DD205108B1

DD205108B1 - Mehrdimensionale, spielfreie genauigkeitsfixiereinheit fuer bewegliche bauelemente

Info

Publication number: DD205108B1
Application number: DD23533781A
Authority: DD
Inventors: Bernhard Drassdo; Frank Mehnert; Peter Klengel; Horst-Heinrich Stollberg
Original assignee: Bernhard Drassdo; Frank Mehnert; Peter Klengel; Stollberg Horst Heinrich
Priority date: 1981-12-03
Filing date: 1981-12-03
Publication date: 1986-05-07
Also published as: FR2517580A1; JPS58109237A; GB2113578B; DD205108A1; CH657802A5; DE3240662A1; GB2113578A

Description

F_B » (2 SXn₀C+ _/U £) F

gebildet ist

6 Fixiereinheit nach Punkt 1 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß der Annaherungsweg vom beweglichen Bauelement (1) zur Fixierklemmeinheit (11, 11', 11") auch in einen kleineren Weg des Bauelementes (1) und einen größeren Weg der Hubplatte (2) teilbar ist

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung ist überall dort anwendbar, wo bewegliche Bauelemente exakt fixiert werden müssen

Charakteristik der bekannten technischen Losungen

Es sind die unterschiedlichsten Fixiereinrichtungen im Einsatz So ist beispielsweise in der DD PS 122336 eine Indexvorrichtung zur Lagefixierung von Werkstucktragern auf Werkzeugmaschinen offenbart, bei der am Werkstückträger zwei Indexbolzen angeordnet sind, die in je eine Fixierbuchse am Arbeitstisch eingesetzt werden Hierbei ist das freie Ende der Indexbolzen kugelförmig gestaltet und greift mit seinem größten Durchmesser in die Toleranzen eines Bewegungssitzes der jeweiligen Fixierbuchse ein Da hierbei mit zusätzlichen Grobpositionierzylindem gearbeitet werden muß, ist doch ein verhältnismäßig großer Aufwand zu treiben

In der DD PS 88874 ist eine Arretiereinnchtung fur Werkstucktragereinheiten an Werkzeugmaschinen offenbart, bei der der Indexbolzen an seinem einen Ende als dünnwandiger Hohlkörper ausgebildet ist, in dem ein Druckmedium angeordnet ist Dieses ruft bei Druckbeaufschlagung in der Endstellung des Indexbolzens in der Gegenfuhrung ein Anliegen der Mantelflache des Indexbolzens in der Gegenfuhrung hervor

Der Indexbolzen selbst ist mittels eines Druckubersetzungskolbens direkt mit dem Druckraum fur die Bolzenbewegung verbunden Diese Einrichtung vermeidet zwar das Zwischenstadium einer Grobpositionierung, da das Passungsspiel grober gehalten werden kann, bedingt jedoch ebenfalls einen verhältnismäßig hohen Aufwand In der DD PS 122934 ist eine Vorrichtung zur Lagefixierung von Werkstucktragern offenbart, die mit um 90° versetzt, waagerecht angeordneten walzenförmigen Passungskorpern arbeitet

Diese Einrichtung kommt zwar ohne Hydraulik aus, benotigt aber dafür wieder einen hohen mechanischen Aufwand

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, eine mehrdimensionale, spielfreie Genauigkeitsfixiereinheit fur bewegliche Bauelemente einzusetzen, die mit verhältnismäßig einfachen mechanischen Mitteln eine wiederholte, exakte ebene oder räumliche Fixierung von beweglichen Bauelementen an einem Grundelement ermöglicht

Wesen der Erfindung

Die in der Charakteristik der bekannten technischen Losungen beschriebenen Mangel lassen sich darauf zurückführen, daß eine Fixierung entweder unter Zuhilfenahme zusätzlicher Elemente, wie Hydraulik oder dergleichen, oder nur mit einem erhöhten mechanischen Aufwand erfolgen kann

Um diese Mangel zu beseitigen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine mehrdimensionale, spielfreie Genauigkeitsfixiereinheit fur bewegliche Bauelemente, wobei die Fixierelemente um 90° versetzt zueinander angeordnet sind, zu schaffen, die ohne zusätzliche Einrichtungen eine schnelle, gleichzeitig in allen notwendigen Richtungen erfolgende, wiederholte exakte, ebene oder raumliche Fixierung gestattet, wobei sich die Fixierkrafte selbständig stetig steigernd bis zur notwendigen Hohe aufbauen und bis zur Losung unverändert erhalten sind

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in Fixierklemmeinheiten Fixierelemente paarweise mittels einer Grundplatte so an einem Grundelement angeordnet sind, daß in der jeweiligen Fixierrichtung eine sowohl form- als auch kraftschlüssige Fixierung des beweglichen Bauelementes realisiert ist. Die Fixiereinheit ist dabei so gestaltet, daß die Grundplatte einen hochgezogenen Rand aufweist, der an zwei inneren, sich gegenüberliegenden Seiten über Anschlagflächen verfügt. Die Fixierelemente selbst sind als Spannhebel innerhalb des hochgezogenen Randes angelenkt und mittels Federn abgestützt. In den Fällen, in denen eine Absenkbewegung des beweglichen Bauelementes aus der erforderlichen Höhe nicht durchführbar ist, kann die Fixiereinheit auch so gestaltet sein, daß die Fixierelemente paarweise auf einer Hubplatte angeordnet sind, und diese Hubplatte in einem Grundkörper mit Anschlagflächen geführt ist.

