SI26467A - Sklop strojnega primeža - Google Patents

Abstract

Sklop strojnega primeža (100), ki je simetričen glede na vzdolžno ravnino in prečno ravnino. Sklop strojnega primeža vključuje osnovno ploščo (201) z dvema vzdolžnima utoroma v obliki lastovičjega repa, na kateri sta dva podsklopa gibljive čeljusti (400), ki se med delovanjem sinhrono približujeta ali oddaljujeta od središča primeža, in podsklop nosilca vretena (300). Napenjalni podsklop (500) je pritrjen na gibljivo čeljust in povezuje podsklop vijačnega vretena, gibljivo čeljust in podsklope zrazcepljenimi vpenjali (800). Premik napenjalne plošče navzgor lahko povzroči upogib podsklopa vijačnega vretena (900), ki je zato dvodelen in vrteče vpet, da dovoljuje manjša kotna odstopanja. Sila podsklopa vijačnega vretena ustvari neželen moment, ki dvigne podsklop gibljivih čeljusti. Izum zmanjšuje dvig čeljusti na dva načina. Prvi način uporablja zgornjo ploščo in kotne drsne površine. Drugi način uporablja parabolične zagozde in razcepljena vpenjala, ki so konstrukcijska posebnost, saj spodnjoploskev gibljive čeljusti povlečejo proti zgornji ploskvi osnovne plošče.

Description

SKLOP STROJNEGA PRIMEŽA

OPIS IZUMA

Predmet izuma je naprava sklop strojnega primeža, ki je prednostno namenjena za vpenjanje obdelovancev pri mehanskih obdelavah na 5-osnih obdelovalnih strojih.

Področje tehnike, na katerega se izum nanaša

Izum se nanaša na področje mehanskih konstrukcij. Strojni primež je naprava, ki se v proizvodnem strojništvu uporablja za prijemanje obdelovanca med mehansko obdelavo z obdelovalnim strojem. Praviloma ima dve vzporedni čeljusti, ki ju povezuje vijačno vreteno ali drugi vir vpenjalne sile. Strojni primež mora zagotoviti, da se obdelovanec med obdelavo ne premika in da se vibracije, ki nastanejo pri strojni obdelavi, absorbirajo. Vpenjanje obdelovanca mora biti kar se da preprosto. Strojni primež mora biti dovolj natančen, da je mogoče obdelovanec vpeti vzporedno z osjo obdelovalnega stroja in da je mogoče obdelovanec izpeti in ponovno vpeti na isti položaj v obdelovalnem stroju.

5-osni strojni primež je takšen strojni primež, ki dodatno omogoča dostop do obdelovanca z obdelovalnim orodjem na petih straneh obdelovanca in je namenjen za uporabo na 5-osnih CNC-obdelovalnih centrih, kjer lahko obdelovanec ali orodje zavrtimo in obdelavo izvajamo iz več smeri. 5-osni strojni primeži so praviloma višji in ožji od tradicionalnih strojnih primežev, kar prinaša določene pomanjkljivosti. Da bi ublažili te pomanjkljivosti, so 5-osni strojni primeži praviloma mehansko bolj zapleteni, kljub temu pa ostaja kompromis med stabilnostjo vpetja in dostopom do obdelovanca, kot lahko ugotovimo iz predstavljenega stanja tehnike.

Stabilnost vpetja govori o tem, kolikšen je pričakovan odklon obdelovanca ob delovanju obdelovalne ali vpenjalne sile. Dostop do obdelovanca nam pove, kolikšen delež površin obdelovanca je mogoče doseči z obdelovalnim orodjem. Praviloma so tisti primeži, ki omogočajo boljši dostop, manj stabilni in obratno.

Prikaz problema, ki ga rešuje izum

Predstavljeni primež je še en v vrsti rešitev iskanja ravnovesja med dostopom do obdelovanca in stabilnostjo vpetja. Ta izum želi zagotoviti boljšo stabilnost vpetja in dostop do obdelovanca z uporabo prednapete konstrukcije. Cilj je, da je primež zasnovan tako, da se samozaklene z uporabo prednapetosti.

V mehanskih konstrukcijah se pogosto uporablja prednapetost. Gre za namerno vnašanje napetosti v dele konstrukcije. Te napetosti povečajo lastno frekvenco konstrukcije, preprečujejo resonanco in uklon ter zmanjšujejo zračnost. Rezultat je stabilnejši primež pri enakih delovnih pogojih.

Poudarek tega izuma je pomen prednapetosti kot ključnega dejavnika pri odločitvi, kako naj bo primež konstruiran. Zelja izuma je, da se v čim več delih primeža vnaša prednapetost. Od tod izvira ideja o dvojnem vpetju gibljive čeljusti. Konstrukcija bo tako imela višjo lastno frekvenco in bo tudi stabilnejša, če so vsa stična mesta znotraj primeža enakomerno obremenjena.

Pomanjkljivosti primežev iz stanja tehnike so:

• Nekateri primeži imajo premajhen razpon vpenjalnega hoda, preden je treba primež razstaviti in ponovno sestaviti v drugačni razporeditvi, kar zahteva ogromno časa. Pri nekaterih primežih je treba odvijati več kot en vijak, da se primež sprosti, kar je časovno zahtevno. Aplikacija ali sprostitev sile mora biti mogoča z enim vijakom, upravljanje primeža mora biti mogoče z eno roko. Sproščen primež mora biti mogoče prosto premikati, tako z roko kot z vrtenjem vijačnega vretena.

• Nekateri primeži ne omogočajo centriranja obdelovanca, zato je treba pri vpenjanju obdelovancev različnih velikosti spreminjati nastavitve obdelovalnega stroja, saj se središče obdelovanca premika v prostoru.

• Kjer obstaja sredinski nosilec vijačnega vretena, ni v nobeni obstoječi rešitvi izpostavljen prednapetju, zato ne more pomagati pri zagotavljanju boljše stabilnosti primeža. Nobena komponenta na obremenjenem primežu ne sme biti ohlapna.

