DE9303995U1

DE9303995U1 - Klemmvorrichtung für Linearführungen

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Publication number: DE9303995U1
Application number: DE9303995U
Authority: DE
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1992-11-25
Filing date: 1993-03-18
Publication date: 1993-05-06
Anticipated expiration: 2003-03-19

Description

INA Wälzlager Schaeffler KG, Industriestr. 1-3

8522 Herzogenaurach

ANR 17 17 332

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Klemmvorrichtung für Linearführungen

Die Erfindung betrifft eine Klemmvorrichtung für einen entlang einer Führungsschiene verschiebbaren Führungswagen, an dem ein der waagerechten Oberseite der Führungsschiene benachbarter Grundkörper befestigt ist, in welchem zwei von einem drehbaren Antriebsorgan gegenläufig bewegbare Klemmelemente gelagert sind und mit Wälzkörperlaufbahnen oder diesen benachbarten Flächen zusammenwirken, welche sich an den beiden voneinander abgewandten Seitenflächen der Führungsschiene befinden.

Aus dem DE-GM 89 04 334 ist eine solche Klemmvorrichtung bekannt. Die beiden Klemmelemente sind dort oberhalb der Führungsschiene in einem Gelenk mit zur Führungsschiene paralleler Achse gegeneinander verschwenkbar gelagert. Sie weisen oberhalb der Führungsschiene und quer zur dieser verlaufend eine Bohrung und eine dazu fluchtende Gewindebohrung auf, in welche eine gemeinsame Schraubenspindel eingesteckt und teilweise eingeschraubt ist, die mit einem an einem ihrer Enden befestigten Handgriff verdreht werden kann. Durch Verschwenken des Handgriffs werden die beiden Klemmelemente um das gemeinsame Gelenk geschwenkt und üben somit jeweils eine Kreisbewegung aus. Diese wirkt auch zurück auf die Spindel, die sich dann beim Spannvorgang in einem geringen Maße verbiegen muß. Außer der eigentlichen für die Klemmung aufzubringenden Spannkraft muß also auch noch die bei der Verbiegung der Spindel entstehende Biegekraft von dem Antriebsorgan eingeleitet werden.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klemmvorrichtung für einen Führungswagen zu schaffen, mit der der Wagen in beliebigen Stellungen an der Führungsschiene auf einfache Weise festlegbar ist, ohne daß dabei die Klemmkräfte auf die Führung des Wagens zurückwirken. Es soll also eine Verlagerung des Führungswagens in Bezug auf die Führungsschiene bei dem Klemmvorgang auf jeden Fall vermieden werden, um beispielsweise beim Einsatz der Klemmvorrichtung in einer Werkzeugmaschine eine genaue Positionierung eines auf dem Wagen befestigten Werkstücks einhalten zu können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Antriebsorgan eine der Oberseite der Führungsschiene benachbarte drehbare Klemmscheibe aufweist, deren senkrechte Drehachse zwischen den Klemmelementen hindurch verläuft und die über achsparallele Lagerzapfen auf die Klemmelemente einwirkt. Dabei kann die Klemmscheibe einen axial abstehenden Lagerzapfen aufweisen, über den sie in einer Bohrung des Grundkörpers drehbar gelagert ist. Die Klemmelemente sind dann in dem Grundkörper einzeln beweglich angeordnet, wobei eine Schwenkbewegung um eine gemeinsame Gelenkachse nicht erfolgt. Die bei der Klemmung auftretenden Reaktionskräfte werden von der ortsfesten Lagerstelle des Grundkörpers für die Klemmscheibe aufgenommen.

Das Antriebsorgan kann als Handhebel ausgebildet sein, der an der Klemmscheibe im Bereich von deren Drehachse befestigt ist. Auf diese Weise wird eine manuelle Klemmkrafteinleitung durchgeführt. Es ist aber auch möglich, daß das Antriebsorgan motorisch betätigt wird. Schließlich kann das Antriebsorgan auch über ein hydraulisches oder pneumatisches Druckmittel betätigt werden. Die hydraulische oder pneumatische Ausführung ermöglicht es beispielsweise, für den Vorgang und Zeitraum der Klemmung ständig ein konstantes Drehmoment auf die Klemmscheibe zu übertragen.

