DE10317560A1

DE10317560A1 - Clamping device for clamping components for processing comprises a drive device with a push rod which is arranged on a carrier part and is driven by a linear motor working in an electrical/mechanical manner

Info

Publication number: DE10317560A1
Application number: DE10317560A
Authority: DE
Inventors: Eugen Rapp
Original assignee: Tox Pressotechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Tox Pressotechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2002-04-15
Filing date: 2003-04-15
Publication date: 2003-11-20
Also published as: WO2003086711A1; AU2003238345A1

Abstract

Clamping device comprises a pivoting clamping jaw (3), a guide slit (6) in a support housing, a corresponding slit (7) in the clamping jaw, and a carrier part (5) guided in the slits to pivot the clamping claw. A drive device with a push rod (4) is arranged on the carrier part. The push rod is driven by a linear motor working in an electrical/mechanical manner. The linear motor has a driven spindle (8) operating the push rod. The adjusting device of the push rod or driven spindle runs approximately parallel to the guide slit.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus, von einer Einspannvorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Derartige Einspannvorrichtungen werden meist in der Produktion zum Festspannen irgendwelcher zu bearbeitender Teile verwendet und dadurch rauen Bedingungen unterworfen. Allerdings sind auch die Anforderungen an die Flexibilität dieser Einspannvorrichtungen, soweit es die Steuerung und Anpassung an unterschiedliche Produkte betrifft, stark gestiegen. The invention is based on a clamping device according to the Genus of the main claim. Such jigs are mostly used in the production for tightening any machining parts and therefore harsh conditions subjected. However, the requirements for the Flexibility of these jigs, as far as the control and adaptation to different products gone up.

Bei einer bekannten Einspannvorrichtung der gattungsgemäßen Art (DE-PS 35 28 337) dient als Schubstange die Kolbenstange eines als Antriebseinrichtung dienenden Arbeitszylinders, welcher durch Hydraulikflüssigkeit betätigbar ist. Eine solche Einrichtung erfordert somit nicht nur die Zurverfügungstellung von Öl hohen Drucks, sondern auch die Steuerung einer solchen Ölversorgung, wofür entsprechende hochdruckfähige Ventile, sowie natürlich ein teures Aggregat zuzüglich Leitungen erforderlich ist. Aggregat, Leitungen und Steuerventile müssen entsprechend gut abgedichtet sein, was aufwendig und störanfällig sein kann und beanspruchen außerdem zusätzlichen Platz, der oft nicht vorhanden ist. In a known clamping device of the generic type (DE-PS 35 28 337) serves as a push rod, the piston rod as Drive device serving working cylinder, which by Hydraulic fluid is actuated. Such a facility requires not only the provision of high pressure oil, but also the control of such an oil supply, for what corresponding high pressure capable valves, and of course an expensive one Genset plus lines is required. Unit, lines and control valves must be properly sealed, what can be complex and prone to failure and also claim additional space that is often not available.

Die Erfindung und Ihre VorteileThe invention and its advantages

Die erfindungsgemäße Einspannvorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, hat demgegenüber den Vorteil einer äußerst flexiblen, bezüglich hydraulischer Abdichtung unkomplizierten und trotzdem preiswerten Einspannvorrichtung, bei der die Nachteile des Stands der Technik vermieden werden. The clamping device according to the invention with the characteristic features of the main claim on the other hand the advantage of an extremely flexible, regarding hydraulic sealing uncomplicated and yet inexpensive jig, where the disadvantages of the stand of technology can be avoided.

