DE1939207B2

DE1939207B2 - Device for releasably locking and precisely repeatable positioning of two components sliding past each other

Info

Publication number: DE1939207B2
Application number: DE19691939207
Authority: DE
Inventors: Detlef 7531 Kieselbronn Hofmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-08-01
Filing date: 1969-08-01
Publication date: 1975-08-28
Also published as: CA950238A; JPS5512610B1; FR2056945B1; CH521525A; ES382343A1; SE359665B; GB1325196A; DE1939207A1; FR2056945A1

Description

2020th

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung /um lösbaren Arretieren und exakt wiederholbaren Positionieren von zwei aneinander vorbeigleitenden Bauteilen, bei der die Bauteile an der Arretierungsstelle je einen senkrecht zur Bewegungsrichtung verlaufenden Kanal mit nach außen divergierenden Wänden aufweisen, wobei in die zwei einander gegenüberliegenden Kanäle eine die Kanalwände berührende Kugel einschiebbar ist.The invention relates to a device for releasable locking and precisely repeatable positioning of two components sliding past each other, in which the components at the locking point each one vertically to the direction of movement have channel with outwardly diverging walls, wherein in the two opposing channels a ball touching the channel walls can be inserted.

Insbesondere beim Präzisions-Maschinenbau wird des öfteren gefordert, daß zwei gegeneinander verschieb- oder verdrehbare Bauteile an einer bestimmten, gegebenenfalls wählbaren Stelle nicht nur fest, sondern auch mit geringstmöglicher Toleranz gegenseitig arretiert werden. Im allgemeinen ist hierbei ein Bauteil stationär, während das andere an diesem stationären Bau· teil vorbeigeführt wird. Beispielsweise wird diese Forderung bei Teilapparaten beziehungsweise Teiltischen erhoben, wo über einem stationären Sockel ein Drehtisch angeordnet ist, der jeweils um vorwählbare Winkelgrade verdreht werden kann. In der jeweiligen Endlage des Drehtisches muß er, zur Vornahme von Bearbeitungsoperationen, an auf dem Drehtisch aufgespannten Werkstücken arretiert werden, wobei die Bearbeitungsgenauigkeit von der Winkeltreue des Drehtisches und selbstverständlich auch von der festen Arretierung abhängt.Particularly in precision mechanical engineering, it is often required that two mutually displaceable or rotatable components at a specific, optionally selectable point, not only fixed, but are mutually locked even with the lowest possible tolerance. In general, a component is stationary here, while the other is guided past this stationary component. For example, this requirement in the case of dividing devices or dividing tables, where a turntable is located above a stationary base is arranged, which can be rotated by preselectable degrees. In the respective end position of the turntable, it must be clamped on the turntable in order to carry out machining operations Workpieces are locked, the machining accuracy from the angular accuracy of the turntable and of course also depends on the firm locking.

