JP5449251B2 - クランプ装置 - Google Patents
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Description
1’ クランプ装置
2 工作機械
3 マシンスピンドル
4 駆動モータ(電気モータ)
5 電動チャック
6 クランプジョー
7 引き棒
7’ 引き棒
8 中継レバー
9 フランジ
9‘ ボルト
10 工作物
11 サーボモータ
11’ サーボモータ
12 ステータ
13 ロータ
14 ロータ軸
15 ピニオン
15’ピニオン
16 駆動歯車
17 歯車
18 スプロケットホイール
19 歯車
21 ハウジング
21’ ハウジング
22 スリーブ
22’ スリーブ(開口)
23 中間壁
24 中空軸
25 ボルト
26 カバー
26’ ボルト
26” 板状のリング
27 ボルト
28 フランジ
29 ボルト
30 軸受
31 運動変換器
31’ 運動変換器
32 中空軸
33 遊星ローラ(中空軸、ローラ・スピンドル)
34 ねじ山
35 雄ねじ山
36 軸受
36’ 肩部
37 歯車
38 中間要素
38’ 軸
38” ローラ軸受
39 歯車
40 歯車
41 力の蓄積装置(滑りスリーブ)
41’ 力の蓄積装置
42 ばね群
42’ コイル圧力ばね
42” カップばね
43 ローラ軸受
43’ ナット
43” スリーブ
43''' 肩部
44 ローラ軸受
45 スペーサ・ピン
46 スリーブ
46’ スリーブ46の端面
46” スリーブ46の外側端面
47 スリーブ
47’ スリーブ47の端面
47” スリーブ47の外側端面
48 ストッパ
49 ストッパ
51 滑りスリーブ
52 スプロケットホイール(歯車)
53 スプロケットホイール(歯車)
54 スプロケットホイール
55 圧縮ばね
56 円周溝
57 中間歯車
58 内歯車(中間要素)
59 外歯車
60 外歯車
61 サーボ装置
62 シリンダ
63 調整ピストン
64 圧力チャンバー
65 圧力チャンバー
66 弁
67 圧力ライン
67’ 圧力ライン
68 アングル・ピース
70 制御ユニット
70’ 接続線
71 距離測定装置
72 位置表示器
73 センサ・リング
74 センサ
75 信号線
80 壁
Claims (21)
- 工作物(10)を保持するための電動チャック(5)を備えた、工作機械(2)用のクランプ装置(1)であって、電動チャックのクランプジョー(6)が軸方向に可動な引き棒(7、7’)を介して前記クランプ装置(1)を用いて作動可能であり、前記クランプ装置(1)が、クランプ動作を始動させるための切換え機能を有する電気サーボモータ(11)と、前記サーボモータ(11)のロータ軸(14)の調整運動を、前記クランプジョー(6)を作動させるのに必要とされる、前記引き棒(7、7’)の軸方向調整運動へ変換する運動変換器(31)と、クランプ力を維持するための力の蓄積装置(41)とを有するクランプ装置において、
締め付け運動を始動させる前記サーボモータ(11)を、制御可能に調整できる滑りスリーブ(51)を用いて直接、又は中間要素(38)を介して、前記運動変換器(31)に結合することができること、
前記運動変換器(31)及び前記力の蓄積装置(41)が、工作機械(2)のマシンスピンドル(3)に連結可能なハウジング(21)内に挿入されること、
前記クランプ装置(1)の締め付け位置にて、前記滑りスリーブ(51)を前記サーボモータ(11)から切り離すことができ、前記ハウジング(21)が滑りスリーブ(51)を介して前記運動変換器(31)に確実に結合され得ること、
を特徴とするクランプ装置。 - 前記クランプ装置(1)の前記ハウジング(21)が、Z形の断面で構成され、前記運動変換器(31)と前記力の蓄積装置(41)を保持するためのマシンスピンドル(3)の方に面しているスリーブ(22)と、前記滑りスリーブ(51)を保持するための前記サーボモータ(11)に対向している中空軸(24)とからなることと、前記ハウジング(21)の前記スリーブ(22)及び前記中空軸(24)が中間壁(23)によって確実に互いに結合されることとを特徴とする、請求項1に記載のクランプ装置。
- 前記ハウジング(21)が、前記スリーブ(22)又は前記中空軸(24)と、前記中間壁(23)の間、又はこの中間壁の領域内にて分割されて構成されることを特徴とする、請求項2に記載のクランプ装置。
- 1つ以上の中間要素(38)が、前記滑りスリーブ(51)と前記運動変換器(31)との形状ロック駆動結合をもたらすために、前記ハウジング(21)の前記中間壁(23)にて回転可能に取り付けられることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のクランプ装置。
- 各々の前記中間要素(38)が、別々に設計された歯車(39、40)を備える軸(38’)として形成されていて、それら歯車が一方で前記滑りスリーブ(51)に直接、又は中間歯車(57)を介して結合され、他方で前記運動変換器(31)と結合されていて減速歯車箱として形成されることを特徴とする、請求項4に記載のクランプ装置。
- 前記引き棒(7’)と半径方向間隙をもって前記マシンスピンドル(3)に結合可能な板状のリング(26’)上に、軸方向に突き出たスリーブ(22’)が形成されるようにポットの形状にハウジング(21’)の断面が構成され、スリーブ(22’)内へ運動変換器(31’)と力の蓄積装置(41’)とが挿入されることを特徴とする請求項1に記載のクランプ装置。
