(57)【要約】  本発明は、所定の締め付け力でワークピースを締め付けるための可動クランプ要素２と、クランプ要素２を機械的に駆動する電気モータ１０と、電気モータ１０を制御する制御ユニットとを有する、例えばスイングテンショナ１、支持エレメント、マシンバイス又はブロックシリンダ等のクランプ装置１に関する。本発明は、締め付け力の測定として電気モータ１０の電気的動作パラメータを検出する制御ユニットを提供する。こうして、クランプ要素のワークピースとの接触が検出される。次に、電気モータ１０は、所定の回転数さらに駆動される。ワークピースとの接触後の回転数によって、締め付け力が決められる。さらに本発明は対応する制御方法も提供する。【選択図】図１Ａ
2014530109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）所定の締め付け力でワークピースを締め付けるための可動クランプ要素(2,17,25,26,38)と、
ｂ）前記クランプ要素(2,17,25,26,38)を機械的に駆動するための電気モータ(10,18,31,33)と、
ｃ）締め付けの際には荷重を与える一方、解除の際には荷重を解除するための第一ばね要素(9,30,39)と、
ｄ）前記電気モータ(10,18,31,33)を制御するための制御ユニットであって、
ｄ１）締め付け力の測定として前記電気モータ(10,18,31,33)の電気的動作変数を測定し、
ｄ２）締め付けるべきワークピースに達した前記可動クランプ要素によって引き起こされる変化として、該測定された電気的動作変数をチェックし、
ｄ３）所定の締め付け力に達すると、前記電気モータ(10,18,31,33)を停止する動作を実行可能な制御ユニットと
を備えるクランプ装置(1,16,22,32)であって、
前記制御ユニットは、
ｄ４）ワークピースに達してからの前記電気モータ(10,18,31,33)の回転を計数し、
ｄ５）前記電気モータ(10,18,31,33)の回転数と所定のスプリング特性とに基づいて締め付け力を計算するよう構成してなることを特徴とするクランプ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のクランプ装置(1,16,22,32)において、
ａ）前記クランプ要素(2,17,25,26,38)は、締め付けの際に所定の締め付け方向に移動され、
ｂ）前記第一ばね要素(9,30,39)は、所定のバネ力でクランプ要素(2,25,26,38)を締め付け方向と反対方向に又は締め付け方向に押圧し、
ｃ）第一クランプ要素(2,25,26,38)のバネ力を、前記クランプ要素(2,25,26,38)がワークピースに印加する締め付け力と実質的に等しくしてなることを特徴とするクランプ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のクランプ装置(1)において、さらに
解除の際に荷重を与え、締め付けの際には荷重を解除する第二ばね要素(15)を備えてなることを特徴とするクランプ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のクランプ装置(1)において、
前記第二ばね要素(15)は、解除の際に前記電気モータ(10)とクランプ要素(2)との間の摩擦係合接続を形成することを特徴とするクランプ装置。
【請求項５】
請求項４に記載のクランプ装置(1)において、
ａ）クランプ装置がスイングクランプ(1)であり、
ｂ）前記スイングクランプ(2)は、ワークピースを締め付ける又は解除するために締め付け方向に沿って直線的に移動可能であり、
ｃ）前記クランプ要素(2)は解除状態においては回動可能であり、
ｄ）前記電気モータ(10)とクランプ要素(2)との間の摩擦係合接続により、前記クランプ要素(2)が回動運動してなることを特徴とするクランプ装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一に記載のクランプ装置(1)において、
ａ）前記クランプ要素を担持する軸方向に摺動可能なピストン(2)と、
ｂ）前記ピストン(2)に接続されるスピンドルナット(6)と、
ｃ）前記電気モータ(10)によって回転可能に駆動され、前記スピンドルナット(6)と係合し、前記電気モータ(10)の回転運動を前記ピストン(2)の直線運動に、すなわちクランプ要素の直線運動に変換するためのスピンドル(7)と
を備え、
ｄ）前記スピンドルナット(6)とスピンドル(7)との間の接続は、好ましくは自動ロックであることを特徴とするクランプ装置。
【請求項７】
請求項６に記載のクランプ装置(1)において、
前記締め付けの開始及び締め付けの終了時に、前記クランプ要素(2)を一方への回動のみを許容し、
前記締め付けの開始及び締め付けの終了時以外では、前記クランプ要素(2)を直線的移動のみを許容する摺動コントロールを備えてなることを特徴とするクランプ装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一に記載のクランプ装置が、
ａ）スイングクランプ(1)、又は
ｂ）支持エレメント(16)、又は
ｃ）マシンバイス(22)、又は
ｄ）ブロックシリンダ(32)、又は
ｅ）上記構造とは異なるタイプのシリンダであることを特徴とするクランプ装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一に記載のクランプ装置(1,16,22,32)において、
前記電気モータ(10,18,31,33)で測定される電気的動作変数が、モータ電流であることを特徴とするクランプ装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一に記載のクランプ装置において、
ａ）前記制御ユニットは、前記電気モータ(10,18,31,33)の測定された電気的動作変数に基づいて締め付けを終了し、測定された電気的動作変数が所望の締め付け力に対応したとき、締め付けを終了し、かつ／又は
ｂ）前記制御ユニットは、前記電気モータ(10,18,31,33)の測定された電気的動作変数に基づいて、解除を終了し、該測定された電気的動作変数が前記電気モータとクランプ要素との間の摩擦係合接続の所望の摩擦力に対応したとき、解除を終了してなることを特徴とするクランプ装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一に記載のクランプ装置において、
前記第一ばね要素(9,30,39)及び／又は第二ばね要素(15)は、少なくとも一のディスクスプリングを有してなることを特徴とするクランプ装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一に記載のクランプ装置において、
ａ）電力網から独立して電力を電気モータへ供給するための構造上一体化された蓄電デバイス、及び／又は
ｂ）制御ユニットが配置されると共に、前記電気モータの周囲に曲折されてなるプリント基板
を備えてなることを特徴とするクランプ装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一に記載のクランプ装置において、
ａ）引っ張るようにのみ動作する、又は
ｂ）押圧するようにのみ動作する、又は
