БЫСТРОЗАЖИМНОЕ УСТРОЙСТВО, РАБОЧИЙ ИНСТРУМЕНТ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ МАШИНА И ОБРАБАТЫВАЮЩАЯ СИСТЕМА
QUICK CLAMP, WORKING TOOL, PROCESSING MACHINE AND PROCESSING SYSTEM

Уровень техники
Из публикации DE 10361810 А1 уже известно быстрозажимное устройство для установки по меньшей мере одного рабочего инструмента на технологической машине, причем быстрозажимное устройство содержит по меньшей мере один выходной узел для сообщения рабочему инструменту движения вокруг оси выходного узла и по меньшей мере один крепежный узел, предусмотренный для по меньшей мере осевой фиксации рабочего инструмента на выходном узле и содержащий по меньшей мере один подвижно установленный крепежный элемент.
Раскрытие изобретения
Объектом изобретения является быстрозажимное устройство для установки, в частности осуществляемой без использования вспомогательного инструмента, по меньшей мере одного рабочего инструмента на технологической машине, такой как ручная машина, в частности на угловой шлифовальной машине, содержащее по меньшей мере один выходной узел для сообщения рабочему инструменту движения вокруг оси выходного узла и по меньшей мере один крепежный узел, предусмотренный для по меньшей мере осевой фиксации рабочего инструмента на выходном узле и содержащий по меньшей мере один крепежный элемент, установленный подвижно, в частности несъемным образом, на выходном узле.
В соответствии с изобретением быстрозажимное устройство содержит по меньшей мере один предохранительный узел, содержащий по меньшей мере один подвижно установленный предохранительный элемент, предусмотренный для предохранения крепежного элемента, установленного относительно выходного узла подвижно по меньшей мере вокруг оси выходного узла, от движения вокруг оси выходного узла, причем предохранительный элемент обеспечивает фиксацию крепежного элемента от движения вокруг оси выходного узла за счет геометрического замыкания. Таким образом, подвижно установленный предохранительный элемент предусмотрен для того, чтобы по меньшей мере в одном рабочем состоянии, предпочтительно в разомкнутом состоянии быстрозажимного устройства, предохранять крепежный элемент, установленный относительно выходного узла подвижно по меньшей мере вокруг оси выходного узла, от движения вокруг оси выходного узла, т.е. от поворота/вращения вокруг этой оси.
Предлагаемое в изобретении решение обеспечивает высокий уровень удобства обращения оператора с технологической машиной. Упрощается монтаж (установка) рабочего инструмента на технологической машине и/или демонтаж (снятие) рабочего инструмента с технологической машины, чем достигается экономия времени, в частности при замене рабочего инструмента и/или при приведении в действие технологической машины. В частности, описываемое решение позволяет фиксировать разомкнутое (открытое) состояние быстрозажимного устройства, т.е. предохранять быстрозажимное устройство, находящееся в разомкнутом состоянии, от самопроизвольного и/или непреднамеренного замыкания, чем обеспечивается повышение эффективности работы технологической машиной и/или удобства обращения с ней за счет того, например, что рабочий инструмент можно зажать сразу, в частности без повторного размыкания быстрозажимного устройства. Преимуществом предлагаемого в изобретении быстрозажимного устройства является небольшое число деталей, что позволяет, в частности снизить производственные затраты (себестоимость).
Выходной узел, также называемый ведомым узлом, предпочтительно предусмотрен для передачи вращательного и/или осциллирующего (возвратно-вращательного) движения вокруг оси выходного узла на рабочий инструмент, зафиксированный посредством крепежного узла на выходном узле. Выходной узел предпочтительно функционально/кинематически связан известным специалисту образом с приводным (ведущим) узлом технологической машины, в частности через по меньшей мере одну ведущую шестерню приводного узла. Выходной узел содержит, в частности, по меньшей мере одну втулку и/или по меньшей мере один полый вал, в частности полый шпиндель. Вращательное и/или осциллирующее движение выходного узла предпочтительно создается за счет взаимодействия выходного узла с приводным узлом технологической машины, содержащим по меньшей мере один электродвигатель. Под установкой того или иного конструктивного элемента, в частности крепежного элемента, несъемным образом понимается, в частности, то, что этот конструктивный элемент, в частности крепежный элемент установлен по меньшей мере на одном другом конструктивном элементе, в частности конструктивном элементе выходного узла, нетеряемым образом и/или предпочтительно в способном к функционированию и/или готовом к функционированию состоянии, в частности в разомкнутом состоянии быстрозажимного устройства и в замкнутом состоянии быстрозажимного устройства, является неотделяемым, в частности от выходного узла. Крепежный элемент предпочтительно установлен на выходном узле нетеряемым образом, т.е. без возможности потери, или выпадения, крепежного элемента вследствие его отделения. В частности, крепежный элемент, установленный нетеряемым образом на выходном узле, и/или любой другой конструктивный элемент, установленный нетеряемым образом на выходном узле, в частности в разомкнутом состоянии и/или в замкнутом состоянии быстрозажимного устройства, соединен с выходным узлом нетеряемым образом. Под "разомкнутым состоянием" быстрозажимного устройства понимается, в частности, его состояние, предусмотренное для освобождения/расфиксации установленного на быстрозажимном устройстве рабочего инструмента с целью снятия (демонтажа) последнего, и/или для разблокирования быстрозажимного устройства с целью установки (монтажа) на нем рабочего инструмента. Под "замкнутым состоянием" быстрозажимного устройства понимается, в частности, его состояние, в котором рабочий инструмент зафиксирован на выходном узле в готовом к функционированию состоянии, и/или в котором рабочий инструмент невозможно снять с выходного узла, в частности, не разрушив при этом рабочий инструмент или выходной узел. Крепежный элемент, в частности в замкнутом состоянии быстрозажимного устройства, предусмотрен для создания силового и/или геометрического замыкания, обеспечивающего удержание рабочего инструмента, в частности шлифовального круга, на быстрозажимном устройстве. Крепежный элемент предпочтительно создает геометрическое замыкание, в частности действующее в осевом направлении, предпочтительно за счет прижима по меньшей мере одной части рабочего инструмента к по меньшей мере одной части выходного узла. Возможен вариант, в котором крепежный элемент создает, в частности в дополнение к действующему в осевом направлении геометрическому замыканию, геометрическое замыкание, действующее в радиальном направлении и/или в окружном направлении, причем окружное направление проходит в плоскости, нормаль к которой ориентирована параллельно оси выходного узла. Под установкой рабочего инструмента, осуществляемой "без использования вспомогательного инструмента", понимается, в частности, то, что установка рабочего инструмента на быстрозажимном устройстве и/или переключение (быстрозажимного устройства) между разомкнутым состоянием и замкнутым состоянием возможны независимо от применения постороннего инструмента, например гаечного ключа, ключа с шестигранной головкой и т.