[0001]本发明涉及一种夹紧装置，其特别用于加工中心或车铣中心 (dreh-bzw. fraszentmm)，其中根据权利要求1的特征，夹紧装置具有优选圆柱状的基本 形式的外壳体、容纳在该外壳体中的内壳体、以及位于内壳体中且在运行状态下在垂直放 置方向a上可调节的内缸，所述内缸被设计用于传递夹紧用途的压缩力或牵引力。
[0002] 从现有技术看，用于加工中心或车铣中心的夹紧装置是已知的，其能够相当迅速 且可靠地将要加工的工件夹紧。
[0003]与现有技术相比，本发明的任务在于，提供一种夹紧装置，所述夹紧装置在提供和 固定夹紧力方面有改善。
[0004] 该任务通过夹紧装置，特别是用于加工中心或车铣中心的夹紧装置得以解决，其 中夹紧装置具有优选圆柱状的基本形式的外壳体、容纳在该外壳体中的内壳体、以及位于 内壳体中且在运行状态下在垂直放置方向a上可调节的内缸，所述内缸被设计用于传递夹 紧用途的压缩力或牵引力，其中内壳体通过弹簧支撑在外壳体上且在放置方向a上相对于 外壳体可移动地安装，从而构成弹力存储器，并且其中布置了集成在夹紧装置内的，优选由 外壳体围绕的，更优选容纳在内壳体内的电机，以便通过布置在中间的传动器件在放置方 向a上向内缸施加力。
[0005]根据本发明的核心思想，一方面以如下方式来实现弹力存储器，即可移动的内壳 体通过弹簧支撑在夹紧装置的外壳体上且在放置方向a上相对于外壳体可移动地安装，而 且还在夹紧装置内，优选在内壳体内集成布置了电机，用于通过布置在中间的传动器件在 放置方向a上向内缸施加力。通过组合提供通用的、可靠且易于操作的夹紧装置，该夹紧装 置例如可用于加工中心或车铣中心-也可以旋转使用。电流供给在旋转使用夹紧装置的 情况下可通过滑动接触来实现。或者也有可能的是，在非旋转运行状态下将夹紧装置连接 到电源，原因在于夹紧过程无论如何都只在非旋转运行状态下进行。
[0006]在一种优选实施形式中，传动器件具有套筒螺纹传动装置或行星轮螺纹传动装 置，用于将电机的旋转运动传递到内缸的轴向载荷。在另一种可能的实施形式中，传动器件 包括蜗杆传动装置，其具有在电机侧设置的蜗杆以及在驱动侧设置的蜗轮。
[0007]特别优选的是以下实施形式，即其中蜗轮与套筒螺纹传动装置或行星轮螺纹传动 装置的配有内螺纹的第一子元件转矩锁合地（drehmomentschliissig)连接,特别是与其构 造成整体。
[0008]己知通过蜗杆传动装置可产生高的传动比。若蜗杆传动装置同时与套筒螺纹传动 装置或行星轮螺纹传动装置齿轮连接，即将蜗轮构成在套筒螺纹传动装置或行星轮螺纹传 动装置的第一子元件的外周表面上，则用较少几个组件就可将电机的旋转运动转换成内缸 的轴向运动。
[0009]在一种具体的可能的实施形式中，蜗轮具有周向的上支承面和周向的下支承面， 通过它们，优选通过球状物，在径向和/或轴向方向上相对于内壳体进行支撑。
[0010]为了能将夹紧装置构造成相对平的结构，优选电机具有驱动轴，所述驱动轴与内 缸的放置方向a正交对齐。
[0011]出于类似的考虑，在设置蜗杆传动装置时优选在正交于放置方向a延伸的轴s上 对齐蜗杆。
[0012]后，在夹紧装置的紧凑结构形式方面有利的是，设置蜗杆传动装置，使该蜗杆不 直接与电机的驱动轴轴向连接，而是将蜗杆设置成与电机的驱动轴正交。例如可通过布置 在两者间的齿轮传动装置来将驱动轴的旋转运动转矩锁合地传递到蜗杆。