ｃ）引っ張りかつ押圧するように動作してなることを特徴とするクランプ装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一に記載のクランプ装置において、
該測定された操作変数から導出される締め付け力又は締め付け行程を出力するための出力部を備えてなることを特徴とするクランプ装置。
【請求項１５】
ワークピースを締め付けるための可動クランプ要素(2,17,25,26,38)と、
該クランプ要素(2,17,25,26,38)を機械的に駆動するための電気モータ(10,18,31,33)と、
締め付け工程では荷重を与える一方、解除工程では荷重を解除するための第一ばね要素(9,30,39)と、
電気モータ(10,18,31,33)を制御するための制御ユニットと
を備えるクランプ装置(1,16,22,32)の制御方法であって、
ａ）締め付け力の測定として前記電気モータ(10,18,31,33)の電気的動作変数を検出する工程と、
ｂ）締め付けるべきワークピースに達した前記可動クランプ要素によって引き起こされる変化として、測定された電気的動作変数をチェックする工程と、
ｃ）所定の締め付け力に達すると、前記電気モータ(10,18,31,33)を停止する工程と、
を含む方法において、
ｄ）ワークピースに達してからの前記電気モータ(10,18,31,33)の回転を計数する工程と、
ｅ）前記電気モータ(10,18,31,33)の回転数と所定のバネ特性とに基づいて締め付け力を計算する工程と、
を備えてなることを特徴とする制御方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載のクランプ装置の制御方法において、
前記クランプ装置(1)はスイングクランプ(1)であり、締め付け工程において、
ａ）前記電気モータ(10)とクランプ要素(2)との間の摩擦係合接続を用いて前記クランプ要素(2)を締め付け位置へと回動するよう、低回転速度で前記電気モータ(10)を作動する工程、及び／又は
ｂ）前記電気モータ(10)とクランプ要素(2)との間の摩擦係合接続を解除するよう、低回転速度で前記電気モータ(10)を動作させる工程、及び／又は
ｃ）締め付け工程において前記電気モータ(10)の電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
ｄ）前記電気モータ(10)とクランプ要素(2)との間の摩擦係合接続が解除されたことを、測定された電気的動作変数が示しているか否かをチェックする工程、及び／又は
ｅ）前記電気モータ(10)とクランプ要素(2)との間の摩擦係合接続が解除されたとき、前記電気モータ(10)の回転速度を増加させる工程、及び／又は
ｆ）締め付け工程において前記電気モータ(10)の電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
ｇ）前記クランプ要素(2)がワークピースに達したことを、測定された電気的動作変数が示しているか否かをチェックする工程、及び／又は
ｈ）前記クランプ要素(2)がワークピースに達したとき、前記電気モータ(10)の回転速度を低下させる工程、及び／又は
ｉ）第一ばね要素(9)を変形させる工程、及び／又は
ｊ）締め付け工程において前記電気モータ(10)の電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
ｋ）所望の締め付け力に達したことを、測定された電気的動作変数が示しているか否かをチェックする工程、
ｌ）所望の締め付け力に達すると、前記電気モータ(10)を停止する工程
を含んでなることを特徴とする制御方法。
【請求項１７】
請求項１５又は１６に記載のクランプ装置の制御方法において、
前記クランプ装置(1)はスイングクランプ(1)であり、解除工程において、
ａ）締め付け力を低減するよう低回転速度で前記電気モータ(10)を作動する工程、及び／又は
ｂ）解除工程において前記電気モータ(10)の電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
ｃ）締め付け力が低減されたことを、測定された電気的動作変数が示しているか否かをチェックする工程、及び／又は
ｄ）締め付け力が低減されたとき、前記電気モータ(10)の回転速度を増加させる工程、及び／又は
ｅ）解除工程において前記電気モータ(10)の電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
ｆ）第二ばね要素(15)を変形させることにより、前記電気モータ(10)とクランプ要素(2)との間の摩擦係合を増加させる工程、及び／又は
ｇ）クランプ要素(2)を解除位置へ低回転速度で回動させる工程、及び／又は
ｈ）前記電気モータ(10)とクランプ要素(2)との間の摩擦係合をさらに増加させる工程、及び／又は
ｉ）前記電気モータ(10)とクランプ要素(2)との間の摩擦係合接続が所望の摩擦力となったことを、測定された電気的動作変数が示しているか否かをチェックする工程、及び／又は
ｊ）所望の摩擦力に達すると、前記電気モータ(10)を停止する工程
を含んでなることを特徴とする制御方法。
【請求項１８】
請求項１５に記載のクランプ装置の制御方法において、
前記クランプ装置(32)はブロックシリンダ(32)であり、締め付け工程において、
ａ）前記電気モータ(33)とクランプ要素(38)との間の摩擦係合接続を解除するよう、低回転速度で前記電気モータ(33)を作動させる工程、及び／又は
ｂ）締め付け工程において前記電気モータ(33)の電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
ｃ）前記電気モータ(33)とクランプ要素(38)との間の摩擦係合接続が解除されたことを、測定された電気的動作変数が示しているか否かをチェックする工程、及び／又は
ｄ）前記電気モータ(33)とクランプ要素(38)との間の摩擦係合接続が解除されたとき、前記電気モータ(33)の回転速度を増加させる工程、及び／又は
ｅ）締め付け工程において前記電気モータ(33)の電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
ｆ）前記クランプ要素(38)がワークピースに達したことを、該測定された電気的動作変数が示しているか否かをチェックする工程、及び／又は
ｇ）前記クランプ要素(38)がワークピースに達したとき、前記電気モータ(33)の回転速度を低下させる工程、及び／又は
ｈ）ばね要素(39)を変形させる工程、及び／又は
ｉ）締め付け工程において前記電気モータ(33)の電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
ｊ）所望の締め付け力に達したことを、測定された電気的動作変数が示しているか否かをチェックする工程、
ｋ）所望の締め付け力に達すると、前記電気モータ(33)を停止する工程を含んでなることを特徴とする制御方法。
【請求項１９】
請求項１５又は１８に記載のクランプ装置の制御方法において、
前記クランプ装置(32)はブロックシリンダ(32)であり、解除工程において、
ａ）締め付け力を低減するよう低回転速度で前記電気モータ(33)を作動する工程、及び／又は
ｂ）解除工程において前記電気モータ(33)の電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