п. Крепежный элемент установлен подвижно, в частности с возможностью поступательного перемещения в осевом направлении и/или вращения вокруг оси выходного узла, в частности относительно выходного узла, причем ось перемещения крепежного элемента, в частности его ось вращения, предпочтительно совпадает, по меньшей мере по существу, с осью выходного узла. Выходной узел по меньшей мере частично охватывает крепежный элемент, в частности окружает его вдоль окружного направления, проходящего в плоскости, нормаль к которой по меньшей мере по существу ориентирована параллельно оси выходного узла. Выходной узел предпочтительно содержит полый вал для по меньшей мере частичного размещения в нем крепежного элемента. Предохранительный узел содержит, в частности, по меньшей мере один, предпочтительно - по меньшей мере два, еще предпочтительнее по меньшей мере три, по меньшей мере четыре или, что особенно предпочтительно по меньшей мере одну группу предохранительных элементов. В частности, предохранительный элемент предусмотрен для того, чтобы, в частности в разомкнутом состоянии, создавать по меньшей мере одно соединение с крепежным элементом за счет геометрического замыкания, в частности для фиксации крепежного элемента в разомкнутом состоянии. После размыкания быстрозажимного устройства предохранительный элемент предпочтительно автоматически перемещается в свое предохраняющее положение для стопорения крепежного элемента, в частности для его предохранения от проворачивания и/или перескакивания обратно в замкнутое состояние. Автоматическое перемещение предохранительного элемента может обеспечиваться, в частности, посредством восстанавливающей силы, создаваемой, например, пружиной, и/или посредством силы, создаваемой при помощи двигателя, например, создаваемой исполнительным органом предохранительного узла. Возможен вариант, в котором предохранительный элемент выполнен в виде подвижно установленного стержня или пальца, который может быть выполнен, в частности, круглым, угловатым (граненым) и/или плоским, в виде откидного/поворотного шарнира, в виде крюка, в виде постоянного магнита или в виде электромагнита. Термин "предусмотренный" следует понимать, в частности, как специально запрограммированный, выполненный, установленный и/или оснащенный. Когда тот или иной объект предусмотрен для осуществления определенной функции, под этим понимается, в частности, то, что этот объект выполняет и/или реализует эту определенную функцию по меньшей мере в одном режиме применения и/или рабочем (эксплуатационном) состоянии. В частности, такое быстрозажимное устройство может быть выполнено компактным, что делает возможным, в частности, установку небольших рабочих инструментов, например, рабочих инструментов диаметром 100 мм или менее.
Кроме того, предлагается вариант осуществления изобретения, в котором предохранительный элемент имеет по меньшей мере одну контактную поверхность, в частности контактную поверхность своего осевого выступа, предусмотренную для прилегания к крепежному элементу. Этим достигается хорошее стопорение крепежного элемента, в частности от поворота из разомкнутого состояния. Достигается высокий уровень безопасности, в частности эксплуатационной безопасности, что позволяет, в частности, избежать травм при обращении с технологической машиной. Кроме того, посредством контактной поверхности можно обеспечить надежное геометрическое замыкание для удерживания крепежного узла. Контактная поверхность может быть выполнена, в частности, по меньшей мере частично ровной и/или искривленной. При стопорении крепежного элемента предохранительным элементом, в частности, сила, создаваемая крепежным элементом, действует на контактную поверхность по меньшей мере по существу перпендикулярно. Кроме того, возможен вариант, в котором крепежный элемент имеет ответную контактную поверхность, наружная форма которой, в частности, такова, что эта контактная поверхность по меньшей мере в основном находится в обратном соотношении с контактной поверхностью предохранительного элемента и/или по меньшей мере частично сцепляется с контактной поверхностью предохранительного элемента. Контактная поверхность предохранительного элемента предпочтительно создает геометрическое замыкание с крепежным элементом, в частности с контактной поверхностью крепежного элемента. Предохранительный элемент предпочтительно имеет дополнительную контактную поверхность, предусмотренную для того, чтобы в замкнутом состоянии быстрозажимного устройства и/или при его замыкании быстрозажимного устройства прилегать к рабочему инструменту. Эта дополнительная контактная поверхность в полностью выдвинутом состоянии предохранительного элемента и/или в разомкнутом состоянии быстрозажимного устройства предпочтительно расположена со смещением от поверхности крепежного элемента, обращенной от технологической машины. В частности, дополнительная контактная поверхность расположена перед обращенной от технологической машины поверхностью крепежного элемента, глядя в направлении, параллельном оси выходного узла, от технологической машины. Расстояние между обращенной от технологической машины поверхностью крепежного элемента и дополнительной контактной поверхностью предохранительного элемента составляет по меньшей мере 1 мм, предпочтительно - по меньшей мере 3 мм. Это позволяет создать сопрягающуюся форму, обеспечивающую, в частности, простую и точно подходящую ориентацию рабочего инструмента при его установке (монтаже).
