DE3136472A1 - Spielfreie indexierungs- und verriegelungsvorrichtung - Google Patents

Spielfreie indexierungs- und verriegelungsvorrichtung

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DE3136472A1 DE19813136472 DE3136472A DE3136472A1 DE 3136472 A1 DE3136472 A1 DE 3136472A1 DE 19813136472 DE19813136472 DE 19813136472 DE 3136472 A DE3136472 A DE 3136472A DE 3136472 A1 DE3136472 A1 DE 3136472A1
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    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23Q16/00Equipment for precise positioning of tool or work into particular locations not otherwise provided for
    • B23Q16/02Indexing equipment
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    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20Other details, e.g. assembly with regulating devices
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    • F15B15/261Locking mechanisms using positive interengagement, e.g. balls and grooves, for locking in the end positions

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Description

  • Spielfreie Indexierungs- und
  • Verriegelung sv.orrichtung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verriegelung oder Indexierung eines schwenkbar oder linear geführten Bauteils oder einer Baugruppe, insbesondere bei Werkzeugmaschinen, bestehend aus einer mit dem geführten Bauteil mitbewegten Verzahnung sowie aus einem von außen in die Verzahnung eingreifenden, insbesondere hydraulisch angetriebenen Klemmglied, dessen Vorderseite eine den Zahnflanken angepaßte Oberfläche aufweist.
  • Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise in Verbindung mit einem in der DE-OS 29 o2 421 gezeigten, zentrisch spannenden Schwenkfutter bekannt, bei dem auf dem verlängerten Lagerzapfen einer der schwenkbaren Grundbacken ein Zahnrad oder ein Zahnsegment befestigt ist, das zur Drehung der Grundbacke mit dem seitlichen Zahnstangenprofil eines hydraulisch hin- und herbewegbaren Kolbens in Eingriff steht. Trotz der besonderen Endlagenverriegelung des mit der Linearverzahnung versehenen Antriebskolbens läßt sich dabei das Spiel im gegenseitigen Zahneingriff nicht ausreichend beseitigen, und zwar einfach deshalb nicht, weil auf das für die Kolbenbewegung notwendige Spiel bezüglich des Führungszylinders nicht verzichtet werden kann. Als Abhilfe wird bei der bekannten Lösung ein von außen in die Verzahnung vorschiebbares, hydraulisch angetriebenes Klemmglied benutzt, das in den Abstand zwischen zwei Zähnen des auf dem Bolzen der Grundbacke befestigten Zahnrades eindringt, um: in der jeweiligen Schwenkendstellung der Grundbacke die Verriegelung zu besorgen.
  • Zu diesem Zweck besitzt das bekannte Klemmglied an seinem vorderen Ende zwei voneinander abgewandte Klemmflächen, die in den Abstand zweier benachbarter Zähne eingnifen und sich dort an die gegenüberliegenden Zahnflanken anlegen.
  • Obwohl hierdurch die Klemmung zwar verbessert wird, ist sie dennoch nicht spielfrei, weil wiederum die Führung für das zwischen seiner Eingriffsstellung und Ruhestellung hin- und herbewegbare Klemmglied zwangsläufig nicht ohne Spiel sein kann. Dies Führungsspiel steht unmittelbar zu einer begrenzten Drehung einer als "geklemmt" anzusehenden Grundbacke zur Verfügung, woraus sich im Betrieb Ungenauigkeiten an auf dem Schwenkfutter bzw. auf einem Drehtisch od.dgl.
  • zu bearbeitenden Werkstücken ergeben.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verriegelung, insbesondere für Schwenkbacken in Schwenkfuttern, für Drehtische in Drehmaschinen oder auch für linear verschiebbare Einrichtungen zu schaffen, die sich durch einen einfachen Aufbau und eine automatisch einsetzende, spielbeseitigende Funktion auszeichnet.