DE4112461C1 - Clamp or adjuster with hydraulically actuated diaphragm - which is formed by bottom of steel diaphragm body, while force transfer rod ends abut opposite body wall - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Klemm- und/oder Verstellelement mit einer hydraulisch beaufschlagbaren Membran insbesondere zum lagegenauen Positionieren von Gegenständen.

Bei einem bekannten Element der vorstehenden Art wird die Membran von der oberen Wand eines Gummikissens gebildet, das aus einem gewebearmierten Schlauchabschnitt besteht, des­ sen Enden durch Klemmelemente fest gegeneinander gepreßt sind. Die Gummimembran stützt sich bei diesem Element über eine Anlageplatte aus Stahl gegen den festzuklemmenden bzw. hinsichtlich seiner Lage zu verstellenden Gegenstand ab. Die bekannte Konstruktion vermag insofern nicht voll zu befrie­ digen, als der Festigkeit und Steifigkeit des Gummikissens Grenzen gesetzt sind und die auszuführenden Verstellbewegungen in unerwünschtem Maße hysteresebehaftet sind.

Ähnlich aufgebaute, nur zum Klemmen genutzte Elemente sind aus der FR 24 92 911 und der CH 6 68 461 bekannt, wobei im ersten Fall zum Festklemmen mit aufblasbaren Bälgen aus flexi­ blem Material gearbeitet wird, während im zweiten Fall die metallische Wand eines Lagers oder einer Hohlwelle unter der Einwirkung eines Druckmediums entweder gegen das jeweils fest­ zuklemmende Bauteil gepreßt oder von ihm abgehoben wird. Be­ kannt sind schließlich aus der CH 24 38 89 Klemmbacken für einen Schraubstock, bei dem jede Backe mit jeweils einer Reihe von in zylindrischen Bohrungen geführten, hydraulisch beauf­ schlagbaren Kolben versehen ist, die sich in gewissen Grenzen an die Form des jeweils anzuspannenden Werkzeuges anpassen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Klemm- und/oder Verstellelement der in Betracht gezogenen Art zu schaffen, das bei großer Festigkeit und Steifigkeit weitgehend hysterese­ und gleitreibungsfreie Verstellbewegungen im µm-Bereich zuläßt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Membran vom Boden eines aus Stahl bestehenden Membrankörpers gebildet ist und gegen die der Membran gegenüberliegende Wand die einen Enden von zur Kraftübertragung dienenden, paketartig angeordneten Stäben anliegen, deren sich gegenüberliegende Enden die Form von Kugelabschnitten haben.

Mit dem erfindungsgemäßen Klemm- und/oder Verstellelement lassen sich einerseits extrem hohe Klemmkräfte aufbringen und sind andererseits gleitreibungs- und praktisch hysteresefreie Ver­ stellbewegungen festzuklemmender Gegenstände im µm-Bereich möglich.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachstehenden Be­ schreibung eines in der beigefügten Zeichnung dargestell­ ten bevorzugten Ausführungsbeispiels. Es zeigen:

Fig. 1 die Draufsicht auf ein Klemm- und/oder Verstell­ element,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 die Seitenansicht eines einzelnen für ein Klemm­ und/oder Verstellelement gemäß den Fig. 1 und 2 bestimmten Stabes,

