DE102006020682A1

DE102006020682A1 - Verriegelungseinrichtungen

Info

Publication number: DE102006020682A1
Application number: DE200610020682
Authority: DE
Inventors: Fabio Maioli; Michele Mazza
Original assignee: SCM Group SpA
Current assignee: SCM Group SpA
Priority date: 2005-05-02
Filing date: 2006-04-27
Publication date: 2006-11-30
Also published as: ITMO20050110A1

Abstract

Verriegelungseinrichtung für Arbeitsköpfe, mit einem an einem ersten Teil (8) befestigten Verriegelungsmittel (10, 12, 17, 18) zum Einwirken auf ein zweites Teil (3), das relativ zum ersten Teil (8) beweglich ist, um das zweite Teil (3) zu verriegeln, wobei das zweite Teil (3) relativ zum ersten Teil (8) um eine Achse (C) rotierbar ist und wobei das Verriegelungsmittel (10, 12, 17, 18) dafür ausgebildet ist, Rotationen um die Achse (C) und um Achsen, die zur Achse (C) senkrecht stehen, zu verhindern, und das Verriegelungsmittel (10, 12, 17, 18) dafür ausgebildet ist, das zweite Teil (3) im Wesentlichen in einer ausgeglichenen Art bei Abwesenheit von externen Lasten zu belasten.

Description

Die Erfindung betrifft Verriegelungseinrichtungen, insbesondere Verriegelungseinrichtungen, um einen Arbeitskopf eines Maschinenwerkzeugs mit einem anthropomorphen Roboter zur Bearbeitung von Holz oder ähnlichen Materialien zu verriegeln.

Der Arbeitskopf ist eine Bearbeitungseinheit eines numerischgesteuerten Maschinenwerkzeugs, ausgestattet mit einer elektrischen Spindel, bei der eine Mehrzahl von Werkzeugen bereitgestellt ist.

Insbesondere weist der Arbeitskopf normalerweise eine kinematische Kette mit mehreren rotierbaren Teilen auf, wobei jedes Teil derart ausgebildet ist, dass es um eine zugeordnete Achse rotieren kann, die integral mit einem vorhergehenden Teil ist und an der Basis von Verschiebelementen getragen ist, die dafür ausgebildet sind, den Kopf in Richtungen der Dreiergruppe der kartesischen Achsen zu bewegen.

Die Achsen, seien es Rotations- oder Translationsachsen, sind normalerweise kontrollierte Achsen und ermöglichen es dem Arbeitskopf geeignet im Raum bewegt zu werden, um die gewünschten Bearbeitungsaufgaben durchzuführen.

Die zuvor genannten rotierbaren Teile sind jeweils in Bezug auf das vorhergehende Teil der kinematischen Kette verbunden, oder an ein Rahmenteil, und zwar mittels rotierender Lager, deren Betriebsachse die jeweilige Rotationsachse definiert.

Ein Nachteil, der die zuvor genannten Arbeitsköpfe betrifft, bezieht sich auf das Verriegeln bzgl. einer Rotation und eines Verkippens des rotierbaren Teils bezogen auf das jeweilige vorhergehende Teil. In der technischen Sprache wird unter dem Begriff des Verkippens ein Moment verstanden, das an einem Pol gemessen wird, der sich im Wesentlichen in einer Verbindungszone der Teile befindet und dessen Vektor im Wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse ist.

Um eine gewünschte Bearbeitungsaufgabe durchführen zu können, ist es tatsächlich notwendig, die beweglichen Teile in Bezug auf das Rahmenteil zu verriegeln, sobald eine voreingestellte Position im Raum erreicht worden ist.

Insbesondere während des Betriebs ist jedes rotierbare Teil, und insbesondere das Teil, das am weitesten vom Rahmenteil entfernt ist, auf das die bei der Bearbeitung entstehenden Kräfte wirken, einem Moment mit der Tendenz zum Verkippen unterworfen ist, so dass die Präzision der Bearbeitung beeinträchtigt wird.