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Verriegelungsvorrichtung der eingangs bezeichneten Art gelöst durch folgende Merkmale: A) das Klemmglied ist in einer ortsfesten, zur Verzahnung senkrech:en Bohrung geführt; B) ein von der Stirnfläche des Klemmglieds ausgehender Längssch itz unterteilt das vordere Ende des Klemmgliedes in zwei Schenkel; C) der Läng@ schlitz ist durch eine Querbohrung im Klemmglied begrenzt D) die Schekel des Klemmgliedes sind an den einander gegenüberlieginden Seiten dem Flankenprofil der Verzahnung angepaßt, um dazwischen einen vollständigen Zahn aufzunehmen; F) in gekleiimtem Zustand sind die an den entgegengesetzten Zahnflanken anliegenden Schenkel gespreizt, um damit selbsttä-ig den Durchmesser des Klemmglieds zu vergrößern und dessin Spiel innerhalb der Führungsbohrung zu beseitigen Bei diesem Vorschlag wird die mt dem geführten Bauteil fest verbundene Verzahnung zur Vergrößerung der Klemmflächen zweckmäßigerweise mit einem großen Modul ausgeführt. Aufgrund der s:#ch zum Zahnkopf hin verjüngenden Zahnform bei einem Tape::- oder Evolventenprofil der Verzahnung und den entsprechen<t zueinander keilförmig oder etwa keilförmig geneigten Innenflanken der Schenkel des Klemmteils läßt sich das Voi-schieben des Klemmteils nicht nur zur Verriegelung an sich, soltdern vorteilhafterweise auch zur vorhergehenden Indexierung des zu verriegelnden Bauteils benutzen, wobei der Klemmteil über die eine oder andere Innenflanke seiner Schenkeln den Bauteil zunächst in die Indexstellung zieht und danach verriegelt.
  • Wenn der Klemmteil über einen Zahn geschoben wird, weitet sich das ähnlich einer Wäscheklammer geformte gabelförmige Ende auf und beseitigt das in der zylindrischen Führungsbohrung vorhandene Spiel, das zuvor für die Verschiebung des Klemmteils notwendig war. Je stärker der Klemmteil auf den jeweiligen Zahn aufgeschoben wird, desto größer ist der Spreizvorgang und damit die Anlage und Haltekraft des Klemmteils innerhalb seiner Führungsbohrung. Um günstigste Klemmkräfte mit hoher Verriegelungskraft zu erreichen, schlägt die Erfindung steile Flanken und dementsprechend lange Klemmhübe vor.
  • Die sich am Ende des Längsschlitzes quer durch den Klemmteil erstreckende, erweiterte Bohrung ist insofern vorteilhaft, als die damit erzielte Querschnittsverringerung den bis dahin reichenden Schenkeln des Klemmteils eine besser bestimmte und nicht nur auf die vorderen Bereiche der Schenkel beschränkte Spreizbewegung ermöglicht, so daß die das Führungsspiel beseitigende Anlage des aufgespreizten Klemmteils in der Führungsbohrung auf eine größere Bohrungslänge ausgedehnt wird und somit die spezifische Flächenbelastung verringert wird. Obwohl zweckmäßig, ist es jedoch nicht unbedingt notwendig, daß die Symmetrie-Ebene von Längsschlitz und Querbohrung unbedingt durch die Zylinderachse des Klemmteils verläuft.
  • Anstelle einer Verzahnung kann mit dem geführten Bauteil auch ein regelmäßiges Vieleck, insbesondere ein Vierkant, verbunden sein, während die einander^ gegenüberliegenden Flanken der Schenkel des Klemmgliedes in einem Winkel von etwa 900 zueinander stehen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das Vierkantprofil konkav gestaltete Seitenflächen auf, denen ein entsprechend konvexer Verlauf der einander gegenüberliegenden Innenflanken der Schenkel des Klemmgliedes angepaßt ist. Diese Formgebung kommt der erwünschten flachen Steigung entgegen, mit der sich die günstigsten Verriegelungsergebnisse erzielen lassen.
  • Gemäß einer besonderen Weiterbildung der Erfindung kann dem Vierkant ein zusätzlcher Zylinder als Schwenkantrieb zugeordnet sein, der bei jedem Hub eine Kante des Vierkants und damit den geführten Bauteil um nahezu 900 weiterbewegt, während das zeitlich versetzt und entgegen dem Zylinder betätigte Klemmglied vor der Klemmung des Vierkants als Antrieb für dessen Schwenkbewegung bis zur Vervollständigung eines 90° -Schwenkwinkels dient.
  • Ausführungsbeispiele mit weiteren Vorteilen und Merkmalen der Erfindung sind nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 die Anwendung einer erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung für den Schwenkan#triebs eines im Schnitt gezeigten Schwenkfutters und Fig. 2 ebenfalls in schematischer Schnittdarstellung ein Schwenkantrieb in Verbindung mit einer erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung bei einer anderen Ausführungsform eines Schwenkfutters.
  • Entsprechend Fig. 1 ist ein im Futterkörper lo eines Schwenkfutters gelagerter Bolzen 12 einer nicht-gezeigten Schwenkbacke mit e nem Zahnrad 14 fest verbunden, über das die Drehung der Schwenkbacke erfolgt. Das Zahnrad ist in einer zylindrisch n Ausnehmung 16 im Futterkörp-er aufgenommen, die durch einen Zylinder 18 für einen Antriebskolben 20 seitlich an<reschnitten ist. Der Antriebskolben 20 ist seitlich mit eiler Verzahnung 22 versehen, die mit dem Zahnrad 14 ständig in eingriff steht. Der maximale Hub des Arbeitskolbens 20 n den Zylinderraum F1 hinein entspricht einer Drehung des Zahnrades 14 und der Grundbacke 12 von 18o0, wobei an dez Hubenden aufgrund der in den Zylinderraum hineinragenden or sfesten Ansätze 19, die schließlich auch in die Stirnöffnun en 21 des Zylinders eintauchen, zuvor eine Endlagendäm fung stattfindet.