• Nekateri primeži so prenizki ali preširoki in je dostop do obdelovanca otežen. Nekateri primeži so pretirano robustni in so zaradi tega pretežki. Deformacija primeža zaradi vpenjalne sile ni nujno nezaželena, če to pripomore k boljši dostopnosti do obdelovanca, saj stabilnost vpetja dosežemo s prednapetjem, ne s pretirano dimenzioniranimi komponentami. Seveda mora biti deformacija ob vpenjanju enakomerna, da čim manj vpliva na pravokotnost in vzporednost obdelovanca. Primež mora imeti čim nižjo maso in čim višjo lastno frekvenco.

• Nekateri primeži so konstruirani tako, da je razdalja med vijačnim vretenom in obdelovancem precejšnja, kar povzroča nezaželene upogibne momente. Vijačno vreteno mora biti čim bližje obdelovancu in ne sme povzročati pretiranega zvijanja primeža zaradi momentov vpenjalne sile.

Podatki o stanju tehnike

Stanje tehnike na področju strojnih primežev je dobro razvito, s številnimi patenti na širšem področju. V nadaljevanju so predstavljeni zgolj obstoječi patenti, ki imajo podobne konstrukcijske cilje ali tehnične pristope kot primež, ki je predmet tega izuma.

V patentni listini US 5,975,513 je opisan mehanizem, ki preprečuje dvig gibljive čeljusti primeža z uporabo kotne povezave. Ta strojni primež ima eno fiksno in eno gibljivo čeljust ter vijačno vreteno, ki je postavljeno pod osnovno površino primeža. Takšna zasnova strojnega primeža je v proizvodnem strojništvu zelo razširjena in preizkušena. Težava te zasnove je otežen dostop z obdelovalnim orodjem do stranskih ploskev obdelovanca zaradi velike tlorisne površine in male višine primeža. Ta primež uporablja tudi prožni element med gibljivo čeljustjo in osnovno ploščo primeža, da se zagotovi zračnost, ko primež ni obremenjen.

V patentnih listinah US 2022/0305621 Al in US 11,383,354 BI je opisan strojni primež, ki ima dve nasprotni gibljivi čeljusti, enodelno navojno vreteno in uporablja kotno povezavo med snemljivo gibljivo čeljustjo in gibljivim vozičkom za preprečevanje dviga gibljivih čeljusti. Izum je zelo podoben izumom iz patentnih listin US 9,095,958 B2 in US 9,004,472 B2. Enodelno navojno vreteno je sicer na sredini pritrjeno proti osnovni plošči primeža, vendar z ohlapnim ujemom, zato gibljive čeljusti v vzdolžni smeri v mirovanju ohranja zgolj trenje, kar ni zaželeno, saj takšno vpetje ni dovolj stabilno. Primež je tudi zelo nizek, kar otežuje dostop z orodjem do stranskih ploskev obdelovanca. Prednost teh primežev je, da sta majhna, lahka in prostorsko učinkovita. Oba primeža uporabljata poseben mehanizem, ki pritrjuje gibljive čeljusti na vozička gibljivih čeljusti.

V patentni listini US 9,004,472 B2 je opisan 5-osni strojni primež z eno fiksno in eno gibljivo čeljustjo ter z navojnim vretenom, postavljenim nad osnovno površino, ki uporablja kotno povezavo za preprečevanje dviga čeljusti. Vijačno vreteno je vrtljivo vpeto v fiksni čeljusti in se privija v čeljustno matico, ki leži znotraj gibljive čeljusti. Gibljiva čeljust in čeljustna matica sta povezani s kotno povezavo, tako da se čeljustna matica ob privitju vijačnega vretena dvigne in spne gibljivo čeljust proti vodilnemu kanalu. Gibljiva čeljust se premika v vodilnem kanalu, ki je le malo daljši od gibljive čeljusti, zato je vpenjalni hod primeža kratek in je treba primež razdreti za bistveno spremembo razpona vpenjalnih čeljusti. Primež je zelo robusten, kar pozitivno vpliva na stabilnost obdelovanca med obdelavo, vendar otežuje dostop z orodjem. Primež prav tako nima osnovne plošče pod celotno konstrukcijo, kar pomeni, da se nekatere upogibne obremenitve prenašajo preko mize obdelovalnega stroja.

V patentni listini DE 10 2013 103 913 B4 je opisan 5-osni strojni primež z dvema gibljivima čeljustma in dvema fiksnima nosilcema gibljivih čeljusti, ki sta tudi naslona obdelovanca. Navojno vreteno je pri tem primežu postavljeno nad osnovno ploskvijo. Ta primež uporablja spenjanje fiksne čeljusti na osnovno ploščo z lastovičjim repom, a se vpenjalni mehanizem fiksne čeljusti napenja z ločenim vijakom, ki ga je treba ročno odviti ob vsaki večji spremembi izhodiščnega položaja. Gibljive čeljusti so pritrjene na fiksne čeljusti in se ne premikajo neposredno vzdolž osi vijaka, temveč se vrtijo okoli osi na fiksni čeljusti proti obdelovanem Tako ima ta primež pri neki nastavitvi razpona čeljusti relativno kratek hod čeljusti, preden je treba fiksne čeljusti ročno nastaviti v drugačen izhodiščni položaj.

V patentni listini DE 10 2019 110 970 B3 je predstavljen 5-osni strojni primež z dvema gibljivima čeljustma in navojnim vretenom, ki je umeščeno nad osnovno ploskvijo primeža. Čeprav primež za vpenjanje obdelovanca uporablja kotno povezavo, se to vpenjanje izvaja med gibljivo čeljustjo in vložkom čeljusti. Povezava med gibljivo čeljustjo in osnovno ploskvijo je ohlapna, pri čemer gibljive čeljusti s previsom segajo čez robove osnovne plošče primeža. Ta primež na sredini osnovne plošče vsebuje nosilec vijačnega vretena, ki podpira enodelno vijačno vreteno in omogoča njegovo ustrezno pozicioniranje. Zaradi takšne zasnove konstrukcije primeža lahko pride do precejšnjega dviga čeljusti.