ｃ）締め付け力が低減されたことを、該測定された電気的動作変数が示しているか否かをチェックする工程、及び／又は
ｄ）締め付け力が低減されたとき、前記電気モータ(33)の回転速度を増加させる工程、及び／又は
ｅ）解除工程において前記電気モータ(33)の電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
ｆ）ばね要素(39)を変形させる工程、及び／又は
ｇ）解除工程において前記電気モータ(33)の電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
ｈ）所望の解除力に達したことを、該測定された電気的動作変数が示しているか否かをチェックする工程、及び／又は
ｉ）所望の解除力に達すると、前記電気モータ(33)を停止する工程
を含んでなることを特徴とする制御方法。
【請求項２０】
請求項１５に記載のクランプ装置の制御方法において、
前記クランプ装置(22)はマシンバイス(22)であり、締め付け工程において、
ａ）高回転速度で前記電気モータ(31)を作動する工程、及び／又は
ｂ）締め付け工程において前記電気モータ(31)の電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
ｃ）前記クランプ要素(25,26)がワークピースに達したことを、該測定された電気的動作変数が示しているか否かをチェックする工程、及び／又は
ｄ）前記クランプ要素(25,26)がワークピースに達したとき、前記電気モータ(31)の回転速度を低下させる工程、及び／又は
ｅ）ばね要素(30)を変形させる工程、及び／又は
ｆ）締め付け工程において前記電気モータ(31)の電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
ｇ）所望の締め付け力に達したことを、該測定された電気的動作変数が示しているか否かをチェックする工程、及び／又は
ｈ）所望の締め付け力に達すると、前記電気モータ(31)を停止する工程
を含んでなることを特徴とする制御方法。
【請求項２１】
請求項１５又は２０に記載のクランプ装置の制御方法において、
前記クランプ装置(22)はマシンバイス(22)であり、解除工程において、
ａ）締め付け力を低減するよう低回転速度で前記電気モータ(31)を作動する工程、及び／又は
ｂ）解除工程において前記電気モータ(31)の電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
ｃ）締め付け力が低減されたことを、該測定された電気的動作変数が示しているか否かをチェックする工程、及び／又は
ｄ）締め付け力が低減されたとき、前記電気モータ(31)の回転速度を増加させる工程、及び／又は
ｅ）解除工程において前記電気モータ(31)の電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
ｆ）行程を通じて又はリミットスイッチを用いて決められる解除位置へ移動し、前記電気モータ(31)を停止する工程
を含んでなることを特徴とする制御方法。
【請求項２２】
請求項１５に記載のクランプ装置の制御方法において、
前記クランプ装置(16)は支持エレメント(16)であり、締め付け工程において、
ａ）高回転速度で前記電気モータ(18)を作動する工程、及び／又は
ｂ）設定工程において前記電気モータ(18)の電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
ｃ）停止前切換位置に達したとき、前記電気モータ(18)の回転速度を低下させる工程、及び／又は
ｄ）設定工程において前記電気モータ(18)の電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
ｇ）前記クランプ要素(17)がワークピースに達したことを、該測定された電気的動作変数が示しているか否かをチェックし、示している場合は前記電気モータ(18)を即時に停止する工程、及び／又は
ｆ）摩擦結合が生じたか否かをチェックし、生じた場合は前記電気モータ(18)を即時に停止する工程
を含んでなることを特徴とする制御方法。
【請求項２３】
請求項１５又は２２に記載のクランプ装置の制御方法において、
前記クランプ装置(16)は支持エレメント(16)であり、解除工程において、
ａ）接触力を低減するよう高回転速度で前記電気モータ(18)を作動する工程、及び／又は
ｂ）解除工程において前記電気モータ(18)の電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
ｃ）リミットスイッチを用いて決められる解除位置へ移動し、前記電気モータ(18)を停止する工程
を含んでなることを特徴とする制御方法。
【請求項２４】
請求項１５〜２３のいずれか一に記載のクランプ装置の制御方法において、さらに
締め付け状態における締め付け力を再調整する工程
を含んでなることを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランプ装置、例えばスイングクランプ、マシンバイス、支持エレメント、ブロックシリンダ等に関する。
【背景技術】
【０００２】
このタイプのクランプ装置は、例えばドイツ特許出願公開１０２０５６０１（特許文献１）、ドイツ特許出願公開１０２５２５４９（特許文献２）、３３３４４０１（特許文献３）、及びドイツ特許出願公開１９７５２６７１（特許文献４）で知られている。このタイプのクランプ装置は、これまで大部分が油圧によって駆動されると共に、クランプ装置の位置（締め付け又は解除位置）を決定できるポジションセンサを有する。さらに、このタイプのクランプ装置は電気モータを用いて駆動するが、これまではクランプ装置の位置（締め付け又は解除位置）を決定するために同じくポジションセンサが用いられていたことが、従来技術において知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ドイツ特許出願公開第１０２０５６０１Ａ１号明細書
【特許文献２】ドイツ特許出願公開第１０２５２５４９Ａ１号明細書
【特許文献３】ドイツ特許出願公開第３３３４４０１Ａ１号明細書
【特許文献４】ドイツ特許出願公開第１９７５２６７１Ａ１号明細書
【特許文献５】ドイツ特許出願公開第１９５１７３４５Ａ１号明細書
【特許文献６】ドイツ特許出願公開第１０２０１００４４７８３Ａ１号明細書
【特許文献７】ドイツ特許第３６３８５２６Ｃ１号明細書
【特許文献８】ドイツ特許出願公開第３０３１３６８Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、これらの既知のクランプ装置の欠点は、位置（締め付け又は解除位置）を決定するためのポジションセンサが別に必要なことであった。
【０００５】
一方でクランプ要素が電気モータによって駆動されるクランプ装置が、ドイツ特許出願公開１９５１７３４５（特許文献５）で知られている。ここで、クランプ装置の締め付け力は、トルクから、つまり電気モータの電流消費から計算できる。そして、電流消費が所望の締め付け力に対応する所定値に達すると、電気モータを停止することができる。しかしながら、この方法では電流消費を非常に正確に、かつ動的に測定することが必要となる。
【０００６】