Um dies zu vermeiden, ist es während der Durchführung der Bearbeitungsaufgaben erforderlich, dass jedes rotierbare Teil der kinematischen Kette des Kopfes zuverlässig in Bezug auf das vorhergehende Teil verriegelt ist, um auf diese Weise einen Aufbau zu erzielen, der so starr wie möglich ist. Dieser Aufbau ermöglicht es, dass die Geometrie des Arbeitskopfs sogar unter einer Last unverändert beibehalten werden kann.

Mit anderen Worten, es ist notwendig den Arbeitskopf nach der sog. Einrichtung des Arbeitskopfs in der Arbeitskonfiguration zu verriegeln.

Zu diesem Zweck sind Verriegelungseinrichtungen vorgeschlagen worden, die Arbeitsköpfen zugeordnet werden können, die Stifte aufweisen, die von dem rotierbaren Teil getragen sind und dafür ausgebildet sind, in zugeordnete Aufnahmen einzugreifen, die in dem vorhergehenden Teil enthalten sind.

Diese Einrichtungen ermöglichen es, das rotierbare Teil in vorbestimmten Positionen zu verriegeln (dem sog. Indizieren), d.h. in solchen Positionen, bei denen die Aufnahmen verfügbar sind. Es wäre jedoch wünschenswert, das rotierbare Teil in Bezug auf das vorhergehende Teil der kinematischen Kette in Positionen mit beliebigen Winkeln zu verriegeln.

Verriegelungseinrichtungen dieser Art sind bekannt und weisen ein pneumatisches Betätigungsmittel auf, das mit einem ringförmigen Kolben und mit Pressern ausgestattet ist, und das in dem Arbeitskopf in dem Teil, das dem rotierbaren Teil vorhergeht, angeordnet ist und in der Richtung der vorgesehenen Rotationsachse wirkt.

Alternativ hierzu lehrt der Stand der Technik, eine Mehrzahl von pneumatischen Betätigungsmitteln zu verwenden, die peripher um die Kopplungslager angeordnet sind und mit zugeordneten Pressern ausgestattet sind.

Während des Betriebs üben die Presser einen Verriegelungsdruck direkt auf eine Oberfläche des rotierbaren Teils aus, die dem vorhergehenden Teil der kinematischen Kette zugewandt ist.

Dies bedeutet, dass wenn der von den Pressern ausgeübte Druck nicht in einer ausgeglichenen Art wirkt, d.h., wenn die Presser nicht gleichzeitig betrieben werden oder wenn sie nicht in genau der gleichen Weise arbeiten, wird eine Belastung in dem rotierbaren Teil ausgeübt, das unvermeidlich die Geometrie des Arbeitskopfs verändert, wodurch die Präzision der Bearbeitung beeinträchtigt wird.

Außerdem werden durch diese Belastung die Lager, die zwischen dem rotierbaren Teil und dem vorhergehenden Teil angeordnet sind, einer Belastung unterworfen, wodurch sie sich frühzeitig abnutzen und einen häufigen Austausch erforderlich machen.

Ein weiterer Nachteil der genannten Einrichtungen ist, dass sie recht komplex und teuer sind.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verriegelungseinrichtung für Arbeitsköpfe zu verbessern.

Eine weitere Aufgabe ist es, Verriegelungseinrichtungen zu erhalten, durch die es möglich ist, die Steifigkeit des Arbeitskopfes zu erhöhen.

Eine weitere Aufgabe ist es Verriegelungseinrichtungen zu machen, die nicht die Geometrie des Arbeitskopfes unter Arbeitsbedingungen, d.h. nach der Einrichtung, verändern.

Es ist eine weitere Aufgabe, Verriegelungseinrichtungen bereitzustellen, die es ermöglicht, die Bearbeitungspräzision des Arbeitskopfes zu erhöhen.

Es ist eine weitere Aufgabe Verriegelungseinrichtungen zu schaffen, die die Lager des anthropomorphen Arbeitskopfs nicht beschädigen.

Es ist eine weitere Aufgabe Verriegelungseinrichtungen zu fertigen, die leicht zu entwerfen sind und begrenzte Kosten verursachen.

