ЦЕНТРИРУЮЩЕЕ ЗАЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО
CENTERING CLAMPING DEVICE

Данное изобретение касается центрирующего зажимного устройства согласно ограничительной части независимого пункта 1 формулы изобретения.
Центрирующее зажимное устройство указанного вначале рода известно из еще не опубликованной заявки US 14/538,990. Это центрирующее зажимное устройство состоит из корпуса, в котором установлен центрирующий элемент, выполненный с возможностью перемещения вдоль продольной оси между открытым положением и зажимным положением, причем на центрирующем элементе предусмотрен пальцеобразный элемент, установленный с возможностью перемещения в поперечном продольной оси направлении между вдвинутым и выдвинутым положениями, причем этот пальцеобразный элемент взаимодействует с исполнительным элементом, установленным в центрирующем элементе с возможностью перемещения. Вышеприведенный признак, что предусмотрен пальцеобразный элемент, в рамках рассматриваемого изобретения означает, что всегда предусмотрен по меньшей мере один пальцеобразный элемент, причем фактически как в вышеописанном решении, так и в предпочтительном варианте выполнения изобретения, которое будет рассмотрено ниже, предусмотрено два пальцеобразных элемента.
В основу данного изобретения положена задача усовершенствования центрирующего зажимного устройства указанного вначале рода. В частности, должно быть создано центрирующее зажимное устройство с характером движений, точно скоординированным в отношении взаимодействия центрирующего элемента и пальцеобразного элемента.
Эта задача для центрирующего зажимного устройства указанного вначале рода решается признаками, приведенными в отличительной части независимого пункта 1 формулы изобретения.
Согласно изобретению предусмотрено, что на центрирующем элементе имеется блокирующее устройство, которое при полностью вдвинутом пальцеобразном элементе исключает относительное движение между корпусом и центрирующим элементом или при полностью выдвинутом пальцеобразном элементе исключает относительное движение между центрирующим элементом и исполнительным элементом.
Другими словами, предлагаемое изобретением центрирующее зажимное устройство характеризуется тем, что с помощью блокирующего устройства гарантируется, что в определенных ситуациях исключается либо относительное движение между центрирующим элементом и корпусом, либо относительное движение между центрирующим элементом и исполнительным элементом. Если говорить точнее, то, в частности, предусмотрено, что всегда, когда пальцеобразный элемент полностью вдвинут в центрирующий элемент, относительное движение между этим центрирующим элементом и корпусом исключено, вследствие чего движение исполнительного элемента сначала вызывает исключительно выдвигание пальцеобразного элемента. Если пальцеобразный элемент выдвинут, то дальнейшее движение исполнительного элемента приводит к движению центрирующего элемента относительно корпуса. Кроме того, одновременно предусмотрено, что всегда, когда пальцеобразный элемент полностью выдвинут, относительное движение между центрирующим элементом и исполнительным элементом исключено, вследствие чего движение исполнительного элемента сначала вызывает исключительно перемещение, соответственно, выдвигание центрирующего элемента. Если центрирующий элемент выдвинут, то дальнейшее движение исполнительного элемента приводит к движению пальцеобразного элемента относительно центрирующего элемента.
Упомянутое выше открытое положение при этом является тем положением, при котором центрирующий элемент находится в выдвинутом, «верхнем» положении, а пальцеобразный элемент находится во вдвинутом положении («внутри» центрирующего элемента). Упомянутое выше зажимное положение при этом является тем положением, при котором центрирующий элемент находится во вдвинутом, «нижнем» положении, а пальцеобразный элемент находится в выдвинутом положении («снаружи» центрирующего элемента). Предлагаемый изобретением характер движений – исходя из открытого положения – характеризуется тем, что движение исполнительного элемента («вниз») сначала приводит к выдвиганию пальцеобразного элемента. Если он выдвинут, то дальнейшее движение исполнительного элемента ведет к движению центрирующего элемента («вниз»), а именно пока не будет достигнуто зажимное положение, т.е. заготовка будет прочно зажата между пальцеобразным элементом и корпусом зажимного устройства. Если же в другой момент времени это зажимное положение должно быть ослаблено, то движение исполнительного элемента («вверх») сначала приводит к движению центрирующего элемента («вверх»), причем пальцеобразный элемент, как и прежде, при этом выдвинут. Самое позднее, когда центрирующий элемент достиг выдвинутого, «верхнего» положения, дальнейшее движение исполнительного элемента приводит к вдвиганию пальцеобразного элемента, т.е. к такому положению зажимного устройства, при котором заготовка может быть извлечена из центрирующего элемента.
