ПРИВОДИМОЕ В ДЕЙСТВИЕ МЕХАНИЧЕСКИ УСТРОЙСТВО, В ЧАСТНОСТИ ФРЕЗЕРНОЕ УСТРОЙСТВО
MECHANICALLY ACTUATED DEVICE, IN PARTICULAR, MILLING DEVICE

Изобретение относится к приводимому в действие механически устройству, в частности фрезерному устройству с установленным с возможностью вращения в корпусе приводным валом, первый выступающий из корпуса конец которого имеет средство для присоединения привода вращения, а второй выступающий из корпуса конец которого несет дискообразный инструмент, в частности фрезерный инструмент, который осевым отверстием надет на зафиксированный на валу дисковый блок с кольцевыми зажимными элементами прилегает к неподвижной относительно вала контропоре, и дисковый блок которого при помощи зажимного средства может с силовым замыканием прижиматься к стенке отверстия инструмента.
У такого устройства на первом конце установленного с возможностью вращения в корпусе приводного вала закреплено, например, колесо зубчатого ремня, которое делает возможным присоединение привода вращения. Устройство может быть расположено корпусом в качестве составного элемента машины или установки.
На втором конце приводного вала, который выступает из корпуса, закреплен дискообразный инструмент, например фрезерный инструмент. По центру этот инструмент имеет отверстие. Этим отверстием инструмент может надеваться на дисковый блок с кольцевыми зажимными элементами, который расположен на конце вала. Кроме того, вал поддерживает контропору, к которой может прижиматься дискообразный инструмент. Для фиксации инструмента дисковый блок с кольцевыми зажимными элементами может зажиматься зажимным средством, которое образовано, например, посредством зажимной головки и зажимного винта. Зажимная головка упирается в торцевую поверхность инструмента и/или дискового блока. При помощи винта достигается фиксация и зажатие на конце приводного вала. Если соответствующий инструмент изношен или должен заменяться по другой причине, то зажимное средство необходимо отсоединять и снимать, для того чтобы была возможность демонтировать инструмент с дискового блока с кольцевыми зажимными элементами и заменять его другим инструментом. Этот порядок действий является трудоемким и требует инструмента, причем зачастую имеющиеся в распоряжении пространства затрудняют использование и расположение инструмента, так как эти пространства закрыты другими составными элементами устройства или соответствующей машины.
Дисковый блок с кольцевыми зажимными элементами является известным зажимным элементом, у которого посредством приложения осевого усилия зажимным средством достигается то, что дисковый блок расширяется кольцевыми зажимными элементами в радиальном направлении и прижимается к посадочному отверстию инструмента. Таким образом, осуществляется передача крутящего момента с силовым замыканием через приводной вал и дисковый блок на инструмент.
Исходя из этого уровня техники, в основе изобретения лежит задача по созданию соответствующего указанному типу устройства, у которого с незначительными затратами может постоянно устанавливаться одинаковое зажимное усилие для инструмента, которое (устройство) требует незначительного монтажного пространства для замены инструмента, и у которого простым образом созданы условия для замены фрезерного инструмента без использования дополнительных инструментов.
Для решения этой задачи изобретение предлагает то, что приводной вал имеет открыто заканчивающийся на втором конце, проходящий по части его осевой протяженности канал, в который с возможностью осевого перемещения вставлен упорный элемент, который в своей первой, указывающей на второй конец приводного вала концевой области соединен с зажимным средством, а в своей второй концевой области соединен с пальцем, который проходит поперек через приводной вал в ориентированном в осевом направлении продольном отверстии приводного вала, и который выступает в радиальном направлении за приводной вал в свободное пространство корпуса, причем между выступающими областями пальца и подшипником, расположенным около второго конца приводного вала между приводным валом и корпусом, расположен или зажат пружинный пакет с действующим в осевом направлении пружинным усилием, а между выступающими областями пальца и подшипником, расположенным около первого конца приводного вала между приводным валом и корпусом, расположен перемещаемый в осевом направлении поршень, который при помощи нагружения давлением через расположенный со стороны корпуса ввод рабочей среды может смещаться по направлению ко второму концу приводного вала против пружинного усилия пружинного пакета.
