案内される。案内のために、それぞれ平行に形成された案内レールと対応する相応の突出部13a,bが用いられる。基本ジョーは、図1では上方に向けられた外側面の上にそれぞれ連結手段15を、対応して構成されたクランピングジョーを接続するために有する。
ケーシング3の下方ケーシング部分5は、駆動ユニット11にスペースを提供する。ケーシング3にある側方の切欠部17は、駆動スピンドル19へのアクセスを可能にするよう構成されている。この駆動スピンドルは、切欠部17を通って外側へ伸張している。図1に図示された平衡締付チャックの組立状態は、図2に図示された状態とは、図2の図示ではケーシング3の下方部分5だけが駆動ユニット11と共に図示されている点で異なっている。
ケーシング3は、その内側に収容部21を有し、この収容部内に駆動ユニット11が滑動可能に、とりわけ遊び無しで支承されている。駆動ユニット11は、好ましくは切欠部17を基準にして遠位側の第1のストッパ面23と、好ましくは切欠部17に対して近位側の第2のストッパ面25との間を往復運動することができる。駆動ユニットに関する詳細については、後で図4と図5で詳しく立ち入る。
図3の部分図では、図2ではケーシング3の下方部分5の内部に図示されていた駆動ユニット11が取り除かれている。したがって、ストッパ面23,25の間で駆動ユニット11をそれらのスライド可能方向で案内するための複数の切欠部27a〜dを見ることができる。互いに対向する切欠部27a,d;27b,cの間には2つのスライドレール29a,bが設けられている。これらのスライドレール29a,bは、駆動ユニット11とケーシング3との間に可及的に小さな摩擦値を提供するように構成されており、これにより可及的に小さな力でスライド運動を実現することができる。
図4には駆動ユニット11が詳細に図示されている。駆動ユニット11は、組立状態でケーシング3の切欠部17を通って伸張する駆動スピンドル19の端部に、ヘッド部分31を有する。ヘッド部分31は、工具鍵(Werkzeugschluessel)と係合するよう構成されている。
駆動スピンドル19は、第1の領域では第1のネジ部分によって第1のキャリッジ33(スライド部材)と力伝達するよう接続され、第2の領域では第2のネジ部分によって第2のキャリッジ35と力伝達するよう接続されている。駆動スピンドル19の回転駆動によってヘッド部分31を介して、第1のキャリッジ33と第2のキャリッジ35が、反対方向のネジ勾配に基づき相対的に互いに運動する。
駆動ユニット11は、全部で4つの第1の連行部材37a〜dを有する。第2のキャリッジ35に対する第1のキャリッジ33の相対運動によって、連行部材37a,cは連行部材37b,dに対して相対的に運動する。したがって、第1の連行部材37a,cの第1の対は互いに固定的に、かつ第2の駆動キャリッジ35と強固に接続されており、一方、第1の連行部材37b,dの第2の対は互いに固定的に、かつ駆動ユニット11の第1のキャリッジ33と強固に接続されている。
図4にはさらに2つのキャリッジレール39a,bが図示されており、これらのキャリッジレールは、連行部材をケーシング3内部で付加的に支持し、それらの運動の際に案内する。連行部材37a〜dは、図4では下側にそれぞれ(部分的に隠されている)突出部41を有し、これらの突出部は案内部(切欠部)27a〜dに対応して構成されており、遊び無しでこれらの中でスライドすることができる。駆動ユニットのさらなる詳細は図5から明らかである。
図5には、駆動ユニット11のキャリッジ33,35への連行部材37a〜dの連結部(Kopplung)が図示されている。連行部材37a,cは、対応して構成された溝43aと突出部43bによって第2のキャリッジ35と連結可能である。同じように連行部材37b,dは、対応の溝45aと突出部45bによって駆動ユニット11の第1のキャリッジ33と連結可能である。連行部材37a〜dは、図5ではその上方側面にそれぞれ1つの突出部47a〜dを有する。互いに相対的に可動の連行部材37a,bの隣接する突出部47a,bは、互いに平行に配向されている。互いに相対的に可動の連行部材37c,dの突出部47c,dも同様に互いに平行に配向されている。
図4と5で詳細に説明された駆動ユニット11は、既に図2に示したように、図6の図示ではケーシング3に装填されている。平衡締付チャック1のケーシング3の下方部分5の上には、全部で4つの第2の連行部材(以下、「第2の連行要素」という)51a〜dが図示されている。第2の連行要素51a〜dはそれらの下側にそれぞれ1つの切欠部49a〜dを有する。切欠部49a〜dはリンク式案内部として用いられ、第1の連行部材37a〜d(図5)の対応の突出部47a〜dを、好ましくは遊び無しで、収容するように構成されている。第2の連行要素51a〜dは、切欠部49a〜dに対向する側にそれぞれ1つの突出部53a〜dを有する。
第1の連行部材37a〜d(図4,5)は、ケーシング3の切欠部21(図2)内で第1の方向に、好ましくは第1の運動軸に対して平行に移動可能であり、一方、第2の連行要素51a〜dは、第1の軸とは異なる第2の方向に、好ましくは第1の軸方向に対して直交して移動可能である。このことは、第2の連行要素51a〜dが対応の案内部に装填され、これらの案内部が切欠部55a,bとしてケーシング3の上方部分7の下側にはめ込まれていることによって達成される。第2の連行要素51a,bは例えば切欠部55b内に可動に案内され、一方、第2の連行要素51c,dは切欠部55a内に可動に案内され、それぞれ好ましくは遊び無しで、案内される。
図7からさらに明らかなように、切欠部55a,bからは切通部(Durchbrueche)がケーシング3に導入されている。この切通部は基本ジョー9a〜dを収容するための切欠部にまで伸張している。これらの切通部は参照符号57a〜dにより示されている。