また、その他の従来技術としてドイツ特許出願公開１０２０１００４４７８３（特許文献６）、ドイツ特許３６３８５２６（特許文献７）、及びドイツ特許出願公開３０３１３６８（特許文献８）が挙げられる。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、既知のクランプ装置を改良することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、独立請求項に係る本発明のクランプ装置、及び対応する動作方法によって達成できる。
【０００９】
本発明は、電気モータで駆動されるクランプ装置の場合には、駆動として用いられる電気モータの電気的動作値（例えばモータ電流）から、電気モータの機械的荷重に関する結果、すなわちクランプ要素に作用する締め付け力の結果が得られるという技術的思想に基づく。
【００１０】
したがって、本発明は概して、締め付け工程においてクランプ要素がワークピースへと達したとき、締め付け力の測定として、駆動として用いられている電気モータの電気的動作変数を測定し、そこから締め付け力を導出するという技術的な教示を含んでいる。
【００１１】
ワークピースに達した後、電気モータの回転数を計数して、そこから締め付け力を導出する。所望の締め付け力に達すると、電気モータを停止することができる。このように、停止する点を決定するには、ワークピースに達してからの電気モータの回転数を計数するだけでよい。ただし、これを達成するために電流消費の測定は必ずしも必須ではない。
【００１２】
本発明に係るクランプ装置は、所定の締め付け力でワークピースを締め付けるための可動クランプ要素を備える。さらに本発明に係るクランプ装置は、クランプ要素を機械的に駆動するための電気モータを有する。また、その電気モータを制御する制御ユニットが備えられる。さらに本発明は、締め付け力の測定として電気モータの電気的動作変数（例えばモータ電流）を検出するための制御ユニットを備える。
【００１３】
本発明に係るクランプ装置は、締め付け工程では荷重を与え、解除工程では荷重を解除する、第一ばね要素（例えばディスクスプリング・パック）を有する。
【００１４】
この場合、クランプ要素は、締め付け工程では所定の締め付け方向に移動されると共に、第一クランプ要素のバネ力を、クランプ要素がワークピースに印加する締め付け力と実質的に等しくするように、第一ばね要素は、所定のバネ力で締め付け方向に又は締め付け方向とは反対方向に（例えばスイングクランプの場合）、クランプ要素を押圧することが有用である。
【００１５】
好ましくは、解除工程では荷重を与え、締め付け工程では荷重を解除する第二ばね要素をさらに備える。第二ばね要素は、解除工程の場合、電気モータとクランプ要素との間の摩擦係合接続を形成する。
【００１６】
本発明の好ましい例示的な実施態様においては、クランプ装置はスイングクランプである。クランプ要素は、ワークピースを締め付ける又は解除するために締め付け方向に沿って移動可能であり、クランプ要素は、解除状態においては回動可能（特に締め付け方向に対して直角に）である。この場合、電気モータとクランプ要素との間の摩擦係合接続により、電気モータの回転運動と連動して、クランプ要素が回動運動する。
【００１７】
さらにクランプ装置は、好ましくはスピンドル駆動を有する。スピンドル駆動は、クランプ要素を担持する軸方向に移動可能なピストンと、ピストンに接続されたスピンドルナットとを備える。さらにスピンドル駆動は、電気モータによって回転可能に駆動され、スピンドルナットと係合し、電気モータの回転運動をピストンの直線移動に、つまりクランプ要素の直線移動に変換するスピンドルを備える。
【００１８】
さらに好ましくは、締め付け工程の開始及び締め付け工程の終了時にはクランプ要素を一方の回動のみ許容し、締め付け工程の開始及び締め付け工程の終了時以外ではクランプ要素を直線的移動のみ許容する摺動コントロールを備える。
【００１９】
本発明の明細書において、クランプ装置の設計構造に対して種々の形態がある。したがって、例えばスイングクランプ、支持エレメント、マシンバイス又はブロックシリンダにおいて、本発明に係る基本的構成を実現できる。
【００２０】
さらに、締め付け力の測定として測定される電気モータの電気的動作変数は、好ましくはモータ電流であることを付言しておく。ただ、本発明の明細書においては、機械的荷重を得ることができる他の電気的動作変数を測定することもできる。
【００２１】
本発明の好ましい例示的な態様では、制御ユニットは、電気モータの測定された電気的動作変数に基づいて、締め付け工程を終了する。測定された電気的動作変数が所望の締め付け力に対応したとき、締め付け工程が終了される。
【００２２】
クランプ要素によってクランプ装置が、締め付けられるワークピースに達すると、ばね要素が変形し、電気モータに流れる電流が増加する。好ましくは、クランプ装置がワークピースに達したこと、よって実際の締め付け工程を開始するように、電流増加が分析される。次の締め付け工程においては、第一ばね要素が変形し、電気モータの回転が計数される。その後、動作に応じた電気モータの回転数と、既知のバネ特性とに基づいて締め付け力を計算できる。その結果、締め付け力を、制御変数、測定変数及び再調整変数として用いることができる。例えばこれに基づいて、本発明を以下のような態様にできる。
−設定値を特定することにより締め付け力を変更し、
−実際の締め付け力を決定し、
−例えば振動等の外部影響がある場合において、締め付け状態における締め付け力を再調整する。
【００２３】
さらに好ましくは、制御ユニットは、電気モータの測定された電気的動作変数に基づいて、解除工程を終了する。ここでは、測定された電気的動作変数が電気モータとクランプ要素との間の摩擦係合接続の所望の摩擦力に対応したとき、解除工程が終了される。
【００２４】
上述のばね要素は、好ましくはディスクスプリング・パックである。ただ本発明は、基本的に他のスプリング・タイプによっても実現できる。
【００２５】
さらに、クランプ装置は電力網から独立して電力を少なくとも一時的に電気モータへ供給できるよう、構造上一体化された蓄電デバイス（例えば充電電池）を有することもできる。
【００２６】
好ましい例示的な態様では、クランプ装置は、制御ユニットが配置されると共に、電気モータの周囲に曲折されるプリント基板を備える。この構成によって、省スペース化できる利点が得られる。
【００２７】
さらにクランプ装置は、測定された操作変数から導出される締め付け力又は締め付け経路を出力するための出力部を有することができる。
【００２８】
さらにまた本発明は、クランプ装置に対応する制御方法を提供する。
【００２９】
スイングクランプの場合には、以下の工程が締め付け工程において好ましくは実行される。
−電気モータとクランプ要素との間の摩擦係合接続を用いてクランプ要素を締め付け位置へと回動するよう、低回転速度で電気モータを作動する工程、
−電気モータとクランプ要素との間の摩擦係合接続を解除するよう、低回転速度で電気モータを動作させる工程、及び／又は
−締め付け工程において電気モータの電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
−電気モータとクランプ要素との間の摩擦係合接続が解除されたことを、測定された電気的動作変数が示しているか否かをチェックする工程、及び／又は