Die Klemmscheibe kann mindestens zwei Zahnsegmente aufweisen, die sich mit Zahnritzeln im Eingriff befinden, an welchen exzentrische Zapfen für die drehbare Halterung der Klemmelemente befestigt sind. Dabei kann jedes Klemmelement als Klemmrolle mit einem der Form der benachbarten Wälzkörperlaufbahnen der Führungsschiene entsprechenden Rollen-

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mantel ausgeführt sein. Auf diese Weise ergibt sich eine linienförmige Berührung zwischen der Führungsschiene und der Klemmrolle. Die Klemmelemente können an ihren Zapfen entweder starr befestigt oder drehbar gelagert sein.
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Für das Klemmen wird eine Drehbewegung dadurch ausgenutzt, daß jeweils der gegenüber dem Zahnritzel exzentrisch angeordnete Zapfen der Klemmrolle stirnseitig an einen mit dem Zahnritzel konzentrischen Lagerzapfen angrenzt, über welchen das Zahnritzel in einer Bohrung des Grundkörpers gelagert ist. Wenn sich hierbei der konzentrische Lagerzapfen in der Bohrung des Grundkörpers dreht, erfolgt über den angrenzenden exzentrischen Lagerzapfen der Klemmrolle eine Bewegung der Klemmrolle zu der Führungsschiene hin oder von der Führungsschiene fort.

Es ist auch möglich, die Klemmelemente als geradlinige, in dem Grundkörper längsverschieblich angeordnete Klemmschienen auszubilden, die sich über Wälzkörper an den Wälzkörperlaufbahnen der Führungsschiene abstützen. Dabei sind die Klemmschienen und die entsprechenden Anlageflächen des Grundkörpers in waagerechter Ebene jeweils um einen geringen Anstellwinkel gegenüber der Längsrichtung der Führungsschiene verschwenkt. Wenn nun die Klemmschienen über senkrechte Lagerbolzen mit der Klemmscheibe verbunden sind, kann entweder jeder Lagerbolzen in die Bohrung einer zu der Führungsschiene parallelen, in dem Grundkörper längsverschieblich gelagerten Zahnstange eingreifen, deren Verzahnung sich mit Zahnsegmenten der Klemmscheibe im Eingriff befinden. Es ist aber auch möglich, daß jeder Lagerbolzen in ein in der Klemmscheibe angeordnetes, exzentrisches, bogenförmiges Langloch eingreift, von welchem er geführt wird. In jedem Fall bewirkt eine Verdrehung der Klemmscheibe eine Längsverschiebung der beiden Klemmschienen. Da diese von dem Anstellwinkel ihrer Führungsbahn in dem Grundkörper an einer zur Längsrichtung der Führungsschiene exakt parallelen Bewegung gehindert werden, müssen sie sich bei Drehung der Klemmscheibe in Klemmrichtung auf die Führungsschiene zu bewegen und bewirken so den Klemmvorgang.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

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Fig. 1 einen Querschnitt durch eine an einer Führungsschiene angebrachte Klemmvorrichtung gemäß Linie I-I der Figur 2;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Grundkörper der Klemmvorrichtung;

Fig. 3 und Fig. 4 entsprechende Darstellungen einer weiteren

Ausführungsform einer Klemmvorrichtung;
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Fig. 5 und Fig. 6 entsprechende Darstellungen einer dritten Ausführungsform der Klemmvorrichtung;

Fig. 7 und Fig. 8 entsprechende Darstellungen einer vierten Ausführungsform der Klemmvorrichtung

