DE2848283B2 - Feststellbare Drehlagerung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine feststellbare Drehlagerung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Solche feststellbaren Drehlagerungen finden beispielsweise im Zusammenhang mit schwenkbaren Werkzeugträgern oder Werkzeugtischen Verwendung. Das schwenkbare Maschinenelement muß dabei in einer genau vorgegebenen Winkelposition gegenüber dem feststehenden Maschinenelement arretierbar sein. Allgemein gebrächlich für diesen Zweck sind Spannzangen der verschiedensten Konstruktionen, die durch Schrauben, Exzenterhebel oder dergleichen zusammengepreßt oder auseinandergespreizt werden. Hieran ist nachteilig, daß sich während der Arretierung häufig die vorher eingestellte Winkeljustierung des einen Maschinenelementes gegenüber dem anderen ändert und zwar wegen des zum Eindrehen der Spannschrauben aufzubringenden Drehmomentes und/oder infolge der ungleichmäßigen Verteilung der Flächenpressung über die jeweils gegeneinandergedrückten Flächen, die zu örtlich unterschiedlichen Verformungen führt, durch die die eingestellte Winkelposition verändert wird.

Eine feststellbare Drehlagerung gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 ist aus der FR-PS 09 430 bekannt. Hierbei wird jedoch der Drehzapfen in seinem Zapfenlager ausschließlich durch radiale Kräfte festgeklemmt. Dies hat zwangsläufig die Entstehung einer axialen Kraftkomponente zur Folge, die bestrebt ist, die gegeneinander zu arretierenden Maschinenelemente in axialer Richtung auseinanderzutreiben.

Aus der US-PS 27 12 248 ist weiterhin ein drehbarer Werkstücktisch bekannt, der sich gegenüber einem feststehenden Maschinentisch arretieren läßt Hierzu werden entsprechende Reibflächen durch eine axial wirkende Kraft gegeneinandergepreßt-, die ein hydraulisch betätigter, kompliziert geformter und abzudichtender Kolben erzeugt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehlagerung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die bei einfacher, nichtsdestoweniger präziser Konstruktion eine sehr wirksame Feststellung der zwei Maschinenelemente ohne Rückwirkung auf deren winkelmäßige Ausrichtung erlaubt

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst Die Lösung beruht darauf, mittels radial aufgebrachter Kräfte eine axiale und radiale Klemmung zu erzeugen.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.

In der Zeichnung ist die Drehlagerung nach der Erfindung in einigen Ausführungsbelspielen schematisch dargestellt Es zeigt

Fig. 1 eine Drehlagerung gemäß der Erfindung, bei der die rotationssymmetrischen Teile kegelstumpfförmig sind,

F i g. 2,3 und 4 andere Ausführungsformen, bei denen die rotationssymmetrischen Teile einen zylindrischen Abschnitt und einen konischen Abschnitt aufweisen, wodurch die Führungs- und Festlegefunktion getrennt werden.

in Die Ausführungsform gemäß F i g. 1 besteht aus zwei Maschinenelemente^ die gegeneinander um eine gemeinsame Achse verdrehbar sind. Eines der Elemente besteht aus einer Platte A, die kraftschlüssig mit einem Rahmen C₁ beispielsweise dem Fuß einer Spannplatte, eines Arbeitstisches oder dergleichen verbunden ist und ein kegelförmiges Zapfenlager aufweist, dessen große Basisfläche dem Rahmen C zugewandt ist. Das andere Element D, das im Ausführungsbeispiel das schwenkbare ist, weist einen konischen Drehzapfen B auf, der in das Zapfenlager in der Platte A paßt und fest mit dem schwenkbaren Element D verbunden ist.