−電気モータとクランプ要素との間の摩擦係合接続が解除されたとき、電気モータの回転速度を増加させる工程、及び／又は
−締め付け工程において電気モータの電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
−クランプ要素がワークピースに達したことを、測定された電気的動作変数が示しているか否かをチェックする工程、及び／又は
−クランプ要素がワークピースに達したとき、電気モータの回転速度を低下させる工程、及び／又は
−ばね要素を変形させる工程、
−締め付け工程において電気モータの電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
−所望の締め付け力に達したことを、測定された電気的動作変数が示しているか否かをチェックする工程、
−所望の締め付け力に達すると、電気モータを停止する工程。
【００３０】
さらに、スイングクランプの場合には、以下の工程が解除工程において好ましくは実行される。
−締め付け力を低減するよう低回転速度で電気モータを作動する工程、及び／又は
−解除工程において電気モータの電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
−締め付け力が低減されたことを、測定された電気的動作変数が示しているか否かをチェックする工程、及び／又は
−締め付け力が低減されたとき、電気モータの回転速度を増加させる工程、及び／又は
−解除工程において電気モータの電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
−ばね要素を変形させることにより、電気モータとクランプ要素との間の摩擦係合を増加させる工程、及び／又は
−クランプ要素を解除位置へ低回転速度で回動させる工程、及び／又は
−電気モータとクランプ要素との間の摩擦係合をさらに増加させる工程、及び／又は
−電気モータとクランプ要素との間の摩擦係合接続が所望の摩擦力となったことを、測定された電気的動作変数が示しているか否かをチェックする工程、及び／又は
−所望の摩擦力に達すると、電気モータを停止する工程。
【００３１】
ブロックシリンダの場合には、好ましくは以下の工程が締め付け工程において実行される。
−電気モータとクランプ要素との間の摩擦係合接続を解除するよう、低回転速度で電気モータを作動させる工程、及び／又は
−締め付け工程において電気モータの電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
−電気モータとクランプ要素との間の摩擦係合接続が解除されたことを、測定された電気的動作変数が示しているか否かをチェックする工程、及び／又は
−電気モータとクランプ要素との間の摩擦係合接続が解除されたとき、電気モータの回転速度を増加させる工程、及び／又は
−締め付け工程において電気モータの電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
−クランプ要素がワークピースに達したことを、測定された電気的動作変数が示しているか否かをチェックする工程、及び／又は
−クランプ要素がワークピースに達したとき、電気モータの回転速度を低下させる工程、及び／又は
−ばね要素を変形させる工程、
−締め付け工程において電気モータの電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
−所望の締め付け力に達したことを、測定された電気的動作変数が示しているか否かをチェックする工程、
−所望の締め付け力に達すると、電気モータを停止する工程。
【００３２】
一方、ブロックシリンダの場合には、好ましくは解除に際して以下の工程が実行される。
−締め付け力を低減するよう低回転速度で電気モータを作動する工程、及び／又は
−解除工程において電気モータの電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
−締め付け力が低減されたことを、測定された電気的動作変数が示しているか否かをチェックする工程、及び／又は
−締め付け力が低減されたとき、電気モータの回転速度を増加させる工程、及び／又は
−解除工程において電気モータの電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
−ばね要素を変形させる工程、
−解除工程において電気モータの電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
−所望の解除力に達したことを、測定された電気的動作変数が示しているか否かをチェックする工程、
−所望の解除力に達すると、電気モータを停止する工程。
【００３３】
マシンバイスの場合には、好ましくは以下の工程が締め付け工程において実行される。
−低回転速度で電気モータを作動する工程、及び／又は
−締め付け工程において電気モータの電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
−クランプ要素がワークピースに達したことを、測定された電気的動作変数が示しているか否かをチェックする工程、及び／又は
−クランプ要素がワークピースに達したとき、電気モータの回転速度を低下させる工程、及び／又は
−ばね要素を変形させる工程、
−締め付け工程において電気モータの電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
−所望の締め付け力に達したことを、測定された電気的動作変数が示しているか否かをチェックする工程、
−所望の締め付ける力に達すると、電気モータを停止する工程。
【００３４】
マシンバイスの解除工程の場合には、好ましくは以下の工程が実行される。
−締め付け力を低減するよう低回転速度で電気モータを作動する工程、及び／又は
−解除工程において電気モータの電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
−締め付け力が低減されたことを、測定された電気的動作変数が示しているか否かをチェックする工程、及び／又は
−締め付け力が低減されたとき、電気モータの回転速度を増加させる工程、及び／又は
−解除工程において電気モータの電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
−経路を通じて又はリミットスイッチを用いて決められる解除位置へ移動し、電気モータ）を停止する工程。
【００３５】
支持エレメントの締め付け工程の場合には、好ましくは以下の工程が実行される。
−高回転速度で電気モータを作動する工程、及び／又は
−設定工程において電気モータの電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
−予め決められた切換位置に達したとき、電気モータの回転速度を低下させる工程、
−設定工程において電気モータの電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
−クランプ要素がワークピースに達したことを、測定された電気的動作変数が示しているか否かをチェックし、示している場合、電気モータを即時に停止する工程、及び／又は
−摩擦結合が生じたか否かをチェックし、生じた場合、電気モータを即時に停止する工程。
【００３６】