Bei bekannten Konstruktionen dieser Art werden Zahnschienen oder Zahnkränze auf den aneinander vorbeigleitenden Bauteilen angebracht, die in der Arretierungsstellung ineinander eingreifen und so die Bewegung blockieren. Die Toleranz der gegenseitigen Verschiebung in den verschiedenen Endlagen ist hierbei von der Genauigkeit der Verzahnung abhängig und schwankt zwischen den einzelnen Arretierungsstellen. So kann beispielsweise bei einem Drehtisch die ToIeranz bei einer Verdrehung um jeweils 30 Winkelgrade ausreichen, jedoch durchaus bei anderen Teilwinkeln ungenügend sein. Hierzu kommt, daß die Bauteile senkrecht zu ihrer Bewegungsrichtung zum Lüften der Arretierung abgehoben, gegenseitig verschoben und dann wieder bis zum festen Eingriff der Verzahnung aufeinander zu bewegt werden müssen. Der bei diesen Bewegungsoperationen unvermeidbare Verschleiß erhöht selbstverständlich die Toleranz an den Arretierungsstellen, so daß derart arretierte Bauteile nach verhält- &5 nismäßig kurzer Gebrauchsdauer für den Präzisions-Maschinenbau nicht mehr verwendbar sind. Außerdem kann auf derartiger Teilapparaten eine Bearbeitung senkrecht zur Bewegungsrichtung der Bauteile nicht vorgenommen werden, da die Höhe des bewegbaren Bauteils und damit auch die der zu bearbeitenden Werkstückfläche vom Eingriff der beiden Zahnstangen beziehungsweise Zahnkränze abhängig ist. Hierzu kommt, daß derartige Vorrichtungen, durch das Em- und Ausfahren der beweglichen Bauteile in die Verzahnung, verhältnismäßig zeitraubend sind und, da es sich hierbei um Totzeiten handelt, unter Umständen das auf einem derartigen Drehtisch herzustellende Werkstück erheblich verteuern.In known constructions of this type, racks or toothed rims are on one another Sliding components attached, which engage in the locking position and so the movement To block. The tolerance of the mutual displacement in the various end positions is here depends on the accuracy of the toothing and varies between the individual locking points. In the case of a rotary table, for example, the tolerance can be adjusted by turning it by 30 degrees sufficient, but definitely inadequate for other partial angles. In addition, the components are vertical lifted to their direction of movement to release the lock, mutually shifted and then must be moved towards each other again until the teeth are firmly engaged. The one in these movement operations Unavoidable wear naturally increases the tolerance at the locking points, so that components locked in this way behave according to- & 5 nism moderately short service life for precision mechanical engineering can no longer be used. aside from that machining perpendicular to the direction of movement of the components cannot be performed on such dividing heads be made, as the height of the movable component and thus also that of the to be processed Workpiece surface is dependent on the engagement of the two racks or gear rims. For this comes that such devices, by extending and retracting the moving components in the toothing, are relatively time-consuming and, since these are dead times, under certain circumstances such a turntable to produce workpiece considerably more expensive.

Bekannt sind auch die mit Klemm- beziehungsweise Sperrkugeln arbeitende Verklemmvorrichtungen, bei denen Kugeln entweder durch einen Klemmkonus auf ein verschiebbares Bauteil aufgepreßt werden oder bei denen sie in einem allmählich ansteigenden Gewinde geführt sind und mit dem Grund des Gewindes gegen ein umgebendes Bauteil gepreßt werden. Derartige Vorrichtungen lassen zwar eine sehr feste Verklemmung zweier gegenseitig verschiebbarer Bauteile zu. jedoch ntcht an vorwählbaren und exakt wiederhohlba ren Stellen.The clamping devices working with clamping or locking balls are also known where balls are either pressed onto a movable component by a clamping cone or at which they are guided in a gradually increasing thread and against the bottom of the thread a surrounding component can be pressed. Such devices allow a very firm jamming two mutually displaceable components. however, not selectable and exactly repeatable ren bodies.

Weiter bekannt sind auch Kupplungen, die zwei ge genseitig verdrehbare Bauteile dadurch miteinander verbinden, daß eine Kugel in je einen Konus hineingezogen wird, der durch zwei Halbkonen, die jeweils auf einem der Bauteile an gegenüberliegenden Stellen angeordnet sind, gebildet werden. Auch hierdurch ist jedoch eine exakte und exakt wiederholbare Arretierung der gegeneinander verdrehbaren Bauteile nicht möglich, da durch die Linienberührung der Kugel an der Wandung der Konen eine exakte Einstellung der Kugeln und damit auch eine exakte gegenseitige Einstellung der gegeneinander verdrehbaren Bauteile nicht möglich ist.Also known are clutches that have two ge Connect mutually rotatable components with one another in that a ball is drawn into a cone each by two half-cones, each arranged on one of the components at opposite points are to be formed. However, this also results in an exact and exactly repeatable locking of the mutually rotatable components not possible because the line contact of the ball on the Wall of the cones an exact setting of the balls and thus also an exact mutual setting the mutually rotatable components is not possible.

