DE2242356A1 - Feinverstellbares praezisionsgesperre - Google Patents

Description

• Feinverstellbares Präzisionsgesperre Die Erfindung betrifft ein Gesperre zur Klemmung oder Sperrung zweier relativ zueinander beweglicher Teile.
• Bei den bisher bekanntgewordenen Einrichtungen dieser Art wird die Lage des zu klemmenden Teiles bei der Arretierung in undefinierter Weise geringfügig verändert-. Außerdem haben die üblichen Arretierungen auch noch eine gewisse Hysterese. Aus diesen Gründen sind die. mit diesen bekannten Einrichtungen durchgeführten Klemmungen nur in gewissen Grenzen reproduzierbar.
• Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beseitigen und eine mit großer Genauigkeit reproduzierbare Klemmung zu schaffen.
• Erreicht wird dies nach der Erfindung durch eine Klemmeinrichtung, bei der -tibliche Klemm- oder Rastsysteme mit einer zusätzlichen kinematischen Hebelübersetzung zur Feineinstellung ausgerüst'et sind> wobei die Klemmung und Feineinstellung von den gleichen Betätigungs- und Führungselementen durchgeführt wird.
• Die Erfindung sei nun an Hand der in Fig. la bis 2 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Fig. la bis id ist eine Einrichtung nach der Erfindung in verschiedenen Funktionsstellungen aufgezeichnet.
• Mit 1 und 2 sind die miteinander zu klemmenden Teile bezeichnet, von denen beispielsweise das Teil 1 fest, das Teil 2 in Richtung des Teiles 1 beweglich angeordnet sei.
• Das Teil 1 weist ein V-Lager 3 auf, in dem ein Hebel 4 drehbar gelagert ist. Der Hebel 4 trägt an seinem vorderen Ende über einen Verbindungsschaft ein kugelförmiges Rastelement 5 und steht unter dem Zug einer Spiralfeder 6. Ferner ist am vorderen Teil des Hebels 4 eine Blattfeder 7 befestigt. Am Teil 1 ist ferner eine mit dem Antrieb 8, hier als Elektromotor ausgebildet, verbundene Gewindespindel 9 um ihre Achse A drehbar gelagert. Die Spindel 9 führt eine gegen Verdrehungen gesicherte Mutter 10, welche einen Nocken 11 aufweist, an dem das hintere Ende der Feder 7 anliegt. Das Teil 2 weist eine V-förmige Nut 12 auf, in die das Rastelement 5 beim Klemmvorgang einrasten kann um eine formschlUssige Postionierung zu erreichen.
• Im Teil 2 befinden sich ferner die Spulensysteme 13 eines lage-und richtungsempfindlichen induktiven Gebers, beispielsweise eines Differentialumformers, dessen Kern 14 mit dem Teil 1 verbunden ist. Es werden Gebersysteme 13, 14 verwendet, die eine definierte Nullage aufweisen, d.h. in einer bestimmten Relativlage von Kern 14 und Spulensystem 13 wird der Ausgang des Gebersystemes stromlos, während sich in den Lagen davor und dahinter die Stromrichtung umkehrt.
• Die V-Nut 12 ist nun so justiert, daß sich das bewegte Teil 2 wenige um vor der Sollklemmstelle, die durch die Nullage des Gebersystemes 13, 14 gegeben ist, befindet. Das Gebersystem 13, 14 wird in an sich bekannter Weise zur Steuerung des Antriebes 8 herangezogen und zwar derart, daß der Antrieb 8 bei der Nullage des Gebersystemes 13, 14 zum Stillstand kommt, während er sich kurz vor dieser Lage in der einen Richtung und kurz danach in der entgegengesetzten Richtung dreht.
• In der in Fig. la dargestellten Lage ist die Klemmung gelöst, und das System l), 14 kann zur Messung der Relativlage von 1 und 2 herangezogen werden.
• Sollen nun durch-einen Befehl"Klemmen" 1 und 2 gegeneinander geklemmt werden, wird der Motor 8 und damit die Spindel 9 zunächst solange vorzeichenrichtig angetrieben, bis das Rastelement 5 unter dem Zug der Feder 6 in der V-Nut 12 eingerastet hat. Nun befindet sich, wie in Fig. ib dargestellt'das Teil 2 in unmittelbarer Nähe der Sollklemmstelle, die durch die Nullage des Gebersystems 13, 14 gegeben ist. In dieser Lage übernimmt die weitere Steuerung des Motors das Gebersystem 13, 14. Es steuert den Motor 8 und damit die Gewindespindel 9 und die Mutter 10 noch weiter nach oben, was eine Durchbiegung der Feder 7 bewirkt.