Gemäß der Erfindung wird eine Verriegelungseinrichtung für Arbeitsköpfe bereitgestellt, mit einem an einem ersten Teil befestigten Verriegelungsmittel zum Einwirken auf ein zweites Teil, das relativ zum ersten Teil beweglich ist, um das zweite Teil zu verriegeln, wobei das zweite Teil relativ zum ersten Teil um eine Achse rotierbar ist und wobei das Verriegelungsmittel dafür ausgebildet ist, Rotationen um die Achse und um Achsen, die zur Achse senkrecht stehen, zu verhindern, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungsmittel dafür ausgebildet ist, das zweite Teil im Wesentlichen in einer ausgeglichenen Art bei Abwesenheit von externen Lasten zu belasten.

Dank der Erfindung ist es möglich, Verriegelungseinrichtungen zu erstellen, durch die es möglich ist, die Steifigkeit des Arbeitskopfs zu erhöhen.

Insbesondere ist es dank der Erfindung möglich, eine Verriegelungseinrichtung zu erhalten, die die Belastung gänzlich auf das erste Teil leitet.

Auf der einen Seite ermöglicht dies, dass die Geometrie des anthropomorphen Arbeitskopfs nicht verändert wird und auf der anderen Seite ermöglicht es, dass die Lager zwischen den beweglichen Teilen während des verriegelten Betriebs nicht einer Belastung unterworfen sind.

Dadurch ist es möglich, die Präzision der Bearbeitung besser zu kontrollieren, wodurch eine höhere Qualität des hergestellten Produkts gesichert werden kann.

Des Weiteren ist es dank der Erfindung möglich, eine Verriegelungseinrichtung zu erstellen, die leicht entworfen werden kann und begrenzte Kosten verursacht.