ケーシング3の上方部分7は、例えば図1の平衡締付チャックの配向を基準にして図7では下方から斜めに見て図示されており、一方、これは図8では上方から斜めに見て図示されている。基本ジョー9a〜dは、図8によれば、そのために設けられたケーシング3の案内切欠部に部分的に挿入されている。図8では部分的に、基本ジョー9a〜dが、組立状態では切通部57a〜dに指向する側にそれぞれ1つの切欠部59a〜dを有することが分かる。これらの切欠部59a〜dは、第2の連行要素51a〜dの突出部53a〜d(図6)に対する収容部として、好ましくはリンク式案内部として用いられる。切欠部55a,bにより設定された第2の運動方向での第2の連行要素51a〜dの運動は、基本ジョー9a〜dとの連結によって、基本ジョー9a〜dを収容する対応の切欠部の方向での運動に変換される。
ケーシング3の上方部分5と下方部分7を図9に示すように統合することにより、図1による完全な組立状態が形成される。固定は、例えば図9に示すように1つまたは複数のネジ接続61によって行うことができる。
図1から9は本発明による平衡締付チャック1の構造を示すが、以降の図10から14は個々のコンポーネントのとりわけ機能的な相互作用を示す。
図10a〜dでは、関連して参照される図1から10のチャックのいくつかの構造的部品の参照符号が再度示されているが、分かりやすくするため図11a〜d、12a〜d、13a〜dおよび14a〜dでは、平衡締付チャック1の駆動機構の部品ないしこれと共同作用する部品にだけ参照符号が付されている。
図10a〜dには、平衡締付チャック1が第1の作動位置で図示されている。第1の作動位置は、基本ジョー9a〜dが最大に広く開放した位置、すなわち互いに離反運動した位置に対応する。図10aから明らかなように、駆動ユニット11は駆動スピンドル19の駆動によって、第1の連行部材37a,cの第1の対と第1の連行部材37b,dの第2の対とがそれぞれ第1の終端位置に留まるように運動されている。第1の連行部材37aはストッパ面23と当接しており、一方、第1の連行部材37dは対向するストッパ面25と当接している。
第1の連行部材37a〜dにそれらのリンク式案内部によって係合している第2の連行要素51a〜dは、この状態では(第2の連行要素51a,dの)左終端位置ないし(第2の連行要素51b,cの)右終端位置にもたらされている(図10b)。
第1の連行部材は、軸Aの方向に対して平行の走行によってそれぞれの位置にもたらされており、一方、第2の連行要素51a〜dは、軸Bの方向に対して平行の対応の走行によって図示の位置に移動されている。
図10cに図示された基本ジョー9a〜dは共通の中心点Zに向けて配向されており、軸C1とC2の方向での運動によって図示の終端位置にもたらされている。この終端位置で基本ジョーは好ましくは、中心点Zに対して全て同じ間隔を有する。これにより、平衡締付チャック1の図10に示した状態が得られる。
駆動ユニット11が図10a〜dから出発して作動されると、基本的に4つ全ての第1の連行部材37a〜dは、これらがその運動を阻止されない限り運動することができる。ここで第1の連行部材37a,cは軸Aの方向で下方へ運動し、一方、第1の連行部材37b,dは軸Aの方向で上方へ運動することとなる。これに対して連行部材37a,cの運動が阻止されると、これらは駆動スピンドル19の作動の際にそれらの位置に留まり、連行部材37b,dだけが運動する。この状態が図11a〜dに図示されている。連行部材37b,dは矢印P1の方向に軸Aに沿って上方へ移動されている。連行部材対の1つだけが相対運動する結果、駆動ユニット11は対応して矢印P1の方向に、図10の状態と比較して移動されており、それらの質量重心は移動している。
第1の連行部材は第2の連行要素51a〜dと連結されているので、図11bで第2の連行要素51a,cは、図10bと同じ位置にあって変化していない。しかしながら第2の連行要素51b,dは、矢印P2ないしP3の方向に軸Bに沿って左ないし右に移動している。第1の連行部材37a〜dでの、すなわち第2の連行要素51a〜dのこれに対応する突出部での設定角度は、第2の連行要素51b,dと第2の連行要素51a,cとが、第1の連行部材37b,dないし37a,cが運動されるときに、それぞれちょうど同じ幅だけ運動するように選択されている。
図11cとdから分かるように、第2の連行要素51b,dと連結された基本ジョー9b,dはそれぞれ同じ幅だけチャック中心点Zの方向に移動している。したがって隣接する基本ジョー9a,bないし9b,cないし9c,dないし9d,aの間の相対運動は、駆動ユニット11が切欠部21内に可動に支承されており、図10の状態から図11の状態へ移動することができることによって可能になっている。
図11の状態へ運動することの代わりに、図10の基本位置から出発して図12a〜dの状態へもたらすこともできる。図12aには、第1の連行部材37b,dの位置が図10aと比較して変化せずに留まり、しかしながら一方では、第1の連行部材37a,cが図10aのそれらの終端位置から図12aによる対向する終端位置にもたらされており、これにより第1の連行部材37cがストッパ面25に、第1の連行部材37dと同じように当接していることが図示されている。したがって連行部材37a,cは、これらを接続するキャリッジと共に矢印P6の方向に軸Aに沿って移動している。