V patentni listini DE 20 2010 010 867 Ul je opisana še eno izvedba 5-osnega strojnega primeža z eno gibljivo in eno fiksno čeljustjo. Vijačno vreteno tega primeža je postavljeno nad osnovno ploskev. Ta model primeža vključuje mehanizem za ojačanje vpenjalne sile, ne ponuja pa rešitve za aktivno preprečevanje dviga čeljusti. Kljub temu je zaradi svoje kompaktne konstrukcije izjemno praktičen. Večina elementov primeža je skrita pod obdelovancem, kar omogoča bočni dostop do obdelovanca. Pomanjkljivosti tega primeža vključujejo njegovo večjo težo, nezmožnost centriranja čeljusti in možnost dviga čeljusti.

V patentni listini DE 20 2005 018 193 Ul je predstavljen 5-osni strojni primež z dvema fiksnima čeljustma. Ena od čeljusti je oblikovana tako, da se z vijačnim vretenom deformira za vpenjanje obdelovanca, saj ima utor na takšnem mestu, da je hkrati natezno stabilna, jo pa je mogoče upogibno deformirati. Takšen primež je stabilen, saj so vse komponente primeža togo pritrjene na mizo obdelovalnega stroja. Primež je zaradi deformacije tudi dobro prednapet. Težava takšnega primeža je, da ima izredno omejen vpenjalni hod in ga je treba v celoti razdreti ob vsaki spremembi dimenzij obdelovanca. Primež prav tako nima osnovne plošče, zato se nekatere obremenitve prenašajo neposredno prek mize obdelovalnega stroja, kar lahko povzroči deformacijo ali poškodbe mize.

V patentni listini DE 10 2022 109 332 B3 je predstavljen 5-osni strojni primež z dvema gibljivima čeljustma in dvema navojnima vretenoma. Prvo navojno vreteno postavi primarno gibljivo čeljust malenkost širše, kot je širina obdelovanca. Sekundarni gibljivi čeljusti sta rotirajoče vpeti na primarni gibljivi čeljusti. Drugo navojno vreteno nagne sekundarni gibljivi čeljusti, ki deformirata vpenjalno območje primarnih gibljivih čeljusti in s tem vpneta obdelovanec. Takšna konstrukcija z dvema navojnima vretenoma dobro prednapne strojni primež, zato ta strojni primež omogoča bistveno boljši dostop do obdelovanca kot ostale predstavljene rešitve. Kljub temu ima primež določene pomanjkljivosti. Predstavljena konstrukcija ima tudi dvodelno navojno vreteno s prirobnico na vsakem delu vretena. Takšna konstrukcija je namenjena zgolj možnosti podaljšanja strojnega primeža, nosilec navojnega vretena ne prenaša obremenitve in ne pomaga pri prednapetju konstrukcije. Dve navojni vreteni predstavlja oviro pri nastavljanju vpenjalne širine primeža, je pa takšno nastavljanje primeža še vedno lažje od razstavljanja celotnega sklopa primeža, kar vidimo pri nekaterih predstavljenih konstrukcijah. Prav tako gibljive čeljusti niso prednapeto vpete na osnovno ploščo primeža.

V patentni listini CH 708 548 Al je opisan 5-osni strojni primež z eno premično fiksno čeljustjo in eno gibljivo čeljustjo. Fiksna čeljust se na osnovno ploščo pritrdi preko ozobljenja, kar omogoča stabilno vpetje fiksne čeljusti. Težava je, daje fiksna čeljust ohlapno vpeta proti osnovni plošči primeža in konstrukcija ne poskrbi za prednapetje tega območja. Pri primežu obstaja velika možnost dviga čeljusti, kar izum rešuje z robustno zasnovo, ki pa omejuje dostop do obdelovanca. Primež vključuje napravo za omejevanje vpenjalne sile, ki zavzema veliko prostora v gibljivi čeljusti, kar zmanjšuje vitkost konstrukcije.

Opis skic izuma • Slika 1 prikazuje sklop strojnega primeža 100 v izometrični projekciji, pri čemer so na sliki vidne vse zunanje komponente strojnega primeža. Sklop strojnega primeža 100 je prikazan v stanju največjega hoda 112. Zaradi jasnosti obdelovanec 106 na sliki ni prikazan.

• Slika 2 prikazuje sklop strojnega primeža 100 v delno eksplozijski izometrični projekciji. Prikazane so glavne komponente sklopa in njihova medsebojna razmerja.

• Slika 3 prikazuje sklop strojnega primeža 100 v prerezni projekciji. Prerez poteka po vzdolžni ravnini 101. Sklop strojnega primeža 100 je s polno črto prikazan v stanju majhnega hoda 112, s črtkano črto pa v stanju največjega hoda 112. Zaradi jasnosti obdelovanec 106 na sliki ni prikazan.

• Slika 4 prikazuje sklop strojnega primeža 100 v delni prerezni projekciji, prerez poteka delno po vzdolžni ravnini 101 in delno po simetrijski ravnini 818 podsklopa z razcepljenimi vpenjali 800. Prikazan je samo prerez na desni strani prečne ravnine 103, zaradi simetrije celotnega sklopa enako velja tudi za stran primeža, ki ni prikazana.

• Slika 5 prikazuje detajl podsklopa z razcepljenimi vpenjali 800 v poenostavljeni narisni projekciji.

• Slika 6 prikazuje detajl interakcije med podsklopom vijačnega vretena 900 in podsklopom nosilca vretena 300 v prerezni projekciji.

Opis nove rešitve

Opisan sklop strojnega primeža 100 je zasnovan za vpenjanje obdelovancev 106 pri raznih mehanskih obdelavah. Sklop strojnega primeža 100 je ravninsko simetričen glede na vzdolžno ravnino 101 in prečno ravnino 102. Središča primeža 105 je definirano kot premica, ki leži v presečišču med vzdolžno ravnino 101 in prečno ravnino 102. Sklop strojnega primeža 100 je sestavljen iz osnovne plošče 201, dveh podsklopov gibljivih čeljusti 400, podsklopa vijačnega vretena 900 in podsklopa nosilca vretena 300.