Ein besonderer Vorteil besteht durch die Verwendung des elektrisch/mechanischen Linearmotors in der damit gegebenen elektrischen Steuerung, die vor allem auch durch den Einsatz von Elektronik außerordentlich flexibel ist. So ist fast immer bei solchen Einspannvorrichtungen ein schneller Eilgang für das Einschwenken der Spannklaue erwüscht, um danach für den eigentlichen Spannvorgang einen hohen Druck zu erzeugen. Einerseits ist dieser Vorgang bei der Gestaltung von Schwenkachse zu Führungsschlitz und Stößelschlitz geregelt, so dass nach einem eiligen Einschwenkvorgang danach höhere Spannkräfte erzeugbar sind, d. h. dass die Winkelverstellung der Spannklaue pro Wegeinheit des Rollennocken abnimmt, wobei allerdings dieser Vorgang bei den bekannten Einspannvorrichtungen unflexibel festgelegt ist. Ein verfeinerter Eingriff in diese Steuerung der Antriebseinrichtung ist erst durch die Erfindung ermöglicht und auch erst durch diese entsprechend ausbaubar. A particular advantage is the use of the electrical / mechanical linear motor in the given electrical control system, which is mainly achieved through the use of Electronics is extremely flexible. It is almost always the case with such Jigs a fast rapid traverse for swiveling the chuck claws to order for the actual one Clamping process to generate a high pressure. On the one hand, this is Process when designing the swivel axis to the guide slot and ram slot regulated so that after a hurry Swing-in process can then generate higher clamping forces, d. H. that the angular adjustment of the clamping claw per travel unit of the Roller cam decreases, but this process with the known fixtures is set inflexibly. On refined intervention in this control of the drive device only made possible by the invention and only by this expandable accordingly.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen einem Elektromotor als Antriebsmittel und der Antriebspindel ein Getriebe angeordnet und die Antriebsspindel ist innerhalb eines rotierend angetriebenen Antriebsmuffe (Mutter oder Hülse) angeordnet. Auf diese Weise kann völlig unabhängig von sonstiger hydraulischer Versorgung, mit dem Gehäuse der Einspannvorrichtung verbunden, eine Steuereinrichtung für höchste Ansprüche eingerichtet werden. Hierbei ist es möglich, erforderlichenfalls mit Getriebe und/oder Abtriebsspindel, nicht nur die die Spannklaue betätigende Schubstange zu verschieben, sondern erforderlichenfalls das ganze Getriebe mitzuverschieben, auch um Überlastungen beim Spannen des Produktes zu vermeiden. According to an advantageous embodiment of the invention, between an electric motor as the drive means and the drive spindle Gear arranged and the drive spindle is within one rotating drive sleeve (nut or sleeve) arranged. This way you can be completely independent of others hydraulic supply, with the housing of the Clamping device connected, a control device for highest demands are set up. Here it is possible if necessary with gear and / or output spindle, not only to move the push rod actuating the clamping claw, but if necessary move the entire transmission also to avoid overloads when clamping the product avoid.

Nach einer diesbezüglichen, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, dient als Getriebe bzw. Abtriebspindel und Antriebsmuffe ein Kugelroll-, Planetenrolltrieb odgl. wie sie in vielfältiger Weise bekannt sind. Beim Rotieren der Antriebsmuffe wird entsprechend die Abtriebsspindel linear verschoben, wobei die Abtriebsspindel gegen Sichmitdrehen mit der Antriebsmuffe gehindert ist. Auch diese Hinderung kann unterschiedlich gestaltet sein, um dadurch unterschiedliche Verschiebungen der Spindel und damit der Schubstange pro Zeiteinheit zu erreichen. After a relevant, advantageous embodiment of the Invention, serves as a gear or output spindle and drive sleeve a ball roller, planetary roller drive or the like. like them in a variety of ways are known. When rotating the drive sleeve is accordingly the output spindle is linearly displaced, the output spindle is prevented from rotating with the drive sleeve. Also this hindrance can be designed differently to thereby different displacements of the spindle and thus the Reach push rod per unit of time.

Nach einer vorteilhaften, zusätzlichen Ausgestaltung der Erfindung ist die Antriebsmuffe als Läufer eines Elektromotors ausgebildet, was nicht nur einer erheblichen Einsparung von Kosten dient, sondern auch bauliches Volumen einspart. Zudem kann auf diese Weise relativ einfach eine Gesamtverstellung des Getriebes in der Antriebsmuffe innerhalb der elektrischen Spule erreicht werden, was gewissen Steuerungsfunktionen bis hin zu mehr Stufensteuerung entgegenkommt. According to an advantageous, additional embodiment of the invention the drive sleeve is designed as a rotor of an electric motor, which not only saves a lot of money, but also saves constructional volume. You can also use this Way relatively simple an overall adjustment of the transmission in the Drive sleeve can be reached within the electrical coil, what certain control functions up to more Step control accommodates.