したがって図12bは、第2の連行要素51b,dが変化せずに、既に図10に示した位置に留まっており、すなわち完全に左(第2の連行要素51d)ないし完全に右(第2の連行要素51b)にあることを示す。しかし第1の連行部材37a,cの相対運動に基づき、第2の連行要素51aは矢印P7の方向に、第2の連行要素51cは矢印P8の方向に右ないし左へ移動されている。切欠部21のストッパ面による制限に基づき、図12c,dで基本ジョー9a,cはそれらの中心点Zに可及的に接近した位置にあり、一方、基本ジョー9a,cは矢印P9とP10の方向にそれぞれ軸C1に沿って内側へ走行している。ここから、基本ジョー対9a,cないし9b,dの最も大きな不均等な調整が、隣接する第1の連行部材37a,cないし37c,dが切欠部21を制限するストッパ面23,25の1つに共通に当接する状態によって互いに決定されることが分かる。
図13a〜dは、図11と12による2つの状態から観念的に統合され、例えば図12a〜dで達せられた状態から駆動ユニット11の駆動を継続した場合に得られる作動状態を示す。連行部材37a,cの走行に加えて、切欠部21内での駆動ユニット11のさらなる運動およびさらなる回避ないしスライドによって連行部材37a,cに対する連行部材37b,dの相対運動が達成され、これによって連行部材37a,cの対が矢印P6方向に走行しており、一方、連行部材37b,dの他方の対は矢印P1の方向に走行される。このことは、図13bに示された第2の連行要素51a〜dの状態にも示されている。第2の連行要素51a,cは矢印P7,P8の方向に走行しており、一方、第2の連行要素51b,dは軸Bの方向に移動されている。
したがって図13cと13dは基本ジョー9a〜dの状態を示す。この状態では、基本ジョー9a,cが矢印P9,P10の方向に共通の中心点Zに向かって移動されており、基本ジョー9b,dは矢印P4,P5の方向に中心点Zに向かって接近運動されている。
最後に図14a〜dは、図10a〜dの状態に対して反対方向での平衡締付チャック1の終端状態を示す。図14a〜dの状態では、第1の連行部材37a,cが矢印P6の方向に、最大クランプ位置に相当する第2の終端位置に移動されている。第1の連行部材37b,dは、矢印P11の方向で軸Aの方向に第2の終端位置へ、すなわち第1の連行部材37bがストッパ面23と当接されるまで移動されている。したがって第2の連行要素51b,dの対も、第2の連行要素51a,cの対も、軸Bの方向にそれぞれ最大の幅(ストローク)で互いに接近運動されている。これは、矢印P7,P8を中心にする第2の連行要素51a,cの運動と、矢印P12,P13の方向での第2の連行要素51b,dの運動に相当する。
図14c,dから分かるように、図14の状態では基本ジョー19a,cの対も、基本ジョー9b,dの対も、その最大クランプ位置にあり、平衡締付チャック1の中心点Zを基準にして可及的に接近して配置されている。
前記の記述から明らかなように、第1の連行部材37a〜d、第2の連行要素51a〜dおよび基本ジョー9a〜dを含む駆動機構は、互いに対向する基本ジョーに関して何時でも芯合わせされた運動を保証し、隣接する基本ジョーの互いの相対運動に関しても大きな調整可能性を保証する。運動される全ての駆動機構メンバは水平方向に運動され、大部分は扁平体として構成されているから(特に連行部材37a〜dと51a〜d)、その構造高さの点で非常にコンパクトな平衡締付チャック1が提供され、さらにこの平衡締付チャックは、レバー比が非常に小さいので優れた力伝達を保証する。さらに、力を連行部材37a〜dに導入するための駆動スピンドルを備える駆動ユニットの直接的な構造は、手動によるクランプ作動も、電動サポートによるクランプ作動も可能にする。
図15から21は、本発明の第2の視点により構成された第2実施例の平衡締付チャック101に対するものである。好ましい第2実施例による平衡締付チャック101の重要な特質は、第1実施例による前記平衡締付チャック1の機能と同じ、ないしこれらに類似する。機能的な相違点は、駆動ユニットの正確な作用にあり、これに集中して以下に説明する。
平衡締付チャック101は駆動ユニット111を有する。駆動ユニット111は、好ましくは遊び無しで、ケーシング103の下方ケーシング部分105にある対応の切欠部内に滑動可能に支承されている。(図示しない)上方ケーシング部分は、複数の基本ジョー109a〜dを収容するように構成されている。図15によれば、全部で4つの基本ジョー109a〜dが対で互いに対向し、互いに芯合わせされて配向され、ケーシングの対応の切欠部内にはめ込まれている。基本ジョー109は線形に滑動可能に、好ましくは遊び無しで、ケーシング103内で案内される。案内のために、図1から14の平衡締付チャック1の場合と同じように、それぞれ平行に構成された案内レールと相応に対応する突出部が用いられる。基本ジョー109は、図15では上方に向けられたその外側面の上にそれぞれ、対応して構成されたクランピングジョーと接続するために連結手段を有する。
駆動ユニット111は駆動スピンドル119を有し、その係合部分は鍵も含めて下方ケーシング部分105の切欠部117を貫通して伸張している。駆動スピンドル119は、第1のネジ部分によって第1のキャリッジ133と接続され、第2のネジ部分によって第2のキャリッジ135と接続されている。キャリッジ133,135は、好ましくは遊び無しで、滑動可能にケーシング103内に支承されている。
第1のキャリッジ133には、第1の連行部材137aが対応の突出部と共に固定的に配置されている。第2のキャリッジ135には、さらなる第1の連行部材137dが対応の突出部と共に固定的に配置されている。連行部材137a,dは、駆動スピンドル119の駆動によって互いに接近運動および離反運動することができる。連行部材137a,dはそれぞれ、それらに割り当てられた基本ジョー109a,dと係合している。連行部材137a,dと基本ジョー109a,dとの間にはそれぞれ1つのリンク式案内部が形成されており、このリンク式案内部は、連行部材137の運動を基本ジョー109の半径方向の運動に変換する。