Die Erfindung kann besser verstanden und implementiert werden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, die eine beispiel- hafte und nicht-beschränkende Ausführungsform der Erfindung zeigen. Dabei sind:
1 eine perspektivische Ansicht eines anthropomorphen Arbeitskopfs mit fünf kontrollierten Achsen;
2 ist eine teilweise, perspektivische Explosionsansicht einer Verriegelungseinrichtung, die dem anthropomorphen Arbeitskopf gemäß 1 zugeordnet ist;
3 ist ein teilweiser, schematischer Schnitt entlang der Ebene III-III des anthropomorphen Arbeitskopfs gemäß 1;
4 ist ein vergrößertes Detail aus der 3;
5 ist ein teilweiser, schematischer Schnitt eines Details von einer Verriegelungseinrichtung, die dem anthropomorphen Arbeitskopf gemäß 1 zugeordnet ist;
6 ist ein vergrößertes Detail einer alternativen Ausführungsform der Verriegelungseinrichtung.
In der 1 ist ein anthropomorpher Arbeitskopf 1 gezeigt, der dafür ausgebildet ist, von einer numerisch-gesteuerten Vorrichtung betrieben zu werden, die nicht dargestellt ist.
Der anthropomorphe Arbeitskopf 1 ist mit einer Mehrzahl von kontrollierten Achsen ausgestattet, in diesem Fall fünf, die es ihm ermöglichen im Raum geeignet bewegt zu werden, um es einer Spindel 7, bspw. elektrisch, die damit verbunden ist, zu ermöglichen, eine Mehrzahl von gewünschten Bearbeitungsaufgaben durchzuführen.
Der anthropomorphe Arbeitskopf 1 hat drei Translationsachsen, die mittels entsprechender Verschiebelemente realisiert sind, die nicht dargestellt sind, und zwei Rotationsachsen.
Insbesondere weist der anthropomorphe Arbeitskopf 1 eine erste Translationsachse Z, im Wesentlichen vertikal gerichtet, eine zweite Translationsachse X, im Wesentlichen senkrecht zu der zuvor genannten ersten Translationsachse Z, und eine dritte Translationsachse Y, im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Translationsachse Z und der zweiten Translationsachse X, auf.
Auf diese Weise definieren die erste Translationsachse Z, die zweite Translationsachse X und die dritte Translationsachse Y eine Dreiergruppe von Achsen, die orthogonal zueinander sind.
Der anthropomorphe Arbeitskopf 1 weist ferner zwei Rotationsachsen auf; insbesondere weist er eine erste Rotationsachse C, im Wesentlichen in einer Richtung, die durch die erste Translationsachse Z definiert ist, und eine zweite Rotationsachse B, in einer Richtung, die im Wesentlichen schräg in Bezug auf die Richtungen ist, die durch die Achsen X, Y, Z definiert werden, auf.
Der anthropomorphe Arbeitskopf 1 weist einen Kastenaufbau 2, der integral mit dem ersten Teil 8 ist, das das erste rotierbare Teil 3 trägt, das im Wesentlichen geformt ist wie ein invertiertes L, dem ein zweites rotierbares Teil 4 zugeordnet ist.
Insbesondere ist das erste rotierbare Teil 3 dafür ausgebildet, um die erste Rotationsachse C zu rotieren, während das zweite rotierbare Teil 4 dafür ausgebildet ist, um die zweite Rota tionsachse B zu rotieren, in Bezug auf das zuvor genannte erste rotierbare Teil 3, das damit das dem zweiten rotierbaren Teil 4 vorhergehende Teil in einer kinematischen Kette repräsentiert, die durch den anthropomorphen Arbeitskopf 1 erzeugt wird.
Das zweite rotierbare Teil 4 weist eine Platte 5 mit einer Mehrzahl von Backen 6 auf, mit denen die Spindel 7 in lösbarer Weise gekoppelt ist, bspw. mittels Gewindeverbindungen. Die Arbeitsachse der Spindel 7 ist in einer Ruheposition in die Richtung der ersten Translationsachse Z gerichtet.
Insbesondere ist der Kastenaufbau 2 ein Element, das sich unmittelbar unterhalb von den Verschiebelementen befindet, die es der Spindel 7 ermöglichen sich in Richtungen parallel zu der ersten Translationsachse Z, zu der zweiten Translationsachse X oder zu der dritten Translationsachse Y zu verlagern.
