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Die Erfindung betrifft eine Arretiereinheit zum kraftschlüssigen Blockieren eines auf einer Führungsschiene gelagerten Wagens einer Linearführung.
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Eine mit einer Führungsschiene zusammenwirkende Arretiereinheit ist beispielsweise aus der
US 5,732,799 A bekannt. Diese Arretiereinheit ist zusätzlich zu Führungswägen, welche auf Schienen geführt sind, vorgesehen, wobei die Arretiereinheit an einer Platte befestigt ist, an welcher auch die Wägen befestigt sind. Die Arretiereinheit umfasst zwei Klemmbacken, welche mit Hilfe eines schwenkbaren Handhebels seitlich gegen eine der Schienen pressbar sind.
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Eine aus der
DE 10 2010 015 482 A1 bekannte Klemmvorrichtung für Führungsschienen oder Führungsstangen weist einen im Wesentlichen H-förmigen Grundkörper auf, dessen im Wesentlichen parallele Schenkel durch einen flexiblen Mittelsteg miteinander verbunden sind. Mit Hilfe einer manuell, elektromotorisch, pneumatisch oder hydraulisch verdrehbaren Gewindespindel sind die Schenkel der Klemmvorrichtung zumindest geringfügig gegeneinander verkippbar, so dass eine Klemmung wahlweise herstellbar oder aufhebbar ist.
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Die
DE 10 2005 016 724 A1 offenbart eine Brems- und Klemmvorrichtung mit Zugfederelement, wobei eine Klemmung mit Hilfe des Zugfederelementes erreicht wird. Eine Belastung in der Gegenrichtung, das heißt ein Öffnen der Brems- und Klemmvorrichtung, kann mit Hilfe eines Antriebs erfolgen, der eine Zylinder-Kolben-Einheit umfasst.
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Eine Arretiereinheit ist auch aus der
DE 94 17 944 U1 bekannt. Die bekannte Vorrichtung umfasst zwei als Bremssegmente bezeichnete Klemmbacken, an welche jeweils eine Zugfeder angehängt ist. Jedes Bremssegment ist mit einem Handhebel verbunden, welcher eine manuelle Verstellung des jeweiligen Bremssegments ermöglicht. Die Federn der bekannten Vorrichtung ziehen das jeweilige Bremssegment permanent in Richtung zur Klemmstellung. Das Offenhalten der Bremssegmente wird mit Hilfe einer elektromagnetischen Aktuatorik bewerkstelligt. Die Klemm- und Bremsvorrichtung nach der
DE 94 17 944 U1 ist insgesamt als Sicherheitsbremse ausgelegt.
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Eine weitere Sicherheits- und Klemmvorrichtung für Linearführungen ist in der
DE 10 2008 053 740 A1 beschrieben. In diesem Fall wirkt ein elektromagnetischer Aktuator mit einem Kniehebelmechanismus zusammen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik weiterentwickelte, kompakt aufgebaute, manuell bedienbare Arretiereinheit für eine Linearführung anzugeben, wobei das Klemmen eines die Arretiereinheit aufweisenden, in Ruhestellung auf einer Führungsschiene befindlichen Wagens keinen Einfluss auf die bereits vor der Arretierung eingenommene Position des Wagens auf der Führungsschiene haben soll.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Arretiereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die zur Verwendung in einer Linearführung, insbesondere einem Linearwälzlager, vorgesehene Arretiereinheit umfasst in an sich bekannter Grundkonzeption einen auf einer Führungsschiene verschiebbaren Wagen, welcher auf der Führungsschiene durch Klemmung arretierbar ist, wobei der Wagen ein Gehäuse aufweist, in welchem zwei zum Andrücken an einander gegenüberliegende Seiten der Führungsschiene vorgesehene, spiegelsymmetrisch zu einer Mittelebene des Wagens ausgebildete, durch Federkraft belastete, per Handhebel verstellbare Klemmbacken angeordnet sind.
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Erfindungsgemäß sind die beiden Klemmbacken in Richtung eines Lösens der Klemmung durch Federkraft belastet, wobei ein einziger, mit beiden Klemmbacken zusammenwirkender Handhebel vorhanden ist. Die Spiegelsymmetrie der Klemmbacken bezieht sich auf deren Grundform sowie auf die zur Kontaktierung der Führungsschiene vorgesehenen Konturen der Klemmbacken. Was die Kraftübertragung zwischen den Klemmbacken und dem Handhebel betrifft, kann die Gestaltung des einen Klemmbackens im Detail von der Gestaltung des anderen Klemmbackens abweichen.