さらに第2実施例による平衡締付チャック101の実施形態は、第3のキャリッジ138と第4のキャリッジ139を含む。第3のキャリッジには、さらなる連行部材137bが対応の突出部と共に固定的に配置されている。第4のキャリッジ139には、さらなる連行部材137cが(対応の)突出部と共に固定的に配置されている。
キャリッジ133,138ないし連行部材137b,dは、実質的に中央に配置されたピン140を基準にして互いに直径方向に対向して配置されている。さらにキャリッジ135,139も同じように、連行部材137a,cと共にピン140を基準にして互いに直径方向に対向して配置されている。
直径方向に対向する連行部材137a,c;137b,dの対は、それぞれ連結部材142,144によって互いに接続されている。連結部材142と連結部材144は、それぞれ旋回可能にピン140に支承されている。これにより連行部材137bは、反対方向に形成された同期運動を連行部材137dに伝達する。同じように連行部材137cは常に、反対方向の同期運動を連行部材137aの運動に常に変換する。
図16と17は、図15の平衡締付チャックの詳細を示す。とりわけ、連行部材137a,cと137b,dの連結が、連結部材142,144によって実現されていることが分かる。連結部材142は2つのピン150,152を有し、これらのピンはそれぞれキャリッジないし連行部材137b,dの対応の切欠部に係合している。連結部材142の旋回運動は、連行部材137b,dが案内されて運動するので、連行部材137b,dの反対方向の線形運動に変換される。同じことが、連結部材144によって互いに接続された連行部材137a,cに対しても当てはまる。連結部材144は2つのピン146,148を有し、これらはそれぞれ連行部材137a,cの対応の切欠部に係合している。
第2実施例による平衡締付チャック101の作用は、第1実施例によるものに類似しており、種々の作動状態に基づきさらに説明する。
図18a,bによれば、第1の作動状態にある平衡締付チャック101が図示されている。この作動状態では、4つの連行部材137a〜dが基本位置にあり、例えば互いに最も遠く離間している。連行部材137a〜dは、軸Aの方向に互いに接近運動および離反運動することができる。連行部材137a〜dと係合している基本ジョー109a〜dは、それらの間に形成されたリンク式駆動機構に基づいて軸C1とC2の方向にそれぞれ対向して互いに接近運動および離反運動することができる。
駆動装置の駆動による連行部材137a,dの互いに接近運動は、それぞれ係合している連結部材の旋回運動に変換される。これによりそれぞれ連結された連行部材137c,dは同期して共に運動する。
図19a,bには、第1の調整過程が示されている。図18a,bに図示した基本位置に対して、連行部材137a,bは矢印P1’,P2’の方向に偏向されている。その他の連行部材は、依然として図18a,bによる基本位置にある。4つ連行部材のうち2つだけが移動していることにより、基本ジョーも2つだけが移動している。図19bを参照のこと。基本ジョー109a,cは、矢印P3’とP4’の方向に互いに接近運動している。図18の位置におけるその他の連行部材の固定は、例えば連行部材の1つがその位置に固定されるか、または基本ジョーと接続されたクランピングジョーが既にワークピースを把持しており、したがってそれ以上、締め付けることができないことによって達成される。
図20a,bには、図19a,bとは反対の調整事例が示されている。平衡締付チャック101は、図18a,bの基本位置に対して、連行部材137b,dが移動しており、一方、これらに隣接するその他の連行部材はそれぞれ基本位置に留まっている。これにより図20bによれば、基本ジョー109b,dだけが矢印P7’およびP8’の方向に軸C2に平行に走行しており、一方、その他の基本ジョーと連行部材は移動されていない。
図21は、4つ全ての連行部材137a〜dが、それぞれ先行の図19,20に示された矢印の方向に、図18の基本位置から図21の完全な閉鎖位置まで組み合わされて運動する様子をまとめて示す。対応して基本ジョー109a〜dは、図19,20の矢印の方向に基本位置から閉鎖位置へ走行している。
図22から29は、本発明の平衡締付チャックの第3実施例を示し、これは特に力締付けのための構成を示している。しかしながらこの平衡締付チャックの構造の主要エレメントは、本発明の第1および第2の視点による平衡締付チャックの技術的詳細と類似または同じである。
図22は、部分的に組み立てられた平衡締付チャック201の斜視図である。いくつかのエレメントは、平衡締付チャックの内部構造をより良く理解するために図示されていない。平衡締付チャック201はケーシング203を有し、その下方ケーシング部分205が図示されている。ケーシング203内では4つの連行部材237a〜dが可動であり、好ましくは線形に案内され可動に、配置されている。連行部材237a〜dは、好ましくはストローク軸Hに対して直交方向に、可動である。
平衡締付チャック201は駆動ユニット211を有し、この駆動ユニットは締付け力のために構成されている。駆動ユニット211は、図22では上方の円筒状ないし中空円筒状の部分を備える駆動ピストン261を含み、この部分はケーシング203内で案内され、ストローク軸Hの方向に可動である。駆動ユニット211はさらに、ショルダ状に構成された本体265を有し、この本体の中には第1の横溝267aと第2の横溝267bが設けられている。横溝267a,bは、図示の実施例ではストローク軸Hの方向に対して横方向に配向されている。横溝267a,bにはそれぞれ1つのスライド部品269a,269bが収容されている(図29参照)。スライド部品269aは、連行部材237a,dにある対応のリンク状切欠部に係合するための突出部を有する。第2のスライド部品269bも同じように構成されており、連行部材237b,cにあるリンク状切欠部275b,cに対応して係合する突出部を有する。リンク状切欠部275a〜dにあるこれらの突出部277a〜dを介して、ストローク軸Hの方向の駆動ピストン261の運動が連行部材237a〜dの横運動に変換される。