Согласно этому расположению сначала при первичном монтаже соответствующего инструмента действия осуществляются по существу известным образом, благодаря тому, что инструмент надевается на дисковый блок с кольцевыми зажимными элементами, и посредством зажимного средства реализуется соединение с силовым замыканием между стенкой отверстия и дисковым блоком. Это соединение с силовым замыканием выполняется лишь при первичном монтаже инструмента. При последующей замене инструмента установленное однократно зажимное усилие снова достигается даже при замененном инструменте.
При необходимости замены инструмента другим инструментом находящийся в корпусе поршень нагружается рабочей (напорной) средой, например, гидравлически, так что поршень смещается по направлению ко второму концу приводного вала против пружинного усилия пружинного пакета. Таким образом, происходит передача усилия от поршня на имеющий возможность ограниченного перемещения относительно приводного вала палец и упорный элемент, вследствие чего происходит смещение зажимного средства относительно приводного вала, и достигается разгрузка (разжим) дискового блока с кольцевыми зажимными элементами. В этом положении инструмент может сниматься, стягиваясь своим отверстием в осевом направлении с приводного вала. Отверстие инструмента имеет такие размеры, что он может демонтироваться с зажимного средства без затруднения со стороны зажимного средства. Затем может надеваться новый инструмент. Снятие инструмента и надевание инструмента осуществляются вручную. Затем при помощи управления вводом рабочей среды может осуществляться снятие давления, вследствие чего пружинный пакет снова разжимается до установленного предварительного натяжения. Вследствие этого составные элементы: поршень, палец, упорный элемент и зажимное средство снова смещаются в положение зажатия (автоматически), так что инструмент снова зажат и находится в распоряжении для дальнейшего машинного режима эксплуатации.
Благодаря этому исполнению достигается то, что инструмент зажат постоянно с одинаковым зажимным усилием. Сверх этого, для замены инструмента необходимо лишь незначительное монтажное пространство, так как инструмент лишь в осевом направлении должен стягиваться с вала, соответственно, надвигаться на вал. Дополнительная потребность в пространстве для инструмента или тому подобного отсутствует. Монтаж и демонтаж осуществляются без использования инструментов. Вследствие этого улучшается эксплуатационная надежность устройства, и сокращается время для замены инструмента.
Наиболее предпочтительно предусмотрено то, что зажимное средство состоит из зажимной втулки с зажимной головкой и винта с головкой, причем зажимная втулка входит в канал приводного вала, а ее зажимная головка опосредованно с промежуточным расположением зажимного элемента или непосредственно упирается в обращенную от неподвижной относительно вала контропоры торцевую поверхность дискового блока с кольцевыми зажимными элементами, причем винт своей головкой упирается в зажимную головку, а своим концом с резьбой ввинчен в упорный элемент, причем между упорным элементом и зажимной втулкой имеется зазор, и причем размеры зажимной головки, зажимного элемента и головки винта выбраны в поперечном направлении к осевой протяженности приводного вала таким образом, что инструмент своим отверстием может надвигаться на них.
Благодаря этому расположению с одной стороны при первичном монтаже простым образом созданы условия для установки зажимного усилия посредством приведения в действие зажимного средства, причем с другой стороны при целевом использовании посредством соответствующего подвода давления на поршень созданы условия для простого снятия инструмента и нового монтажа запасного инструмента.
Для того чтобы достигать простого соединения между упорным элементом и пальцем, предусмотрено то, что упорный элемент на своей второй концевой области имеет резьбовой участок, который ввинчен в резьбовое отверстие пальца.
Для того чтобы была возможность выравнивать допуски при монтаже, помимо этого предусмотрено то, что упорный элемент на своей второй концевой области имеет сферическую опорную поверхность, которая прилегает к сферической поверхности пальца или расположенного между пальцем и опорной поверхностью опорного кольца.
Это расположение создает условия для беспрепятственной фиксации частей друг с другом.
Кроме того, предпочтительно предусмотрено то, что пружинный пакет состоит из нескольких тарельчатых пружин.