Nach einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, ist die Antriebsmuffe durch einen achsparallel angeordneten Elektromotor angetrieben und zwar unter Zwischenschaltung eines Getriebes, welches beispielsweise durch Zahnräder, Riemen odgl. gebildet wird. Auch hier bildet dieses zwischengeschaltete Getriebe zusätzliche Möglichkeiten der Steuerung. According to an alternative advantageous embodiment of the invention, is the drive sleeve by an axially parallel Electric motor driven and with the interposition of a Gearbox, or the like, for example, by gears, belts. is formed. Here, too, this intermediate transmission forms additional control options.

Nach einer diesbezüglichen Ausgestaltung der Erfindung ist die Antriebsspindel als Gewindespindel odgl. ausgebildet, die innerhalb einer ein entsprechendes Gegengewinde (Innengewinde) aufweisenden rotierend angetriebenen Gewindemuffe angeordnet. According to a related embodiment of the invention Drive spindle as a threaded spindle or the like. trained that within a corresponding counter thread (internal thread) having rotatably driven threaded sleeve arranged.

Nach einer zusätzlichen, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, kann zwischen Elektromotor und Spindel ein Getriebe angeordnet sein, welches ermöglicht, dass der eingeschlossene Winkel zwischen Motorachse und Spindelachse den Ansprüchen entsprechend gewählt werden kann. According to an additional, advantageous embodiment of the invention, a gear can be arranged between the electric motor and the spindle which allows the included angle between Motor axis and spindle axis according to the requirements can be chosen.

Weitere Vorteile und vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar. Further advantages and advantageous embodiments of the invention are the following description, the drawing and the Removable claims.

Zeichnungdrawing

Zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden beschrieben. Es zeigen: Two embodiments of the subject of the invention are in the drawing and are described below. It demonstrate:

Fig. 1: Eine Einspannvorrichtung mit Spannklaue in perspektivischer Ansicht; Fig. 1: A clamping device with clamping claw in a perspective view;

Fig. 2: Einen Längsschnitt durch diese Einspannvorrichtung und Fig. 2: A longitudinal section through this jig and

Fig. 3: Das zweite Ausführungsbeispiel im Längsschnitt entsprechend Fig. 2. Fig. 3: The second embodiment in longitudinal section corresponding to Fig. 2.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Wie in der Zeichnung dargestellt, ist an einem Gehäuse 1, über eine dort ortsfeste Schwenkachse 2, eine Spannklaue 3 schwenkbar gelagert und über eine Schubstange 4, einem Rollenstößel 5, einem im Gehäuse 1 angeordneten Führungsschlitz 6 und einem im der Spannklaue 3 angeordneten Stößelschlitz 7 für seine Schwenkbewegung angetrieben. Sobald die Schubstange 4, entsprechend dem Pfeil I, eine Linearbewegung ausübt, wird die Spannklaue 3 entsprechend um die Schwenkachse 2 verschwenkt, um insbesondere einen Einspannvorgang zwischen dem freien Ende der Spannklaue und einem nicht dargestellten Support auszuführen. As shown in the drawing, to a casing 1, pivotally mounted about a fixed there pivot axis 2, a clamping jaw 3 and a push rod 4, a roller shaft 5, one arranged in the housing 1 guide slot 6 and in the clamping jaw 3 arranged plunger slot 7 driven for its pivotal movement. As soon as the push rod 4 , according to the arrow I, performs a linear movement, the clamping claw 3 is pivoted accordingly about the pivot axis 2 , in particular to carry out a clamping process between the free end of the clamping claw and a support (not shown).

Auf der dem Rollenstößel 5 abgewandten Seite der Schubstange 4 greift an dieser eine Antriebsspindel 8 an, die über eine Verdrehsicherung 9 gegen Sichverdrehen gesichert ist, die aber durch ein Planetenrollengetriebe 10 gegenüber einer Hohlwelle 11 axial und linear verschiebbar ist, wobei die Hohlwelle 11 als Läufer eines Elektromotors mit Permanentmagneten 12 und Wicklung 13 dient. Sobald demnach die Hohlwelle 11 des Elektromotors rotiert, wird über das Planetenrollengetriebe 10 die Abtriebsspindel und damit die Schubstange axial verschoben, wobei das Planetenrollengetriebe 10 mit auf der Innenseite der Hohlwelle 11 angeordneten Gewindegängen 14 zusammenwirkt. On the roller plunger 5 side facing away from the shaft 4 this a drive spindle 8 engages which is secured by an anti-rotation 9 against Sichverdrehen, but which is axially and linearly displaced by a planetary roller transmission 10 to a hollow shaft 11, the hollow shaft 11 as a rotor an electric motor with permanent magnets 12 and winding 13 is used. Accordingly, as soon as the hollow shaft 11 of the electric motor rotates, the output spindle and thus the push rod are axially displaced via the planetary roller transmission 10 , the planetary roller transmission 10 interacting with threads 14 arranged on the inside of the hollow shaft 11 .