Далее предлагается вариант осуществления изобретения, в котором предохранительный элемент подвижно установлен по меньшей мере на одном выходном элементе выходного узла, в частности расположен в гнезде, ограниченном выходным элементом, этим достигается высокий уровень удобства обращения с быстрозажимным устройством. В частности, благодаря установке предохранительного элемента на другом конструктивном элементе быстрозажимного устройства можно предотвратить потерю (выпадение) предохранительного элемента. В частности, подвижность установки предохранительного элемента обеспечивает простоту его активирования и/или деактивирования. Подобная установка предохранительного элемента обеспечивает компактность конструкции. Предохранительный элемент, в частности, установлен (смонтирован) на выходном элементе несъемным образом, т.е. без возможности его снятия, и/или нетеряемым образом т.е. с защитой от его потери. Предохранительный элемент обладает подвижностью, в частности, в одном направлении в пространстве, предпочтительно - в двух или трех направлениях в пространстве, причем указанное по меньшей мере одно направление в пространстве или по меньшей мере одно из нескольких указанных направлений в пространстве проходит, в частности, по меньшей мере по существу параллельно оси выходного узла. В частности, предохранительный элемент расположен в нижней, глядя вдоль оси выходного узла, части выходного узла, которая обращена к держателю рабочего инструмента, входящему в конструкцию быстрозажимного устройства. Ограниченное выходным элементом гнездо для установки предохранительного элемента может быть выполнено, в частности, в виде гильзы, в виде выемки или в виде круглой и/или угловатой трубки, предпочтительно монолитно соединенной с выходным элементом, т.е. образующей с ним единое целое. Это позволяет отводить силу, прикладываемую к предохранительному элементу, на жесткий выходной элемент, чем достигается высокая жесткость конструкции. В частности, предохранительный элемент установлен в гнезде с возможностью по меньшей мере частичного вдвижения в него и выдвижения из него. Под монолитным соединением элементов или их выполнением в виде единого целого здесь понимается, в частности, по меньшей мере, неразъемное (обеспечиваемое силами межмолекулярного или межатомного сцепления) соединение этих элементов, например сварное, клеевое соединение, приформовывание методом литья под давлением и/или соединение иным целесообразным с точки зрения специалиста методом, и/или, что предпочтительно, выполнение элементов в виде одного изделия, например, путем изготовления из одной отливки и/или путем изготовления методом одно- или многокомпонентного литья под давлением и, что предпочтительно, из одной заготовки.
Кроме того, предлагается вариант осуществления изобретения, в котором предохранительный узел содержит по меньшей мере одну предохранительную пружину, нагружающую предохранительный элемент силой упругости в направлении предохраняющего положения предохранительного элемента. Этим достигается простота управления, обеспечиваемая, в частности, способностью предохранительного элемента автоматически, или самостоятельно, занимать предохраняющее положение, в частности после перевода быстрозажимного устройства в разомкнутое состояние. Кроме того, это позволяет предотвращать непреднамеренный выход предохранительного элемента из предохраняющего положения, в частности благодаря восстанавливающей силе, создаваемой предохранительной пружиной. Сила упругости предохранительной пружины действует, в частности, по меньшей мере частично в направлении, проходящем по меньшей мере по существу параллельно оси выходного узла. Предохранительная пружина предусмотрена, в частности, для того, чтобы автоматически смещать предохранительный элемент в запирающее положение, в котором предохранительный элемент стопорит крепежный элемент от проворачивания. Предохранительная пружина может быть выполнена, в частности, в виде изгибной пружины, в виде пружины кручения, предпочтительно - в виде пружины сжатия и/или пружины растяжения, в виде пневматической пружины и/или в виде тарельчатой пружины.
