夾緊設備的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于在平衡機中夾緊鉆孔、銑削或磨削工具的工具夾的夾緊設備(1)，其包括帶有用于工具夾的離合軸的容納開口(9)和夾緊鉗(10)的容納單元(2)，用于操作夾緊鉗(10)的操作單元(18)的軸(20)在容納單元(2)的中心鉆孔(19)中滑動地導引。軸(20)在一端部上具有傳力體(22)，多個壓力彈簧(30,31)支承在該傳力體(22)上，能夠通過所述多個壓力彈簧(30,31)將夾緊鉗(10)夾緊。壓力彈簧(30,31)布置和/或設置成，使得在夾緊鉗(10)被夾緊時作用到傳力體(22)上的彈簧力關于軸(20)的軸線非對稱地對傳力體(22)加載。
【專利說明】夾緊設備
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于在平衡機中夾緊被定義為圍繞旋轉軸線旋轉的機器部件，尤其是鉆孔、銑削或磨削工具的工具夾的夾緊設備。
【背景技術】
[0002]上述類型的夾緊設備主要用于在平衡機中夾緊能以高轉速驅動轉動的工具。對于這種工具的平衡提出較高的要求，因為未充分平衡的工具會損害加工質量。為可以滿足對平衡質量的較高要求，待平衡的工具的精確的中心夾緊需要借助布置在平衡機的主軸上的夾緊設備。
[0003]從WO 00/45983A1中已知在平衡機中提供的用于夾緊工具容納部的夾緊設備，其中，固定在圍繞旋轉軸線旋轉地驅動的機器主軸上的基體單元具有相對旋轉軸線在中心的容納開口，工具容納部的離合軸可軸向地插入該容納開口中。在容納開口中設有夾緊鉗，該夾緊鉗接合在離合軸上并且能夠通過相對基體單元以可軸向調節的方式操作在其上導引的鉗操作單元。鉗操作單元通過兩個滑動面副雙重地在基體單元上導引。為實現較高的導引精確性，該滑動面副可以設計成過渡配合裝置，但結果是，鉗操作單元相對基本單元調節起來僅非常緊。更大的公差允許鉗操作單元更靈活的調節。但由該公差引起的同心度誤差反映到測量結果中并且嚴重地影響測量的可重復性。
[0004]為避免該缺點，還從所述公開文本中已知，鉗操作單元軸向地借助滾動體裝置導弓丨，其滾動體在基體單元和鉗操作單元的滾動面上滾動。該滾動體裝置應當能夠靈活但卻精確地軸向導引鉗操作單元，尤其是在滾動體以預緊力安裝在基體單元與鉗操作單元之間時。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是，創造一種所述類型的可靈活操作且廉價制造的夾緊設備。
[0006]按本發明的夾緊設備包括帶有相對旋轉軸線在中心的容納開口的、機器部件的離合軸可軸向插入的容納單元，布置在容納開口中的夾緊鉗和相對容納單元以可軸向移動的方式在其上導引的用于操作夾緊鉗的操作單元，其中，操作單元具有在容納單元的中心鉆孔中軸向地滑動導引的軸，在軸的一端部上具有操作夾緊鉗的夾緊體，在軸的另一端部上具有傳力體和多個壓力彈簧，此多個壓力彈簧布置在容納單元與傳力體之間，并且，壓力彈簧布置和/或設置成，使得在夾緊鉗被夾緊時作用到傳力體上的彈簧力關于軸的軸線非對稱地對傳力體加載。
[0007]本發明基于此認識，即使夾緊設備在實施不平衡度測量的夾緊位置處具有有限的不平衡度時也可實現較高的平衡質量。因為該不平衡度可以被精確地測得并且在檢測夾緊設備和待平衡的機器部件的總的不平衡度時通過計算機與機器部件的不平衡度份額分開。當然對這種方法步驟重要的是，夾緊設備的測得的不平衡度在各夾緊過程之后不改變，而是在各夾緊過程之后保持其位置和大小，該不平衡度例如由靈活地滑動地并因此不完全無間隙地導引的操作單元的偏心率引起。