Jede Klemmvorrichtung enthält einen oberhalb einer Führungsschiene 1 angeordneten rechteckigen Grundkörper 2, der von der waagerechten oberen Begrenzungsflächen der Führungsschiene 1 in einem geringen Abstand angeordnet ist. In der Mitte der Führungsschiene 1 verläuft die senkrechte Drehachse 3 einer in dem Grundkörper 2 gelagerten Klemmscheibe 4 bzw. 5. Diese weist an ihrer Unterseite einen abstehenden Lagerzapfen 6 auf, der in einer Bohrung des Grundkörpers 2 drehbar gelagert ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 und 2 hat die Klemmscheibe 4 eine Außenverzahnung, die sich mit zwei Zahnritzeln 7 im Eingriff befindet. Die Drehachsen der Zahnritzel 7 verlaufen parallel zu der Drehachse 3 der Klemmscheibe 4, befinden sich aber außerhalb der Führungsschiene 1 an deren beiden Seiten. Jedes Zahnritzel 7 ist mit einem nach unten abstehenden Lagerzapfen 8 in einer Bohrung des Grundkörpers 2 gelagert. Unterhalb der Lagerstelle grenzt an den Lagerzapfen 8 jeweils ein Zapfen 9 an, der gegenüber dem achsparallelen Lagerzapfen 8 exzentrisch versetzt ist.

Der Zapfen 9 dient jeweils zur Halterung einer Klemmrolle 10, die eine der Schienenkontur mit den Wälzkörperlaufbahnen 11 der Führungsschiene

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1 entsprechende Mantelform hat. Jede Klemmrolle 10 kann an dem Zapfen 9 entweder starr befestigt oder drehbar gelagert sein. Bei der Verdrehung des Zahnritzels 7 um seine und des Lagerzapfens 8 Drehachse erfolgt eine Verschwenkung der Klemmrolle 10 in Klemmrichtung zur Führungsschiene 1 hin oder in Löserichtung von der Führungsschiene 1 fort, weil der Zapfen 9 der Klemmrolle 10 gegenüber dem Lagerzapfen 8 des Zahnritzels 7 exzentrisch versetzt ist. Bei der Verschwenkung der Klemmrolle in Klemmrichtung tritt nur an deren Berührungsstelle mit der Führungsschiene 1 die das Klemmen bewirkende erforderliche Reibung auf, wenn die Klemmrolle 10 an dem Zapfen 9 starr befestigt ist. Wenn aber die Klemmrolle 10 an dem Zapfen 9 drehbar gelagert ist, tritt beim Klemmen eine zusätzliche Reibung an der Berührungsstelle des Zapfens und der Klemmrolle, also am Mantel des Zapfens 9 und in der Bohrung der Klemmrolle 10 auf. Das für die Klemmung erforderliche, auf die Klemmscheibe 4 aufzubringende Drehmoment für die erforderliche Haftreibung wird in diesem Fall größer.

Entsprechende Verhältnisse gelten für die weiteren Ausführungsbeispiele für Klemmvorrichtungen, die jeweils ebenfalls durch Verdrehen der Klemmscheibe 4 bzw. 5 um ihre Drehachse 3 in oder entgegen der Klemmrichtung verstellt werden können. Hierfür ist in Figur 7z. B. ein Handhebel 12 vorgesehen. Statt Klemmrollen sind Klemmschienen 13 bzw. 25 verwendet, die in dem Grundkörper 2 in Längsrichtung gelagert sind und sich an der Führungsschiene 1 unmittelbar (Figuren 7 und 8) oder über Wälzkörper 16 (Figuren 3 bis 6) abstützen. Mit Hilfe von Muttern sind in Bohrungen der Klemmschienen 13, 25 eingesteckte senkrechte Lagerzapfen 15 an den Klemmschienen 13, 25 befestigt, über die die Verbindung mit der Klemmscheibe 4 bzw. 5 hergestellt ist.