Vorteilhafterweise ist die Fixiereinheit auch so gestaltet, daß die erforderliche Haltekraft zur Fixierung des beweglichen Bauelementes ausschließlich von der Absenkbewegung dieses Bauelementes abgeleitet und am Endpunkt der Absenkbewegung die maximale Haltekraft erreicht ist.

Diese Bewegung ist auch anteilmäßig ausführbar, und zwar so, daß einen kleineren Weg das Bauelement und den größeren die Hubplatte zurücklegt. Ein großer Vorteil der Fixiereinheit besteht darin, daß die Betätigungskraft im Verhältnis zur Haltekraft sehr klein ist, wobei dieses Verhältnis von den Abmessungen der Fixierelemente abhängig ist. Dieses Verhältnis ist nach der Beziehung

F_B » (2 sin OC + 4^u £) F

Dabei bedeuten: F = Haltekraft beim Fixieren

F₈ = Betätigungskraft

a = Öffnungswinkel der Fixierelemente

R = Fixierelementradius

L = Fixierelementwirklänge

μ — Reibungskoeffizient

Die Fixiereinrichtung ist weiterhin auch so ausgebildet, daß auch noch während des Fixiervorganges innerhalb einer Fixiereinheit eine kleine Korrekturbewegung in den zur jeweiligen Fixiereinheit orthogonalen Richtungen möglich ist. Außerdem wird durch die paarweise Anordnung der Fixierelemente am Grundelement noch erreicht, daß in der jeweiligen Fixierrichtung eine sehr große und in den anderen Richtungen nur eine sehr geringe Federsteife vorhanden ist. Die Erfindung soll nachstehend in Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 —eine prinzipielle Anordnung der Fixierklemmeinheiten auf dem Grundelement, Fig. 2 — einen Schnitt nach Linie A — A aus Fig. 1 und Fig. 3: — eine Skizze der Lösung mit einer Hubplatte.

An der Unterseite eines beweglichen Bauelementes 1 sind mindestens drei Fixieranschläge 1; 2'; 2" mit je einem Arm 3 fest angeordnet. Am freien Ende des Armes 3 ist an der Unterseite des Armes 3 eine Fläche 4 vorgesehen, aus der ein Nocken 5 mit Anlagenflächen 6 herausragt. Das Bauelement 1 ist in den Richtungen 7; 8; 9 jeweils hin und zurück bewegbar. Auf dem Grundelement 10 sind entsprechend der Fixieranschläge 2; 2'; 2" auch Fixierklemmeinheiten 11; 11'; 11" festangeordnet, von denen zwei für die Verstellrichtung 8 und eine für die Verstellrichtung 7 vorgesehen sind.

Die Fixierklemmeinheiten 11; 11'; 11" bestehen aus einer Grundplatte 12 mit einem hochgezogenen Rand, der an zwei inneren gegenüberliegenden Seiten mit Anschlagflächen 13 ausgerüstet ist. Innerhalb des Randes sind jeweils zwei als Spannhebel ausgebildete Fixierelemente 14 angeordnet, die eine Wirklänge L und einen Radius R besitzen. Es ist jedoch auch an beiden Enden der Fixierelemente 14 eine Rolle anordenbar. Zwischen der Grundplatte 12 und den Fixierelementen 14 sind Federn 15 so angeordnet, daß die Fixierelemente 14 sich bei einer Drehbewegung auf der Innenfläche und den Anschlagflächen 13 abstützen und zwischen der Innenfläche und den Fixierelementen 14 dabei ein Winkel α eingeschlossen ist.

Die Fig. 3 zeigt eine veränderte Ausführung einer Fixierklemmeinheit. Sie ist ebenfalls auf dem Grundelement 10 fest angeordnet und besteht aus einem Grundkörper 20, bei dem ebenfalls zwei sich gegenüberliegende Innenflächen des Randes als Anschlagflächen 21 ausgebildet sind.

In einer zentralen Bohrung der Grundfläche ist eine Hubplatte 22 mit einem kolbenförmigen Ansatz 23 geführt. Auf dieser Hubplatte 22 sind entsprechend der erstgenannten Ausführung der Fixierklemmeinheiten zwei Fixierelemente 14 mit Federn 15 angeordnet.