Для того чтобы упрощать расположение и монтаж пружинного пакета, предусмотрено то, что пружинный пакет расположен в расположенной в корпусе приемной втулке.
Для того чтобы обеспечивать легкоходный и бесперебойный режим эксплуатации устройства, предусмотрено то, что между пружинным пакетом или его составными элементами и выступающими областями пальца расположен осевой (упорный) подшипник.
По той же причине предусмотрено то, что между выступающими областями пальца и поршнем расположен осевой подшипник.
Кроме того, предпочтительно предусмотрено то, что поршень расположен с уплотнением в корпусе и при необходимости также с уплотнением относительно приводного вала, причем торцевая поверхность поршня, которая расположена около первого конца приводного вала, находится в соединении с вводом рабочей среды.
Такое исполнение полезно для предотвращения протечек, в частности, в том случае, если в качестве рабочей (напорной) среды используется гидравлическая жидкость.
Для того чтобы блокировать нежелательное холостое вращение поршня и/или пружинного пакета в корпусе, предусмотрено то, что поршень и/или пружинный пакет или приемная втулка пружинного пакета удерживаются в корпусе с возможностью ограниченного осевого перемещения и без возможности вращения вокруг средней продольной оси приводного вала.
Для того чтобы предотвращать опасность самоотвинчивания резьбовых соединений при приведении в действие инструмента, предусмотрено то, что резьбовое соединение между винтом с головкой и упорным элементом защищено от самоотвинчивания.
Благодаря этому расположению предотвращается самоотвинчивание резьбовых соединений при эксплуатации устройства, так что можно исключать потерю предварительного натяжения относительно предварительного натяжения инструмента.
Кроме того, предпочтительно предусмотрено то, что при вращающемся против часовой стрелки приводном вале резьбовые соединения между винтом с головкой и упорным элементом и пальцем выполнены с правой резьбой, а при вращающемся по часовой стрелке приводном вале аналогичным образом с левой резьбой.
Пример осуществления изобретения изображен на чертежах и описан в дальнейшем более подробно. На чертежах показано:
фиг.1 - соответствующее изобретению устройство на виде сбоку;
фиг.2 - соответствующее изобретению устройство на виде спереди, если смотреть в направлении стрелки A с фиг.1; и
фиг.3 - устройство в разрезе B-B c фиг.2.
Говоря о предмете изобретения, речь идет о приводимом в действие механически устройстве, в частности, о фрезерном устройстве для точильной машины для свеклорезного ножа для обработки свеклы.
Устройство имеет установленный с возможностью вращения в корпусе 1 приводной вал 2. С целью установки приводного вала 2 на концах корпуса 1 расположены подшипники 3, 4, в частности, радиальные шарикоподшипники с канавкой. Первый выступающий из корпуса конец 5 приводного вала 2 имеет средство 6 для присоединения привода вращения. В примере осуществления средством 6 является, например колесо зубчатого ремня, которое в сочетании с зубчатым ремнем и приводным двигателем делает возможным приложение крутящего момента. Для фиксации положения на конце 5 расположено стопорное кольцо 7.
Второй конец 8 приводного вала 2 также выступает из корпуса 1 и установлен посредством подшипника 4. Этот второй конец 8 несет дискообразный инструмент 9, например, фрезерный инструмент. Этот инструмент надет осевым отверстием 10 на зафиксированный на валу дисковый блок 11 с кольцевыми зажимными элементами. В заданном монтажном положении инструмент 9 прилегает к неподвижной относительно вала контропоре 12. Дисковый блок 11 посредством зажимного средства 13 может с силовым замыканием прижиматься к стенке отверстия 10 инструмента 9.
Приводной вал 2 имеет заканчивающийся отверстием на втором конце 8, проходящий по части его осевой протяженности канал 14, в который с возможностью осевого перемещения вставлен упорный элемент 15. Этот упорный элемент 15 в своей первой указывающей на второй конец 8 приводного вала 2 концевой области 16 соединен с составным элементом зажимного средства 13. В своей второй концевой области 17 упорный элемент 15 соединен с пальцем 19, который проходит поперек через приводной вал 2 в ориентированном в осевом направлении продольном отверстии 18, и который выступает в радиальном направлении за приводной вал 2 в свободное пространство 20 между валом 2 и корпусом 1.