[0013]在本发明的一种优选实施形式中，内壳体通过多个不同类型的弹簧，特别是通过 一个或多个螺旋弹簧以及通过一个或多个气弹簧支撑在外壳体上。在此结构形式中，其也 独立于电机集成到夹紧装置中作为发明被要求权利，所述不同类型弹簧的弹簧特性以协同 方式彼此组合。螺旋弹簧在调整运动较小时只提供较小的反作用力，相反在调节行程较大 时提供较大的反作用力，但气压弹簧仅在较小的调节行程时就已产生相当大的反作用力。 若要用这种方式将不同类型的两种弹簧的弹簧特性叠加，即从其工作方式，也就是从功能 上考虑来并行使用（例如是并列使用）它们，则会产生总弹簧特性，所述总弹簧特性在调节 行程较小时也提供相对大的反作用力，但这种反作用力在调节行程较大时甚至还会-由 于螺旋弹簧的使用效果-而增加。
[0014]在另一种可能的优选实施形式中，内缸具有至少一个部分，优选是远端部分，该远 端部分具有偏离旋转形状（rotationsform)的截面形状，特别是具有椭圆形截面形状，以 便相对于外壳体抗扭地固定内缸。具体而言，具有椭圆形截面形状的内缸例如可通过具有 相应椭圆形截面形状的外壳体中的开口来引导，从而使得产生所需的抗扭的固定。
[0015]在一种可选择的可能的结构形式中设置了锁定装置（arretiereinrichtung),以 便在需要时，特别是在电机的静止状态下将传动器件锁定。
[0016] 虽然在蜗杆传动装置的相应的实施形式中可以通过蜗杆传动装置自身得到锁定， 但出于安全考虑或在没有导致锁定的蜗杆传动装置的实施形式中，特别是在电机的静止状 态下，锁定特别可靠地导致，所生成的且保存在弹力存储器中的夹紧力不会因传动器件出 现非期望的复位而丢失。
[0017]在一种具体的实施形式中锁定装置具有可轴向移动的销，该销通过操纵装置与所 分配的传动器件，特别是蜗杆的轴延伸部分中的锁定凹部啮合或脱离啮合。这种可轴向移 动的销导致可靠锁定，因为它只保持在锁定位置，而不必一直被施加保持力。用于移动可轴 向移动的销的操纵装置可构造成电磁致动器，其能将销从*置移动到第二位置或从第 二位置移动到*置。如有可能，也可通过弹簧将可轴向移动的销应用到锁定位置的方 向上，从而使得只有在操纵电机或传动器件时才会驱动操纵装置，以便抗弹簧负载地将可 轴向移动的销从锁定位置转到释放位置。一旦通过电机和传动器件完成夹紧缸的调整运 动，则操纵装置又可在所述弹簧的作用下使所述销向后滑动到锁定位置。
[0018]此外在一种可能的优选实施形式中还设置了闭锁传感器装置，用于检验锁定装置 是否处于锁定状态。具体而言，如果锁定装置具有可轴向移动的销，则可通过闭锁传感器装 置来检验可轴向移动的销在哪个位置。
[0019]在另一种可选择的实施形式中还设置了传感器装置，该传感器装置被设计和 用于显示或获取在外壳体内部的内壳体的调整位置和由此间接显示或获取保存在弹力存 储器中的反作用力。
[0020]此外，还可设置一些传感器装置，这些传感器装置被设计和用于获取电机、驱动轴和/或传动器件的旋转运动，特别是相应的转数。
[0021]后，在一种优选的实施形式中以如下方式构造内壳体，即使得内壳体具有壳体
基础元件和壳体盖，它们通过可拆卸的连接元件彼此固定。在本实施形式中特别容易安装 夹紧元件，特别是内壳体，以及在其中容纳或安装的组件，如蜗杆传动装置、套筒螺纹传动 装置以及在其中容纳的内缸、具有齿轮驱动器和弹簧的电机。
[0022]下面将借助实施例并且参考附图来详细描述本发明的其它特征和优点。图中显示：
[0023]图1用透视图示出了根据本发明的夹紧装置的实施形式。
[0024] 图2用顶视图示出了根据图1的夹紧装置。
[0025]图3为根据图2的夹紧装置沿着图2中的iii-iii线的剖视图。
[0026]图3a为图3的细节图。
[0027]图4为沿着图3的iv-iv线的剖视图。
[0028]图5是表示出了根据本发明的另一方面的图表，即关于所述的不同类型的彼此平 行作用的弹簧，这些弹簧的弹簧特性彼此叠加。