一方、支持エレメントの解除においては、好ましくは以下の工程が実行される。
−接触力を低減するよう高回転速度で電気モータを作動する工程、及び／又は
−解除工程において電気モータの電気的動作変数を測定する工程、及び／又は
−リミットスイッチを用いて決められる解除位置へ移動し、電気モータを停止する工程。
【００３７】
本発明の他の有用な態様は、従属請求項に記載する、あるいは図面を参照して好ましい例示的な実施形態の説明を用いて以下により詳細に説明する。以下に図面を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明に係るスイングクランプの断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａのスイングクランプの斜視図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、ディスクスプリング・パックの領域における図１Ａの詳細な図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図２Ｄにおける切断線Ａ−Ａに沿った、本発明に係る支持エレメントの断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ｄにおける切断線Ｂ−Ｂに沿った、本発明に係る支持エレメントの断面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、図２Ａ〜図２Ｂの支持エレメントの斜視図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、図２Ａ〜図２Ｃの支持エレメントを上から見た図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明に係るマシンバイスの斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａのマシンバイスの断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明に係るブロックシリンダの斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａのブロックシリンダの断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、図１Ａ〜図１Ｃのスイングクランプの締め付け工程を示すフローチャートである。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図１Ａ〜図１Ｃのスイングクランプの解除工程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
本発明に係るスイングクランプ１を、図１Ａ〜図１Ｃに示す。スイングクランプ１は、以下に説明する複数の構成要素から構成される。
【００４０】
いわゆるガイド・モジュールは基本的に、ピストン２と、それに関連する摺動ブロック・ガイドとで構成される。効率がよく、摩擦損失が小さい案内手段が、最適な案内手段である。ピストン２の案内は、ハウジング３へ押圧されるガイド・ブッシング４によって行われる。
【００４１】
摩擦を最小限とするために、グリースが塗布されたフェルトリング５が追加的に用いられる。フェルトリング５は、ストローク毎にピストン２の案内面を連続的に注油する。自己潤滑特性に加えて、案内面に常に注油を行うことにより、ピストン２の接触面とガイド・ブッシング４との間の摩擦が低減される。
【００４２】
ガイド・ブッシング４と一体化された摺動ブロック・ガイドが、クランプ領域における回転に抗してピストン２を案内し、そしてまた回動運動を案内すると共に制限する。任意の所望の角度位置にピストン２に固定可能なクランプが所定の位置にあり、すべてのサイクルで一定に保持されることを前提とするために、摺動ブロック・ガイドは必要とされる。対照的に、ガイドのないピストン２の場合にはスピンドルナット駆動が自由に動くので、クランプを決まった位置には保持できず、常に同じ点に方向付けるよう締め付けることは不可能となる。このことは、スピンドルナット６がピストン２に強固に接続され、必ず同じ動きをすることで説明できる。つまり、軸方向移動が行われる場合には、スピンドルナット６とスピンドル７との間の摩擦によって生じる回転運動を全く予測できないことを意味する。摺動ブロック８はピストン２上に配置され、ガイド・ブッシング４における溝によってピストン２を案内する。摺動ブロック８がピボット溝から解放されて、スピンドル摩擦によって回動運動が可能となるまで、移動が軸方向に行われる。そして、摺動ブロック８は、所望のピボット角度によって決められたストップに当たる。そこで、スピンドル７、スピンドルナット６及びディスクスプリング９は、互いに強く連結し合う。スピンドル７とスピンドルナット６との間の摩擦は、この固い結合によって大きく増加し、したがって、摩擦係合接続が得られる。この摩擦係合は、ピストン２がスピンドル７の回転運動に従動する、したがって回動運動を行うことを意味する。
【００４３】
スイングクランプ１のさらなるモジュールは基本的に、さらなる機能部品を有するスピンドルナット駆動を備える。
【００４４】
スピンドルナット駆動は、電気・機械的スイングクランプ１の移動エレメントである。スピンドル７は電気モータ１０によって駆動される。ピストン２に強固に接続されたスピンドルナット６は、締め付けの際には下方へ移動し、解除の際には上方へ移動する。スピンドルナット６は細目ねじを用いてピストン２内へとネジ係合されている。スピンドルナット６は、解除の際にはワッシャ１１に達し、共にディスクスプリング９を押圧する。ディスクスプリング９を圧縮するとき、電気モータ１０の電流消費が大きくなる。コントロールはこれを認識し、電気モータ１０を制動する。したがって、ブロックに激しくぶつかることが防止される。
【００４５】
ナット移動範囲において、スピンドル７とスピンドルナット６との間の摩擦を低く保持するための潤滑剤が前後に押し出される。潤滑剤が移動することにより、スピンドル７に潤滑剤を常に塗布して置くことができる。潤滑剤は、アセンブリの際に注入され、必要に応じて、封止ねじで閉じられた孔を通じて再注油できる。
【００４６】
締め付ける場合、スピンドルナット６はワッシャ１１に達し、その結果、スピンドル７は上方に引っ張られる。スピンドル７は、モータ・シャフト・ブッシング１２に強固に接続される、つまり、スピンドル７が上方に引っ張られるとき、モータ・シャフト・ブッシング１２もまた上方に引っ張られる。モータ・シャフト・ブッシング１２は、ディスクスプリング９、深溝ボールスラストベアリング１３及びワッシャ１１を介してハウジング３に支持される。上述の通り、下部ディスクスプリング９が圧縮されることにより、ブロックに激しくぶつかることが防止される。
【００４７】
本発明に係るスイングクランプ１のさらなるモジュールは、下流側にギア伝導機構１４が接続される電気モータ１０を有する駆動ユニットである。ギア伝導機構１４から突き出てくるシャフトは、シャフト／ハブ接続を介してモータ・シャフトとスピンドル７との間のモータ・シャフト・ブッシング１２へトルクを伝達する。モータ・シャフトの回転運動は、スピンドルナット駆動を用いて、ピストン２の直線移動（延出又は後退）へと変換される。