Между выступающими областями пальца 19 и подшипником 4, расположенным около второго конца 8 приводного вала 2 между валом и корпусом 1, расположен пружинный пакет 21, который создает или оказывает пружинное усилие в осевом направлении. В заданном монтажном положении этот пружинный пакет предварительно напряжен. Кроме того, между выступающими областями пальца 19 и подшипником 3, расположенным около первого конца 5 приводного вала 2 между валом и корпусом 1, расположен перемещаемый в осевом направлении поршень 22, который при помощи нагружения давлением через ввод 23 рабочей среды может смещаться по направлению ко второму концу 8 приводного вала 2 против пружинного усилия пружинного пакета 21.
На чертежах показано нормальное положение поршня 22. Если поршень нагружается рабочей (напорной) средой, то он на изображении согласно фиг.3 смещается налево и увлекает в движение расположенные в промежутке составные элементы, причем пружинный пакет 21 все более зажимается. Благодаря созданному таким образом движению элементов 13, 15, 17, 19 происходит снятие нагрузки с дискового блока 11 с кольцевыми зажимными элементами, так что соединение с силовым замыканием между дисковым блоком и стенкой отверстия инструмента 9 разъединяется. Вследствие этого инструмент 9 может вручную сниматься на чертежах налево и заменяться новым инструментом. Если затем инструмент находится в заданном положении согласно фиг.3, то поршень 22 может возвращаться в исходное положение согласно фиг.3, если имеет место снятие давления рабочим средством, причем возвращение вызывается усилием пружинного пакета 21.
В этом положении снова устанавливается то же зажимное усилие для инструмента 9. Для замены требуется лишь короткое время и незначительное монтажное пространство, причем помимо этого замена фрезерного инструмента 9 может осуществляться без использования инструментов.
Зажимное средство 13 состоит по существу из зажимной втулки 24 с расположенной на ней зажимной головкой 25, а также из винта 26 с головкой. Зажимная втулка 24 входит в канал 14 приводного вала 2, причем ее зажимная головка 25 опосредованно с промежуточным расположением зажимного элемента 27 упирается в обращенную от неподвижной относительно вала контропоры 12 торцевую поверхность дискового блока 11 с кольцевыми зажимными элементами. Винт 26 своей головкой упирается в зажимную головку 25, а своим концом с резьбой ввинчен в упорный элемент 15. Между упорным элементом 15 и зажимной втулкой 24 имеется зазор 28. Вследствие этого предоставляется в распоряжение необходимый ход при приведении в действие зажимного средства 13. Размеры зажимной головки 25, зажимного элемента 27 и головки винта 26 выбраны в поперечном направлении к осевой протяженности приводного вала 2 таким образом, что инструмент 9 своим отверстием 10 может надеваться в осевом направлении над этими составными элементами.
Для того чтобы простым образом создавать условия для соединения упорного элемента 15 с пальцем 19, упорный элемент 15 на своем втором конце 17 имеет резьбовой участок, который ввинчен в соответствующее резьбовое отверстие пальца 19. Далее для того чтобы предотвращать заедания при сборке элементов, упорный элемент 15 на своей второй концевой области 17, а именно в области 29 снабжен сферической опорной поверхностью, которая прилегает к также сферической опорной поверхности пальца 19 или расположенного между пальцем 19 и опорной поверхностью опорного кольца 30. Предпочтительно пружинный пакет 21 состоит из нескольких тарельчатых пружин, причем пружинный пакет 21 расположен в расположенной в корпусе приемной втулке 31. Приемная втулка 31 с одной стороны прилегает к внутренней стенке корпуса 1 и имеет сквозное отверстие для приводного вала 2, который проходит через приемную втулку 31 с зазором. Дополнительно между пружинным пакетом 21 или его составными элементами или составными элементами приемной втулки 31 и выступающей областью пальца 19 расположен осевой (упорный) подшипник 32. Равным образом между выступающей областью пальца 19 и поршнем 22 расположен соответствующий осевой (упорный) подшипник 33.