[0029]图1为本发明所述夹紧装置的实施形式的透视图，所述实施形式在图2中用顶视 图示出。首先，夹紧装置具有由下部外壳体元件51、中部外壳体元件52以及上部外壳体元 件53共同组成的外壳体12。下部外壳体元件51在其下侧构成固定法兰42。内壳体15 (此 处参照图3和图4)的上端颈部分43在上部外壳体53处突出伸进上部外壳体元件53或外 壳体12的开口 44中。内壳体15的颈部分43也定义了具有大致为椭圆形截面形状的开口 45。在该开口 45中引入了内缸11，该内缸在其远端上部具有与开口 45的椭圆形状相匹配 且同样为椭圆的截面形状。
[0030]图3中示出了沿着图2中的iii-iii的剖视图。从该剖视图中可以看出，内壳体 15是怎样容纳在外壳体12中的。具体而言，内壳体通过不同类型的弹簧13、14,具体来说 就是通过多个螺旋弹簧13和多个气压弹簧14 (此处同样参照图4)支撑在外壳体12上，从 而使得内壳体在调整方向a上被可移动地进行安装，但是要分别对抗由所述弹簧13、14提 供的反作用力。在克服由弹簧13、14所提供的反作用力的情况下通过将内壳体15可移动 地安装到外壳体12中来定义弹力存储器21。
[0031]为了沿着调整方向a引导在外壳体12中的内壳体15,可提供导向槽，其中在本实 施形式中通过已提到的外壳体12的开口 44内的颈部分43来定义导向槽。
[0032]已提到的内缸11安装在内壳体15内，所述内缸设计成在放置方向a上可调节。在 本实施形式中，内缸11由多部分构成且具有第一上部46和第二下部47。
[0033]内缸11在第一上部46被设计成具有已提到的椭圆截面。而夹紧缸的第二下部47 具有圆形截面且在其外圆周上至少部分地具有外螺纹48。第一部分46和第二部分47能够 可拆卸地彼此连接，特别是通过螺纹连接或用其它适当的方式彼此连接。或者也有可能的 是，将第一上部46和第二下部47构造成一件式地彼此连接。
[0034]设置在第二下部47上的外螺纹48啮合进蜗轮25的被相应设计的内螺纹38中， 其构成套筒螺纹传动装置19的第一子元件。设置有外螺纹48的第二下部47相应地构成 与套筒螺纹传动装置19的第一子元件相对应的第二子元件。蜗轮25在其外圆周上具有蜗 杆齿，所述蜗杆齿与蜗杆传动装置18的蜗杆24共同作用。为了在轴向和径向方向上将蜗轮25稳定在内壳体15内，蜗轮25具有上支承面32和下支承面33,蜗轮通过它们和球状物 34支撑在内壳体15的相应的支承面49、50上。
[0035]从根据图3的剖视图也可以看出，内壳体15由多部分构成，即具体而言，在本实施 形式中内壳体15具有壳体基础元件35和壳体盖36,其中壳体基础元件35和壳体盖36通 过连接元件37,特别是通过连接螺栓彼此固定。通过这种结构可确保夹紧装置安装的简单。 也就是说，在安装过程中各个单独部件，例如配备有内缸11的蜗轮25,弹簧13、14以及其 它借助图4来详细描述的元件可被置入壳体基础元件35中，且至少部分已通过固定壳体盖 36来固定，例如可至少固定弹簧13、14和蜗轮25。
[0036]参照图4可以看出，电机16布置在内壳体15中，它通过驱动轴20将旋转运动传递 给齿轮传动装置17。该齿轮传动装置17具有在电机侧的齿轮22和在驱动侧的齿轮23,其 转矩锁合地与蜗杆传动装置18的蜗杆24连接。蜗杆24啮合进已提到的蜗轮25中且在操 作电机16时导致所述蜗轮旋转运动。蜗轮24以如下方式构造，即使得其产生自锁效果，也 就是说将轴向力从内缸11传递给套筒螺纹传动装置19时阻止蜗轮25产生旋转运动。但 也可替代地或额外地给锁定装置28设置在此处以电磁方式工作的操纵装置30。在所述操 纵装置30中安装了可轴向移动的销29,所述销沿着其纵向轴从图4所示闭锁状态过渡到缩 回位置，反之亦然。在图4所示闭锁状态下，可轴向移动的销29啮合到轴延伸部分31的凹 部中，所述轴延伸部分与蜗杆24转矩锁合地连接，从而将传动器件17到19,特别是蜗杆24 锁定。