Andererseits ermöglichen es das erste rotierbare Teil 3 und das zweite rotierbare Teil 4 der Spindel 7, entsprechend um eine erste Rotationsachse C und eine zweite Rotationsachse B zu rotieren.
Eine geeignete Kombination der zuvor genannten fünf Bewegungen ermöglicht es der Spindel 7, d.h. dem entsprechenden Werkzeug, sich in einer weise zu positionieren, so dass es möglich ist, eine Mehrzahl von gewünschten Bearbeitungsaufgaben durchzuführen.
2 zeigt eine Explosionsansicht einer Verriegelungseinrichtung 9, die zwischen dem ersten Teil 8 und dem ersten rotierbaren Teil 3 angeordnet ist, was bei der gezeigten Ausführungs form trotzdem identisch zwischen dem ersten rotierbaren Teil 3 und dem zweiten rotierbaren Teil 4 wiederholt ist.
Die Verriegelungseinrichtung 9 verriegelt auf der einen Seite die freie Rotation des ersten rotierbaren Teils 3 um die Rotationsachse C und stützt auf der anderen Seite mögliche Verlagerungen, die durch die Nachgiebigkeit der Kopplung an das zuvor genannte erste rotierbare Teil 3 auftreten können und durch die Verkipp-Belastung hervorgerufen werden.
Insbesondere weist die Verriegelungseinrichtung 9 Kolbenmittel 10 auf, die sich um die erste Rotationsachse C erstrecken, die im Wesentlichen eine Ringform haben und im Wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt haben (wie in der 3 gezeigt).
In den Kolbenmitteln 10 sind Gehäuse 11 enthalten, die voneinander äquidistant sind, bspw. drei Stück, die voneinander um 120° beabstandet sind, und dafür ausgebildet sind eine Mehrzahl von keilförmigen Mitteln 12 aufzunehmen.
Ein keilförmiges Mittel 12 weist ein erstes Keilelement 13 und ein zweites Keilelement 14 auf.
Insbesondere kann jedes Gehäuse 11 ein erstes Keilelement 13 und ein zweites Keilelement 14 aufnehmen, die derart ausgebildet sind, dass eine erste geneigte Oberfläche 15 des ersten Keilelements 13 mit einer zugeordneten zweiten geneigten Oberfläche 16 des zweiten Keilelements 14 zusammenwirken kann.
Die Verriegelungseinrichtungen 9 weisen des Weiteren ein ringförmiges Element 18 mit einem Grundkörper 20 auf, von dem an einem Endbereich 21 ein flächenhaftes, zylindrisches Seitenelement 19 hervorsteht (5).
Des weiteren ist in den Grundkörper 20 eine Mehrzahl von Löchern 22 ausgebildet, die von entsprechenden Schrauben 23 (3) durchdrungen werden können, die das ringförmige Element 18 mit einem Aufsatzflansch 24 des ersten rotierbaren Teils 3 verbinden.
Zwischen dem Kolbenmittel 10 und dem ringförmigen Element 18 befindet sich eine Sattelkupplung 17.
Die Sattelkupplung 17 ist mit einer Vielzahl von elastischen Elementen 25 verbunden, die in der Nähe der keilförmigen Mittel 12 angeordnet sind.
In 3 ist ein schematischer Schnitt gezeigt, der eine bewegungsübertragende Einrichtung 26 und einen Bereich des anthropomorphischen Arbeitskopfs 1 verdeutlicht, in dem die Verriegelung zwischen dem ersten Teil 8 und dem ersten rotierbaren Teil 3 stattfindet.
Insbesondere weist die bewegungsübertragende Einrichtung 26 einen Antrieb 27 mit einer Antriebswelle auf, die einer Antriebsrolle 29 zugeordnet werden kann.
Die Antriebsrolle 29 treibt über flexible Antriebsmittel 30 eine angetriebene Rolle 31 an, die einer (angetriebenen) Nabe 32 zugeordnet ist.
Die Nabe 32 ist bezüglich ihrer Rotation einem Sitz 33 zugeordnet, der integral mit dem ersten Teil 8 ist, das im Wesentlichen an der ersten Rotationsachse C positioniert ist.
Zwischen der Nabe 32 und dem Sitz 33 ist ein Lagermittel 46 angeordnet.
Insbesondere ist die Nabe 32 mittels einer Gewindeverbindung mit einem zweiten Ende 36 gegenüber von einem ersten Ende 35 mit dem Aufsatzflansch 24 des ersten rotierbaren Teils 3 verbunden.