Поршень 22 расположен с уплотнением в корпусе 1 и при необходимости также с уплотнением относительно приводного вала 2, причем расположенная на чертеже справа торцевая поверхность поршня 22, которая расположена около первого конца 5 приводного вала, находится в открытом соединении с вводом 23 рабочей среды, так что на торцевую поверхность может подаваться давление. Соответствующие уплотнительные средства обозначены, например ссылочной позицией 34. Ссылочной позицией 35 обозначен направляющий элемент для поршня 22.
Поршень 22, а также пружинный пакет 21 или его приемная втулка 31 удерживаются в корпусе 1 с возможностью ограниченного осевого перемещения и без возможности вращения вокруг средней продольной оси приводного вала 2. Для этого на корпусе 1 закреплены соответствующие пальцы 36, 37, которые своими выступающими в корпус концами входят в зацепление с продольной прорезью поршня 22 и соответственно приемной втулки 31.
Дополнительно резьбовое соединение между винтом 26 с головкой и упорным элементом 15 защищено от самоотвинчивания, например, при помощи клеящего вещества.
Расположение выполнено таким образом, что при вращающемся против часовой стрелки приводном вале 2 резьбовые соединения между винтом 26 с головкой и упорным элементом 15, а также между упорным элементом 15 и пальцем 19 выполнены с правой резьбой. При вращающемся по часовой стрелке приводном вале соответствующие резьбовые соединения аналогичным образом предусмотрены с левой резьбой. Вследствие этого предотвращается отвинчивание при работе приводного вала 2.
Благодаря соответствующему изобретению варианту осуществления, который показан на чертежах, создаются условия для очень простого монтажа при незначительной потребности в пространстве, причем в каждом случае установлено одинаковое зажимное усилие для инструмента 9, и монтаж, а также демонтаж могут осуществляться без использования инструментов.
При первичном монтаже инструмент 9 зажимается дисковым блоком 11 посредством приложения осевых усилий к дисковому блоку. Благодаря приложению осевого усилия при помощи винта 26 с головкой дисковый блок расширяется наружу по направлению к посадочному отверстию инструмента, так что через приводной вал 2 осуществляется передача крутящего момента с силовым замыканием.
Приложение осевого усилия к дисковому блоку осуществляется однократно при первом монтаже инструмента 9.
Для демонтажа инструмента 9 поршень 22 гидравлически нагружается давлением с торцевой стороны. Приложение усилия поршнем 22 через упорный подшипник 33, палец 19, упорный подшипник 32 и упорный элемент 15 вызывает снятие напряжения с дискового блока 11, так что инструмент 9 может вручную сниматься, то есть может стягиваться налево. Затем надевается новый инструмент 9. При помощи управления гидронасосной установкой расположение на подшипниках переключается без приложения давления, так что пружинный пакет 21 снова разжимается до предварительного натяжения. Тем самым инструмент снова зажат.
Изобретение не ограничено примером осуществления, напротив оно может иметь многочисленные варианты в рамках раскрытия.
Все раскрытые в описание и/или на чертежах отдельные и комбинированные признаки рассматриваются как существенные признаки изобретения.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
1 корпус
2 приводной вал
3 подшипник
4 подшипник
5 первый конец приводного вала 2
6 средство для присоединения
7 стопорное кольцо
8 второй конец приводного вала 2
9 инструмент
10 отверстие инструмента 9
11 дисковый блок
12 контропора
13 зажимное средство
14 канал приводного вала 2
15 упорный элемент
16 первая концевая область упорного элемента 15
17 вторая концевая область упорного элемента 15
18 продольное отверстие в приводном валу 2
19 палец
20 свободное пространство
21 пружинный пакет
22 поршень
23 ввод рабочей среды
24 зажимная втулка
25 зажимная головка
26 винт с головкой
27 зажимной элемент
28 зазор
29 опорная поверхность
30 опорное кольцо
31 приемная втулка
32 осевой упорный подшипник
33 осевой упорный подшипник
34 уплотнительное средство
35 направляющий элемент
36 палец
37 палец.