Dem Stande der Technik zuzuzählen ist auch eine Rast- und Rückstelleinrichtung, bei der ein in einer Hülse verschiebbarer Bolzen Nuten mit divergierenden Wänden aufweist sowie weitere Nuten mit divergierenden Wänden in einem die Hülse umfassenden Bauteil vorgesehen sind. In Bohrungen der Hülse werden Kugeln geführt, die in der Raststellung an je zwei gegenüberliegenden Wänden der Nuten anliegen, wodurch der Bolzen in dieser Lage gegen Längsverschiebung gesperrt ist. Die Sperrlage des Bolzens ist somit von der Bearbeitungsgenauigkeit der Nuten bestimmt,-außerdem wirkt die Sperrung auch nur in einer Sperr-Richtung. The state of the art also includes a latching and resetting device in which one in a sleeve Slidable bolt having grooves with diverging walls and further grooves with diverging Walls are provided in a component comprising the sleeve. Balls are placed in the bores of the sleeve out that in the latched position on two opposite each other Walls of the grooves abut, whereby the bolt in this position against longitudinal displacement Is blocked. The locking position of the bolt is thus determined by the machining accuracy of the grooves, and also the blocking also only works in one blocking direction.

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt eine Vorrichtung zum lösbaren Arretieren und exakt wiederholbaren Positionieren von zwei aneinander vorbeigleitenden Bauteilen anzugeben, bei der die beschriebenen Nachteile vermieden werden, durch die also die aneinander vorbeigleitenden Bauteile nicht nur fest, sondern auch äußerst exakt miteinander verbunden werden, auch ohne daß ein gegenseitiges Abheben notwendig ist.The invention has set itself the task of a device for releasable locking and exact specify the repeatable positioning of two components sliding past each other, in which the described Disadvantages are avoided, which not only result in the components sliding past one another firmly, but also extremely precisely connected to one another, even without mutual lifting necessary is.

Erreicht wird dies dadurch, daß die Kanalwände der in den Bauteilen vorgesehenen Kanäle in der Gesamtheit in der Einschieberichtung sich verengend ausgebildet sind, so daß die Kugel die Kanalwände lediglich an je zwei Punkten berührt.This is achieved in that the channel walls of the channels provided in the components are taken as a whole are designed to narrow in the direction of insertion, so that the ball merely adjoins the channel walls touches two points each time.

Dadurch, daß die Berührung der Kugel mit den Kanalwänden nur jeweils an je zwei Punkten stattfindet, was dadurch erzwungen ist, daß die Kanalwände in der Gesamtheit in der Einschieberichtung sich verengend ausgebildet sind, kann sich die Kugel so lange in den beiden Teilkanälen verschieben, bis sie tatsächlich anBecause the ball touches the channel walls only at two points, which is forced by the fact that the channel walls as a whole narrowing in the direction of insertion are formed, the ball can move in the two sub-channels until it actually stops

diesen insgesamt vier Punkten anliegt. Unabhängig von der Bearbeitung und auch in gewissem Maße von der La£e der Kanäle, wird sich die Kugel also immer diese Vierpunktanlage suchen, & h, sie wird stets die beiden gegenüberliegenden Kanäle in Deckung bringen und damit auch gleichzeitig die beiden anei lander vorbeigleitenden Bauteile exakt und stets an der gleichen Stelle exakt wiederholbar positionieren. Dadurch ergibt sich gleichzeitig ein starrer, jedoch lösbarer Verbund der beiden Bauteile über die in die Kanäle eingeschobenen Kugela Sollte selbst bei einer Vielzahl von Kanälen der Abstand der einzelnen Kanäle voneinander nicht gleichmäßig sein, sich also zwar nicht in jedem Fall die beschriebene Vierpunktanlage der Kugel ergeben, verspannen sich dann doch die einzelnen Kugeln so gegenseitig, daß sich auch dann wieder der beschriebene starre Verbund einstelltthis is a total of four points. Independent of the machining and to a certain extent also the length of the canals, the sphere will therefore always become this Look for the four-point system, & h, it will always bring the two opposite channels into alignment and This means that the two components that slide past each other are also exactly and always on the same one Position the point exactly repeatable. At the same time, this results in a rigid, but detachable bond of the two components via the Kugela inserted into the channels. Should even with a large number of Channels the distance between the individual channels from one another may not be uniform, i.e. not in each of them If the described four-point contact of the ball results, then the individual balls brace themselves so mutually that the rigid connection described is also then established again