Osnovna plošča 201, je v vzdolžni smeri daljša kot v prečni. Praviloma je izdelana iz kaljenega jekla in brušena na zgornji ploskvi 202 in spodnji ploskvi 203. Zgornja ploskev 202 osnovne plošče 203 določa osnovno ravnino 103 sklopa strojnega primeža 100. Na osnovni plošči 201 sta dva vzdolžna utora 204 v obliki lastovičjega repa. Naležni površini 205 vzdolžnega utora 204 oklepata vmesni kot 206 med 60 in 90 stopinj. Sredina 207 osnovne plošče 201 je točka, kjer se sekajo vzdolžna ravnina 101, prečna ravnina 102 in osnovna ravnina 103. Na sredini 207 osnovne plošče 201 leži pravokotni utor 208, v katerem je ena navojna luknja 209 in dve tolerančni luknji 210 za cilindrična zatiča 304 po standardu DIN 7979, ki zagotavljata pravilen položaj spodnjega nosilca vijačnega vretena 301 na osnovni plošči 201. Osnovna plošča 201 vključuje tudi pritrdilno prirobnico 211 in pritrdilne kanale 212 za montažo sklopa strojnega primeža 100 na mizo obdelovalnega stroja 104 z uporabo obstoječih tehničnih rešitev.

Na osnovni plošči 201 sta nameščena dva podsklopa gibljivih čeljusti 400, ki sta obrnjeni druga proti drugi. Med delovanjem sklopa strojnega primeža 100 se podsklopa gibljivih čeljusti 400 sinhrono približujeta ali oddaljujeta od središča primeža 105, kar je posledica delovanja sile 904, ustvarjene s podsklopom vijačnega vretena 900, ki se prenaša preko navojne puše 602 s trapeznim notranjim navojem 609 in cilindrično prirobnico 610, napenjalnega podsklopa 500 in kotnih drsnih površin 611. Podsklopa gibljivih čeljusti 400 med delovanjem drsita po zgornji ploskvi 202 osnovne plošče 201. Vsak podsklop gibljive čeljusti 400 vsebuje gibljivo čeljust 401, napenjalni podsklop 500, dva podsklopa z razcepljenimi vpenjali 800 in vpenjalno ploščo 402. Gibljiva čeljust 401 obsega telo čeljusti 406 v obliki črke L, dve ojačitveni rebri 407, dva utora za zmanjšanje mase 408, dva vzdolžna utora 409 v obliki lastovičjega repa, sprostitveni utor 410 za zgornji del napenjalnega podsklopa 600, štiri kotne drsne površine 411, sprostitveni utor 412 za razdelilno ploščo 701, dva sprostitvena utora 413 za konzoli 705 razdelilne plošče 701, ojačitveno polico 414, sprostitveni utor 415 za podsklop nosilca vretena 300, luknjo 416 za podsklop vijačnega vretena 900 in kanal 417 za trapezni moznik 418 vpenjalne plošče 402. Na gibljivo čeljust 401 je z vijaki 405 nameščeno stabilizacijsko rebro 404, ki povečuje stabilnost podsklopa gibljive čeljusti 400

Sklop strojnega primeža 100 se uporablja tako, da uporabnik položi obdelovanec 106 med vpenjalni plošči 402. Nato uporabnik natakne nasadni ključ 107 na šestkotni vmesnik 905 in z vrtenjem podsklopa vijačnega vretena 900 do želenega navora na obdelovanec 106 aplicira želeno vpenjalno silo 108. Minimalna vpenjalna sila je takšna vpenjalna sila 108, ki je potrebna za premagovanje reakcijskih sil vseh vzmeti, ki razpirajo napenjalni podsklop 500, tako da se vse komponente primeža, ki se morajo stikati, dejansko stikajo.

Podsklopa gibljivih čeljusti 400 stiskata obdelovanec 106 z vpenjalnimi ploščami 402, ki so lahko gladke ali nazobčane, izdelane iz aluminija ali jekla. Vpenjalne plošče 402 so pritrjene na gibljive čeljusti 401 s pomočjo stika kanala 417 in trapeznega moznika 418 ter preko vijačnih lukenj 419, v katerih so cilindrični vijaki 403.

Ker je podsklop vijačnega vretena 900 postavljen nižje od obdelovanca, vpenjalna sila 108 in sila 904 v podsklopu vijačnega vretena 900 nimata istega prijemališča, kar ustvarja neželeni moment 109. Posledica tega neželenega momenta 109 je dvig gibljive čeljusti 110, ki se zgodi, ko med zgornjo ploskvijo 202 osnovne plošče 201 in spodnjo ploskvijo 420 gibljive čeljusti 401 nastane špranja 111 in ploskvi nista več v stiku. Podsklop gibljive čeljusti 400 in posledično obdelovanec 106 se premakneta navzgor, kar ni zaželeno. Ker je podsklop vijačnega vretena 900 blizu obdelovanca 106, je dvig gibljive čeljusti 110 mogoče minimalizirati, saj je neželeni moment 109 vpenjalne sile 108 čim manjši, kolikor je to tehnično izvedljivo. Ta primež zmanjšuje dvig gibljive čeljusti 110 na dva medsebojno povezana načina.

Prvi način za ublažitev dviga gibljive čeljusti 110 deluje tako, da sila 904 iz podsklopa vijačnega vretena 900 preko navojne puše 602 s cilindrično prirobnico 610 najprej deluje na zgornjo ploščo 601 zgornjega dela napenjalnega podsklopa 600. Zgornja plošča 601 je povezana z osnovno ploščo 201 prek prilagodnega vijaka 603, sferične podložke 605, razdelilne plošče 701, vijakov s koničasto prirobnico 702, paraboličnih zagozd 802 in razcepljenih vpenjal 801. Zgornja plošča 601 zgornjega dela napenjalnega podsklopa 600 deluje preko kotnih drsnih površin 611, ki so nagnjene glede na osnovno ravnino 103, na kotne drsne površine 411 na gibljivi čeljusti 401. Sila 612 z zgornje plošče 601 na gibljivo čeljust 401 se na kotnih drsnih površinah 411 razcepi na dve komponenti. Horizontalna komponenta sile 421 deluje v smeri vzdolž primeža in vpenja obdelovanec 106. Vertikalna komponenta sile 422 deluje pravokotno na osnovno ravnino 103 in pritiska podsklop gibljive čeljusti 400 ob zgornjo ploskev 202 osnovne plošče 201, kar zmanjšuje špranjo 111 med njima.