連行部材237a〜dは、リンク式駆動機構を介してそれぞれ1つの基本ジョー209a〜dと係合している(図29参照)。このリンク式駆動機構を介して、連行部材237a〜dの横運動が、基本ジョー209a〜dの半径方向の運動に変換される。これらの基本ジョーは、先行の実施例から既知のやり方で案内され、平衡締付チャック内に収容されている。リンク式駆動機構は、既に前の実施例で示した駆動機構と実質的に同じように機能する。
以下の図面では分かりやすくするため、全ての図面において参照符号全体を一部では繰り返さない。しかし図面に基づき、繰り返される特徴は容易に理解される。図23aでは、連行部材237dに加えて駆動ピストン261(図22参照)も図示が省略されている。駆動ユニットは、第1の連結部材271aと第2の連結部材271bとを有する。連結部材271a,bは、それぞれ2つのピン273a,b;273c,dによってスライド部品269a,bと接続されている。連結部材271a,bは、スライド部品269aの第1の方向での運動が、第2のスライド部品269bの反対方向の同期運動に生じさせ、およびその反対であるように構成されている。図23a,bには、一部省略された平衡締付チャック201が、第1の最大開放作動位置で示されている。スライド部品は、ストローク軸Hの方向で上方終端位置にある。リンク状切欠部275a〜dに基づき、連行部材237a,dと連行部材237b,cは、それぞれ互いに最大まで離間している。駆動ピストン261(図22参照)がストローク軸Hの方向に移動されると(図22に図示された配向では下方に)、図24a,bの図が得られる。駆動ピストン261が図23a,bから出発して図24a,bの状態まで進む経路は、矢印P16によって示されている。連行部材237a,dないし237b,cは、矢印P14,P15の方向に互いに接近している。これは、ストローク軸Hに対して斜めに延在するリンク状切欠部275a〜dによって達成される。
連行部材237a〜dの運動と、これに結び付けられた基本ジョー209a〜dの締め付け運動との共同作用が、図25から28に再度示されている。図25には、図23a〜dによる状態がまず図示されている。連行部材237a〜dは、スライド部品269a,bの位置に基づき、ストローク軸Hの方向でのそれらの上方終端位置において互いに最大の幅で離れている。この第1の終端位置に基づき、リンク式駆動機構を介して連行部材237a〜dと連結した基本ジョー209a〜dは、それらの対応の第1の外側終端位置に存在する。基本ジョー209a,cは、半径軸C1”の方向に可動に案内され、一方、基本ジョー209b,dは半径軸C2”の方向に半径方向に可動に案内される。図25の状態と比較して、図26の状態では2つの基本ジョー209b,dが、例えばワークピースの把持によってブロックされている。把持の時点から継続される駆動ピストン261(図22参照)の駆動により、スライド部品269a,bはストローク軸Hの方向に対して横方向に逆方向で回避する。このことは、同様にブロックされた連行部材237b,dがリンク状切欠部内で、これに沿ってスライドすることにより生じる。反対に、ピン271a,bの角度α2だけの旋回運動により制御されるこの調整運動に基づき、連行部材237a,cは矢印P18,P19の方向にさらに互いに接近運動される。それに応じて基本ジョー209a,cも、ブロックされた基本ジョー209b,dと比較してさらに、ワークピースの調整された把持を可能にするため矢印P21,P20の方向に互いに接近運動される。
図27には、逆方向の調整事例が図示されている。図26の状態と同じように、2つの連行部材のブロックに基づき、スライド部品269a,bの調整運動が行われている。ピン271a,bの角度α1だけの旋回とスライド部品269a,bの前記調整運動に基づき、ブロックされない連行部材237b,cは、矢印P14,P15の方向に互いに接近運動されている。これにより基本ジョー209b,dは矢印P16,P17の方向に、ブロックされた基本ジョー209a,cと比較して相対的に接近運動するよう案内されている。
最後に図28には、平衡締付チャック201が完全に閉鎖されている平衡締付チャックの作動状態が示されている。
ピン271a,bは、図25にも示されるように中立位置に存在する。したがってスライド部品269a,bも同様に中立位置に配置されている。連行部材237a,dは、連行部材237b,cと同じように互いに最大まで接近している。その結果、基本ジョー209a,cおよび209b,dも互いに最大まで接近している。
1 平衡締付チャック(Ausgleichsspannfutter)
3 ケーシング
5 下方ケーシング部
7 上方ケーシング部
9a〜d 基本ジョー(Grundbacken)
11 駆動ユニット
13a,b 突出部
15 連結手段
17 切欠部
19 駆動スピンドル
21 収容部
23 第1のストッパ面
25 第2のストッパ面
27a〜d 切欠部
29a,b スライドレール
31 ヘッド部分
33 第1のキャリッジ
35 第2のキャリッジ
37a〜d 第1の連行部材(Mitnehmer)
39a,b キャリッジレール
41 突出部
43a 溝
43b 突出部
45a 溝
45b 突出部
47a〜d 突出部
49a〜d 切欠部
51a〜d 第2の連行部材(連行要素)
53a〜d 突出部
55a,b 切欠部
57a〜d 切通部