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Der Handhebel ragt in typischer Ausgestaltung aus einer Seitenfläche des Gehäuses heraus, wobei er um die Mittelachse eines Bolzens schwenkbar ist, der quer zur Verschieberichtung des Wagens, das heißt zur Längsrichtung der Linearführung, ausgerichtet ist und beide Klemmbacken durchdringt.
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Gemäß einer ersten möglichen Variante ist der Bolzen gegenüber einem der Klemmbacken verdrehgesichert und damit nicht drehbar im Gehäuse gelagert. Bei einer Betätigung des Handhebels wird somit der Handhebel gegenüber dem Bolzen verschwenkt, wobei der Handhebel entweder am Bolzen oder auf beliebige Art im Gehäuse gelagert sein kann. In jedem Fall entspricht die Schwenkachse des Handhebels der geometrischen Mittelachse des Bolzens. Zugleich stützt sich der Handhebel in Axialrichtung des Bolzens an diesem ab. Durch Betätigungskonturen des Handhebels einerseits und des dem Handhebel benachbarten Klemmbackens oder des Bolzens andererseits wird eine Änderung der Winkellage des Handhebels in eine Positionsänderung zwischen Bolzen und Klemmbacken umgesetzt. Hierbei entspricht ein Festziehen der Klemmbacken einem Herausziehen des Bolzens aus der beide Klemmbacken umfassenden Anordnung. Gegen die in Löserichtung wirkende Federkraft werden bei diesem Vorgang die Klemmbacken gegen die Führungsschiene gedrückt.
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Gemäß alternativer Varianten ist der Handhebel auf beliebige Weise mit dem Bolzen zusammengesetzt oder einstückig mit dem Bolzen, welcher in diesem Fall als Betätigungswelle fungiert, ausgebildet. Die Betätigungswelle durchdringt mindestens einen Klemmbacken, vorzugsweise beide Klemmbacken. Darüber hinaus durchdringt die Betätigungswelle zumindest einseitig das Gehäuse, und zwar vorzugsweise an einer Stelle des Gehäuses, welche in Verschieberichtung des Wagens von einem an die Führungsschiene anpressbaren Klemmbereich der Klemmbacken beabstandet ist. Diese bevorzugte, hier auf die Betätigungswelle bezogene Anordnung gilt auch im Fall des zuvor beschriebenen nicht drehbaren Bolzens, welcher als Zugelement im Gehäuse gelagert ist.
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Die beiden Klemmbacken sind jeweils um eine Schwenkachse zumindest geringfügig auslenkbar, wobei der typischerweise quer über der Führungsschiene liegende Bolzen - in Längsrichtung der Linearführung betrachtet zwischen den Schwenkachsen und den Klemmbereichen angeordnet ist. Zur Anfederung der Klemmbacken sind zwei als Schraubenfedern ausgebildete Druckfedern vorgesehen, welche den Bolzen konzentrisch umgeben.
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Die durch die Klemmbacken bereitgestellten Klemmflächen können entweder eben oder leicht gekrümmt sein. In beiden Fällen kann jede Klemmfläche entweder unmittelbar durch einen Grundkörper des Klemmbackens oder durch einen auf den Grundkörper aufgesetzten Klemmbelag gebildet sein. Als Werkstoffe zur Herstellung der Klemmbeläge kommen beliebige an sich bekannte Werkstoffe in Betracht, die prinzipiell als Kupplungs- oder Bremsbeläge geeignet sind.
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Insgesamt sind die beiden schwenkbaren Klemmbacken in bevorzugter Ausgestaltung als schmale, flache Hebel ausgebildet, welche mit geringem Abstand neben der Führungsschiene positioniert sind, so dass die Arretiereinheit nur einen geringen Raum in Querrichtung der Führungsschiene beansprucht. Das symmetrische Klemmen, welches mit Hilfe des einzigen Handhebels manuell bewerkstelligt wird, sorgt zudem dafür, dass es während des Vorgangs des Festklemmens zu keiner Verschiebung oder Verkippung des Wagens auf der Führungsschiene kommt.
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Was die Führung des Wagens auf der Schiene betrifft, sind beliebige an sich bekannte Konstruktionsprinzipien anwendbar. Beispielsweise kann die Linearführung als Profilschienenführung oder als Laufrollenführung ausgebildet sein. Optional ist die Linearführung mit einem Messsystem zur Anzeige der Position des Wagens ausgestattet. Hierbei kann es sich um ein inkrementelles oder absolutes Längenmesssystem handeln.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
- 1 eine Linearführung in einer ersten schematisierten Schnittdarstellung,
- 2 und 3 jeweils in Seitenansicht Klemmbacken einer Arretiereinheit der Linearführung,
- 4 und 5 weitere schematisierte Schnittdarstellungen der Linearführung.