Далее предлагается вариант осуществления изобретения, в котором крепежный узел содержит по меньшей мере одну зажимную пружину, создающую по меньшей мере в одном рабочем состоянии зажимное усилие, которое посредством его передачи крепежным элементом создает усилие прижима, действующее на предохранительный элемент. Этим достигается, в частности, рациональная передача усилий. Можно оптимизировать приложение усилий, необходимых для размыкания и замыкания быстрозажимного устройства, в частности за счет того, что зажимная пружина может вплоть до замыкания запасать энергию усилия, приложенного при размыкании. Кроме того, это позволяет реализовать автоматическое выполнение процесса замыкания. При этом достигается высокий уровень удобства в работе и/или простота управления. Зажимная пружина может быть выполнена, в частности, в виде изгибной пружины, в виде пружины кручения, предпочтительно в виде пружины сжатия и/или пружины растяжения, в виде пневматической пружины и/или в виде тарельчатой пружины. В частности, крепежный элемент переводит создаваемое зажимной пружиной зажимное усилие непосредственно, предпочтительно - без задействования промежуточных элементов, в усилие прижима крепежного элемента к предохранительному элементу. В частности, зажимная пружина расположена по меньшей мере частично внутри крепежного узла, в частности крепежного элемента. Под расположением зажимной пружины "по меньшей мере частично внутри" крепежного элемента понимается, в частности, то, что крепежный элемент охватывает зажимную пружину в окружном направлении, проходящем, в частности, в плоскости, нормаль к которой ориентирована параллельно оси выходного узла, по меньшей мере на 50%, предпочтительно - по меньшей мере на 70% или еще предпочтительнее - по меньшей мере на 90%. Зажимная пружина предпочтительно передает еще одно зажимное усилие на крепежный элемент опосредованно, в частности через кулачковый механизм быстрозажимного устройства. В частности, при этом создаваемое зажимной пружиной продольное усилие создает, в частности через кулачковый механизм, крутящий момент. Кулачковый механизм преобразует этот крутящий момент, в частности посредством винтовой передачи скольжения (резьбы), в зажимное усилие, действующее в осевом направлении. Благодаря этому крепежный элемент, поворачиваясь относительно выходного узла вокруг оси выходного узла, перемещается, в частности одновременно с поворотом, относительно выходного элемента в осевом направлении.
Кроме того, предлагается вариант осуществления изобретения, в котором максимально возможное осевое смещение крепежного элемента из фиксируемого предохранительным элементом положения составляет не более 10 мм, предпочтительно - не более 6 мм, не более 2 мм, не более 1 мм или - что особенно предпочтительно - не более 0,4 мм. Это позволяет повысить уровень эксплуатационной гибкости или универсальности быстрозажимного устройства, в частности за счет того, что в быстрозажимном устройстве можно зажимать множество различных рабочих инструментов различной толщины. При этом быстрозажимное устройство имеет компактное исполнение. Кроме того, обеспечивается предохранение от потери крепежного элемента, в частности за счет того, что задано максимально возможное смещение крепежного элемента в быстрозажимном устройстве. Кроме того, минимальная разность осевых положений крепежного элемента, в частности той его части, которой крепежный элемент оканчивается в осевом направлении, в разомкнутом состоянии и замкнутом состоянии составляет, в частности, по меньшей мере 0,15 мм, предпочтительно - по меньшей мере 0,5 мм или по меньшей мере 1,0 мм.
Также предлагается вариант осуществления изобретения, в котором быстрозажимное устройство содержит кулачковый механизм, предусмотренный для перемещения крепежного элемента в обоих направлениях по меньшей мере между двумя крайними положениями, одно из которых является положением, фиксируемым предохранительным узлом. Этим достигается, в частности, предпочтительная передача и/или преобразование усилий. Преимуществом также является повышение удобства управления быстрозажимным устройством, в частности то, что простое управляющее воздействие оператора, например нажатие кнопки и/или поворот рычага, может быть преобразовано в более сложное движение крепежного элемента, например в его вращательное движение. В частности, кулачковый механизм предусмотрен для по меньшей мере частичного преобразования линейного движения, в частности линейного движения отпирающего стержня быстрозажимного устройства, во вращательное движение, в частности вращательное движение крепежного элемента. Под крайним положением понимается, в частности, положение в разомкнутом состоянии и/или положение в замкнутом состоянии. Под положением, фиксируемым предохранительным узлом, понимается, в частности, положение крепежного элемента в разомкнутом состоянии. Кулачковый механизм предпочтительно предусмотрен для преобразования линейного движения в движение, по меньшей мере частично отличающееся от линейного движения, например во вращательное движение, или для преобразования движения, по меньшей мере частично отличающегося от линейного движения, в линейное движение.
Кроме того, предлагается вариант осуществления изобретения, в котором быстрозажимное устройство содержит по меньшей мере один кулачковый механизм, причем выходной элемент имеет паз, образующий звено кулачкового механизма и, в частности, представляющий собой направляющую, проходящую наклонно под углом к оси выходного узла. Этим достигается, в частности, предпочтительная передача и/или преобразование усилий. Преимуществом применения подобного кулачкового механизма является возможность задания вынужденного перемещения конструктивного элемента относительно выходного узла. Под звеном кулачкового механизма понимается, в частности, элемент кулачкового механизма, непосредственно участвующий по меньшей мере в преобразовании усилий и/или в передаче усилий кулачковым механизмом. В частности, паз, образующий звено кулачкового механизма, может иметь прямолинейную форму, может иметь один излом, несколько изломов, может иметь спиральную форму или иную криволинейную форму.
Кроме того, предлагается вариант осуществления изобретения, в котором быстрозажимное устройство содержит по меньшей мере один кулачковый механизм, содержащий по меньшей мере одно, в частности дополнительное, звено, расположенное подвижно, в частности с возможностью линейного и/или вращательного движения, по меньшей мере частично внутри крепежного элемента. В частности, этим достигается предпочтительная передача и/или преобразование усилий. Кроме того, это позволяет обеспечить компактность конструкции. В частности, звено кулачкового механизма, в частности дополнительное звено, предусмотрено для по меньшей мере частичного сопряжения с другим, в частности отличным от дополнительного, звеном кулачкового механизма. В частности, взаимодействие звена кулачкового механизма, в частности дополнительного звена кулачкового механизма, с другим, в частности отличным от дополнительного, звеном кулачкового механизма приводит к вращению двух конструктивных элементов, в частности конструктивных элементов, имеющих звенья кулачкового механизма, относительно друг друга. Под расположением звена кулачкового механизма, в частности дополнительного звена кулачкового механизма "по меньшей мере частично внутри" крепежного элемента понимается, в частности, то, что крепежный элемент охватывает звено кулачкового механизма, в частности дополнительное звено кулачкового механизма, в окружном направлении, проходящем, в частности, в плоскости, нормаль к которой ориентирована параллельно оси выходного узла, по меньшей мере на 50%, предпочтительно по меньшей мере на 70% или еще предпочтительнее по меньшей мере на 90%.