Die Wirkung der Einrichtung ist:

Soll ein bewegtes Bauelement 1 mehrdimensional auf einem Grundelement 10 fixiert werden, so sind mehrere Fixierklemmeinheiten vorzusehen.

Das Bauelement 1 wird dazu in Richtung 9 bewegt, d. h. abgesenkt. Es erfolgt zunächst eine Berührung der beiden über den Federn 15geöffneten Fixierelementen 14 mit der Fläche 4 des Armes 3 eines Fixieranschlages 2.

Bei weiterer Absenkung beginnen sich die Fixierelemente 14 zu schließen und verspannen über die Anlageflächen 6 des Nockens 5 und die Anschlagflächen 13 der Grundplatte 12 den Fixieranschlag 2 mit einer Fixierklemmeinheit 11, und damit das bewegliche Bauelement 1 mit dem Grundelement 10.

Da zur mehrdimensionalen Fixierung mindestens drei Einheiten benötigt werden, so wird durch die relativ langen Arme 3 der Fixieranschläge 2; 2'; 2" ausgeschlossen, daß sich die Fixierklemmeinheiten gegenseitig beeinflussen. Eine Verkürzung der Arme 3 der Fixieranschläge 2; 2'; 2" ist dann möglich, wenn während der Absenkbewegung auf das Grundelement 10 eine gewisse Folgesteuerung des Einsetzens des Fixiervorganges an den einzelnen Fixierklemmeinheiten konstruktiv vorgesehen

Der Fixiervorgang ist spätestens dann beendet, wenn die Fixierelemente 14 ihre Streckstellung bei α = 0 eingenommen haben.

In dieser Stellung erreicht die Haltekraft F der Fixierung ihren Maximalwert.

Eine Verschiebung in Richtung 7 ist jetzt nicht mehr möglich, wohingegen eine geringe Querverschiebung in Richtung 8 auch nach dem Schließen durch eine gewisse Biegebewegung des Armes 3 noch möglich ist.

Beim Lösen der Fixierung braucht das Bauelement 1 nur angehoben zu werden. Dadurch lösen sich die Fixierelemente 14 von den Anlageflächen 6 des Nockens 5 und geben das Bauelement 1 frei.

Bei einer Ausführung nach Fig.3 wird an Stelle des Bauelementes 1 die Hubplatte 22 in Richtung 9 innerhalb des Grundkorpers 20 angehoben. Auch hier erfolgt zunächst eine Berührung der beiden über den Federn 15 geöffneten Fixierelemente 14 mit der Fläche 4 des Armes 3 eines Fixieranschlages 2. Beim weiteren Heben der Hubplatte 22 schließen sich die Fixierelemente 14 und verspannen entsprechend der Ausführung nach Fig.2 das Bauelement 1 mit dem Grundkörper 20.

Beim Lösen der Fixierung braucht nur die Hubplatte 22 gesenkt werden. Dadurch lösen sich hierbei ebenfalls die Fixierelemente 14 von den Anlagenflächen 6 des Nockens 5 und geben das Bauelement 1 frei.

Claims

Erfindungsanspruch

1 Mehrdimensionale, spielfreie Genauigkeitsfixiereinheit fur bewegliche Bauelemente, wobei Fixierelemente um 90° versetzt zueinander angeordnet sind, gekennzeichnet dadurch, daß in Fixierklemmeinheiten (11,1V, 11") Fixierelemente(14) paarweise mittels einer Grundplatte (12) so an einem Grundelement (10) angeordnet sind, daß in der jeweiligen Fixiernchtung (7, 8, 9) eine sowohl form- als auch kraftschlussige Fixierung des beweglichen Bauelementes (1) realisiert ist

2 Fixiereinheit nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Grundplatte (12) einen hochgezogenen Rand aufweist, der an zwei inneren, sich gegenüberliegenden Seiten über Anschlagflachen (13) verfugt, und innerhalb des hochgezogenen Randes die Fixierelemente (14) angelenkt und mittels Federn (15) abgestutzt sind.

3 Fixiereinheit nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Fixierelemente (14) paarweise auf einer Hubplatte (22) angeordnet sind, und diese Hubplatte (22) in einem Grundkorper (20) mit Anschlagflachen (21) gefuhrt ist

4 Fixiereinheit nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Haltekraft zur Fixierung des beweglichen Bauelementes (1) ausschließlich von der Absenkbewegung dieses Bauelementes (1) abgeleitet ist.

5 Fixiereinheit nach Punkt 1 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Betatigungskraft im Verhältnis zur Haltekraft sehr klein ist, wobei dieses Verhältnis von den Abmessungen der Fixierelemente abhangig und nach der Beziehung