[0037]此外，还设置了闭锁传感器装置39,通过它来确定可轴向移动的销29是位于锁定 位置还是位于缩回位置。
[0038]接下来还应该描述一下夹紧过程，其中夹紧过程既应该被理解成在放置方向a上 或在与放置方向a相反的方向上来轴向调节内缸11，又应该被理解成在负载弹簧13、14用 于生成保存在预定的弹力存储器21中的弹力时移动内壳体15 :若使电机16产生旋转运 动，则驱动轴20会通过齿轮传动装置17驱动蜗杆传动装置18的蜗杆24,所述蜗杆将其旋 转运动传递给蜗轮25,从而传递给套筒螺纹传动装置19。内缸11因套筒螺纹传动装置19 的第一子元件相对于套筒螺纹传动装置19的第二子元件运动而轴向移动，例如在一方向 上从外壳体12中移出。如果内缸11遇到反作用力，例如如果夹紧装置与配备的爪卡盘共 同作用并且已经将工件紧靠夹紧卡盘（spannfu1:ter)的夹紧卡爪（spannbacke)，则进一步 给内缸11施加负载会从而导致将工件夹紧的力被增加。在这种情况下，给内缸11往内壳 体15外部施加力会导致内壳体15在相反方向上克服弹簧13、14的作用在外壳体12内移 动并因此在弹力存储器21中生成反作用力。通过传感器装置40可获取内壳体15相对于 外壳体12的平移运动并从而也间接检测到弹力存储器21中所设定的反作用力。若达到想 要的力值，则关闭电机16并将传动器件17到19锁定，可通过蜗杆24预定的自锁和/或通 过已提到的锁定装置39来进行锁定。
[0039]为了获取电机16、驱动轴20或传动器件17到19的旋转运动，可布置传感器装置 41，所述传感器装置例如通过合适的传感器，例如利用霍尔效应来获取全部转数。
[0040]参照图5可看出，不同类型的各种弹簧13、14的弹簧特性是如何叠加的，使得在较 小的调节行程（弹簧行程）时提供相对大的反作用力（弹力），其中在调节行程（弹簧行 程）较小时主要归因于气压弹簧。在调节行程（弹簧行程）较大时则是螺旋弹簧起作用，
结果使得超过一定的弹簧行程则产生显著增强的弹力。不言而喻，通过将气压弹簧和螺旋 弹簧的弹簧特性恰当地组合起来可以较大程度地调节想要的弹簧特性。
[0041]所提供的夹紧装置的结构非常紧凑，并有可能快速、可靠且安全地实施夹紧过程。
[0042]参考标记列表
[0043]11内缸
[0044]12外壳体
[0045]13弹簧，螺旋弹簧
[0046]14弹簧，气压弹簧
[0047]15内壳体
[0048]16电机
[0049]17传动器件，齿轮传动装置
[0050]18传动器件，蜗杆传动装置
[0051]19传动器件，套筒螺纹传动装置
[0052]20驱动轴（电机）
[0053]21弹力存储器
[0054]22在电机侧的齿轮
[0055]23在驱动侧的齿轮
[0056]24蜗杆
[0057]25蜗轮
[0058]28锁定装置
[0059]29可轴向移动的销
[0060]30操纵装置
[0061]31轴延伸部分
[0062]32上支承面
[0063]33下支承面
[0064]34球状物
[0065]35壳体基础元件
[0066]36壳体盖
[0067]37连接元件
[0068]38内螺纹
[0069]39闭锁传感器装置
[0070]40传感器装置（弹力存储器）
[0071]41传感器装置（电机，传动器件）
[0072]42固定法兰
[0073]43颈部分
[0074]44开口（外壳体）
[0075]45开口（内壳体的颈部分）
[0076]46第一上部
[0077]47第二下部
[0078]48外螺纹
[0079]49,50支承面
[0080]51下部外壳体元件
[0081]52中部外壳体元件
[0082]53上部外壳体元件
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