Как следует из вышеприведенных разъяснений, применение предлагаемого изобретением блокирующего устройства ведет, таким образом, к улучшению координации характера движений, что, в частности, например, (ниже это будет рассмотрено подробнее) в случае листов с центрирующими отверстиями, края которых выполнены стоящими вверх, дает очень хороший эффект, так как при этом можно избежать защемления пальцеобразного элемента листом, которое случается в прежних зажимных устройствах.
Другие предпочтительные модификации предлагаемого изобретением центрирующего зажимного устройства охарактеризованы в зависимых пунктах формулы изобретения.
Предлагаемое изобретением центрирующее зажимное устройство, включая его предпочтительные модификации согласно зависимым пунктам формулы, ниже поясняются более подробно с привлечением чертежей, на которых представлен предпочтительный пример осуществления изобретения.
На чертежах показано следующее.
Фиг.1 частично в разрезе предлагаемое изобретением центрирующее зажимное устройство в зажимном положении с выдвинутыми, пальцеобразными элементами в форме перевернутых крючков;
Фиг.2 вид в перспективе и частично в разрезе кулисной направляющей в головке центрирующего элемента для приведения в действие пальцеобразных элементов в форме перевернутых крючков с помощью исполнительного элемента;
Фиг.3 вид в перспективе центрирующего зажимного устройства по Фиг.1; и
Фиг.4 - Фиг.11 предлагаемое изобретением центрирующее зажимное устройство по Фиг.1, большей частью в разрезе в различных положениях, причем на Фиг.4 показано открытое положение, на Фиг.8 - зажимное положение, а на остальных фигурах - соответствующие промежуточные положения.
Представленное на чертежах центрирующее зажимное устройство, что само по себе известно, состоит прежде всего из корпуса 1, в котором центрирующий элемент 2, выполненный предпочтительно по меньшей мере частично в форме полого цилиндра, установлен с возможностью перемещения между открытым положением и зажимным положением вдоль продольной оси, причем на центрирующем элементе 2 установлен пальцеобразный элемент 3 с возможностью перемещения поперечно, соответственно, перпендикулярно продольной оси между вдвинутым и выдвинутым положениями, причем пальцеобразный элемент 3 взаимодействует с предпочтительно цилиндрическим исполнительным элементом 4, установленным в центрирующем элементе 2 с возможностью перемещения.
Как уже упоминалось выше, признак «один» пальцеобразный элемент 3 следует понимать как «по меньшей мере один» пальцеобразный элемент, причем в представленных вариантах выполнения показано по два пальцеобразных элемента. Для приведения в действие пальцеобразного элемента 3 при этом (что само по себе известно) предусмотрено, что между пальцеобразным элементом 3 и исполнительным элементом 4 расположена кулисная направляющая 8. Как следует из Фиг.2, она образована проходящей наклонно к продольной оси прорезью 8.2, пазом или т.п. на пальцеобразном элементе 3 и направляемым в прорези 8.2 шпонкообразным элементом 8.1, цапфой или т.п. на исполнительном элементе 4, или наоборот. Таким образом, когда исполнительный элемент 4 на Фиг.2 перемещается вверх, то это приводит к тому, что пальцеобразный элемент 3 вдвигается, и наоборот.
Для предлагаемого изобретением центрирующего зажимного устройства существенно то, что на центрирующем элементе 2 предусмотрено блокирующее устройство 5, которое исключает либо относительное движение между корпусом 1 и центрирующим элементом 2 при полностью вдвинутом пальцеобразном элементе 3, либо относительное движение между центрирующим элементом 2 и исполнительным элементом 4 при полностью выдвинутом пальцеобразном элементе 3. Как уже пояснялось, эта мера гарантирует предотвращение коллизии между пальцеобразным элементом 3 и заготовкой 9, имеющей вертикальную отбортовку 9.1, так как согласно изобретению гарантируется, что вдвигание и выдвигание пальцеобразного элемента 3 всегда происходит только при по меньшей мере частично выдвинутом положении центрирующего элемента 2, т.е. тогда, когда пальцеобразный элемент 3 больше не имеет контакта с заготовкой 9.