Drugi način ublažitve dviga gibljive čeljusti 110 deluje tako, da sila 613, prenesena prek prilagodnega vijaka 603 na razdelilno ploščo 701 in naprej s konzol 705 razdelilne plošče 701, preko vijakov s koničasto prirobnico 702 na parabolično zagozdo 802, premakne parabolično zagozdo 802 navzgor v odprtino 803 razcepljenega vpenjala 801. Premik parabolične zagozde

802 navzgor zaradi vertikalne sile 804 razširi prosta kraka 805 razcepljenega vpenjala 801, ki preko naležnih površin 806 prostih krakov 805 pritiskata na naležni površini 205 vzdolžnega utora 204 osnovne plošče 201.

Notranji drsni površini 807 razcepljenega vpenjala 801 oklepata vmesni kot 808, ki je manjši od vmesnega kota 206 naležnih površin 205 vzdolžnih utorov 204 na osnovni plošči 201, zato premik parabolične zagozde 802 navzgor povzroči, da se razcepljena vpenjala 801 premaknejo navzdol. To povzroči, da naležni površini 809 spojenih krakov 810 pritisneta na naležni površini 423 vzdolžnega utora 409 na spodnji ploskvi 420 gibljive čeljusti 401. Delovanje podsklopov z razcepljenimi vpenjali 800 potegne podsklop gibljive čeljusti 400 proti zgornji ploskvi 202 osnovne plošče 201 in posledično zmanjša dvig gibljive čeljusti 110.

Napenjalni podsklop 500 med seboj povezuje podsklop vijačnega vretena 900, gibljivo čeljust 401 in dva podsklopa z razcepljenimi vpenjali 800. Napenjalni podsklop 500 pretvori silo 904 v podsklopu vijačnega vretena 900 v potrebne obremenitve za gibljivo čeljust 401 in podsklop z razcepljenimi vpenjali 800. Napenjalni podsklop 500 obsega zgornji del napenjalnega podsklopa 600 in razdelilni del napenjalnega podsklopa 700. Zgornji del napenjalnega podsklopa 600 je sestavljen navojne puše 602 s trapeznim notranjim navojem 609 in cilindrično prirobnico 610, zgornje plošče 601, dveh vpenjal 604 za navojno pušo 602, štirih distančnih vijakov 606, štirih povratnih tlačnih vzmeti 607, prilagodnega vijaka 603 in sferične podložke 605. Razdelilni del napenjalnega podsklopa 700 je sestavljen iz razdelilne plošče 701, štirih vijakov s koničasto prirobnico 702, dveh distančnih vijakov 703 in povratnih tlačnih vzmeti 704. Zgornji del napenjalnega podsklopa 600 je nameščen v sprostitvenem utoru 410 za zgornji del napenjalnega podsklopa 600 v gibljivi čeljusti 401. Razdelilni del napenjalnega podsklopa 700 je nameščen v sprostitvenem utoru 412 za razdelilno ploščo 701 in dveh sprostitvenih utorih 413 za konzole 705 v gibljivi čeljusti 401.

Navojna puša 602 je izdelana iz bronaste zlitine, kar zmanjšuje trenje med navojno pušo 602 in podsklopom vijačnega vretena 900 ter preprečuje poškodbe trapeznega navoja 906 na podsklopu vijačnega vretena 900. Ob obrabi je treba zamenjati zgolj trapezno navojno pušo 602. Navojna puša 602 s cilindrično prirobnico 610 je na napenjalno ploščo 601 pritrjena preko cilindrične povezave 616, ki omogoča manjši kotni premik 617 navojne puše 602. Tako se izognemo prenosu upogibnih obremenitev med podsklopom vijačnega vretena 900 in zgornjo ploščo 601. Zaradi tega v podsklopu vijačnega vretena ne nastajajo upogibne napetosti 900, kadar zgornja plošča 601 malenkost odstopa od vzporednosti s prečno ravnino 102.

Vpenjala 604 navojne puše 602 so z vijaki 608 pritrjena v zgornjo ploščo 601 in zadržujejo navojno pušo 602 v zgornji plošči 601 ter hkrati omogočajo, da z vrtenjem podsklopa vijačnega vretena 900 v nasprotno smer uporabnik razmakne podsklopa gibljivih čeljusti 400 stran od središča primeža 105. Bočne stene 618 cilindrične povezave 616 na zgornji plošči 601 preprečujejo, da bi se navojna puša 602 zasukala okoli osi 907 podsklopa vijačnega vretena 900. Štiri tlačne vzmeti 607, po standardu ISO 10243 ali iz poliuretana, in distančni vijaki 606 v podolgovatih luknjah 619 zagotavljajo, da se ob razbremenitvi podsklopa vijačnega vretena 900 zgornja plošča 601 rahlo odmakne od gibljive čeljusti 401. Distančni vijaki 606 prenašajo tudi obremenitve med zgornjo ploščo 601 in gibljivo čeljustjo 401 ob razmikanju podsklopov gibljivih čeljusti 400 stran od središča primeža 105. Kotne drsne površine 611 na zgornji plošči 601 so v stiku z gibljivo čeljustjo 401 in so postavljene tako, da se zmanjša upogibna deformacija gibljive čeljusti 401 zaradi delovanja sile 612 z zgornje plošče 601 na gibljivo čeljust 401.