Далее предлагается вариант осуществления изобретения, в котором выходной узел содержит по меньшей мере один элемент передачи крутящего момента, выполненный конгруэнтным крепежному элементу, в частности конгруэнтным замыкающей части крепежного элемента, по меньшей мере в одном положении последнего, в частности в положении крепежного элемента, определяющем разомкнутое состояние быстрозажимного устройства. Преимуществом здесь является, в частности, обеспечение большого перекрытия геометрическим замыканием (величины сопрягаемых в замок поверхностей), хорошей передачи усилий, в частности крутящего момента, с выходного узла на рабочий инструмент. Кроме того, обеспечивается простота установки (монтажа) рабочего инструмента в быстрозажимном устройстве, в частности за счет того, что рабочий инструмент при его установке может легко перемещаться по меньшей мере по одной части крепежного элемента. Кроме того, это обеспечивает простоту зрительного различения замкнутого состояния и разомкнутого состояния быстрозажимного устройства, в частности за счет того, что в разомкнутом состоянии имеет место конгруэнтность, т.е. совпадение при наложении, которая в замкнутом состоянии отсутствует. В частности, элемент передачи крутящего момента имеет, по меньшей мере частично, форму или наружный контур звезды, креста, многоугольника, эллипса и/или другой вращательно-симметричной геометрической фигуры. Под замыкающей частью крепежного элемента понимается, в частности, часть крепежного элемента, предусмотренная для того, чтобы по меньшей мере в одном рабочем состоянии создавать геометрическое замыкание для фиксации рабочего инструмента, предпочтительно посредством по меньшей мере частичного перекрытия ступичной (центральной) части рабочего инструмента и элемента передачи крутящего момента. Этим обеспечивается возможность передачи больших осевых сил и/или крутящих моментов, что позволяет, в частности, надежно устанавливать и/или эксплуатировать рабочие инструменты больших диаметров, например, рабочие инструменты диаметром до 230 мм, в частности диаметром от 150 до 230 мм или предпочтительно - диаметр более 230 мм. В частности, замыкающая часть выполнена за одно целое с крепежным элементом. В частности, замыкающая часть имеет, по меньшей мере частично, форму или наружный контур звезды, креста, многоугольника, эллипса и/или другой вращательно-симметричной геометрической фигуры.
Кроме того, предлагается вариант осуществления изобретения, в котором крепежный узел, в частности крепежный элемент, содержит по меньшей мере одну резьбу, выполненную в виде трапецеидальной резьбы или в виде упорной (пилообразной) резьбы. Преимуществом здесь является то, что движение крепежного элемента сопровождается малым трением. Кроме того, резьба является, в частности, эффективным средством направления движения, в частности направляющей для вращательного и поступательного движения крепежного элемента между по меньшей мере двумя крайними положениями. В замкнутом состоянии быстрозажимного устройства резьба создает, в частности дополнительно к фиксации рабочего инструмента в быстрозажимном устройстве за счет геометрического замыкания, фрикционное замыкание для фиксации рабочего инструмента в быстрозажимном устройстве. Можно избежать возникновения посадочной ржавчины, в частности между выходным элементом, крепежным элементом и/или рабочим инструментом. В частности, резьба имеет шаг, составляющий по меньшей мере 1 мм, предпочтительно - 2 мм, еще предпочтительнее - 3 мм, 4 мм или особенно предпочтительно - 6 мм. В частности, при совершении движения между двумя крайними положениями крепежный элемент поворачивается по меньшей мере на двенадцатую часть полного оборота, предпочтительно по меньшей мере на десятую часть полного оборота, по меньшей мере на восьмую часть полного оборота, по меньшей мере на четверть полного оборота или особенно предпочтительно - по меньшей мере на половину полного оборота. Резьба выполнена, в частности, в виде наружной резьбы. В частности, выходной элемент имеет свою резьбу, ответную по отношению к резьбе крепежного элемента и выполненную, в частности, в виде внутренней резьбы. Резьба выходного элемента выполнена, в частности, за одно целое с выходным элементом. Резьба крепежного элемента выполнена, в частности, за одно целое с крепежным элементом.
Также предлагается рабочий инструмент, в частности шлифовальный круг, имеющий по меньшей мере одно соединительное устройство, выполненное соответствующим контуру крепежного элемента и/или элемента передачи крутящего момента быстрозажимного устройства. Этим достигается высокий уровень удобства обращения с быстрозажимным устройством. Преимуществом является простота установки рабочего инструмента на технологическую машину и/или снятия рабочего инструмента с технологической машины, чем достигается экономия времени, в частности при замене рабочего инструмента и/или при приведении в действие технологической машины. Преимуществом является также хорошая передача усилий, в частности хорошее восприятие рабочим инструментом крутящего момента. Рабочий инструмент может быть выполнен, в частности, в виде шлифовального круга, в виде пильного полотна или диска, в виде шлифовального листа, в виде веерного шлифовального круга, в виде тарельчатого шлифовального круга, в виде обдирочного шлифовального круга, в виде мехового полировального диска и/или в виде щетки. Соединительное устройство выполнено, в частности, в виде выемки, предпочтительно сплошной и/или центрированной, в рабочем инструменте. В частности, внутренний контур рабочего инструмента соответствует наружному контуру элемента передачи крутящего момента и/или крепежного элемента.