Что касается вышеуказанного блокирующего устройства 5, которое взаимодействует, с одной стороны, с корпусом 1, а с другой стороны, с исполнительным элементом 4 и установлено на центрирующем элементе 2, то особенно предпочтительно предусмотреть, чтобы оно содержало блокирующий элемент 5.1, установленный с возможностью перемещения поперек продольной оси. При этом, как показано, может быть предусмотрено также два и более таких блокирующих элементов 5.1. Особенно предпочтительно предусмотреть, чтобы блокирующий элемент 5.1 был выполнен в виде тела, которое по меньшей мере в одном пространственном направлении имеет круговое поперечное сечение. Если это тело выполнено в виде цилиндрического пальца, то оно имеет круговое поперечное сечение только в одном пространственном направлении и, соответственно, имеет цилиндрический внешний контур. Этот вариант выполнения ниже не представлен отдельно, но он вполне реализуем и работоспособен. Если этот блокирующий элемент 5.1, что предпочтительно и показано на чертеже, выполнен в виде шарика, то он во всех пространственных направлениях имеет круговое поперечное сечение и, соответственно, сферическую поверхность.
Независимо от фактической внешней формы блокирующего элемента 5.1 особенно предпочтительно предусмотреть, чтобы он был выполнен свободным от направляющих элементов, входящих в его тело с зацеплением.
Для реализации вышеуказанной возможности перемещения на центрирующем элементе 2 предусмотрена при этом направляющая 2.1 для блокирующего элемента 5.1, причем особенно предпочтительно предусмотреть также, чтобы длина направляющей 2.1, если смотреть поперек продольной оси, была короче, чем соответствующая длина или чем соответствующий диаметр блокирующего элемента 5.1. Эта мера ведет к тому, как это, в частности, видно на Фиг.4 - Фиг.11, что блокирующий элемент 5.1 всегда находится в контакте по меньшей мере либо с корпусом 1, либо с исполнительным элементом 4.
В этой связи особенно предпочтительно предусмотреть на корпусе 1 направляющую поверхность (дорожку) 6 для блокирующего элемента 5.1, предпочтительно проходящую параллельно продольной оси и предпочтительно имеющую два участка 6.1, 6.2 поверхности (дорожки), причем предпочтительно (в зависимости от положения) либо блокирующий элемент 5.1, контактирующий с одним участком 6.1 поверхности, выполнить допускающим относительное движение между центрирующим элементом 2 и исполнительным элементом 4, либо блокирующий элемент 5.1, контактирующий с другим участком 6.2 поверхности, выполнить препятствующим такому движению.
Далее, как это известно из названного выше уровня техники, для ограничения с двух сторон возможности перемещения исполнительного элемента 4 относительно центрирующего элемента 2 предусмотрено упорное устройство 7, которое образовано из упорного элемента 7.1, расположенного на исполнительном элементе 4, и контропор 7.2, расположенных по обе стороны упорного элемента 7.1 (сверху и снизу) на центрирующем элементе 2. При этом расстояние между обеими контропорами 7.2 в направлении, параллельном продольной оси, больше, чем параллельная продольной оси протяженность упорного элемента 7.1. Кроме того, для упрощения монтажа устройства одна контропора 7.2 выполнена прочно, но разъемно соединенной с центрирующим элементом 2. Далее, предпочтительно предусмотрено, что центрирующий элемент 2 для направления упорного элемента имеет цилиндрическое направляющее пространство 2.2, причем каждая из обеих контропор 7.2 предпочтительно образуют область стенки этого направляющего пространства 2.2.
Еще одна предпочтительная особенность предлагаемого изобретением решения состоит в том, что блокирующий элемент 5.1 выполнен с возможностью взаимодействия с упорным элементом 7.1 (известным из вышеназванного уровня техники). При этом, далее, особенно предпочтительно предусмотрено, что упорный элемент 7.1, если смотреть в направлении продольной оси, имеет два участка 7.1.1, 7.1.2.
Если рассматривать точнее, то предусмотрено, что первый участок 7.1.1 имеет цилиндрический внешний контур, подходящий для направляющего пространства 2.2. Иначе говоря, это означает, что первый участок 7.1.1 образован для отведения блокирующего элемента 5.1 из направляющего пространства 2.2.
И, наконец, особенно предпочтительно предусмотрено также, что второй участок 7.1.2 выполнен в виде гиперболоида, причем предпочтительно наибольший диаметр гиперболоида соответствует диаметру первого участка 7.1.1, причем кроме этого ось вращения совпадает с продольной осью центрирующего элемента. Иными словами, предусмотрено, что второй участок 7.1.2 выполнен в виде направляющей кривой для блокирующего элемента 5.1, причем переход от первого участка ко второму выполнен, тем самым, не непрерывным (в математическом смысле), а плавным. Тела, имеющие круговое поперечное сечение, соответственно, шарики могут тем самым хорошо скользить по упорному элементу 7.1.