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Eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnete Linearführung umfasst eine Führungsschiene 2, auf welcher ein Wagen 3 verschiebbar ist. Die in den 1, 4 und 5 skizzierte Linearführung 1 ist als Laufrollenführung gestaltet. Hierbei sind am Wagen 3 mehrere Laufrollen 4 gelagert, welche auf der Führungsschiene 2, die im Ausführungsbeispiel als rechteckiges Hohlprofil gestaltet ist, abrollen. Insgesamt werden drei der vier Seiten der Führungsschiene 2 von Laufrollen 4, die in allen Fällen kugelgelagert sind, kontaktiert.
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Im Unterschied zur Führungsschiene 2, welche die Form eines geschlossenen Profils hat, weist der Wagen 3 ein als offenes Profil gestaltetes Gehäuse 5 auf. Mit Blickrichtung längs der Führungsschiene 2 (4 und 5) ist die unvollständige Rechteckform des Gehäuses 5 erkennbar.
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Das Gehäuse 5 ist mit einer nicht dargestellten Anschlagvorrichtung verbunden, die ebenfalls dem Wagen 3 zuzurechnen und als Anschlag gegenüber einem Werkstück nutzbar ist. Nachdem der Wagen 3 auf seine vorgesehene Position auf der Führungsschiene 2 eingestellt ist, wird er mit Hilfe einer insgesamt mit 10 bezeichneten Arretiereinheit, auf die im Folgenden im Detail eingegangen wird, reibschlüssig blockiert. Zur Einstellung und Kontrolle der Position des Wagens 3 auf der Führungsschiene 2 ist in das Gehäuse 5 eine Lupe 6 eingelassen, die neben einer nicht dargestellten Skala auf der Führungsschiene 2 ein Teil eines Längenmesssystems 7 bildet. Alternativ oder zusätzlich kann ein maschinell lesbares Längenmesssystem, beispielsweise mit einer magnetischen oder optischen Maßverkörperung auf der Führungsschiene 2, vorhanden sein.
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Durch die Laufrollen 4 ist eine spielarme, jedoch nicht spielfreie Führung des Wagens 3 auf der Führungsschiene 2 gegeben. Im Wagen 3 sind zwei Klemmbacken 8, 9, die jeweils um eine Schwenkachse SW geringfügig schwenkbar sind, als Komponenten der Arretiereinheit 10 angeordnet. Die Klemmbacken 8, 9 sind jeweils durch die Kraft einer als Schraubenfeder ausgebildeten Druckfeder 11, 12 belastet. Die Druckfedern 11, 12 wirken in Richtung des Öffnens der Arretiereinheit 10.
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Zum Schließen der Arretiereinheit 10, das heißt zum Blockieren des Wagens 3 auf der Führungsschiene 2, ist ein als Zugelement wirkender Bolzen 13 vorhanden, welcher in Querrichtung des Wagens 3 und damit der gesamten Linearführung 1 im Gehäuse 5 angeordnet ist. Der Bolzen 13 ist durch beide Druckfedern 11, 12, welche sich unmittelbar an den Klemmbacken 8, 9 abstützen, durchgesteckt und ragt einseitig aus dem Gehäuse 5 heraus. In der Mitte des Gehäuses 5 stützen sich beide Druckfedern 11, 12 an einem gehäusefesten Stützelement 22 ab.
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Um die Mittelachse des Bolzens 13 ist ein Handhebel 14 schwenkbar, welche sich an einer Seitenfläche 15 des Gehäuses 5 außen am Wagen 3 befindet. Der Bolzen 13 durchdringt Aussparungen 16, 17 der Klemmbacken 8, 9. Die Form der Aussparungen 16, 17 weicht, wie aus den 2 und 3 hervorgeht, voneinander ab: Während die Aussparung 16 im Klemmbacken 8 eine kreisrunde, an ihrem Umfang offene Grundform hat, stellt die Aussparung 17 im Klemmbacken 9 einen rechteckigen Einschnitt dar, der ein Herausheben des Bolzens 13 aus dem Klemmbacken 9 ermöglicht. In die Aussparung 17 greift ein fest mit dem Bolzen 13 verbundener Nutenstein 23 ein, so dass eine Verdrehung des Bolzens 13 unterbunden wird. Im Fall des Klemmbackens 8 ist keine zusätzliche Sicherung des Bolzens 13 gegen Verdrehung gegeben.