[0008]按本發明，這通過借助壓力彈簧關于軸非對稱地對傳力體進行加載而實現。位置固定地布置在容納單元和傳力體之間的壓力彈簧由此產生作用到傳力體和軸上的轉矩，該轉矩使傳力體和軸圍繞一條軸線轉動，此軸線垂直于一個定義的、通過軸的軸線的平面。通過該轉矩，軸在位于此平面內的方向上壓緊到容納單元的中心鉆孔的壁上(該軸在中心鉆孔內導引)，從而它由于存在于導引裝置中的間隙而占據容納單元的鉆孔中的一個預定義的偏心位置。相應地，與軸固定連接的傳力體也獲得同樣的偏心位置。通過壓力彈簧非對稱的力作用穩定的偏心率引起一個預定義的不平衡度，該不平衡度在試驗過程中檢測并且在下列不平衡度測量時可以以數學方式補償。所設定的偏心率的大小通過滑動導引的間隙確定而此偏心率的方向通過壓力彈簧的布置和/或設置確定并因此在各夾緊過程中可重復。因此，可以省掉操作單元通過滾動體裝置無間隙的導引和緊配合，由此，可以實現明顯降低夾緊設備的制造成本。
[0009]一般，夾緊設備的壓力彈簧在其安裝時預緊。當夾緊設備的操作單元移動到夾緊位置中時，壓力彈簧仍然通過起初的預緊力被張緊。為了以簡單的方式實現非對稱地加載傳力體，按本發明，壓力彈簧的至少一個可以比另外的壓力彈簧更強地預緊。更強預緊的壓力彈簧的更大的彈簧力可以通過更小的安裝長度或通過在給定的安裝長度下的更大彈簧長度實現。
[0010]另外的有利于實現非對稱加載的可能性也可以存在于使用具有相對另外的壓力彈簧更陡的彈簧特性曲線的至少一個壓力彈簧。
[0011]根據本發明的另一個建議，通過多個壓力彈簧在傳力體上的不對稱布置實現對傳力體的非對稱加載。在此情況下，壓力彈簧可以是相同的并且以相同的預緊力安裝。
[0012]壓力彈簧的數量可以為偶數或奇數。已證實特別有利的是使用五個壓力彈簧，這五個壓力彈簧以均勻的間隔布置在傳力體上，其中，兩個不相鄰的壓力彈簧具有相同的更高的預緊力，而另外的壓力彈簧具有相同的更低的預緊力。通過壓力彈簧的這種布置，可以實現轉矩力非常可靠的定向并因此實現操作單元相對容納單元可在窄范圍內重復的偏心率。
[0013]壓力彈簧可以在按本發明的夾緊設備中布置在傳力體和容納單元的鉆孔內，其中，通過不同的鉆孔深度會引起壓力彈簧的預緊力的不同。
[0014]操作單元的軸可以有利地以保證靈活運動的間隙支承在滑套中，該滑套布置在容納單元的鉆孔中。可以使用自潤滑的滑套作為滑套。
[0015]為了可以使操作單元克服壓力彈簧的力氣動或液壓地運動到釋放位置中，傳力體可以是活塞-氣缸裝置的活塞，該活塞-氣缸裝置共軸地布置在平衡機的可轉動的主軸中。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]下面根據附圖所示的實施例進一步描述本發明。
[0017]圖1示出通過按本發明的夾緊設備的縱剖面。
【具體實施方式】
[0018]所示的夾緊設備1為此確定地插入平衡機的空心主軸的開口的端部。夾緊設備1具有容納單元2，該容納單元2由兩個通過螺紋連接相互連接的部分、容納部分3和支承部分4組成。具有在容納部分3上的固定鉆孔6的法蘭5用于將容納單元2固定在空心主軸的端面上。為了精確的相對空心主軸對中，容納部分3在其外側設有對中面7。通孔8沿軸向延伸通過容納部分3，該通孔8通向中心的容納開口 9，該容納開口 9被設計用于容納工具的標準化的空心斜錐離合軸。當然還可以構造容納部分3，該容納部分3也具有設計不同的用于容納另外形狀的離合軸的容納開口。