In ά<τ Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt. In ein starres Bauteil 1 ist ein Kanal 2 mit gleichbleibender Tiefe fund gleichbleibenden Flankenwinkeln λι und «2 eingefräst. Die Stirnkante des Bauelementes 1 ist unter einem Winkel von 30° abgeschrägt (3). Auf dieser abgeschrägten Kante gleitet ein zweites Bauelement, ebenfalls mit einem cingefrästen Kanal 4. von dem jedoch der Deutlichkeit halber lediglich die Mantellinien des Kanals 4 dargestellt sind. Auch dieser Kanal 4 weist über seine ganze Länge gleichbleibende Flankenwinkel auf. jedoch nimmt seine Tiefe stetig ab, so daß die Böden der Kanäle eine Winkel β von etwa 60", die Oberflächen der beiden Teile jedoch einen Winkel von etwa 90° einschließen. In die Kanäle 2,4 ist eine Kugel 5 eingeschoben, die durch eine Kraft P in Richtung der Winkelhalbierenden (Pfeil 6) des Winkels λ belastet ist Hierdurch legt sich die Kugel 5 an die Kanalwände 7, 8 an und kommt mit ihnen an jeweils zwei Punkten 9,10 in Berührung. Durch diese eindeutigen Berührungs- beziehungsweise Kraftverhältnisse wird eine starre Verbindung zwischen den beiden Bauteile« und damit eine zuverlässige Arretierung herbeigeführt. Je nach der Steilheit der Flankenwinkel αι. a.2 der Kanalwände 7, 8 wird hierbei eine » Selbsthemmung« erzielt, so daß die Arretierung auch gegen große seitliche Druckkräfte beständig ist, oder aber, bei größeren Flankenwhkeln «ι. Λ2 die Arretierung bei einem bestimmten seitlichen Druck durch Herausdrükken der Kugel 5 aus den Kanälen 2.4 aufgehoben wird.In ά <τ drawing an embodiment of the device according to the invention is shown schematically. A channel 2 with constant depth and constant flank angles λ 1 and λ 2 is milled into a rigid component 1. The front edge of the component 1 is beveled at an angle of 30 ° (3). A second component, likewise with a milled channel 4, slides on this beveled edge, of which, however, only the surface lines of the channel 4 are shown for the sake of clarity. This channel 4 also has constant flank angles over its entire length. however, its depth steadily decreases, so that the bottoms of the channels form an angle β of approximately 60 ", but the surfaces of the two parts enclose an angle of approximately 90 °. A ball 5 is inserted into the channels 2, 4, which is guided by a Force P is loaded in the direction of the bisector (arrow 6) of the angle λ As a result, the ball 5 rests against the channel walls 7, 8 and comes into contact with them at two points 9, 10 a rigid connection between the two components "and thus a reliable locking. Depending on the steepness of the flank angles α 1 a.2 of the channel walls 7, 8, a" self-locking "is achieved so that the locking is also resistant to large lateral compressive forces , or else, in the case of larger flank whorls, the locking is released at a certain lateral pressure by pushing the ball 5 out of the channels 2.4.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Device for releasably locking and precisely repeatable positioning of two components sliding past each other, in which the components at the locking point each have a channel running perpendicular to the direction of movement with outwardly diverging walls, whereby a ball touching the channel walls can be inserted into the two opposing channels characterized in that the channel walls (7, 8) as a whole are designed to narrow in the viewing direction (P) , so that the ball (5) only touches the channel walls at two points (9, 10) each.