59a〜d 切欠部
61 ネジ接続
101 平衡締付チャック
103 ケーシング
105 下方ケーシング部分
111 駆動ユニット
109a〜d 基本ジョー
117 切欠部
119 駆動スピンドル
133 第1のキャリッジ
135 第2のキャリッジ
137a〜d 第1の連行部材
138 第3のキャリッジ
139 第4のキャリッジ
140 ピン
142、144 連結部材(Kopplungsglied)
150,152 ピン
201 平衡締付チャック
203 ケーシング
205 下方ケーシング部分
209a〜d 基本ジョー
211 駆動ユニット
237a〜d 連行部材
H ストローク軸
261 駆動ピストン(チャックピストン)
265 本体
267 横溝
269a,b スライド部品
271a,b 連結部材
273 ピン
275 リンク状切欠部
277 突出部
本発明は、この基礎とする課題を冒頭に述べた形式の平衡締付チャックにおいて、駆動機構が、駆動可能な2対の連行部材(Mitnehmer)を備える駆動ユニットを有し、該連行部材は、ケーシング内に、好ましくは滑動可能に、特に好ましくは遊び無しで、可動に支承されており、前記連行部材は、それぞれ対ごとに互いに接近運動および離反運動可能であり、前記連行部材は前記基本ジョーのそれぞれ1つと、互いに同じ運動成分を備えるそれぞれ1対の連行部材の相対運動が、隣接する基本ジョーの同期運動を引き起こすように連結されており、互いにそれぞれ異なる運動成分を備える隣接する連行部材の相対運動も、同じ方向で隣接する連行部材の同期運動も、隣接する基本ジョーの互いの相対運動をそれぞれ引き起こす、ことによって解決される。同期運動とは、基本ジョーを基準にして、これらの基本ジョーが同時にかつ同じ速さで共通に、好ましくは半径方向に、互いに接近運動および互いに離反運動することであると理解される。
本発明では、以下の形態が可能である。
(形態1)ワークピースを芯合わせして締め付けるための平衡締付チャックであって、・ケーシングと、・互いに直径方向に対向しており、対応のクランピングジョーを収容するための2対の基本ジョーと、・前記基本ジョーを、好ましくは半径方向に、運動させるために互いに接近および離反する駆動機構と、を備える平衡締付チャックにおいて、前記駆動機構は、駆動可能な2対の連行部材を備える駆動ユニットを有し、前記連行部材は、・前記ケーシング内に、好ましくは滑動可能に、可動に支承されており、・それぞれ対ごとに互いに接近運動および離反運動可能であり、かつ・前記基本ジョーのそれぞれ1つと、互いに同じ運動成分を備えるそれぞれ1対の連行部材の相対運動が、隣接する基本ジョーの同期運動を引き起こすように連結されており、互いにそれぞれ異なる運動成分を備える連行部材の相対運動も、同じ方向で隣接する連行部材の同期運動も、隣接する基本ジョーの互いの相対運動をそれぞれ引き起こす平衡締付チャックが提供される。
(形態2)それぞれ直径方向に対向する基本ジョーに割り当てられた連行部材は、それぞれ相対的に互いに固定されていることが好ましい。
(形態3)前記駆動機構は、前記駆動ユニットと連結されたリンク式駆動機構を有することが好ましい。
(形態4)前記連行部材は、第1の水平の平面内で第1の軸(A)に対して平行に可動であり、前記基本ジョーは、前記第1の平面に対して平行な基本ジョー平面内で可動であることが好ましい。
(形態5)前記連行部材は第1の連行部材であり、当該平衡締付チャックは、前記ケーシング内に滑動可能に支承された第2の連行部材の組を有することが好ましい。
(形態6)前記第2の連行部材のそれぞれ1つは、一方では前記第1の連行部材の1つと、他方では前記基本ジョーの1つと、前記第1の連行部材の運動が前記第2の連行部材の運動によって前記基本ジョーの運動に変換されるように係合していることが好ましい。
(形態7)前記第2の連行部材は、第2の水平の面内で第2の軸に対して平行に可動であることが好ましい。
(形態8)前記基本ジョーはそれぞれ1つのリンクを有し、該リンク内では前記第2の連行部材の1つの対応の突出部が、好ましくは遊び無しで、案内されることが好ましい。
(形態9)前記第2の連行部材はそれぞれ1つのリンクを有し、該リンク内では前記第1の連行部材の1つの対応の突出部が、遊び無しで案内されることが好ましい。
(形態10)前記駆動ユニットは、駆動スピンドルと、該駆動スピンドルに対応のネジによって係合した2つのキャリッジとを有することが好ましい。
(形態11)前記駆動スピンドルと前記第1のキャリッジは、それらの係合領域に第1のネジ勾配を有し、前記駆動スピンドルと前記第2のキャリッジは、それらの係合領域に前記第1のネジ勾配とは異なる、好ましくは前記第1のネジ勾配とは反対方向の、第2のネジ勾配を有することが好ましい。
(形態12)互いに固定された前記第1の連行部材の第1の対は前記第1のキャリッジに固定的に配置されており、前記第1の連行部材の第2の対は前記第2のキャリッジに固定的に配置されていることが好ましい。
(形態13)前記駆動スピンドルと前記第1の連行部材の運動方向とは、互いに平行に配向されていることが好ましい。
(形態14)前記第1の連行部材は、好ましくは当該連行部材に設けられた案内手段によって前記ケーシング内に、好ましくは滑動可能に、可動に支承されていることが好ましい。
(形態15)それぞれ直径方向に対向する基本ジョーに割り当てられた連行部材は、それぞれ反対方向に同期して互いに可動であることが好ましい。
(形態16)互いに直径方向に対向する連行部材は、好ましくは垂直軸を中心に旋回可能な、連結部材によってそれぞれ互いに連結されていることが好ましい。
(形態17)前記連行部材のそれぞれ1つは、前記基本ジョーの1つと、当該連行部材の運動が前記基本ジョーの運動に直接変換されるよう係合していることが好ましい。