Auf diese Weise ist es möglich sowohl die rotierbare Kopplung zwischen dem ersten Teil 8 und der Nabe 32 zu ermöglichen und das erste rotierbare Teil 3 integral mit der Nabe 32 zu machen.
Wie in der 3 gezeigt, ist das erste Teil 8 mit einem Tragmittel 34 ausgestattet, das mittels einer Gewindeverbindung mit dem Sitz 33 verbunden sind.
In dem Tragmittel 34 ist eine ringförmige Kammer 37 enthalten.
Die ringförmige Kammer 37 wird von einer ersten seitlichen Abstützungsoberfläche 39, einer zweiten seitlichen Abstützungsoberfläche 40, die gegenüber und im Wesentlichen parallel zu der ersten Abstützungsoberfläche 39 ist, von einer zweiten Oberfläche 38 und von der Sattelkupplung 17, gegenüber der zweiten Oberfläche 38, definiert.
Insbesondere ist die ringförmige Kammer 37 dafür ausgebildet, in einem ersten Bereich 47 davon das Betätigungsmittel 10 und in einem zweiten Bereich 48 davon die Sattelkupplung 17 aufzunehmen.
Zwischen dem Kolbenmittel 10 und der Sattelkupplung 17 befinden sich die keilförmigen Mittel 12.
Insbesondere sind die keilförmigen Mittel 12 derart ausgebildet, dass die Füße der ersten Keilelemente 13 in Bezug auf die entsprechenden Füße der zweiten Keilelemente 14 gestaffelt sind, und zwar in einer Richtung, die im Wesentlichen parallel zur ersten Rotationsachse C ist.
Auf diese Weise ruhen die ersten Keilelemente 13 entsprechend mit einer ersten Fläche 42 auf der Sattelkupplung 17, mit einer zweiten Fläche 43 auf dem flächenhaften, zylindrischen Seitenelementen 19 und mit der ersten geneigten Oberfläche 15 auf den zweiten Keilelementen 14.
Andererseits ruhen die zweiten Keilelemente 14 entsprechend mit einer dritten Fläche 44 auf der zweiten seitlichen Abstützungsoberfläche 40, mit einer vierten Fläche 45 auf dem Kolbenmittel 10 und mit der zweiten geneigten Oberfläche 16 auf den ersten Keilelementen 13.
Des Weiteren befindet sich zwischen der ersten seitlichen Oberfläche 39 und den ersten Keilelementen 13 das flächenhafte Seitenelement 19 des ringförmigen Elements 18.
In der 4 ist ein vergrößertes Detail der Verriegelungseinrichtung 9 gezeigt.
Nachdem ein Signal zur Verriegelung gekommen ist, arbeitet die Verriegelungseinrichtung 9 in der folgenden Art und Weise: mittels einer Leitung 41 wird ein Fluid unter Druck, bspw. Luft, in die ringförmige Kammer 37 geführt.
Der von der Luft ausgeübte Druck bewirkt eine Belastung F, die im Wesentlichen parallel zur ersten Rotationsachse C gerichtet ist und das Kolbenmittel 10 antreibt, das damit zur Sattelkupplung 17 gedrückt wird.
Insbesondere, indem sich das Kolbenmittel 10 der Sattelkupplung 17 nähert, wobei die Sattelkupplung 17 eine abstützende Funktion hat, interagiert es mit den zweiten Keilelementen 14 durch die vierte Fläche 45, wodurch die zweiten Keilelemente 14 der zuvor genannten Belastung F ausgesetzt werden.
Die zweiten Keilelemente 14 wiederum unterwerfen die ersten Keilelemente 13 mittels der zweiten geneigten Oberfläche 16 der Belastung F.
Die Belastung F, die entlang der ersten geneigten Oberfläche 15 zugeführt wird, wird im Wesentlichen in zwei Komponenten aufgeteilt; in einem länglichen Profil betrachtet können eine erste Komponente F_V, die im Wesentlichen parallel zur ersten Rotationsachse C ist, und in eine zweite Komponente F_O, die im Wesentlichen senkrecht zu F_V ist, definiert werden.
Auf diese Weise wird die zweite Komponente F_O an eine Seite mittels der zweiten Fläche 43 übertragen, zunächst auf das flächenhafte Seitenelement 19 und danach auf die erste seitliche Abstützungsfläche 39, und auf der anderen Seite mittels der dritten Fläche 44 auf die zweite seitliche Abstützungsoberfläche 40. Die erste Komponente F_V wird mittels der ersten Fläche 42 auf die Sattelkupplung 17 und danach auf das erste Teil 8 übertragen.