Die Anlageflächen des Grundkörpers 2, an denen die Klemmschienen 13, 25 mit ihren von der Führungsschiene 1 abgewandten Seiten anliegen, verlaufen nicht exakt parallel zur Längsachse der Führungsschiene 1, sondern sie bilden mit dieser Richtung einen kleinen Winkel &agr;. Bei der Verschiebung der Klemmschiene 13 in der einen Längsrichtung wird daher deren Bewegung in Richtung der Führungsschiene 1 erzwungen. Dieser Effekt wird für die Klemmung ausgenutzt.

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An ihren der Führungsschiene 1 zugewandten Seiten weisen die Klemmschienen 13 der Ausführungsbeispiele nach den Figuren 3 bis 6 Laufbahnen 14 für Wälzkörper 16 auf. Außerdem laufen die Wälzkörper 16 in Wälzkörperlaufbahnen 17 der Führungsschiene 1. Die Wälzkörper 16 einer Führungsschienenseite sind jeweils in einem gemeinsamen Käfig 18 geführt. Die Klemmbewegung wird hier also von den Klemmschienen 13 auf die Wälzkörper 16 und von diesen auf die Führungsschiene 1 übertragen. Mit Hilfe von Federn 19 werden die Käfige 18 in dem Grundkörper 2 gehalten.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 3 und 4 wird zur Klemmung eine Drehbewegung von der Klemmscheibe 4 auf zwei Zahnstangen 20 übertragen, die in dem Grundkörper 2 in Längsrichtung verschiebbar gelagert sind. In Bohrungen dieser Zahnstangen 20 greifen die von den Klemmschienen 13 abstehenden Lagerzapfen 15 ein. Das Klemmen erfolgt durch Drehung der Klemmscheibe 4 in Richtung des Pfeiles 21, während das Lösen in der entgegengesetzten Drehrichtung erfolgt, wie sie der Pfeil 22 anzeigt.

Auch bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 5 und 6 sind diese Pfeile 21 und 22 eingezeichnet. Hier weist die Klemmscheibe 5 jedoch zwei Langlöcher 23 auf, in welche die Lagerzapfen 15 der Klemmschienen 13 eingreifen. Die Langlöcher 23 sind bogenförmig ausgeführt, wobei die Bögen zu der Drehachse 3 der Klemmscheibe 5 exzentrisch verlaufen.

Das Ausführungsbeispiel nach den Figuren 7 und 8 entspricht im wesentlichen den Figuren 3 und 4. Es unterscheidet sich davon jedoch dadurch, daß zwischen den Klemmschienen 25 und den Wälzkörperlaufbahnen 17 der Führungsschiene 1 keine Wälzkörper angeordnet sind. Jede Klemmschiene 25 ist so gestaltet, daß ihre Kontur im Berührungsbereich jeweils der Anlagefläche der Führungsschiene 1 entspricht. Bei dieser Ausführung tritt bei der Klemmung eine größere Reibung zwischen den sich berührenden Flächen der Klemmschienen 25 und der Führungsschiene 1 auf. Auch diese Klemmung verursacht keine Verlagerung des Führungswagens in Bezug auf die Führungsschiene.

In Figur 1 ist mit gestrichelter Linie der Führungswagen 24 angedeu-

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tet, der sich in Richtung der Führungsschiene 1 hinter dem Grundkörper 2 befindet und an dem die Klemmvorrichtung befestigt ist.

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Bezugszahlenliste

1	Führungsschiene
2	Grundkörper
3	Drehachse
4	Klemmscheibe
5	Klemmscheibe
6	Lagerzapfen der Klemmscheibe
7	Zahnritzel
8	Lagerzapfen des Zahnritzels
9	Zapfen der Klemmrolle
10	Klemmrolle
11	Wälzkörperlaufbahn
12	Handhebel
13	Klemmschiene
14	Laufbahn der Klemmschiene
15	Lagerzapfen der Klemmschiene
16	Wälzkörper
17	Wälzkörperlaufbahn
18	Käfig
19	Feder
20	Zahnstange
21	Pfeil für Klemmrichtung
22	Pfeil für Löserichtung
23	Langloch
24	Führungswagen
25	Klemmschiene
a	Winkel