[0019]在通孔8中具有夾緊鉗10，該夾緊鉗10借助法蘭11通過螺絲固定在構造于支承部分4中的環形凹處12中。夾緊鉗10在一部分長度上具有多個沿縱向開縫的套筒區段13，所述套筒區段13突伸入容納開口 9并且在其此處開縫的端部上設有夾緊法蘭14。在夾緊插入容納開口 9的離合軸時，夾緊法蘭14以夾緊面15跨越構造在離合軸的開口內的夾緊凸起部。
[0020]夾緊鉗10的操縱借助操作單元18進行，該操作單元18具有布置在支承部分4的中心鉆孔19內的軸20，該軸20在其為夾緊鉗10對應配設的端部上具有夾緊體21并且在其對置的、從支承部分4突伸出的端部上與盤形的傳力體22固定連接。在夾緊體21與傳力體22之間，軸20設有圓柱體的導引區段并且在滑套23，24中導引，該滑套23，24布置在鉆孔19中。軸20的導引區段在滑套23，24中的間隙的大小為30 ^ 0至50 ^ 0，由此，確保軸20可靈活地軸向運動。夾緊體21具有圓錐形的夾緊面25，所述夾緊面25與圓錐形的夾緊面26在套筒區段13的開縫的端部上協同作用，以便夾緊法蘭14彼此張開。夾緊體21在其靠近軸20的端部形成止擋27，該止擋27限制操作單元18在擴大支承部分4與傳力體22之間的距離的方向上運動。
[0021]在支承部分4和傳力體22的相互面對的面內，分別具有相同的布置的彼此面對的容納鉆孔28，29，在容納鉆孔28，29內設有預緊的，設計成螺紋連接壓力彈簧的壓力彈簧30，31。通過壓力彈簧30，31將操作單元18保持在附圖所示的止擋位置中，在該止擋位置中，夾緊體21以止擋27支承在支承部分4上。
[0022]壓力彈簧30具有更大的匝數并且比壓力彈簧31更小的夾緊長度。因此，壓力彈簧30產生更高的預夾緊力，通過該預夾緊力在傳力體22上產生轉矩，該轉矩圍繞垂直于附圖平面的垂直線逆時針方向作用。轉矩借助軸20支承在滑套23，24上。這導致結果是，軸20在壓力彈簧31的方向上壓緊在滑套24上并且在壓力彈簧30的方向上壓緊在滑套23上。由此，軸20在已描述的夾緊情況下獲得在滑套23，24的內部的雖然存在滑動間隙但明確定義的無間隙的位置，該無間隙的位置僅僅通過傳力體22的非對稱的負載借助壓力彈簧30，31確定并因此在各夾緊過程中可重復。
[0023]前述的并且在附圖中示出的操作單元18的夾緊位置并不是精確地與在離合軸夾緊時的夾緊位置相應。而在夾緊離合軸時，操作單元18在壓力彈簧30，31張緊的情況下首先朝容納開口 9的方向移動至夾緊體21以其厚的端部從夾緊鉗10中伸出，從而夾緊鉗10彈性地收縮并且可以減小夾緊法蘭14的外徑，以使離合軸能夠插入容納開口 9。操作單元18 —般通過將氣壓力作用到布置在氣缸內的傳力體22上而產生釋放運動。為了然后夾緊插入的離合法蘭，作用到傳力體22上的壓力下降并且通過壓力彈簧30，31的力將夾緊體21以其夾緊面25壓靠到夾緊鉗10的夾緊面26上。由此，夾緊鉗10張開并且離合軸夾緊在容納開口 9內。在操作單元18被夾緊的終端位置中(其中，所有力與由壓力彈簧30，31產生的力平衡)，夾緊體21支承在夾緊鉗10上，其中，止擋27仍然與支承部分4的相鄰端部間隔。壓力彈簧30，31的彈簧力在該夾緊位置中高于在上述止擋位置中，但壓力彈簧30，31之間的力差和由此產生的轉矩相應地更高，從而軸20同樣如上述地徑向壓緊滑套23，24。以這種方式，夾緊設備1在被夾緊狀態下處于明確定義的、具有軸20和傳力體22定義的偏心率的位置中。由此造成的不平衡度可以被檢測到并且在不平衡度測量時被補償。