Insbesondere belastet die zweite Komponente F_O das flächenhafte Seitenelement 19 so, dass es – es befindet sich ja zwischen der ersten Fläche 43 und der ersten seitlichen Abstützungsoberfläche 39 und hat eine geringe Stärke – deformiert wird, wodurch das erste rotierbare Teil 3 in Bezug auf das erste Teil 8 verriegelt wird.
Es sollte beachtet werden, dass die Belastung F nicht das erste rotierbare Teil 3 und damit nicht die Lagermittel 46 irgendwie belastet und sich vollständig auf das erste Teil 8 überträgt.
Wenn eine Verriegelung nicht länger erforderlich ist, wird der Druck und damit die Belastung F beseitigt und das Kolbenmittel 10 kehrt durch Unterstützung von den elastischen Elementen 25 in seine ursprüngliche Position zurück.
Insbesondere wird das rotierbare Teil 3 keiner Belastung unterworfen, die Komponenten hat, die entlang der Achse C gerichtet sind.
In einem länglichen Schnitt, wird die Belastung F erst in zwei Komponenten (der Sattelkupplung), F_V und F_O, aufgeteilt, die nacheinander entsprechend auf die Sattelkupplung 17 und auf das flächenhafte zylindrische Seitenelement 19 einwirken.
Dies bedeutet, dass die Geometrie des anthropomorphen Arbeitskopfs unverändert bleibt und dass daher die gewünschte Bearbeitungsgenauigkeit beibehalten wird.
In einer ähnlichen Art wird eine weitere Verriegelungseinrichtung bereitgestellt, die nicht dargestellt ist, und zwar zwischen dem ersten rotierbaren Teil 3 und dem zweiten rotierbaren Teil 4.
Insbesondere verriegelt die weitere Verriegelungseinrichtung auf der einen Seite die Rotation des ersten rotierbaren Teils 4 um die Rotationsachse B, auf der anderen Seite verhindert sie Verlagerungen auf das zuvor genannte zweite rotierbare Teil 4, die in Richtungen parallel zu der zuvor genannten zweiten Rotationsachse B gerichtet sind.
Da die weitere Verriegelungseinrichtung im Wesentlichen und funktional ähnlich zu der Verriegelungseinrichtung 9 ist, wird sie aus diesem Grund nicht weiter erläutert.
Bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung werden weitere Verriegelungseinrichtungen bereitgestellt, die in 6 gezeigt sind und ein weiteres ringförmiges Element 60 mit einem weiteren zylindrischen Seitenelement 61 von großer Stärke aufweisen.
Bei der Verwendung ersetzt das weitere zylindrische Seitenelement 61 die erste seitliche Abstützungsoberfläche 39.
Daraus folgt, dass das weitere zylindrische Seitenelement 61 mit einer Stärke ausgeführt sein muss, so dass es sich unter der Einwirkung der zweiten Komponente F_O, nicht verbiegt, wobei die zweite Komponente F_O nahezu radial auf das zuvor genannte weitere zylindrische Seitenelement 61 wirkt.
Auf der anderen Seite wird die erste Komponente F_V in einer ähnlichen Art und Weise wie zuvor auf eine weitere Sattelkupplung 62 geleitet.
Es sollte beachtet werden, dass die zuvor genannte weitere Verriegelungseinrichtung eine im Wesentlichen radial ausgeglichene Bewegung ermöglichen, die in Bezug auf die erste Rotationsachse C ausgeführt wird und dass das erste Teil keiner Belastung ausgesetzt wird, die entlang der zuvor genannten Achse C gerichtet ist.
Mit anderen Worten ist es bei dieser Ausführungsform so, dass die Kräfte auf die rotierbaren Teile nicht mehr in jedem Längsabschnitt ausgeglichen sind, sondern allgemein ausgeglichen sind.
Auf diese Weise wird die Geometrie des Arbeitskopfs 1 beibehalten, indem er keiner vertikalen Belastung ausgesetzt wird und so die geforderte Hohe Bearbeitungspräzision sichergestellt wird.