【００４８】
次に、図５Ａのフローチャートを参照して、まず本発明に係るスイングクランプ１の締め付け工程を説明する。
【００４９】
電気・機械的スイングクランプ１の締め付け工程では、ワークピース（図示せず）は作業台（図示せず）に締め付けられる。ここでは、以下の作業ステップが行われる。初期位置において、電気・機械的スイングクランプ１は解除位置にあり、また、スピンドルナット６は上部ディスクスプリング１５と強く連結している。電気モータ１０は、シャフト／ハブ接続を用いて、トルクをモータ・シャフト・ブッシング１２へ、したがってスピンドル７へと伝達する。電気モータ１０は、初めに（ステップＳ１）低回転速度で回転する。そして、モータ電流が測定される（ステップＳ２）。スピンドル７とスピンドルナット６との間の摩擦係合接続により、ピストン２が、ピストン２に取り付けられたクランプ（図示せず）と共に、締め付け位置へと回動する。案内において摺動ブロック８は、回動運動の終点を決める。摺動ブロック８の停止により、回動運動は終了し、そしてその結果、ピストン２は、軸方向に移動し、これにより摩擦係合接続が解除される（ステップＳ３）。電気モータ１０は高回転でさらに駆動し（ステップＳ４）、そしてモータ電流が連続的に測定される（ステップＳ５）。この測定は、装着されたクランプと共にピストン２が、締め付けられるワークピースへと達するまで行われる（ステップＳ６）。その結果、電流消費が高まり、コントロールによって回転速度が低減される（ステップＳ７）。ワークピースへ達することにより、スピンドル７と、そしてまたスピンドルに強固にねじ込まれているモータ・シャフト・ブッシング１２が伝達出力シャフト上で上方に引っ張られる。こうして得られた締め付け力は、モータ・シャフト・ブッシング１２の肩部と深溝ボールスラストベアリング１３とに配置されたディスクスプリング９を介して、そしてワッシャ１１を介して、ハウジング３へと伝達される。締め付け力は、電気モータ１０ではなくハウジング３によって完全に吸収される。ワークピースに達してからの所定の回転数に対応する、所望の締め付け力に達するまで、駆動は動作する（ステップＳ９）。その後、電気モータ１０が停止されて、締め付け工程は終了する（ステップＳ１０）。スピンドル７及びスピンドルナット６のピッチは、自動ロックとなるように設計されており、その結果、締め付け力は電力供給なしで保持される。
【００５０】
次に、本発明に係るスイングクランプ１の解除工程を説明する。
【００５１】
解除の際に、電気モータ１０は、初めに下部ディスクスプリング９の荷重を解放するよう、低回転で駆動する（ステップＳ１）。そして、モータ電流が連続的に測定される。解放（ステップＳ３）後、電気モータ１０は高回転で回転し（ステップＳ４）、ピストン２が軸方向に移動する。ピストン２と共にスピンドルナット６は、上部ディスクスプリング１５へと摺動ブロック・ガイドに沿って移動して到達すると（ステップＳ６）、そして、回転速度は低減される（ステップＳ７）。スピンドルナット６は上部ディスクスプリング１５と強く連結している。スピンドル７とスピンドルナット６との間の摩擦は、この固い結合によって大きく増加し、したがって、摩擦係合接続が得られる。この摩擦係合は、ピストン２がスピンドル７の回転運動に従動する、したがってクランプが固定されているピストン２が回動運動することを意味する。この摩擦を用いて、クランプは必要な回動角回動し、そして、摺動ブロック８はピボット・ナットと端部でぶつかる。ピボット・ナットの端部に達した後、スピンドルナット６を強く結合させるために、バネ変位が利用される。このように得られる摩擦効果は、締め付け工程の際にクランプを戻すよう回動させるために必要である。所望の摩擦力に対応する電流消費に達するまで、駆動は動作する（Ｓ９）。その後、電気モータ１０が停止されて、解除工程は終了する（ステップＳ１０）。
【００５２】
次に、ディスクスプリング９及び１５を説明する。
【００５３】
ディスクスプリング９及び１５はコニカル・リング・シェル（円錐環状板材）である。コニカル・リング・シェルは、独立したディスクとして又はスプリング・パック（バネ群）やスプリング・コラム（バネ円柱）を形成するよう組み合わせたものとして、軸方向に荷重を与える。本設計においては、ディスクスプリング９及び１５はディスクスプリング・パックとして構成されている。スピンドルナット６は締め付けの際には下部ディスクスプリング９に達し、解除の際にはスピンドルナット６は上部ディスクスプリング１５に達する。電気モータ１０が下部ディスクスプリング９に達するよう移動させると、スピンドル７において必要とされる力が増加する。これにより、より大きな電流が必要となり、その電流の増加はコントロールへと送信される。コントロールはこれに応答して、バネ変位範囲内で電気モータ１０を停止する。したがって、これがなければ急激な大きな荷重となる、ブロックへの衝突が回避される。電気モータ１０の制動後、移動が、必要な締め付け力まで、低移動速度でつまり低モータ回転速度で行われる。この場合、ディスクスプリング９は必要な締め付け力を保持する。さらに、例えば温度差等の外部環境によって生じるあらゆる設定値に対する不足が補償される。ディスクスプリング９は、すべての締め付け点で一定レベルに保持する必要が所定の締め付け力を保持するために用いられる。ディスクスプリング９の他の役割は、電気モータ１０の場合に生じる慣性モーメントの吸収である。この場合には、構成要素は、クランプがワークピースに達したときの過度な荷重から保護される。バネ変位によって行程を調整する制御時間が得られ、その結果、荷重が大きくなりすぎることを防止し、これにより、スイングクランプ１全体の耐用年数を大きく延ばすことができる。下部ディスクスプリングと同じことが上部ディスクスプリング１５にも当てはまる。
【００５４】
次に、図２Ａ〜図２Ｄに示す本発明に係る支持エレメント１６を説明する。
【００５５】
支持エレメント１６は、可変面にボルトを配置することによりワークピースを安定させるために用いられる。
【００５６】
この場合、支持エレメント１６は、ワークピースをできる限り変形させずに、加工中に大きな力で支持するものである。
【００５７】
電気・機械的に駆動されるピストン１７は、小さい力でワークピースを直線的に移動させ、そして停止する。自動ロックスピンドル駆動は、低い反発力で支持力を大きくでき、電力網から分離された後でもそれを保持する。電気・機械的支持エレメント１６の駆動は、ウォームシャフト１９を有する電気モータ１８によって行われる。ウォームシャフトの下流にはウォームギア２０が接続されている。ウォームギア２０に接続されたスピンドル２１は、ピストン１７の内部のスピンドルナットにトルクを伝達する。こうして、直線運動が行われる。したがって、スピンドルナットに接続されたピストン１７は延出又は後退する。ピストン１７の退避位置は近接スイッチを用いて決定される。実際の支持工程の前に、ピストン１７は、ワークピースからすぐ近くの距離まで手動操作で近づけられる。この位置は、停止前切換点としてコントロールに記憶される。動作において、ピストン１７は停止前切換点まで高速で延出する。その後、ピストン１７は、速度を低下してワークピースに近づく。コントロールは電流増加を認識し、予め設定された電流消費値に達すると、電気モータ１８を制御しながら制動する。この機能を、スピンドル２１とウォームギア１９との間に配置される機械的継手を用いて、支援する又は置き換えることができる。低く設定された予め印加される荷重力に達すると、ピストン１７の直線運動が停止されるよう、継手は設計されている。この場合、継手の応答はコントロールによって検出され、電気モータ１８が停止される。ワークピースが加工された後、ピストン１７は近接スイッチまで戻るよう移動する。荷重状態において、安定した自動ロックのスピンドル駆動が大きな支持力を受け、移動ディスクを介してハウジングへと伝達する。この設計により、支持エレメントの反発を小さくできる。