- 滑りスリーブ(51)が、該滑りスリーブの横側の端面に各々配置されているスプロケットホイール(52、53)を用いて、前記サーボモータ(11)に接続された駆動歯車(16)か、あるいは前記ハウジング(21’)又は前記ハウジングの中間壁(23)に、前記中間壁(23)に取り付けられた別のスプロケットホイール(18、54)を介して、交互の形状ロックで接続可能であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載のクランプ装置。
- 前記滑りスリーブ(51)の調整運動の際に、前記滑りスリーブ(51)が夫々の端部位置をとるまで、噛み合っている歯が重なっているように、前記駆動歯車(16)、前記ハウジング(21’)及び前記滑りスリーブ(51)にそれぞれ取り付けられた前記スプロケットホイール(18、54、52、53)の歯が相互に隔たって配置されていることを特徴とする、請求項7に記載のクランプ装置。
- 前記滑りスリーブ(51)が、前記ハウジング(21)の前記中空軸(24)に取り付けられたフランジ(28)における1つ以上の圧縮ばね(55)の力に抗して支持されていることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載のクランプ装置。
- 前記滑りスリーブ(51)が、シリンダ(62)内に挿入され加圧媒体か電磁石によって調整可能な調整ピストン(63)の形態をしたサーボ装置(61)によって軸方向に動かされることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載のクランプ装置。
- 前記駆動歯車(16)に直接又は中間要素を介して連結可能な前記サーボモータ(11、11’)が、前記クランプ装置(1)の前記ハウジング(21)の長手方向軸(A)に対して同一面上で、軸方向に対して平行又は直角に配置されていることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載のクランプ装置。
- 前記運動変換器(31)が、前記サーボモータ(11)に接続可能な中空軸(32)と前記引き棒(7’)との間に配置された遊星ローラ(33)により形成されていることを特徴とする、請求項1〜11のいずれか一項に記載のクランプ装置。
- 前記力の蓄積装置(41)が、前記運動変換器(31)の前記中空軸(32)上に配置され、前記中空軸(32)により作動し得ることを特徴とする、請求項12に記載のクランプ装置。
- 前記力の蓄積装置(41)が、一定の間隔を有し相互に締め付けられた2つのローラ軸受(43、44)間に挿入されているばね群(42)と、前記ばね群(42)の隣側で前記ローラ軸受(43、44)にわたって延びる2つのスリーブ(46、47)とから構成され、前記ばね群(42)が互いに対向する前記スリーブ(46、47)の端面(46’、47’)と接触すること、および前記力の蓄積装置(41)を作動させるため、前記ハウジング(21)上に設けられたストッパ(48、49)が前記スリーブ(46、47)に割り当てられ、前記スリーブ(46、47)の外側端部表面(46”、47”)が交互に前記ストッパ(48、49)と相互作用することを特徴とする、請求項13に記載のクランプ装置。
- 前記ばね群(42)が、2つの前記ローラ軸受(43、44)の間に、その外輪上に支持され外周のまわりに規則正しく分布配置され複数のスペーサ・ピン(45)に並べられた複数のコイル圧力ばね(42’)、又は前記スペーサ・ピン(45)の隣に配置されたコイル圧力ばね(42’)から形成され、その際、前記コイル圧力ばね(42’)が、長方形の断面を有するか、あるいはカップばね(42”)で形成されることを特徴とする、請求項14に記載のクランプ装置。
- 前記引き棒(7、7’)が支持され前記力の蓄積装置(41)を締め付けることにより、両方の調整方向にて選択可能な調整距離(x)を通して、各々、前記引き棒(7、7’)の調整方向と反対に、前記運動変換器(31)の前記中空軸(32)が調整され得ることを特徴とする、請求項14あるいは15に記載のクランプ装置。
- 前記クランプ装置(1)が距離測定装置(71)を備えることを特徴とする、請求項1〜16のいずれか一項に記載のクランプ装置。
- 前記距離測定装置(71)が、前記引き棒(7’)上に直接配置されるか、中間要素を介して引き棒に取り付けられ、センサ・リング(73)の形態をした位置表示器(72)と、信号を表示ユニットへ送る位置固定に配されたセンサ(74)とから構成されることを特徴とする、請求項17に記載のクランプ装置。
- 前記距離測定装置(71)の前記位置表示器(72)が前記クランプ装置(1)の前記ハウジング(21)を通り抜け、前記センサ(74)が前記位置表示器(72)の高さにて前記工作機械(2)上に支持されていることを特徴とする、請求項18に記載のクランプ装置。
- 前記工作機械(2)の駆動モータ(4)が、制御ユニット(70)を介して前記サーボモータ(11)に電気的に接続されていることを特徴とする、請求項1〜19のいずれか一項に記載のクランプ装置。
- 工作機械の駆動モータの回転速度に応じて、請求項1〜18のいずれか一項に記載のクランプ装置のサーボモータを制御する方法において、
機械加工工程の間に電動チャック(5)の締め付け力を増加するか減少させるために、サーボモータの回転速度が制御ユニット(70)により調整されて、それにより駆動歯車(16)を滑りスリーブ(51)と連結するためにサーボモータ(11)が駆動モータ(4)の回転数と同期して回転し、そして締め付け力を増加又は減少させるためにサーボモータ(11)が同期回転数に対して回転数を増加又は減少して駆動されることを特徴とする方法。
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