Bei dem in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel liegt der Elektromotor 16 als selbständige Baueinheit außerhalb des Gehäuses 17, aber parallel zur Achse der Antriebsspindel 18, die hier als Gewindespindel ausgebildet ist. Durch diesen Elektromotor 16 wird über ein Zahnrad 19, einen Zahnriemen 20 und ein Zahnrad 21 eine Gewindemuffe 22 angetrieben, die gegenüber dem Gehäuse 17 über ein Lager 23 verdrehbar gelagert ist und in der die Gewindespindel 18 läuft. Die Gewindespindel selbst greift einerseits an der Schubstange 4 des Rollenstößel 5 an und ist anderenends in einem Führungsarm 24 verdrehgesichert angeordnet, wobei dieser Führungsarm 24 auf einer im Gehäuse 17 ortsfest angeordneten Führungsstange 25 verschiebbar gelagert ist. Sobald also der Elektromotor die Gewindemuffe 22 antreibt, wird die Gewindespindel 18 entsprechend dem Pfeil I axial verschoben und betätigt entsprechend den Rollenstößel 5 und damit die Spannklaue 3. In the second exemplary embodiment shown in FIG. 3, the electric motor 16 lies as an independent structural unit outside the housing 17 , but parallel to the axis of the drive spindle 18 , which is designed here as a threaded spindle. A threaded sleeve 22 is driven by this electric motor 16 via a toothed wheel 19 , a toothed belt 20 and a toothed wheel 21 , which is rotatably mounted relative to the housing 17 via a bearing 23 and in which the threaded spindle 18 runs. The threaded spindle engages itself on the one hand on the push rod 4 of the roller shaft 5 and the other end is disposed secured against rotation in a guide 24, said guide arm is displaceably mounted in the housing 17 on a fixedly arranged guide rod 25 24th As soon as the electric motor drives the threaded sleeve 22 , the threaded spindle 18 is axially displaced in accordance with the arrow I and actuates the roller tappet 5 and thus the clamping claw 3 .

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein. Bezugszahlenliste 1 Gehäuse
2 Schwenkachse
3 Spannklaue
4 Schubstange
5 Rollenstößel
6 Führungsschlitz
7 Stößelschlitz
8 Abtriebsspindel
9 Lager
10 Rollengetriebe
11 Hohlwelle
12 Permanentmagnet
13 Motorwicklung
14 Gewindegänge
15 -
16 Elektromotor
17 Gehäuse
18 Gewindespule
19 Zahnrad
20 Zahnriemen
21 Zahnrad
22 Gewindemuffe
23 Lager
24 Führungsarm
25 Führungsstange
All features shown in the description, the following claims and the drawing can be essential to the invention both individually and in any combination with one another. List of reference numbers 1 housing
2 swivel axis
3 clamping claw
4 push rod
5 roller tappets
6 guide slot
7 tappet slot
8 output spindle
9 bearings
10 roller gears
11 hollow shaft
12 permanent magnet
13 motor winding
14 threads
15 -
16 electric motor
17 housing
18 threaded spool
19 gear
20 timing belts
21 gear
22 threaded sleeve
23 bearings
24 guide arm
25 guide rod