• Die beim Weiterdrehen der Gewindespindel über die Klemmlage lb auftretende Spannkraft der Feder 7 führt auch zu einer elastischen Durchbiegung des Hebels 4 an seinem Verbindungsschaft zur Rastkugel 5. Dadurch kann - wie in Fig. Ic gezeigt - die örtliche Lage der Klemmstelle mit einer einfachen kinematisch-elastischen Hebelübersetzung ohne zusätzliche Betätigungs- oder F-ührungselemente fein verstellt werden.
• Die Regelung der Feinverstellung erfolgt solange, bis die Nulllage des Gebersystemes 13, 14 erreicht ist.
• Auch bei der Einwirkung äußerer Kräfte regelt diese aktive Klemmung bis zu einem gewissen Punkt. Bei großen von außen angreifenden Kräften wird die Klemmung durch Abgleiten des Rastelementes 5 an der schiefen Ebene der V-Nut 12, wie in Fig. id dargestellt ist, gelöst. Beim Nachlassen der Außenkräfte steuert das Gebersystem 13, 14 wieder automatisch in die Sollklemmstellung ein.
• In der Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt, bei dem der Hub der Feder 7 über eine Nockenscheibe 15 vollzogen wird. Die übrigen gleichbleibenden Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen.
• Die Nockenscheibe kann entweder, wie anhand der Fig. 1 bereits beschrieben wurde, über einen vom Gebersystem 13, 14 gesteuerten Antrieb oder aber auch von Hand eingestellt werden, wobei das Gebersystem 13, 14 dann lediglich zur Anzeige des Abstandes von der Sollklemmstellung benutzt wird.
• Selbstverständlich ist die Erfindung keineswegs auf die hier dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern es lassen sich noch im Rahmen des Erfindungsgedankens andere Arten von form- oder kraftschlüssigen Gesperren bzw. kinematischen Hebelübersetzungen oder Getrieben verwenden. Ebenso könnte die elastische Federkinematik, durch mehrere gelenkig miteinander verbundene Kinematikhebel ersetzt werden. Auch ist es möglich, mehrere Klemmeinrichtungen dieser Art einzeln oder gemeinsam zur Klemmung der Bewegungsrichtungen von ebenen oder räumlichen Systemen von Geradführungen, wie z.B. Kreuzschlitten, zu verwenden. Hierdurch läßt sich beispielsweise der geometrische Nullpunkt eines ebenen oder räumlichen Führungssystemes sehr genau reproduzierbar einstellen. Durch Kopplung der Klemmsysteme mit den genannten induktiven Gebersystemen läßt sich dieser Vorgang auch automatisieren.

Claims (5)

Patentansprüche

1. Feinverstellbares Präzisionsgesperre für zwei relativ zueinander bewegliche Teile, gekennzeichnet durch die Verbindung des Gesperres mit einer kinematischen Hebelübersetzung zur Feineinstellung der Klemm- oder Sperrstellung und die gleichzeitige Verwendung der Betätigungs- und Führungselemente für Klemmung oder Sperrung und Feineinstellung.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß lage- und richtungsempfindliche Gebersysteme zur Anzeige der Lage gegenüber der Sollklemmstellung vorgesehen sind.

3. Einrichtung nach Anspruch. 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebersysteme zur Steuerung der Feineinstellung herangezogen werden, wobei die relativ zueinander beweglichen Teile in die Sollklemmstellung automatisch her eingeführt werden.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen in einem Teil (1) drehbar gelagerten Hebel (4) der mit einer Feder (7) verbunden ist, deren in Abhängigkeit von der gegenseitigen Lage der gegeneinander verschiebbaren-Teile (1,2) veränderliche elastische Verformungen zur Feineinstellung verwendet werden.

5. Einrichtung nach Anspruch.l, gekennzeichnet durch die mehrfache Verwendung bei ebenen oder räumlichen Führungssystemen.