(形態18)前記基本ジョーはそれぞれ1つのリンクを有し、当該リンク内では前記連行部材の1つの対応の突出部が、好ましくは遊び無しで、案内されることが好ましい。
(形態19)駆動ユニットは各連行部材に対して別個のキャリッジを有し、前記各連行部材はそれぞれのキャリッジに固定的に配置されていることが好ましい。
(形態20)前記駆動スピンドルは、4つのキャリッジのうちの2つに係合しており、残りの2つのキャリッジは、前記連行部材の対ごとの連結によって駆動可能であることが好ましい。
(形態21)前記駆動ユニットはチャックピストンを有し、該チャックピストンは、工作機械のパワークランプユニットに接続するように構成されていることが好ましい。
(形態22)前記チャックピストンはストローク軸の方向に可動であり、好ましくは案内され、前記駆動ユニットは第1と第2のスライド部品を有し、当該スライド部品はそれぞれ前記ストローク軸に対して所定の角度で、好ましくは直角に、可動であり、好ましくは前記チャックピストンの対応の切欠部内で案内されることが好ましい。
(形態23)前記スライド部品は前記連行部材と、前記軸の方向での前記チャックピストンの運動が直径方向に対向する2つの連行部材または全ての連行部材の運動に変換されるように連結されていることが好ましい。
(形態24)前記スライド部品はそれぞれ突出部を有し、該突出部は前記連行部材とリンク状に、前記ストローク軸の方向での前記それぞれのスライド部品の運動が、当該スライド部品と連結された連行部材の、前記ストローク軸に対して直角の相対運動を引き起こすように連結されていることが好ましい。
(形態25)前記スライド部品は前記ストローク軸を基準にして互いに直径方向に対向して配置されており、1つまたは複数の連結部材によって接続されており、反対方向に同期して互いに可動であることが好ましい。
なお、特許請求の範囲に付記した図面参照番号はもっぱら理解を助けるためであり、図示の態様に限定することを意図するものではない。

Claims (25)

  1. ワークピースを芯合わせして締め付けるための平衡締付チャック(1,101,201)であって、
    ・ケーシング(3,103,203)と、
    ・互いに直径方向に対向しており、対応のクランピングジョーを収容するための2対の基本ジョー(9a,d;9b,c;109a,d;109b,c;209a,d;209b,c)と、
    ・前記基本ジョー(9a〜d,109a〜d,209a〜d)を、好ましくは半径方向に、運動させるために互いに接近および離反する駆動機構と、
    を備える平衡締付チャックにおいて、
    前記駆動機構は、駆動可能な2対の連行部材(37a,d;37b,c;137a,d;137b,c;237a,d;237b,c)を備える駆動ユニット(11,111,211)を有し、
    前記連行部材は、
    ・前記ケーシング(3,103,203)内に、好ましくは滑動可能に、可動に支承されており、
    ・それぞれ対ごとに(37a,d;37b,c;137a,d;137b,c;237a,d;237b,c)互いに接近運動および離反運動可能であり、かつ
    ・前記基本ジョー(9,109,209)のそれぞれ1つと、互いに同じ運動成分を備えるそれぞれ1対の連行部材(37a,d;37b,c;137a,d;137b,c;237a,d;237b,d)の相対運動が、隣接する基本ジョー(9a,d;9b,c;109a,d;109b,c;209a,d;209b,c)の同期運動を引き起こすように連結されており、
    互いにそれぞれ異なる運動成分を備える連行部材(37a,d;37b,c;137a,d;137b,c;237a,d;237b,c)の相対運動も、同じ方向で隣接する連行部材(37a,d;37b,c;137a,d;137b,c;237a,d;237b,c)の同期運動も、隣接する基本ジョー(9a,d;9b,c;109a,d;109b,c;209a,d;209b,c)の互いの相対運動をそれぞれ引き起こす、ことを特徴とする平衡締付チャック。
  2. それぞれ直径方向に対向する基本ジョー(9a,c;9b,d)に割り当てられた連行部材(37a,c;37b,d)は、それぞれ相対的に互いに固定されている、請求項1に記載の平衡締付チャック(1)。
  3. 前記駆動機構は、前記駆動ユニット(11,111,211)と連結されたリンク式駆動機構を有する、請求項1または2に記載の平衡締付チャック(1,101,201)。
  4. 前記連行部材(37,137,237)は、第1の水平の平面内で第1の軸(A)に対して平行に可動であり、前記基本ジョー(9,109,209)は、前記第1の平面に対して平行な基本ジョー平面内で可動である、請求項1から3のいずれか一項に記載の平衡締付チャック(1,101,201)。
  5. 前記連行部材(37)は第1の連行部材であり、当該平衡締付チャック(1)は、前記ケーシング(3)内に滑動可能に支承された第2の連行部材(51)の組を有する、請求項3または4に記載の平衡締付チャック(1)。
  6. 前記第2の連行部材(51)のそれぞれ1つは、一方では前記第1の連行部材(37)の1つと、他方では前記基本ジョー(9)の1つと、前記第1の連行部材(37)の運動が前記第2の連行部材(51)の運動によって前記基本ジョー(9)の運動に変換されるように係合している、請求項5に記載の平衡締付チャック(1)。
  7. 前記第2の連行部材(51)は、第2の水平の面内で第2の軸(B)に対して平行に可動である、請求項5または6に記載の平衡締付チャック(1)。
  8. 前記基本ジョー(9)はそれぞれ1つのリンクを有し、該リンク内では前記第2の連行部材(51)の1つの対応の突出部(53)が、好ましくは遊び無しで、案内される、請求項5から7のいずれか一項に記載の平衡締付チャック(1)。