Fig. 4 die Draufsicht auf den Stab gemäß Fig. 3,

Fig. 5 die Seitenansicht eines zylindrischen Stabes und

Fig. 6 die Draufsicht auf den Stab gemäß Fig. 5.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Klemm- und/oder Verstell­ element dsrgestellt, das zum genauen Positionieren und Fixieren von Räumwerkzeugen in Räummaschinen dient. Es besitzt einen gehäuseartigen Membrankörper 1, der aus einem Außenteil 2 und einem durch eine umlaufende Schweißnaht 3 mit diesem verbundenen Innenteil 4 aus Stahl besteht. In den vom Außenteil 2 und dem Innenteil 4 begrenzten Hohlraum 5 kann über einen Kanal 6 ein weit­ gehend inkompressibles Medium, vorzugsweise Öl, gepreßt werden. Um den für das Medium zur Verfügung stehenden Raum im Sinne einer Erhöhung der Steifigkeit des Elemen­ tes klein zu halten, wird der Hohlraum 5 weitgehend durch einen Volumenreduzierungskörper 7 ausgefüllt, der ebenfalls aus Stahl besteht. Während die Seitenwände des Hohlraumes 5 einen umlaufenden, flexiblen Wulst 8 und sein Boden 9 eine ebenfalls weitgehend flexible An­ lageplatte bilden, formt die dem Boden 9 gegenüberliegende Wand 10 des Hohlraumes 5 zusammen mit einem umlaufenden Kragen 11 des Innenteiles 4 eine Aufnahme 12 für eine Vielzahl von paketartig angeordneten Stäben 13, deren sich gegenüberliegende Enden 14 und 15 die Form von Kugelabschnitten haben, wobei der Radius r der den Kugelabschitten entsprechenden Kugel gleich der halben Länge l des Stabes ist. Die Stäbe 13 haben vorzugsweise einen quadratischen Querschnitt mit abgerundeten Ecken (vgl. Fig. 3 und 4). In Betracht kommt aber auch die Verwendung von Stäben 16 mit kreisförmigem Querschnitt (vgl. Fig. 5 und 6).

Um geringe Schwenkbewegungen der Stäbe 13 des Stabpake­ tes um eine quer zur Längsachse der Stäbe verlaufende Achse zu ermöglichen, herrscht zwischen dem Stabpaket und der seitlichen Begrenzung der Aufnahme 12 ein leich­ tes Spiel. Ein umlaufender Moosgummiring 17 verhindert bei der Handhabung des Elementes ein Herausfallen der Stäbe 13 aus der Aufnahme 12 bzw. dem Membrankörper 1. Es versteht sich, daß die Stäbe 13 des Stabpaketes leicht über den oberen Rand des Außenteiles 2 des Mem­ brankörpers 1 vorstehen.

Das beschriebene Klemm- und/oder Verstellelement ermög­ licht sehr genaue Positionierungen von Bauteilen im µm-Bereich. Wie eingangs bereits erwähnt, eignen sie sich im besonderen Maße für die Justierung von Werkzeugen, die bei Fertigungsverfahren zum Einsatz gelangen, bei denen auf eine sehr große Maßgenauigkeit der herzustel­ lenden Werkstücke Wert gelegt wird. Um die jeweils er­ forderlichen Positionierungen vornehmen zu können, be­ nötigt man dabei jeweils mehrere Klemm- und/oder Ver­ stellelemente, von denen einige normal und andere tangential zum zu verstellenden Bauteil anzuordnen sind.

Claims (12)

1. Klemm- und/oder Verstellelement mit einer hydraulisch beauf­ schlagbaren Membran insbesondere zum lagegenauen Positionie­ ren von Gegenständen, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran vom Boden (9) eines aus Stahl bestehenden Membrankörpers (1) gebildet ist und gegen die der Membran gegenüberliegende Wand (10) die einen Enden (15) von zur Kraftübertragung dienenden, paketartig angeordneten Stäben (13) anliegen, deren sich gegenüberliegende Enden (14, 15) die Form von Kugelabschnitten haben.

2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Radius (r) der den Kugelabschnitten ent­ sprechenden Kugel gleich der halben Länge (l) der Stäbe (13) ist.

3. Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Länge (l) der Stäbe (13) gleich ihrer drei- bis vierfachen Dicke (a; d) ist.

4. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Stäbe (13) einen qua­ dratischen Querschnitt mit abgerundeten Ecken aufweisen.

5. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Stäbe (16) einen kreis­ förmigen Querschnitt haben.

6. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das aus den Stäben (13) gebildete Paket eine im wesentlichen quadratische oder rechteckige Kontur hat.

7. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Stäbe (13) mit ihrem einen Ende mit Spiel in einer Aufnahme (12) des Membran­ körpers (1) angeordnet sind.

8. Element nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß das Stabpaket durch einen Gummiring (17) in der Aufnahme (12) des Membrankörpers (1) gehalten wird.

9. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Stäbe (13) aus Stahl bestehen.

10. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Membrankörper (1) aus zwei im zusammengesteckten Zustand durch eine Schweißnaht (3) miteinander verbundenen Teilen (2; 4) besteht.

11. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Membrankörper (1) einen elastisch deformierbaren umlaufenden Wulst (8) aufweist.

12. Element nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Hohlraum (5) des Membran­ körpers (1) weitgehend durch einen Volumenreduzierungs­ körper (7) ausgefüllt ist.