Объектом изобретения является также технологическая машина, в частности угловая шлифовальная машина, содержащая по меньшей мере одно предлагаемое в изобретении быстрозажимное устройство. Этим достигается высокий уровень удобства обращения с быстрозажимным устройством. Преимуществом является также простота установки рабочего инструмента на технологическую машину и/или снятия рабочего инструмента с технологической машины, чем достигается экономия времени, в частности при замене рабочего инструмента и/или при приведении в действие технологической машины.
Объектом изобретения является также обрабатывающая система, включающая в себя по меньшей мере одну технологическую машину, в частности угловую шлифовальную машину, имеющую по меньшей мере одно быстрозажимное устройство, и по меньшей мере один рабочий инструмент. Этим достигается высокий уровень удобства обращения с быстрозажимным устройством. Преимуществом является также простота установки рабочего инструмента на технологическую машину и/или снятия рабочего инструмента с технологической машины, чем достигается экономия времени, в частности при замене рабочего инструмента и/или при приведении в действие технологической машины.
Возможности исполнения предлагаемого в изобретении быстрозажимного устройства, предлагаемой в изобретении технологической машины, предлагаемого в изобретении рабочего инструмента и/или предлагаемой в изобретении обрабатывающей системы при этом не должны ограничиваться описанными выше применением изобретения и вариантом его осуществления. В частности, для реализации раскрытого в описании принципа работы предлагаемое в изобретении быстрозажимное устройство, предлагаемая в изобретении технологическая машина, предлагаемый в изобретении рабочий инструмент и/или предлагаемая в изобретении обрабатывающая система могут/может иметь число отдельных элементов, деталей и узлов, отличное от указанного(-ых) в описании.
Краткое описание чертежей
Другие преимущества изобретения выявляются в нижеследующем описании его осуществления, поясняемом чертежами. На чертежах представлен пример осуществления изобретения. На чертежах, в описании и в формуле изобретения многочисленные признаки содержатся в определенной комбинации. Исходя из целесообразности, специалист сможет также рассматривать эти признаки в отдельности и объединять их в другие рациональные комбинации. На чертежах показано:
на фиг. 1 - схематическое изображение обрабатывающей системы, включающей в себя рабочий инструмент и технологическую машину с быстрозажимным устройством,
фиг. 2 - схематический вид в разрезе технологической машины и быстрозажимного устройства,
фиг. 3 - схематическое перспективное изображение быстрозажимного устройства в разомкнутом состоянии, и
фиг. 4 - схематический вид снизу быстрозажимного устройства в замкнутом состоянии с рабочим инструментом.
Описание примера осуществления изобретения
На фиг. 1 показана обрабатывающая система, включающая в себя технологическую машину 12, имеющую корпус 78, и рабочий инструмент 10. Технологическая машина 12 выполнена в виде угловой шлифовальной машины. Рабочий инструмент 10 выполнен в виде шлифовального круга. Рабочий инструмент 10 имеет соединительное устройство 46 (см. фиг. 4). Соединительное устройство 46 выполнено в виде сквозной выемки 50.
Технологическая машина 12 содержит быстрозажимное устройство. Быстрозажимное устройство предусмотрено для установки на технологической машине 12 по меньшей мере одного рабочего инструмента 10. Технологическая машина 12 имеет орган 52 управления для размыкания и замыкания быстрозажимного устройства. Орган 52 управления выполнен в виде подъемного рычага 54. Подъемный рычаг 54 имеет эксцентрик 74. Орган 52 управления предусмотрен для перемещения отпирающего стержня 76 (см. фиг. 2) быстрозажимного устройства в осевом направлении, в частности посредством эксцентрика 74. Отпирающий стержень 76 предусмотрен для того, чтобы при его вдвижении в корпус 78 технологической машины 12 отпирать быстрозажимное устройство. При запирании быстрозажимного устройства отпирающий стержень 76 выдвигается из корпуса 78 технологической машины 12. На фиг. 1 орган 52 управления показан находящимся в замкнутом состоянии. Технологическая машина 12 содержит приводной узел 56. Приводной узел 56 предусмотрен по меньшей мере для создания кинетической энергии, обеспечивающей приведение рабочего инструмента 10 в движение, в частности во вращение. Приводной узел 56 расположен в корпусе 78.
На фиг. 2 быстрозажимное устройство показано в центральном разрезе (в вертикальном разрезе секущей плоскостью симметрии). Быстрозажимное устройство содержит выходной узел 14, также называемый ведомым узлом. Выходной узел 14 предусмотрен для сообщения рабочему инструменту 10 движения вокруг оси 16 выходного узла 14. Выходной узел 14 содержит выходной элемент 28. Выходной элемент 28 выполнен в виде цилиндрического полого вала. Выходной элемент 28 установлен центрированным по оси 16 выходного узла.