Claims

Verriegelungseinrichtung für Arbeitsköpfe, mit einem an einem ersten Teil (8) befestigten Verriegelungsmittel (10, 12, 17, 18) zum Einwirken auf ein zweites Teil (3), das relativ zum ersten Teil (8) beweglich ist, um das zweite Teil (3) zu verriegeln, wobei das zweite Teil (3) relativ zum ersten Teil (8) um eine Achse (C) rotierbar ist und wobei das Verriegelungsmittel (10, 12, 17, 18) dafür ausgebildet ist, Rotationen um die Achse (C) und um Achsen, die zur Achse (C) senkrecht stehen, zu verhindern, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungsmittel (10, 12, 17, 18) dafür ausgebildet ist, das zweite Teil (3) im Wesentlichen in einer ausgeglichenen Art bei Abwesenheit von externen Lasten zu belasten.
Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Verriegelungsmittel (10, 12, 17, 18) ein ringförmiges Element (18) aufweisen, das am zweiten Teil (3) befestigt ist.
Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 2, wobei sich das ringförmige Element (18) um die Achse (C) erstreckt.
Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei das ringförmige Element (18) einen Grundkörper (20) mit einem Endbereich (21) aufweist, von dem ein Seitenelement (19; 61) hervorsteht.
Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 4, wobei das erste Teil (8) eine Kammer (37) aufweist, die dafür ausgebildet ist, das Seitenelement (19; 61) aufzunehmen.
Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 5, wobei die Kammer (37) ringförmig ist und sich um die Achse (C) erstreckt.
Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Kammer (37) durch eine erste seitliche Oberfläche (39), eine zweite seitliche Oberfläche (40) und durch eine Oberfläche (38) am Ende beschrieben ist.
Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 7, wobei die erste seitliche Oberfläche (39) und die zweite seitliche Oberfläche (40) konzentrisch zueinander und koaxial zur Achse (C) sind.
Verriegelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei das Verriegelungsmittel (10, 12, 17, 18) ein Betätigungsmittel (10) aufweist, das auf das Seitenelement (19; 61) einwirkt.
Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 9, wobei das Seitenelement (19) einen ausreichend flexiblen Aufbau hat, um durch die vom Betätigungsmittel (10) hervorgerufene Wirkung gegen die erste seitliche Oberfläche (39) geklemmt zu werden, die als Abstützung gegen die Verformung des Seitenelements (19) wirkt.
Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 9, wobei das Seitenelement (19) einen ausreichend starren Aufbau hat, um als Abstützung gegen die Wirkung zu wirken, die vom Betätigungsmittel (10) hervorgerufen wird.
Verriegelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei das Betätigungsmittel (10) in eine Richtung parallel zur Achse (C) beweglich ist.
Verriegelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei das Betätigungsmittel (10) eine Mehrzahl von Gehäusen (11) aufweist.
Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 13, wobei die Gehäuse (11) im Wesentlichen äquidistant zueinander sind.
Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Anzahl der Gehäuse (11) drei ist.
Verriegelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Gehäuse (11) Keile (13, 14) des Betätigungsmittels (10) aufnehmen.
Verriegelungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verriegelungsmittel (10, 12, 17, 18) kreisförmige Abstützungsmittel (17) aufweisen, die am ersten Teil (8) befestigt sind.
Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 17, soweit er auf einen der Ansprüche 5 bis 8 zurückbezogen ist, oder auf einen der Ansprüche 9 bis 16 zurückbezogen ist, soweit Anspruch 9 auf einen der Ansprüche 5 bis 8 zurückbezogen ist, wobei sich das kreisförmige Abstützungsmittel (17) innerhalb der Kammer (37) um die Achse (C) erstreckt.
Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 17, oder nach Anspruch 18, soweit Anspruch 17 auf einen der Ansprüche 9 bis 16 zurückbezogen ist, wobei zwischen dem ringförmigen Abstützungsmittel (17) und dem Betätigungsmittel (10) elastische Elemente (25) angeordnet sind, die geeignet sind mit dem Betätigungsmittel (10) zusammen zu wirken, um es von dem kreisförmigen Abstützungsmittel (17) zu beabstanden.
Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 19, wobei die elastischen Elemente (25) äquidistant zueinander sind.
Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 16, oder nach einem der Ansprüche 17 bis 20, soweit Anspruch 17 auf Anspruch 16 zurückbezogen ist, wobei die Keile (13, 14) geeignet sind, eine in etwa radiale Belastung auf das Seitenelement (19; 61) auszuüben.
Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 19, oder nach Anspruch 20, soweit Anspruch 17 auf Anspruch 16 zurückbezogen ist, oder nach Anspruch 21, soweit er auf Anspruch 19 oder 20 zurückbezogen ist, wobei die Keile (13, 14) in der Nähe der elastischen Elemente (25) angeordnet sind.
Verriegelungseinrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 22, soweit Anspruch 17 auf Anspruch 16 zurückbezogen ist, wobei die Keile (13, 14) jeweils ein erstes Keilelement (13) und ein zweites Keilelement (14) aufweisen.
Verriegelungseinrichtung nach Anspruch 23, wobei das erste Keilelement (13) eine erste geneigte Oberfläche (15) und das zweite Keilelement (14) eine zweite geneigte Oberfläche (16) aufweist, wobei die erste geneigte Oberfläche (15) auf der zweiten geneigten Oberfläche (16) ruht.