Hinter der Umfangsfläche des Zapfenlagers in der Platte A befindet sich eine Arbeitskammer 1, die über einen Ka:ial 2 mit einem Druckzylinder 3 in Verbindung steht, der eine Dichtung 4 und einen Druckkolben 5 enthält. Die Arbeitskammer sowie der Kanal und der Druckzylinder sind mit Hydraulikmedium gefüllt. Wenn der Druckkolben 5 in der Zeichnung nach links, also in Richtung auf die Arbeitskammer bewegt wird, wird auf den als flexible Wand 6 ausgebildeten Teil der Umfangsfläche durch das Hydraulikmedium eine Kraft ausgeübt, die gleich ist der auf den Druckkolben einwirkenden Kraft, multipliziert mit dem Quotienten aus der Fläche der flexiblen Wand 6 und der Querschnittsfläche des Druckkolbens. Dieser Quotient kann gleich 100 oder mehr sein.

Die flexible Wand 6 wird dadurch gegen die Umfangsfläche e des Zapfens B bedrückt, wodurch eine Reibungskraft erzeugt wird, die proportional zu der von außen wirkenden Kraft und dem genannten Flächenquotienten ist. Da die gegeneinander gepreßten Flächen konisch sind, entsteht eine Kraftkomponente in axialer Richtung, die die Stirnfläche a der Platte A gegen die komplementäre Fläche c/des schwenkbaren Elementes D preßt. Das schwenkbare Element wird dadurch mit großem Druck gegen die Platte A gepreßt, wodurch eine weitere Reibungskraft zwischen den Flächen a und d entsteht, die zur Arretierung des schwenkbaren

Maschinenelementes D gegenüber dem Rahmen C beiträgt.

Da die Kraft pro Flächeneinheit, mit der die Wand 6 und die Umfangsfläche e gegeneinandergepreßt werden, im wesentlichen über die Rächen konstant ist und da nur eine relativ geringe Kraft auf den Kolben 5 ausgeübt werden muß, können die beiden Elemente sehr fest miteinander verbunden werde: ι, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Winkeljustierung gestört wird.

Die Ausführungsform gemäß Fig.2 weicht von derjenigen der F i g. 1 nur insofern ab, als der Drehzapfen und das Zapfenlager nur über einen gewissen Axialabschnitt konisch sind. Die übrigen Teile des Zapfens und des Lagers sind zylindrisch. Die Festlegefunktion, die zwischen den konischen Flächen stattfindet, ist auf diese Weise von der Führungsfunktion, die durch die zylindrischen Teile übernommen wird, getrennt

Die Ausführungsform gemäß Fig.3 unterscheidet sich von denjenigen der F i g. 1 und 2 in zweierlei Hinsicht. Erstens ist die Festlegefunktion, wie bereits in Fig.2, von der Führungsfunktion getrennt Dies wird gemäß dem Ausführungsbeispiel der F i g. 3 abweichend von dem der Fig.2 dadurch erreicht, daß der Drehzapfen B einen zylindrischen Führungszapfen 7 aufweist, der in eine zylindrische Lagerbohrung in dem Rahmen C paßt Der Führungszapfen 7 sowie die Lagerbohrung, in die er paßt, sind selbstverständlich zentrisch zu der gemeinsamen Drehachse der Maschinenelemente. Der zweite Unterschied des Ausführungsbeispieles der Fig.3 gegenüber den Ausführungsbeispielen der F i g. 1 und 2 liegt in der Ausgestaltung der Arbeitskammer. Gemäß Fig.3 ist nämlich nur deren felxible Wand 6 konisch, während die gegenüberliegende Wand der Arbeitskammer zylindrisch ist. Hierdurch werden bessere Voraussetzungen für eine kräftige Verschweißung 8 sowie die Möglichkeit erzielt, die Schweißnaht außerhalb derjenigen Flächen anzubringen, die miteinander im Eingriff stehen oder gegeneinander gleiten sollen.

In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die hydraulische Arbeitskammer 1 und das mit ihr zusammenwirkende Hydrauliksystem 2 bis 5 in der Platte A, angeordnet, in der sich das konische Zapfenlager befindet Die Arbeitskammer kann aber auch innerhalb des Zapfens B angeordnet und an ein Hydrauliksystem angeschlossen werden.