  9. 前記第2の連行部材(51)はそれぞれ1つのリンク(49)を有し、該リンク内では前記第1の連行部材(37)の1つの対応の突出部(47)が、遊び無しで案内される、請求項5から8のいずれか一項に記載の平衡締付チャック(1)。
  10. 前記駆動ユニット(11,111)は、駆動スピンドル(19,119)と、該駆動スピンドル(19,119)に対応のネジによって係合した2つのキャリッジ(33,35;133,135)とを有する、請求項1から9のいずれか一項に記載の平衡締付チャック(1,101)。
  11. 前記駆動スピンドル(19,119)と前記第1のキャリッジ(33,133)は、それらの係合領域に第1のネジ勾配を有し、前記駆動スピンドル(19,119)と前記第2のキャリッジ(35,135)は、それらの係合領域に前記第1のネジ勾配とは異なる、好ましくは前記第1のネジ勾配とは反対方向の、第2のネジ勾配を有する、請求項10に記載の平衡締付チャック(1,101)。
  12. 互いに固定された前記第1の連行部材(37a,c)の第1の対は前記第1のキャリッジ(33)に固定的に配置されており、前記第1の連行部材(37b,d)の第2の対は前記第2のキャリッジ(35)に固定的に配置されている、請求項2から11のいずれか一項に記載の平衡締付チャック。
  13. 前記駆動スピンドル(19,119)と前記第1の連行部材(37,137)の運動方向とは、互いに平行に配向されている、請求項10または11に記載の平衡締付チャック。
  14. 前記第1の連行部材(37,137,237)は、好ましくは当該連行部材(37,137)に設けられた案内手段(41)によって前記ケーシング(3,103,203)内に、好ましくは滑動可能に、可動に支承されている、請求項1から13のいずれか一項に記載の平衡締付チャック(1,101,201)。
  15. それぞれ直径方向に対向する基本ジョー(9,109a,c;109b,d;209a,c;209b,d)に割り当てられた連行部材(137a,c;137b,d;237a,c;237b,d)は、それぞれ反対方向に同期して互いに可動である、請求項1,3,4,10,13または14のいずれか一項に記載の平衡締付チャック。
  16. 互いに直径方向に対向する連行部材(137a,d;137b,c)は、好ましくは垂直軸を中心に旋回可能な、連結部材(142,144)によってそれぞれ互いに連結されている、請求項15に記載の平衡締付チャック。
  17. 前記連行部材(137,237)のそれぞれ1つは、前記基本ジョー(109,209)の1つと、当該連行部材の運動が前記基本ジョーの運動に直接変換されるよう係合している、請求項15または16に記載の平衡締付チャック。
  18. 前記基本ジョー(109,209)はそれぞれ1つのリンクを有し、当該リンク内では前記連行部材(137,237)の1つの対応の突出部が、好ましくは遊び無しで、案内される、請求項15から17のいずれか一項に記載の平衡締付チャック。
  19. 駆動ユニット(111)は各連行部材(137a〜d;237a〜d)に対して別個のキャリッジ(133,135,138,139;233,235,238,239)を有し、前記各連行部材はそれぞれのキャリッジに固定的に配置されている、請求項15から18のいずれか一項に記載の平衡締付チャック。
  20. 前記駆動スピンドル(119)は、4つのキャリッジのうちの2つ(133,135)に係合しており、残りの2つのキャリッジ(138,139)は、前記連行部材(137a,c;137b,d)の対ごとの連結によって駆動可能である、請求項19に記載の平衡締付チャック。
  21. 前記駆動ユニット(211)はチャックピストン(261)を有し、該チャックピストンは、工作機械のパワークランプユニットに接続するように構成されている、請求項1,3,4,14,15または17から19のいずれか一項に記載の平衡締付チャック(201)。
  22. 前記チャックピストン(261)はストローク軸(H)の方向に可動であり、好ましくは案内され、前記駆動ユニット(211)は第1と第2のスライド部品(269a,b)を有し、当該スライド部品はそれぞれ前記ストローク軸(H)に対して所定の角度で、好ましくは直角に、可動であり、好ましくは前記チャックピストン(261)の対応の切欠部(267a,b)内で案内される、請求項21に記載の平衡締付チャック(201)。
  23. 前記スライド部品(269a,b)は前記連行部材(237a〜d)と、前記軸(H)の方向での前記チャックピストン(261)の運動が直径方向に対向する2つの連行部材(237a,d;237b,c)または全ての連行部材(237a〜d)の運動に変換されるように連結されている、請求項22に記載の平衡締付チャック(201)。
  24. 前記スライド部品(269a,b)はそれぞれ突出部を有し、該突出部は前記連行部材(237a〜d)とリンク状に、前記ストローク軸(H)の方向での前記それぞれのスライド部品(269a;269b)の運動が、当該スライド部品と連結された連行部材(237a,d;237b,c)の、前記ストローク軸(H)に対して直角の相対運動を引き起こすように連結されている、請求項22または23に記載の平衡締付チャック(201)。
  25. 前記スライド部品(269a,b)は前記ストローク軸(H)を基準にして互いに直径方向に対向して配置されており、1つまたは複数の連結部材(271a,b)によって接続されており、反対方向に同期して互いに可動である、請求項22から24のいずれか一項に記載の平衡締付チャック(201)。
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