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Beide Klemmbacken 8, 9 wirken mit dem Handhebel 14 und dem Bolzen 13 derart zusammen, dass eine Verschwenkung des Handhebels 14 in eine Veränderung des Abstandes zwischen den Klemmbacken 8, 9 umgesetzt wird. Zu diesem Zweck befinden sich am Handhebel 14 oder an fest mit diesem verbundenen Betätigungselementen rampenartige Konturen, welche mit Gegenkonturen des Klemmbackens 8 zusammenwirken. Ebenso könnten rampenartige Konturen in der Oberfläche des Klemmbackens 8 vorhanden sein, wobei in diesem Fall zum Beispiel Stege oder Noppen als durch den Handhebel 14 bereitgestellte Betätigungselemente fungieren können.
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Gemäß einer alternativen, nicht dargestellten Variante ist der Handhebel 14 drehfest mit dem Bolzen 13 verbunden, so dass dieser die Funktion einer Betätigungswelle hat. In diesem Fall ermöglich zum Beispiel ein erstes Gewinde ein Einschrauben der Betätigungswelle 13 in den Klemmbacken 8, wogegen ein zweites Gewinde an anderer Stelle der Betätigungswelle 13 eine Rotation der Betätigungswelle 13 in eine Verlagerung des Klemmbackens 9 umsetzt. Die beiden Gewinde, welche eine Verschwenkung der Klemmbacken 8, 9 mittels Drehung der Betätigungswelle 13 ermöglichen, sind in einem Fall als Rechtsgewinde und im anderen Fall als Linksgewinde auszuführen.
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Unabhängig davon, wie die Konturen der Komponenten 8, 9, 13, die zum Verringern des Abstandes zwischen den Klemmbacken 8, 9 mittels Verschwenkung des Handhebels 14 vorgesehen sind, im Detail gestaltet sind, bewegen sich beide Klemmbacken 8, 9 beim Feststellen der Arretiereinheit 10 symmetrisch auf die Führungsschiene 2 zu. Die Symmetrie bezieht sich auf die mit ME bezeichnete Mittelebene der Führungsschiene 2 sowie des Wagens 3.
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Die beiden Klemmbacken 8, 9 sind jeweils als flache Hebel gestaltet, welche drei voneinander unterscheidbare Abschnitte 18, 19, 20 aufweisen. Hierbei handelt es sich bei dem Abschnitt 18 um einen Lagerungsabschnitt, in welchem sich die Schwenkachse SW befindet. Im Vergleich zu den Abschnitten 19, 20 ist der Lagerungsabschnitt 18 in der Seitenansicht (2 und 3) schmaler. Mit 19 ist bei jedem Klemmbacken 8, 9 ein Betätigungsabschnitt bezeichnet. Im Betätigungsabschnitt 19, an welchem der Bolzen 13 angreift, befindet sich die Aussparung 16 beziehungsweise die Aussparung 17. Der Betätigungsabschnitt 19 befindet sich, in Längsrichtung der Klemmbacken 8, 9 sowie der Führungsschiene 2 betrachtet, zwischen den Abschnitten 18, 20. Beim Abschnitt 20 schließlich handelt es sich um den Klemmabschnitt des Klemmbackens 8, 9. Im skizzierten Ausführungsbeispiel befindet sich an jedem Klemmabschnitt 20 ein gesonderter Klemmbelag 21, welcher als Teil der Arretiereinheit 10 an die Führungsschiene 2 anpressbar ist. Der Übergang zwischen der geöffneten und der gesperrten Stellung der Arretiereinheit 10 ist auf einfache, ergonomisch günstige Weise durch weniger als eine volle Umdrehung des Handhebels 14, insbesondere durch eine Verschwenkung des Handhebels 14 um weniger als 180°, bewerkstelligbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Linearführung
- 2
- Führungsschiene
- 3
- Wagen
- 4
- Laufrolle
- 5
- Gehäuse
- 6
- Lupe
- 7
- Längenmesssystem
- 8
- Klemmbacken
- 9
- Klemmbacken
- 10
- Arretiereinheit
- 11
- Druckfeder
- 12
- Druckfeder
- 13
- Bolzen
- 14
- Handhebel
- 15
- Seitenfläche
- 16
- Aussparung
- 17
- Aussparung
- 18
- Lagerungsabschnitt
- 19
- Betätigungsabschnitt
- 20
- Klemmabschnitt
- 21
- Klemmbelag
- 22
- Stützelement
- 23
- Nutenstein
- ME
- Mittelebene
- SW
- Schwenkachse