  • Auf die Mit elachse 24 der Verzahnung 14 ist eine Bohrung 26 ausgerichteT, die von der zylindrischen Wand der Ausnehmung 16 ausgeht und ein verschiebbares zylindrisches Klemmglied 28 aufnimmt. D s Klemmglied 28 ist rückwärtig zu einem Kolben 30 erweiter und zu einem Führungsabschnitt 32 verlängert.
  • Der Kolben o ist in einem Zylinder 34 und der Führungsabschnitt 32 n einer erweiterten Bohrung 36 geführt. Die hydraulisch n Steuerleitungen zur wechselseitigen Beaufschlagung der Zylinde. räume F2 und F3 sind nicht eingezeichnet. Das Klemmglied : 8 ist in seiner bestimmten Drehlage dadurch festgelegt, daß ein in den Kolben 30 eingeschraubter, zur Achse paral el verlaufender Paßstift 38 in einer Bohrung 40 im Futterköaper 1o geführt ist.
  • Das vordere Ende des Klemmkörpers 28 ist bei der hier gezeigten Draufsicht gabelförmig ausgeführt, wobei diese Form durch einen Längsschlitz 42 entsteht, der sich bis in eine erweiterte Querbohrung 44 durch den Klemmkörper erstreckt.
  • Die Enden der somit entstehenden beiden Gabelschenkel sind an den einander gegenüberliegenden Flächen dem Zahnflankenprofil der Verzahnung 14 angepaßt, d.h. insoweit ist der Längsschlitz 42 allmählich nach vorn hin aufgeweitet. Zum Zweck der erwünschten hohen Verriegelungskraft werden vorzugsweise großflächige Zahnflanken und entsprechende Anlageflächen am Klemmteil vorgesehen. Die innere Stabilität der Gabelschenkel des Klemmteils wird durch einen großen Durchmesser des Klemmteils begünstigt, was zweckmäßig dazu führt, daß die Gabelschenkel an ihren vorderen äußeren Enden ebenfalls abgeschrägt sind, um ohne weiteres in die Verzahnung des Zahnrades 14 eindringen und ggfs. eine Indexierung vornehmen zu können. Die abgeschrägten Vorderflächen 46 sind auch deshalb zweckmäßlg, weil bei einer sonst im gewissen Umfang verbleibenden Aufweitung der Gabelschenkel die Rückzugsbewegung des Klemmteils erschwert wäre.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform findet folglich die Aufweitung zum Zweck der Spielbeseitigung lediglich innerhalb der zylindrischen Bohrung 26 statt.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 besteht die mit einer Grundbacke eines Schwenkfutters verbundene Verzahnung aus einem Vierkant 50, der auf dem z.B. mit Hilfe von Nasenkeilstangen verschiebbaren Backenbolzen 52 drehbar gelagert ist.
  • Der Vierkant besitzt konkave Seitenwände 54, so daß auch hier vier zugespitzte Zähne 56 entstehen. Den konkaven Flanken der Zähne 56 sind konvexe Innenflanken der beiden Schenkel 58 eines Klemmgliedes 60 zugeordnet, das dem Klemmglied 28 in Fig. 1 prinzipiell ähnlich ist. Das über einen rückwärtigen Kolben und Zylinder hydraulisch betätigte Klemmglied 60 ist durch eine in eine Längsnut 62 eingreifende Schraube 64 gegen Verdrehung gesichert.
  • Während der in Fig. 1 dargestellte Schwenkantrieb für eine Schwenkbewegung von 1800 hin und zurück ausgelegt ist, ist entsprechend Fig. 2 eine fortgesetzte Schwenkbewegung in einer Drehrichtung möglich. Zu diesem Zweck ist dem Vierkant als Schwenkantrieb ein weiterer hydraulisch betätigter Kolbenstößel 68 zugeordnet, der von einem rückwärtigen Kolben in einem Zylinder aus betätigt wird und mit seinem vorderen Stößel jeweils einen Zahn 56 des Vierkants mitnimmt, um diesen um nahezu 900 weiterzubewegen. Während dieser Hubbewegung ist der Vierkant So selbstverständlich entriegelt bzw. ist das Klemmglied 60 zurückgezogen. Da eine vollständige 9o0-Bewegung mit Hilfe des Kolbenstößels 68 nicht möglich ist, wird das Klemmglied 60 zur vollständigen Indexierung ausgenutzt, indem beim Vorschieben des Klemmgliedes sich dessen vordere Klemmzange über einen entsprechenden Zahn 56 legt und dessen restliche Bewegung bis zur Vervollständigung der 9o°-Schwenkung vollzieht.
  • Ungeachtet der beschriebenen Ausführungsformen läßt sich die Erfindung vielseitig anwenden, z.B. auch bei der Indexierung und Klemmung von Drehtischen in Drehmaschinen oder aber auch bei beliebigen linear verschiebbaren Einrichtungen.