【００５８】
次に、図３Ａ及び図３Ｂに示す本発明に係るマシンバイス２２（バイス）を説明する。
【００５９】
マシンバイス２２は、Ｕ字状の基体２３から構成される。基体の上にはクランプ顎固定部２４が取り付けられている。基体２３は、可動スライド２５のためのガイドとして用いられる。交換可能な顎部２６及び２７がこの基礎構造上に装着される。これを用いて、角柱状の部材を、好ましくは工作機械上での切削加工のために、締め付けることができる。
【００６０】
スライド２５の送り出し及び締め付け力の生成は、スピンドル２８及びスピンドルナット２９を有するナット／スピンドル駆動によって行われる。スピンドルナット２９は、スライド２５に強固に固定される。スピンドル２８の駆動は、ギア伝導機構を有する電気モータ３１によって行われる。電気モータ３１は、スライド２５下に省スペース化して配置される  電気モータ３１は、一体化ロータリエンコーダを有する電気モータ３１として実現される。スピンドル駆動の解除位置は、リミットスイッチを介してモニタリングされる。このリミットスイッチは、移動の基準点としても用いられる。ワークピースの締め付けは可動範囲内で行われる。ワークピースが配置されると、締め付け力がディスクスプリング３０によって印加される。このために、スピンドル２８は、軸方向に移動可能に装着される。これにより、配置の際の電気モータ３１の急激な停止を防止し、締め付け力を制御しながら印加できる。さらに、ディスクスプリング３０は、締め付け力の保持のために用いられる。この締め付け力は、電力網から分離された後でも保持される。
【００６１】
締め付け力の印加及び達した締め付け力の大きさは、バネ変位から決定され、電気モータ３１の回転に基づいて導出される。
【００６２】
さらにスライド２５は、解除状態におけるその位置をロータリエンコーダによってモニタリングできる。その結果、スライド２５を開く移動を外部から制御できる。また、ワークピースが決められた設定領域に配置されているか否かを外部からモニタリングできる。このことで、締め付け方向のサイズを正確に設定できる。
【００６３】
次に、図４及び図４Ｂに示す本発明に係る電気・機械的ブロックシリンダ３２を説明する。
【００６４】
ブロックシリンダ３２の駆動は、電気モータ３３によって行われる。電気モータの下流には、ギア伝導機構３４は接続されている。ギア伝導機構３４から突き出てくるシャフトは、シャフト／ハブ接続を介して、スピンドル３６に接続される接続シャフト３５へトルクを伝達する。スピンドル３６は、その外ねじによってスピンドルナット３７の対応する内ねじへと係合する。スピンドルナット３７は、延出可能なピストン３８に強固に接続される。電気モータ３３のシャフトの回転運動は、このスピンドルナット駆動を介してピストン３８の直線運動に変換され、これにより、ピストン３８は延出又は後退できる。
【００６５】
電気・機械的ブロックシリンダ３２の締め付け工程では、ワークピースは装置に締め付けられる。ワークピースへ達することにより、スピンドル３６と、そしてまたスピンドルに強固にねじ込まれている接続シャフト３５が、ギア伝導機構３４の伝達出力シャフトの右側（図４Ｂにおいて）へと引っ張られる。ディスクスプリング３９は、締め付け力をさらに印加する際に、荷重を与える。所定の電流消費レベルから、コントロールは、スピンドル３６の位置を認識し、そこから所望の締め付け力が決められた状態に印加されるまで回転速度を低下して、所定の回転数でモータを回転させる。
【００６６】
したがってディスクスプリング３９は、力センサとして機能する。さらに、ディスクスプリング３９は、締め付け力の保持のために用いられる。この締め付け力は、電力網から分離された後でも保持される。ディスクスプリング３９の他の役割は、電気モータ３３の場合に生じる慣性モーメントの吸収である。この場合には、構成要素は、ピストン３８がワークピースに達したときの過度な荷重から保護される。スピンドル３６及びスピンドルナット３７の自動ロックの組み合わせにより、電気モータ３３が逆回転するのを防止し、したがって、締め付け力の保持に役立つ。必要に応じて、振動によって理論上起こりうるスピンドル３６の逆回転をコントロールによって補正する。ディスクスプリング３９、ニードルベアリング及び支持ワッシャにより、押圧方向及び引っ張り方向における締め付け工程を行うことができる。この場合、反力は電気モータ３３ではなくハウジング４０によって完全に吸収される。
【００６７】
本発明は、上に説明した好ましい例示的な実施形態に限定されない。むしろ、本発明の概念を用いた種々の変形及び変更が可能であり、これら変形及び変更は本発明の保護範囲内に含まれる。さらに本発明は、引用している請求項の特徴を含む従属請求項に係る技術的事項の保護も要求するものである。
【符号の説明】
【００６８】
１…スイングクランプ
２…ピストン
３…ハウジング
４…ガイド・ブッシング
５…フェルトリング
６…スピンドルナット
７…スピンドル
８…摺動ブロック
９…ディスクスプリング
１０…電気モータ
１１…ワッシャ
１２…モータ・シャフト・ブッシング
１３…深溝ボールスラストベアリング
１４…ギア伝導機構
１５…ディスクスプリング
１６…支持エレメント
１７…ピストン
１８…電気モータ
１９…ウォームシャフト
２０…ウォームギア
２１…スピンドル
２２…マシンバイス
２３…基体
２４…クランプ顎固定部
２５…スライド
２６…交換可能な顎部
２７…交換可能な顎部
２８…スピンドル
２９…スピンドルナット
３０…ディスクスプリング
３１…電気モータ
３２…ブロックシリンダ
３３…電気モータ
３４…ギア伝導機構
３５…接続シャフト
３６…スピンドル
３７…スピンドルナット
３８…ピストン
３９…ディスクスプリング
４０…ハウジング
【図１Ａ】
2014530109.tif 000003
【図１Ｂ】
2014530109.tif 000004
【図１Ｃ】
2014530109.tif 000005
【図２Ａ】
2014530109.tif 000006
【図２Ｂ】
2014530109.tif 000007
【図２Ｃ】
2014530109.tif 000008
【図２Ｄ】
2014530109.tif 000009
【図３Ａ】
2014530109.tif 000010
【図３Ｂ】
2014530109.tif 000011
【図４Ａ】
2014530109.tif 000012
【図４Ｂ】
2014530109.tif 000013
【図５Ａ】
2014530109.tif 000014
【図５Ｂ】
2014530109.tif 000015
【国際調査報告】
2014530109.tif 000016
2014530109.tif 000017
2014530109.tif 000018
2014530109.tif 000019