DE10317560A1

DE10317560A1 - Einspannvorrichtung

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

Es wird eine Einspannvorrichtung mit einer schwenkbar angetriebenen Spannklaue (3) vorgeschlagen, bei dem der Antrieb über einen elektrisch/mechanisch arbeitenden Linearmotor erfolgt.

Description

Stand der Technik

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.
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.

Die Erfindung und Ihre Vorteile

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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Weitere Vorteile und vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1: Eine Einspannvorrichtung mit Spannklaue in perspektivischer Ansicht;
Fig. 2: Einen Längsschnitt durch diese Einspannvorrichtung und
Fig. 3: Das zweite Ausführungsbeispiel im Längsschnitt entsprechend Fig. 2.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

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.
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.
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.
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

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.

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.

3. Einspannvorrichtung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass als Getriebe (10) mit Abtriebsspindel (8) und Antriebsmuffe (11) ein Kugelrolltrieb, Planetenrolltrieb (10) odgl. dient.

4. Einspannvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmuffe (11) als Läufer des Elektromotors ausgebildet ist.

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.

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.

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.