Claims (8)

  1. Patentansprüche 1. Vorrichtung zur Verriegelung eines schwenkbar oder linear geführten Bauteils oder einer Baugruppe, insbesondere zur Indexierung bei Werkzeugmaschinen, bestehend aus einer mit dem geführten Bauteil mitbewegten Verzahnung sowie aus einem von außen in die Verzahnung einfahrbaren, insbesondere hydraulisch angetriebenen Klemmglied, dessen Vorderseite den Zahnflanken angepaßte Oberflächen aufweist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: A) das Klemmglied ist in einer ortsfesten, zur Verzahnungsachse senkrechten Bohrung (26) geführt; B) ein von der Stirnfläche des Klemmglieds ausgehender Längsschlitz (42), dessen Ebene zur Verzahnungsachse parallel verläuft, unterteilt das vordere Ende des Klemmgliedes (28) in zwei Schenkel; C) der Längsschlitz (42) ist durch eine Querbohrung (44) im Klemmglied begrenzt; D) die Schenkel des Klemmgliedes sind an den einander gegenüberliegenden Seiten (46) dem Flankenprofil der Verzahnung (14) angepaßt, um dazwischen einen vollständigen Zahn aufzunehmen; E) in geklemmtem Zustand sind die an den entgegengesetzten Zahnflanken anliegenden Schenkel gespreizt, um damit selbsttätig den Durchmesser des Klemmglieds zu vergrößern und dessen Führungsspiel innerhalb der Führungsbohrung (26) zu beseitigen.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem geführten Bauteil mitbewegte Verzahnung aus einem Zahnrad, insbesondere niedriger Zähnezahl besteht.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem geführten Bauteil mitbewegte Verzahnung aus einem regelmäßigen Vieleck, insbesondere einem Vierkant besteht und dementsprechend die einander gegenüberliegenden Seiten (46) der Schenkel des Klemmgliedes miteinander einen Winkel von etwa 900 bilden.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Vierkantprofil konkav gestaltete Seitenflächen aufweist, deren Form ein entsprechend konvexer Verlauf der einander gegenüberliegenden Seiten der Schenkel des Klemmgliedes angepaßt ist (Fig. 2).
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Vierkant ein zusätzlicher Zylinder als Schwenkantrieb zugeordnet ist, der bei jedem Hub eine Kante des Vierkants und damit den geführten Bauteil um nahezu 900 weiterbewegt, während das zeitlich versetzt und entgegen dem Zylinder betätigte Klemmglied vor der Klemmung des Vierkants als Antrieb für dessen Restbewegung bis zur Vervollständigung eines 90°-Schwenkwinkels dient.
  6. 6. Vorr chtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmglied durch eine Nut und Feder-Kupplung mit dem umgebenden Gehäuse gegen Verdrehung gesichert ist.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsschlitz (42) das vordere Ende des Klemmgliedes in zwei zueinander symmetrische Schenkel unterteilt.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbohrung (26) für das Klemmglied (28) in einer Wand einer die Verzahnung umgebenden Ausnehmung mUndet.
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DE2902421A1 (de) * 1979-01-23 1980-07-24 Blessing Wilhelm Fa Schwenkfutter fuer drehmaschinen

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