Med delovanjem sklopa strojnega primeža 100 se zgornja plošča 601 rahlo pomakne naprej. Da se upogibne napetosti ne prenesejo na razdelilno ploščo 701, je, med prilagodnim vijakom 603 in razdelilno ploščo 701, nameščena sferična podložka 605 po standardu DIN 6319, ki dovoljuje manjša kotna odstopanja 620 osi 621 prilagodnega vijaka 603 od pravokotnosti z osnovno ravnino 103. Razdelilni del napenjalnega podsklopa 700 je prek vijakov s koničasto prirobnico 702 povezan s podsklopi z razcepljenimi vpenjali 800. Vijak s koničasto prirobnico 702 obsega prirobnico 706, steblo 707 in navoj 708. Vsi štirje vijaki s koničasto prirobnico 702 so enako oddaljeni od prilagodnega vijaka 603. Tako se sila 613 v prilagodnem vijaku 603 enakomerno prenese na vse štiri vijake s koničasto prirobnico 702. Razdelilni del napenjalnega podsklopa 700 vključuje tudi distančne vijake 703 in tlačne vzmeti 704, ki ob razbremenitvi vrnejo razdelilno ploščo 701 v izhodiščni položaj.

Podsklop vijačnega vretena 900 je sestavljen iz dela vijačnega vretena z levim navojem 901, dela vijačnega vretena z desnim navojem 902 in dveh sferičnih potisnih valjčnih ležajev 903, ki so izpeljani iz standarda DIN 728. Podsklop vijačnega vretena 900 je obremenjen natezno. Ko sila 904 podsklopa vijačnega vretena 900 deluje na zgornjo ploščo 601 zgornjega dela napenjalnega podsklopa 600, se zgornja plošča 601 rahlo premakne navzgor, kar v osi 907 podsklopa vijačnega vretena 900 povzroči kotna odstopanja 908, tako da os 907 več ni pravokotna na prečno ravnino 102. To bi lahko povzročilo upogibne obremenitve v podsklopu vijačnega vretena 900, kljub temu da se navojna puša 602 lahko malenkost zasuka znotraj vzdolžne ravnine 101. Podsklop vijačnega vretena 900 je zato zasnovan tako, da dovoljuje manjša kotna odstopanja 908, kljub temu pa je sredina podsklopa vijačnega vretena 900 natančno poravnana s prečno ravnino 102. Podsklop vijačnega vretena 900 zato sestavljata dva med seboj povezana dela. Del vijačnega vretena z levim navojem 901 je povezan z delom vijačnega vretena z desnim navojem 902 preko izbočenega šestkotnega vmesnika 909 in šestkotnega utora 910. Sferični potisni valjčni ležaj 903 je nameščen na podsklop vijačnega vretena 900 na območju razširitve premera 911.

Podsklop nosilca vretena 300 obsega spodnji nosilec vretena 301 in pokrov nosilca vretena 302, ki sta povezana s štirimi vijaki 306 in dvema zatičema 305 v območju bočne prirobnice 307. Podsklop nosilca vretena 300 je pritrjen v osnovno ploščo 201 z uporabo cilindričnega vijaka 303 in dveh cilindričnih zatičev 304. Znotraj votline 308 v podsklopu nosilca vretena 300 je nameščen del podsklopa vijačnega vretena 900. Ko podsklop vijačnega vretena 900 ni obremenjen, je skupna debelina obeh prirobnic delov vijačnega vretena 912 in obeh sferičnih potisnih valjčnih ležajev 903 nekoliko manjša od notranje dolžine 309 votline 308 v podsklopu nosilca vretena 300. To omogoča montažo podsklopa vijačnega vretena 900 v votlino 308. Ob obremenitvi podsklopa vijačnega vretena 900 s silo 904 se sferični potisni valjčni ležaj 903 opre na prirobnico 310, ki je delno na spodnjem nosilcu vretena 301 in delno na pokrovu nosilca vretena 302. Sila 904 v podsklopu vijačnega vretena 900 se tako preko prirobnic delov vijačnega vretena 912, sferičnih potisnih valjčnih ležajev 903, prirobnic 310 in podsklopa nosilca vretena 300 prenese z dela vijačnega vretena z levim navojem 901 na del vijačnega vretena z desnim navojem 902. Sferična potisna valjčna ležaja 903 zmanjšujeta trenje med podsklopom vijačnega vretena 900 in podsklopom nosilca vretena 300. Podsklop vijačnega vretena 900 je možno izdelati v različnih dolžinah, glede na zahtevano dolžino hoda 112 podsklopov gibljivih čeljusti 400.

Podsklopa gibljive čeljusti 400 sta oblikovana tako, da se pri manjši vpenjalni razdalji 113 podsklop nosilca vretena 300 umakne v sprostitveni utor 415 v gibljivi čeljusti 401. S tem omogočimo, da se lahko podsklopa gibljive čeljusti 400 bolj približata in omogočata vpenjanje manjših obdelovancev 106.

Podsklop z razcepljenimi vpenjali 800, ki obsega razcepljeno vpenjalo 801 in parabolično zagozdo 802, je ena izmed konstrukcijskih posebnosti obravnavanega sklopa strojnega primeža 100. Podsklop z razcepljenimi vpenjali 800 omogoča hkratno ojačanje in spremembo smeri obremenitve, ki deluje nanj. Razcepljeno vpenjalo 801 je v prečnem prerezu sestavljeno iz spojenih krakov 810, ki so med delovanjem primeža tlačno obremenjeni, fleksibilnih povezav 811, ki so natezno in upogibno obremenjene, ter prostih krakov 805, ki so obremenjeni tlačno in natezno. Fleksibilne povezave 811 morajo biti odporne proti nateznim silam, vendar hkrati upogljive okoli vrtišča deformacije 812. Vzdolž razcepljenega vpenjala 801 sta dve sprostitveni luknji 813, skozi kateri sta nameščena vijaka s koničasto prirobnico 702. Parabolična zagozda 802 v prečni projekciji sestoji iz profila treh krožnih lokov: dveh krožnih lokov 814 z večjim radiusom in enega krožnega loka 815 z manjšim radiusom, katerih skupni profil aproksimira obliko parabole. Vzdolž parabolične zagozde 802 sta nameščeni dve tolerančni luknji 816, ki imata na spodnji strani konično ugreznitev 817. Vijaki s koničasto prirobnico 702 se montirajo od spodaj, naprej skozi parabolično zagozdo 802, nato skozi razcepljeno vpenjalo 801, skozi sprostitveno luknjo 424 v gibljivi čeljusti 401 in se privijejo v konzolo 705 razdelilne plošče 701.