Технологическая машина 12 содержит элемент 58 силовой передачи для передачи, в частности восприятия, силы, создаваемой приводным узлом 56. Элемент 58 силовой передачи выполнен в виде ведомого конического зубчатого колеса 60. Ведомое коническое зубчатое колесо 60 соединено с выходным элементом 28 за счет силового замыкания. Ведомое коническое зубчатое колесо 60 связано с приводным узлом 56 при помощи известных специалисту средств и методов, например посредством ведущего зубчатого колеса и приводного вала (на чертежах не показаны). Ведомое коническое зубчатое колесо 60 приводится приводным узлом 56 во вращение.
Быстрозажимное устройство содержит крепежный узел 20. Крепежный узел 20 предусмотрен для осевой фиксации рабочего инструмента 10 на выходном узле 14. Крепежный узел 20 содержит крепежный элемент 18. Крепежный элемент 18 нетеряемым образом установлен на выходном узле 14, в частности на выходном элементе 28, и/или несъемным образом смонтирован на выходном узле 14, в частности на выходном элементе 28. Крепежный элемент 18 имеет замыкающую часть 66. Замыкающая часть 66 выполнена за одно целое с крепежным элементом 18. Замыкающая часть 66 расположена с нижней стороны, обращенной от выходного узла 14, если смотреть вдоль оси 16 выходного узла. Замыкающая часть 66 имеет контур 48 в форме креста с повернутыми в одном направлении лучами. Замыкающая часть 66 предусмотрена для создания геометрического замыкания (соединения "в замок") с целью фиксации рабочего инструмента 10 между выходным элементом 28 и замыкающей частью 66.
Крепежный узел 20, в частности крепежный элемент 18, имеет резьбу 44. Резьба 44 крепежного узла 20 выполнена в виде трапецеидальной резьбы или упорной резьбы. Резьба 44 крепежного узла 20 выполнена за одно целое с крепежным элементом 18. Резьба 44 крепежного узла 20 выполнена в виде наружной резьбы. Выходной узел 14 имеет дополнительную резьбу 92. Дополнительная резьба 92 выполнена за одно целое с выходным элементом 28. Дополнительная резьба 92 выполнена в виде внутренней резьбы. Дополнительная резьба 92 выполнена в виде трапецеидальной резьбы или упорной резьбы. Резьба 44 крепежного узла 20 соответствует дополнительной резьбе 92, т.е. является ответной по отношению к ней.
Крепежный элемент 18 установлен подвижно. Крепежный элемент 18 установлен подвижно относительно выходного узла 14 вокруг оси 16 выходного узла. Крепежный элемент 18 установлен подвижно относительно выходного узла 14 в направлении оси 16 выходного узла. Быстрозажимное устройство содержит предохранительный узел 22. Предохранительный узел 22 содержит два предохранительных элемента 24. Максимально возможное осевое смещение крепежного элемента 18 из фиксируемого предохранительным элементом 24 положения составляет не более 10 мм. Это максимально возможное осевое смещение крепежного элемента 18 задано шагом резьбы 44 и/или шагом дополнительной резьбы 92. Предохранительный элемент 24 установлен подвижно. Предохранительный элемент 24 предусмотрен для предохранения крепежного элемента 18 от движения вокруг оси 16 выходного узла. При стопорении крепежного элемента 18 предохранительным элементом 24 предохранительный элемент 24 препятствует вращению крепежного элемента 18 за счет геометрического замыкания.
Предохранительный элемент 24 имеет контактную поверхность 26. Контактная поверхность 26 предусмотрена для прилегания к крепежному элементу 18. Предохранительный элемент 24 имеет осевой выступ 70. Контактная поверхность 26 расположена на осевом выступе 70. Предохранительный элемент 24 имеет дополнительную контактную поверхность 96. Дополнительная контактная поверхность 96 предусмотрена для того, чтобы по меньшей мере в одном рабочем состоянии прилегать к рабочему инструменту 10.
Предохранительный элемент 24 установлен подвижно на выходном элементе 28 выходного узла 14. Предохранительный элемент 24 установлен в гнезде 72, ограниченном выходным элементом 28. Предохранительный элемент 24 установлен с возможностью вдвижения в гнездо 72 и выдвижения из гнезда 72. Гнездо 72 выполнено за одно целое с выходным элементом 28.
Предохранительный узел 22 содержит по меньшей мере одну предохранительную пружину 30. Каждый предохранительный элемент 24 предохранительного узла 22 снабжен предохранительной пружиной 30. Предохранительная пружина 30 нагружает предохранительный элемент 24 силой упругости в направлении предохраняющего положения предохранительного элемента 24. Показанная на фиг. 2 предохранительная пружина 30 находится напряженном состоянии. Посредством предохранительной пружины 30 предохранительный элемент 24 в отсутствие его блокировки крепежным элементом 18 выдвигается из гнезда 72.
Крепежный узел 20 содержит зажимную пружину 32. Крепежный узел 20, в частности крепежный элемент 18, охватывает зажимную пружину 32. Зажимная пружина 32 расположена внутри крепежного узла 20, в частности крепежного элемента 18. Зажимная пружина 32 выполнена в виде пружины сжатия. На фиг. 2 зажимная пружина 32 показана в ненапряженном (расслабленном или разжатом) состоянии. Зажимная пружина 32 по меньшей мере в одном рабочем состоянии (см. фиг. 3) создает зажимное усилие, которое посредством его передачи крепежным элементом 18 создает усилие прижима, действующее на контактную поверхность 26 предохранительного элемента 24. Предохранительный элемент 24, блокируя вращение крепежного элемента 18 по меньшей мере в одном рабочем состоянии, препятствует разжатию зажимной пружины 32.