[0024]在前述的實施例中，出于簡化的原因，僅示出兩個壓力彈簧。但在上述類型的夾緊設備中，使用更多數量的壓力彈簧。因此為了實現按本發明需要的對傳力體非對稱的加載，適宜的是，多個現有的壓力彈簧設有更高的預緊力。已表明特別有利的是布置五個壓力彈簧，這五個壓力彈簧以與軸的軸線均勻的間隔并且相同的間隔布置在容納單元與傳力體之間，其中，至少兩個不直接相鄰的壓力彈簧產生相比另外的壓力彈簧更高的彈簧力。兩個更強的壓力彈簧和位于其間的第三壓力彈簧在此產生明確定向的轉矩，通過該轉矩可以使操作單元在夾緊位置中能精確重復地到達無間隙的偏心位置。
【權利要求】
1.一種用于在平衡機中夾緊被定義為圍繞旋轉軸線旋轉的機器部件的夾緊設備(1),該夾緊設備包括 帶有相對旋轉軸線在中心的容納開口(9)的容納單元(2),機器部件的離合軸能軸向地插入所述容納開口(9)中， 布置在所述容納開口(9)中的夾緊鉗(10)和以可相對容納單元(2)軸向移動的方式在該容納單元上導引的用于操作夾緊鉗(10)的操作單元(18), 其中，所述操作單元(18)具有軸向地在所述容納單元(2)的中心鉆孔(19)中滑動導引的軸(20),在所述軸(20)的一端部上具有操作所述夾緊鉗(10)的夾緊體(21),在所述軸的另一端部上具有傳力體(22)和多個壓力彈簧(30, 31),所述多個壓力彈簧(30,31)布置在所述容納單元(2)和所述傳力體(22)之間，其特征在于，所述壓力彈簧(30,31)布置和/或設置成，使得在夾緊鉗(10)被夾緊時作用到所述傳力體(22)上的彈簧力關于所述軸(20)的軸線非對稱地對所述傳力體(22)加載。
2.按權利要求1所述的夾緊設備，其特征在于，所述壓力彈簧(30,31)被預緊，其中，所述壓力彈簧(30,31)的至少一個比另外的壓力彈簧更強地預緊。
3.按權利要求1或2所述的夾緊設備，其特征在于，所述壓力彈簧(30,31)的至少一個的彈簧特性曲線不同于另外的壓力彈簧(30,31)的彈簧特性曲線。
4.按前述權利要求之一所述的夾緊設備，其特征在于，所述壓力彈簧(30,31)不對稱地布置在所述傳力體(22)上。
5.按前述權利要求之一所述的夾緊設備，其特征在于，所述壓力彈簧(30,31)的數量為奇數。
6.按前述權利要求之一所述的夾緊設備，其特征在于，五個壓力彈簧以均勻的間隔布置在所述傳力體(22)上，其中，兩個不相鄰的壓力彈簧具有相同的更高的預緊力，另外的壓力彈簧具有相同的更低的預緊力。
7.按前述權利要求之一所述的夾緊設備，其特征在于，所述壓力彈簧(30,31)的端部布置在所述傳力體(22)和所述容納單元(2)的容納鉆孔(28,29)中。
8.按前述權利要求之一所述的夾緊設備，其特征在于，所述軸(20)有間隙地支承在滑套(23,24)中。
9.按前述權利要求之一所述的夾緊設備，其特征在于，所述傳力體(22)是活塞-氣缸裝置的活塞，所述活塞-氣缸裝置設計為用于將所述操作單元(18)氣動地運動到釋放位置中。
【文檔編號】G01M1/04GK104379282SQ201380031299
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年8月28日 優先權日:2012年8月30日
【發明者】A.布施貝克, M.布萊特威澤, D.皮特, A.斯托克 申請人:申克羅泰克有限責任公司
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