Ebenso kann der Drehzapfen auf dem Rahmen oder Arbeitstisch angeordnet werden, während das schwenkbare Maschinenelement das Zapfenlager aufweist Ein solches Ausführungsbeispiel ist in F i g. 4 dargestellt Die Arbeitskammer und das mit ihr verbundene Hydrauliksystem sind in dem feststehenden Drehzapfen B untergebracht Das schwenkbare Element D kann beispielsweise als Werkzeugträger dienen.

Bedingung für die wirksame Arretierung ist daß das Hydrauliksystem absolut dicht ist Hierzu ist es zweckmäßig, den in dem Druckzylinder arbeitenden Kolben mit einer Dichtung auszurüsten, wie sie in der schwedischen Patentanmeldung Nr. 77 08 034-9 vom 11. Juli 1977 beschrieben ist Eine solche Dichtung enthält einen O-Ring, der in einer Ringnut des Kolbens sitzt und diesen gegen die Zylinderwand abdichtet Die Dichtung besteht ferner aus einer kompressiblen Scheibe, die auf das Innenende des Kolbens paßt und geringes Spiel zur Zy.'inderwandung aufweist Bei geringen Drücken besorgt der O-Ring die Abdichtung. Bei höheren Drücken versagt der O Ring, weil er weich sein muß, um die Dichtigkeit bei niedrigen Drücken zu gewährleisten. Bei solchen Drücken, bei denen der O-Ring nicht mehr ausreichend dichtet, wird die kompressible Scheibe axial soweit zusammengedrückt, daß das radiale Spiel 2ur Zylinderwandung verschwindet, wodurch die O-Ring-Dichtung entlastet wird und die Scheibe die Abdichtung übernimmt.

Zwischen dem Kolben und dem Zylinder besteht eine Gewindeverbindung, so daß der Kolben durch Drehung von Hand axial verschoben werden kann.

Wie erwähnt, muiJ die Arbeitskammer dicht sein; die flexible Wand C sollte daher einstückig mit den anderen Wänden der Kammer sein, die wiederum aus einem Stück bestehen sollte. Die Kammer besteht aus einer runden Aussparung in dem das Lager umgebenden Material oder aus einer Aussparung in dem Zapfen und aus einer Deckplatte, die an die Ränder der Aussparung angeschweißt ist. Die Kammerwände können aus Stahl bestehen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Feststellbare Drehlagerung mit zwei Maschinenelementen, von denen eines einen koaxial zur Drehachse liegenden Drehzapfen und das andere ein den Drehzapfen aufnehmendes Zapfenlager aufweist, wobei die komplementären Umfangsflächen des Drehzapfens und des Zapfenlagers mindestens in einem axialen Abschnitt konisch sind, und mit einer mit einer hydraulischen Druckquelle verbundenen Arbeitskammer hinter mindestens einer der konischen Umfangsflächen, die eine flexible Wand der Arbeitskammer bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzapfen (D, B) eine Stirnfläche aufweist, die durch Druckbeaufschlagung der flexiblen Wand (6) der Arbeitskammer (1) axial gegen eine komplementäre Fläche des Zapfenlagers (A, (^spannbar ist.

2. Drehiagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzapfen (D, B) an seiner Stirnfläche einen kleinen Führungszapfen (7) hat, der in einer Lagerbohrung des Zapfenlagers sitzt.

3. Drehlagerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche des Drehzapfens (D, B) und die dazu komplementäre Fläche des Zapfenlagers (A, C) rotationssymmetrisch und konisch sind.

4. Drehlagerung nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche des Drehzapfens (D, B) und die dazu komplementäre Fläche des Zapfenlagers (A, C) in einer zur gemeinsamen Drehachse senkrechten Ebene liegen.