Быстрозажимное устройство содержит кулачковый механизм 34. Кулачковый механизм 34 предусмотрен для перемещения крепежного элемента 18 в обоих направлениях по меньшей мере между двумя крайними положениями, одно из которых является положением, фиксируемым предохранительным узлом 22. Кулачковый механизм 34 содержит несколько звеньев 38, 40, 82.
Одно звено 38 кулачкового механизма входит в состав выходного узла 14. Это звено 38 кулачкового механизма в составе выходного узла 14 выполнено в виде паза 36 в выходном элементе 28. Звено 38 кулачкового механизма выходного узла 14 образует направляющую 80, проходящую наклонно под углом к оси 16 выходного узла. Крепежный узел 20 содержит звено 82 кулачкового механизма. Звено 82 кулачкового механизма крепежного узла 20 выполнено в виде паза 84 в крепежном элементе 18. Звено 82 кулачкового механизма крепежного узла 20 образует направляющую 86, проходящую параллельно оси 16 выходного узла. Звено 40 кулачкового механизма 34, отличное от звеньев 38, 82 кулачкового механизма, относящихся к выходному узлу 14 и крепежному узлу 20, выполнено в виде подвижного звена 88 кулачкового механизма. Звено 40 кулачкового механизма 34, в частности подвижное звено 88 кулачкового механизма, расположено по меньшей мере частично внутри крепежного элемента 18. Звено 40 кулачкового механизма 34, в частности подвижное звено 88 кулачкового механизма, установлено подвижно с возможностью перемещения в осевом направлении. Звено 40 кулачкового механизма 34, в частности подвижное звено 88 кулачкового механизма, установлено подвижно с возможностью поворота. Звено 40 кулачкового механизма 34, в частности подвижное звено 88 кулачкового механизма, по меньшей мере частично входит в сопряжение со звеном 38 кулачкового механизма, относящимся к выходному узлу 14, и/или звеном 82 кулачкового механизма, относящимся к крепежному узлу 20. Звено 40 кулачкового механизма 34, в частности подвижное звено 88 кулачкового механизма, имеет контактную поверхность 90, которая предусмотрена для того, чтобы по меньшей мере в одном рабочем состоянии прилегать к отпирающему стержню 76.
Вдвигание отпирающего стержня 76 в корпус 78 технологической машины 12 приводит к осевому перемещению звена 40 кулачкового механизма 34, в частности подвижного звена 88 кулачкового механизма. Благодаря контакту подвижного звена 88 кулачкового механизма со звеном 38 кулачкового механизма, сопряженным с ним за счет того, что подвижное звено находится в соответствующем пазу выходного узла 14, подвижное звено 88 кулачкового механизма движется по наклонной направляющей 80 звена 38 кулачкового механизма выходного узла 14, что вызывает вращательное движение подвижного звена 88 кулачкового механизма. Это вращательное движение подвижного звена 88 кулачкового механизма, взаимодействующего со звеном 82 кулачкового механизма, относящимся к крепежному узлу 20, вынуждает крепежный элемент 18, расположенный между подвижным звеном 88 кулачкового механизма и выходным узлом 14, совершать поворот.
Выходной узел 14 содержит по меньшей мере один элемент 42 передачи крутящего момента. Элемент 42 передачи крутящего момента предусмотрен для передачи крутящего момента с выходного узла 14 на рабочий инструмент 10. Элемент 42 передачи крутящего момента выполнен за одно целое с выходным элементом 28. Элемент 42 передачи крутящего момента имеет наружный контур 68 в форме креста с повернутыми в одном направлении лучами (см. фиг. 3). Элемент 42 передачи крутящего момента предусмотрен для того, чтобы при установленном рабочем инструменте создавать посредством наружного контура 68 геометрическое замыкание с рабочим инструментом 10.
Наружный контур 68 элемента 42 передачи крутящего момента выполнен конгруэнтным крепежному элементу 18, в частности замыкающей части 66 крепежного элемента 18, по меньшей мере в одном положении крепежного элемента 18 (см. фиг. 3). Наружный контур 68 элемента 42 передачи крутящего момента выполнен конгруэнтным соединительному устройству 46 рабочего инструмента 10 по меньшей мере в одном положении рабочего инструмента 10. Соединительное устройство 46, в частности внутренний контур 94 соединительного устройства 46, выполнено соответствующим контуру 48 крепежного элемента, в частности замыкающей части 18 быстрозажимного устройства.
Перемещение подвижного звена 88 кулачкового механизма, происходящее, в частности, при сжатии зажимной пружины 32, на расстояние X приводит к повороту крепежного элемента 18 на угол α. Этот поворот вызывает, в частности посредством резьбы 44 и/или дополнительной резьбы 92, осевое смещение, зависящее от шага S резьбы 44 и/или дополнительной резьбы 92. Соответственно, это осевое смещение составляет α/360°⋅S. Передаточное отношение как отношение зажимного усилия зажимной пружины 32 к зажимному усилию крепежного элемента 18 составляет U=Х⋅360°⋅S/α. Таким образом, зажимное усилие, создаваемое крепежным элементом 18, в U раз больше зажимного усилия, создаваемого зажимной пружиной 32.
В рассматриваемом примере осуществления изобретения при максимальном смещении подвижного звена 88 кулачкового механизма приведенные величины имеют следующие значения: X=11 см, α=36° и S=3 мм. Передаточное отношение в рассматриваемом примере осуществления изобретения принимает значение U=37.