Предлагаемое изобретением центрирующее зажимное устройство работает следующим образом: исходной точкой этого разъяснения является Фиг. 4. Там это предлагаемое изобретением центрирующее зажимное устройство показано в открытом положении с размещенной заготовкой 9 (лист с круглым отверстием и отбортовкой 9.1 вокруг этого отверстия). Исполнительный элемент 4 находится в своем наивысшем положении, причем участок 7.1.1 упорного элемента 7.1 отжимает блокирующий элемент 5.1 наружу к участку 6.2 поверхности и тем самым препятствует относительному движению (вниз) между корпусом 1 и центрирующим элементом 2 (вверх такое движение предотвращается посредством подходящих заплечиков на корпусе 1 и на центрирующем элементе 2).
На Фиг.5 показан следующий шаг перестановки, при котором исполнительный элемент 4, например, с помощью подходящего пневматического привода (ср. Фиг.1 и Фиг.3) продвинулся вниз до тех пор, пока первый участок 7.1.1 не достиг нижней контропоры 7.2 упорного устройства 7. Указанная перестановка, как это показано, ведет к тому, что оба пальцеобразных элемента 3, которые на Фиг.4 еще вдвинуты, теперь выдвигаются. Далее, на Фиг.5 показано, что в этот момент (по меньшей мере один) блокирующий элемент 5.1 (здесь это оба шарика) все еще препятствует относительному движению между корпусом 1 и центрирующим элементом 2.
На Фиг.6 и Фиг.7 видно, как дальнейшее срабатывание, соответственно, перестановка исполнительного элемента 4 вниз ведет к тому, что оба шарика внутри направляющей 2.1 перемещаются внутрь, а именно вследствие сужающихся заплечиков между обоими участками 6.1 и 6.2 поверхности. Это перемещение внутри направляющей 2.1 возможно за счет предпочтительно гиперболоидальной формы второго участка 7.1.2 упорного элемента 7.1. Кроме того, сравнение Фиг.5 - Фиг.7 показывает, как центрирующий элемент 2 движется вниз внутри корпуса 1, а именно так, что при этом пальцеобразные элементы 3 еще не движутся.
На Фиг.8 представлено зажимное положение, при котором выполненные в форме перевернутого крючка пальцеобразные элементы 3, т.е. в выдвинутом состоянии имеющие со стороны центрирующего и блокирующего элементов выемку для приема отбортовки 9.1 заготовки 9, прижимают заготовку 9 к соответствующей опорной поверхности на корпусе 1 центрирующего зажимного устройства. Как можно видеть, оба тела, соответственно, шарика в этом положении вместе с первым участком 6.1 поверхности вызывают фиксацию центрирующего элемента 2 и исполнительного элемента 4 относительно друг друга, т.е. относительное движение между ними обоими исключено.
Если в другой момент времени для открытия центрирующего зажимного устройства приложить действующую вверх силу к исполнительному элементу 4, то это приведет к тому, что центрирующий элемент 2 будет двигаться вверх, а именно так, что при этом выдвинутое положение пальцеобразных элементов 3 не изменится.
И только тогда, когда тела, соответственно, шарики попадут в область второго участка 6.2 поверхности (ср. Фиг.9 и Фиг.10) и соответственно смогут двигаться наружу, не только центрирующий элемент 2 переместится вверх, но также и исполнительный элемент 4 переместится внутри центрирующего элемента 2, что в свою очередь приведет к тому, что начнется вдвигание пальцеобразных элементов 3. Таким образом можно эффективно предотвратить защемление выполненных в форме перевернутого крючка пальцеобразных элементов 3 отбортовкой 9.1.
На Фиг.11 представлена, наконец, ситуация, в которой блокирующий элемент 5.1 полностью прилегает к первому участку 6.1 поверхности, т.е. первый участок 7.1.1 упорного элемента 7.1 может свободно двигаться мимо тел, соответственно, шариков, чтобы таким образом, как это вновь показано на Фиг.4, полностью вдвинуть пальцеобразные элементы 3.
Перечень ссылочных обозначений
1 корпус
2 центрирующий элемент
2.1 направляющая
2.2 направляющее пространство
3 пальцеобразный элемент
4 исполнительный элемент
5 блокирующее устройство
5.1 блокирующий элемент
6 направляющая поверхность (дорожка)
6.1 первый участок поверхности (дорожки)
6.2 второй участок поверхности (дорожки)
7 упорное устройство
7.1 упорный элемент
7.1.1 первый участок
7.1.2 второй участок
7.2 контропора
8 кулисная направляющая
8.1 шпонкообразный элемент
8.2 прорезь
9 заготовка
9.1 отбортовка