Celoten podsklop z razcepljenimi vpenjali 800 je ravninsko simetričen preko simetrijske ravnine 818, ki je vzporedna in odmaknjena od vzdolžne ravnine 101. Vertikalna sila 804, s katero vijaki s koničasto prirobnico 702 delujejo na parabolične zagozde 802, se preko krožnih lokov 814 v kontaktni točki 819 prenaša na notranje drsne površine 807 razcepljenih vpenjal. Kontaktno točko 819 med razcepljenim vpenjalom 801 in parabolično zagozdo 802 lahko natančno določimo zaradi kontakta med valjem in ravnino.

Vrtišče deformacije 812 označuje približno točko, okoli katere poteka deformacija prostih krakov 805 razcepljenih vpenjal 801. Razdalja med vrtiščem deformacije 812 in kontaktno točko 819 je čim večja, da bi normalna sila 820 ustvarila čim večji moment 821 okoli vrtišča deformacije 812. Zato je kontaktna točka 819 nameščena nekoliko nad spodnjim robom 822 parabolične zagozde 802. Moment 821, ki ga povzroči normalna sila 820, povzroči razmik prostih krakov 805, kar vodi do stika med naležnimi površinami 806 prostih krakov 805 in naležnimi površinami 205 vzdolžnega utora 204. Ker je sredina stične linije 823 bliže vrtišču deformacije 812 kot kontaktna točka 819, se prenesena normalna sila 824 poveča v razmerju med razdaljama. Ker prenesena normalna sila 824 ni pravokotna na naležno površino 806, se razcepi na normalno komponento 825 in tangencialno komponento 826. Normalna komponenta 825 pritisne naležno površino 806 prostega kraka 805 razcepljenega vpenjala 801 ob naležno površino 205 vzdolžnega utora 204 osnovne plošče 201, medtem ko tangencialna komponenta 826 potiska proste krake 805 razcepljenega vpenjala 801 navzdol ob naležni površini 205 vzdolžnega utora 204, kljub temu da vertikalna sila 804 na parabolično zagozdo 802 deluje v smeri navzgor. To je možno, ker je vmesni kot 808 med notranjima drsnima površinama 807 manjši od vmesnega kota 206 med naležnima površinama 205 vzdolžnega utora 204.

Premik prostih krakov 805 razcepljenega vpenjala 801 navzdol povzroči natezne in upogibne obremenitve v fleksibilnih povezavah 811 med spojenimi kraki 810 in prostimi kraki 805 razcepljenega vpenjala 801. To vpliva na spojene krake 810 in jih potegne navzdol. Naležni površini 809 spojenih krakov 810 sta pritisnjeni ob naležni površini 423 vzdolžnega utora 409 na gibljivi čeljusti 401, kar povzroča tlačno obremenitev v spojenih krakih 810. Delovanje razcepljenih vpenjal 801, prek vzdolžnega utora 409 na spodnji ploskvi 420 gibljive čeljusti 401 in vzdolžnega utora 204 na osnovni plošči 201, pritisne spodnjo ploskev 420 gibljive čeljusti 401 ob zgornjo ploskev 202 osnovne plošče 201. Razcepljena vpenjala 801 ob obremenitvi zagotavljajo tudi, daje podsklop gibljive čeljusti 400 vzporeden s prečno ravnino 102.

Ko uporabnik sprosti sklop strojnega primeža 100, tako da zmanjša silo 904 v podsklopu vijačnega vretena 900, se posledično zmanjša vertikalna sila 804 v vijakih s koničasto prirobnico 702 in se ustvari zračnost med naležnimi površinami 806 prostih krakov 805 in naležnimi površinami 205 vzdolžnega utora 204 na osnovni plošči 201. To razbremeni stik med spodnjo ploskvijo 420 gibljive čeljusti 401 in zgornjo ploskvijo 202 osnovne plošče 201, kar bistveno zmanjša trenje med spodnjo ploskvijo 420 in zgornjo ploskvijo 202. Zaradi tega lahko podsklopa gibljivih čeljusti 400, če v sklopu strojnega primeža 100 ni obdelovanca 106, uporabnik prosto premika z vrtenjem podsklopa vijačnega vretena 900, saj tlačne vzmeti 607 v zgornjem delu napenjalnega podsklopa 600 in tlačne vzmeti 704 v razdelilnem delu napenjalnega podsklopa 700 preprečujejo, da bi se podsklopi z razcepljenimi vpenjali 800 napeli, dokler ni dosežena minimalna vpenjalna sila.

Claims (12)

1. PATENTNI ZAHTEVKI

   1. Sklop strojnega primeža (100) za vpenjanje obdelovancev (106), značilen po tem, da vključuje:

   • osnovno ploščo (201), ki vključuje dva vzdolžna utora (204) v obliki lastovičjega repa in pritrdilno prirobnico (211) ter pritrdilne kanale (212) za montažo sklopa strojnega primeža (100) na mizo obdelovalnega stroja (104) • dva podsklopa gibljivih čeljusti (400), ki obsegata:

   — gibljivo čeljust (401), ki vsebuje telo čeljusti (406), dve ojačitveni rebri (407) in dva vzdolžna utora (409) v obliki lastovičjega repa,