Claims

INA Wälzlager Schaeffler KG, Industriestr. 1-3

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Ansprüche

1. Klemmvorrichtung für einen entlang einer Führungsschiene verschiebbaren Führungswagen, an dem ein der waagerechten Oberseite der Führungsschiene benachbarter Grundkörper befestigt ist, an welchem zwei von einem drehbaren Antriebsorgan gegenläufig bewegbare Klemmelemente gelagert sind und mit Wälzkörperlaufbahnen zusammenwirken, welche sich an den beiden voneinander abgewandten Seitenflächen der Führungsschiene befinden, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsorgan eine der Oberseite der Führungsschiene (1) benachbarte drehbare Klemmscheibe (4, 5) aufweist, deren senkrechte Drehachse (3) zwischen den Klemmelementen hindurch verläuft und die über achsparallele Lagerzapfen (8,

15) auf die Klemmelemente (10) einwirkt.

2. Klemmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsorgan als Handhebel (12) ausgebildet ist, der an der Klemmscheibe (4, 5) im Bereich von deren Drehachse (3) befestigt ist.

3. Klemmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsorgan motorisch betätigbar ist.

4. Klemmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsorgan von einem hydraulischen oder pneumatischen Druckmittel betätigbar ist.

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5. Klemmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmscheibe (4, 5) einen axial abstehenden Lagerzapfen (6) aufweist, über den sie in einer Bohrung des Grundkörpers (2) drehbar gelagert ist.

6. Klemmvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmscheibe (4) mindestens zwei Zahnsegmente aufweist, die sich mit Zahnritzeln (7) im Eingriff befinden, an welchen exzentrische Zapfen (9) für die Halterung der Klemmelemente befestigt sind.

7. Klemmvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmelemente an ihren Zapfen (9) starr befestigt sind.

8. Klemmvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmelemente an ihren Zapfen (9) drehbar gelagert sind.

9. Klemmvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Klemmelement als Klemmrolle (10) mit einem der Form der benachbarten Kontur der Führungsschiene (1) entsprechenden Rollenmantel ausgeführt ist.

10. Klemmvorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeich net, daß jeweils der gegenüber dem Zahnritzel (7) exzentrisch angeordnete Zapfen (9) der Klemmrolle (10) stirnseitig an einem mit dem Zahnritzel (7) konzentrischen Lagerzapfen (8) angrenzt, über welchen das Zahnritzel (7) in einer Bohrung des Grundkörpers (2) gelagert ist.

11. Klemmvorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmelemente als geradlinige, in dem Grundkörper (2) längsverschieblieh angeordnete Klemmschienen (13, 25) ausgebildet sind, die sich an den Wälzkörperlaufbahnen (17) der Führungsschiene (1) abstützen.

12. Klemmvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmschienen (13, 25) und die entsprechenden Anlageflächen des Grundkörpers (2) in waagerechter Ebene jeweils um einen geringen Anstellwinkel (&agr;) gegenüber der Längsrichtung der Führungsschiene (1) verschwenkt sind.

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13. Klemmvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstellwinkel (&agr;) jeweils einen Betrag von etwa einem Grad aufweist.

14. Klemmvorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmschienen (13, 25) über senkrechte Lagerzapfen (15) mit der Klemmscheibe (4, 5) verbunden sind.

15. Klemmvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lagerzapfen (15) in die Bohrung einer zu der Führungsschiene (1) parallelen, in dem Grundkörper (2) längsverschieblich gelagerten Zahnstange (20) eingreift, deren Verzahnung sich mit Zahnsegmenten der Klemmscheibe (4) im Eingriff befinden.

16. Klemmvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lagerzapfen (15) in einem in der Klemmscheibe (5) angeordneten, exzentrischen, bogenförmigen Langloch (23) eingesteckt ist, von welchem er geführt wird.