Claims

1. Einspannvorrichtung
mit einer um eine ortsfeste Schwenkachse (2) an einem Support schwenkbar gelagerten und bei eingeschwenktem Zustand eine Einspannstelle definierenden Spannklaue (3)
mit einem Führungsschlitz (6) am Gehäuse des Supports, einem diesem zugeordneten Stößelschlitz (7) an der Spannklaue (3), sowie einem in den Schlitzen (6, 7) gemeinsam geführten Mitnahmeteil (5) (Rollenstößel) für den Schwenkbewegungstrieb der Spannklaue (3)
mit einer am Mitnahmeteil (5) zu dessen Betätigung angreifenden und am Gehäuse (1, 17) angeordneten, eine Schubstange (4) aufweisenden Antriebseinrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Schubstange (4) durch einen elektrisch/mechanisch arbeitenden Linearmotor (elektrisch/mechanische Vorschubeinheit) antreibbar ist,
dass der Linearmotor eine die Schubstange (4) betätigende Abtriebsspindel (8) aufweist und
dass die Verstellrichtung der Schubstange (4) bzw. der Abtriebsspindel (8) weitgehend parallel zum Führungsschlitz (6) verläuft. 1. Jig
With a clamping claw ( 3 ) which is pivotably mounted on a support about a fixed swivel axis ( 2 ) and which defines a clamping point when swiveled in
with a guide slot ( 6 ) on the housing of the support, a tappet slot ( 7 ) assigned to it on the clamping claw ( 3 ), and a drive part ( 5 ) (roller tappet) guided jointly in the slots ( 6 , 7 ) for the swivel movement drive of the clamping claw ( 3 )
With a drive device which engages on the driving part ( 5 ) to actuate it and which is arranged on the housing ( 1 , 17 ) and has a push rod ( 4 ), characterized in that the push rod ( 4 ) is operated by an electrically / mechanically operating linear motor (electrical / mechanical feed unit) is drivable,
that the linear motor has an output spindle ( 8 ) which actuates the push rod ( 4 ) and
that the adjustment direction of the push rod ( 4 ) or the output spindle ( 8 ) runs largely parallel to the guide slot ( 6 ).

2. Einspannvorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Elektromotor (11, 12, 13, 16) als Antriebsmittel und der Abtriebsspindel (8, 18) ein die Hubbewegung bewirkendes Getriebe (10, 22) angeordnet ist und dass die Abtriebsspindel (8, 18) innerhalb einer durch den Elektromotor angetriebenen Antriebsmuffe (11, 22) angeordnet ist. 2. Clamping device according to claim 1, characterized in that between an electric motor ( 11 , 12 , 13 , 16 ) as the drive means and the output spindle ( 8 , 18 ) a gear mechanism ( 10 , 22 ) causing the lifting movement is arranged and that the output spindle ( 8 , 18 ) is arranged within a drive sleeve ( 11 , 22 ) driven by the electric motor.

3. Einspannvorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass als Getriebe (10) mit Abtriebsspindel (8) und Antriebsmuffe (11) ein Kugelrolltrieb, Planetenrolltrieb (10) odgl. dient. 3. Clamping device according to claim 2, characterized in that a ball roller drive, planetary roller drive ( 10 ) or the like as a gear ( 10 ) with an output spindle ( 8 ) and drive sleeve ( 11 ). serves.

4. Einspannvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmuffe (11) als Läufer des Elektromotors ausgebildet ist. 4. Clamping device according to claim 2 or 3, characterized in that the drive sleeve ( 11 ) is designed as a rotor of the electric motor.

5. Einspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmuffe (22) durch einen achsparallel angeordneten Elektromotor (16) und unter Zwischenschaltung eines Getriebes (Zahnradriemen 20 odgl.) rotierend angetrieben wird. 5. Clamping device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the drive sleeve ( 22 ) by an axially parallel electric motor ( 16 ) and with the interposition of a gear (gear belt 20 or the like.) Is driven in rotation.

6. Einspannvorrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebsspindel (18) als Gewindespindel odgl. ausgebildet ist und innerhalb einer ein entsprechendes Gegengewinde (Innengewinde) aufweisenden, rotierend angetriebenen Antriebsmuffe (22) läuft. 6. Clamping device according to claim 5, characterized in that the output spindle ( 18 ) or the like as a threaded spindle. is formed and runs within a rotating drive sleeve ( 22 ) having a corresponding counter thread (internal thread).

7. Einspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass ein Getriebe zwischen Elektromotor und Spindel angeordnet ist, unter Einschließung eines bestimmten Winkels. 7. Clamping device according to one of claims 4 to 6 characterized in that a transmission between Electric motor and spindle is arranged under enclosure of a certain angle.