   - napenjalni podsklop (500), ki obsega zgornji del napenjalnega podsklopa (600) in razdelilni del napenjalnega podsklopa (700), — dva podsklopa z razcepljenimi vpenjali (800), ki obsegata razcepljeno vpenjalo (801) in parabolično zagozdo (802), — vpenjalno ploščo (402), • podsklop vijačnega vretena (900), ki je sestavljen iz dela vijačnega vretena z levim navojem (901) in dela vijačnega vretena z desnim navojem (902), • podsklop nosilca vretena (300), ki obsega spodnji nosilec vretena (301) in pokrov nosilca vretena (302).
2. 2. Naprava po zahtevku 1, značilna po tem, da je ravninsko simetričen glede na vzdolžno ravnino (101) in prečno ravnino (102).
3. 3. Naprava po katerem koli od predhodnih zahtevkov 1 do 2, značilna po tem, se med delovanjem podsklopa gibljivih čeljusti (400) sinhrono približujeta ali oddaljujeta od središča primeža (105), kar je posledica delovanja sile (904), ustvarjene s podsklopom vijačnega vretena (900).
4. 4. Naprava po katerem koli od predhodnih zahtevkov 1 do 3, značilna po tem, da uporablja dva medsebojno povezana načina za ublažitev dviga gibljivih čeljusti (110).
5. 5. Naprava po katerem koli od predhodnih zahtevkov 1 do 4, značilna po tem, da eden od načinov ublažitve dviga gibljivih čeljusti (110) deluje tako, da sila (904) iz podsklopa vijačnega vretena (900) najprej preko navojne puše (602) s cilindrično prirobnico (610) deluje na zgornjo ploščo (601) zgornjega dela napenjalnega podsklopa (600), nato pa s kotnih drsnih površin (611) na zgornji plošči (601) deluje na kotne drsne površine (411) na gibljivi čeljusti (401). Vertikalna komponenta sile (422) deluje pravokotno na osnovno ravnino (103) in pritiska podsklop gibljive čeljusti (400) ob zgornjo ploskev (202) osnovne plošče (201), kar zmanjšuje špranjo (111) med njima.
6. 6. Naprava po katerem koli od predhodnih zahtevkov 1 do 5, značilna po tem, da eden od načinov ublažitve dviga gibljivih čeljusti (110) deluje tako, da sila (613), prenesena prek prilagodnega vijaka (603) na razdelilno ploščo (701) in naprej s konzol (705) razdelilne plošče (701), preko vijakov s koničasto prirobnico (702) na parabolično zagozdo (802), premakne parabolično zagozdo (802) navzgor v odprtino (803) razcepljenega vpenjala (801), kar razširi prosta kraka (805) razcepljenega vpenjala (801), ki preko naležnih površin (806) prostih krakov (805) pritiskata na naležni površini (205) vzdolžnega utora (204) osnovne plošče (201), kar povzroči, da se razcepljena vpenjala (801) premaknejo navzdol in potegnejo podsklop gibljive čeljusti (400) proti zgornji ploskvi (202) osnovne plošče (201), kar posledično zmanjša dvig gibljive čeljusti (HO).
7. 7. Naprava po katerem koli od predhodnih zahtevkov 1 do 6, značilna po tem, da je podsklop z razcepljenimi vpenjali (800) ravninsko simetričen preko simetrijske ravnine (818), ki je vzporedna in odmaknjena od vzdolžne ravnine (101).
8. 8. Naprava po katerem koli od predhodnih zahtevkov 1 do 7, značilna po tem, da podsklop z razcepljenimi vpenjali (800) obsega:

   • razcepljeno vpenjalo (801), ki je v prečnem prerezu sestavljeno iz spojenih krakov (810), ki so med delovanjem primeža tlačno obremenjeni, fleksibilnih povezav (811), ki so natezno in upogibno obremenjene, prostih krakov (805), ki so obremenjeni tlačno in natezno, ter notranjih drsnih površin (807), ki oklepata vmesni kot (808), ki je manjši od vmesnega kota (206) naležnih površin (205) vzdolžnih utorov (204) na osnovni plošči (201), • parabolično zagozdo (802), ki v prečni projekciji sestoji iz profila treh krožnih lokov, katerih skupni profil aproksimira obliko parabole.
9. 9. Naprava po katerem koli od predhodnih zahtevkov 1 do 8, značilna po tem, da je kontaktna točka (819) med razcepljenim vpenjalom (801) in parabolično zagozdo (802) nameščena nekoliko nad spodnjim robom (822) parabolične zagozde (802) in je zato razdalja med vrtiščem deformacije (812) in kontaktno točko (819) čim večja, zaradi česar normalna sila (820) ustvari čim večji moment (821) okoli vrtišča deformacije (812).
10. 10. Naprava po katerem koli od predhodnih zahtevkov 1 do 9, značilna po tem, da moment (821), ki ga povzroči normalna sila (820), povzroči razmik prostih krakov (805), kar vodi do stika med naležnimi površinami (806) prostih krakov (805) in naležnimi površinami (205) vzdolžnega utora (204), in, ker prenesena normalna sila (824) ni pravokotna na naležno površino (806), se ta razcepi na normalno komponento (825) in tangencialno komponento (826), tako da normalna komponenta (825) pritisne naležno površino (806) prostega kraka (805) razcepljenega vpenjala (801) ob naležno površino (205) vzdolžnega utora (204) osnovne plošče (201), medtem ko tangencialna komponenta (826) potiska proste krake (805) razcepljenega vpenjala (801) navzdol ob naležni površini (205) vzdolžnega utora (204).
11. 11. Naprava po katerem koli od predhodnih zahtevkov 1 do 10, značilna po tem, da se sila (904) v podsklopu vijačnega vretena (900) preko prirobnic delov vijačnega vretena (912), sferičnih potisnih valjčnih ležajev (903), prirobnic (310) in podsklopa nosilca vretena (300) prenese z dela vijačnega vretena z levim navojem (901) na del vijačnega vretena z desnim navojem (902).
12. 12. Naprava po katerem koli od predhodnih zahtevkov 1 do 11, značilna po tem, da lahko podsklopa gibljivih čeljusti (400), če v sklopu strojnega primeža (100) ni obdelovanca (106), uporabnik prosto premika z vrtenjem podsklopa vijačnega vretena (900), saj tlačne vzmeti (607) v zgornjem delu napenjalnega podsklopa (600) in tlačne vzmeti (704) v razdelilnem delu napenjalnega podsklopa (700) preprečujejo, da bi se podsklopi z razcepljenimi vpenjali (800) napeli, dokler ni dosežena minimalna vpenjalna sila.