DD205108A1 - MULTI-DIMENSIONAL, GAME-FREE ACCURACY FIXING UNIT FOR MOVING COMPONENTS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung ist anwendbar, wo bewegliche Bauelemente exakt fixiert werden muessen. Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Genauigkeitsfixiereinheit fuer bewegliche Bauelemente zu schaffen, die ohne zusaetzliche Einrichtungen eine schnelle, gleichzeitig in allen notwendigen Richtungen erfolgende, widerholt exakte, ebene oder raeumliche Fixierung gestattet, wobei sich die Fixierkraefte selbstaendig stetig steigernd bis zur notwendigen Hoehe aufbauen und bis zur Loesung unveraendert erhalten sind. Das wird dadurch erreicht, dass die Fixierelemente paarweise so am Grundelement angeordnet sind, dass in der jeweiligen Fixierrichtung eine sehr grosse und in den anderen Richtungen nur eine sehr kleine Federsteife vorhanden ist. Am Grundelement sind Fixierklemmeinheiten angeordnet, in denen die Fixierelemente eindeutig positioniert sind, wodurch eine sowohl form- als auch kraftschluessige Fixierung des beweglichen Bauelementes gewaehrleistet ist. Als Fixierelemente sind Spannhebel eingesetzt, die rechtwinklig zur Fixierrichtung leicht gefedert sind, wobei an beiden Enden eines Spannhebels auch jeweils eine Rolle anordenbar ist.The invention is applicable where moving components must be fixed exactly. The invention has the object to provide a Präzigkeitsfixiereinheit for movable components, which without additional facilities a fast, simultaneously taking place in all necessary directions, repeated exact, level or spatial fixation allows, with the Fixierkraefte independently constantly increasing to the necessary height and build until the solution has been kept unchanged. This is achieved in that the fixing elements are arranged in pairs on the base element, that in the respective fixing a very large and in the other directions only a very small spring stiffness is present. At the base element Fixierklemmeinheiten are arranged, in which the fixing elements are clearly positioned, whereby a both positive and non-positive fixation of the movable component is gewaehrleistet. As fixing elements clamping levers are used, which are slightly sprung at right angles to the fixing, wherein at both ends of a clamping lever and a respective roll is arranged.
Description
Titel der ErfindungTitle of the invention
Mehrdimensionale, spielfreie Genauigkeitsfixiereinheit für bewegliche Bauelemente.Multidimensional, backlash-free precision fixing unit for movable components.
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung ist überall dort anwendbar, wo bewegliche Bauelemente exakt fixiert werden mUssen.The invention is applicable everywhere where movable components have to be fixed exactly.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Es sind die unterschiedlichsten Fixiereinrichtungen im Einsatz. So ist beispielsweise in der DD PS 122 336 eine Indexvorrichtung zur Lagefixierung von Werkstückträgern auf Werkzeugmaschinen offenbart, bei der am Werkstückträger zwei Indexbolzen angeordnet sind, die in je eine Fixierbuchse am Arbeitstisch eingesetzt werden. Hierbei ist das freie Ende der Indexbolzen kugelförmig gestaltet und greift mit seinem größten Durchmesser in die Toleranzen eines Bewegungssitzes der jeweiligen Fixierbuchse ein. Da hierbei mit zusätzlichen Grobpositionierzylindern gearbeitet werden muß, ist doch ein verhältnismäßig großer Aufwand zu treiben.There are a variety of fixators in use. Thus, for example, in DD PS 122 336 discloses an indexing device for fixing the position of workpiece carriers on machine tools, in which the workpiece carrier two index pins are arranged, which are used in each case a fixing bushing on the work table. Here, the free end of the index pin is spherical and engages with its largest diameter in the tolerances of a movement seat of the respective Fixierbuchse. Since it must be worked with additional coarse positioning, but it is a relatively large effort to drive.
In der DD PS 88 874· ist eine Arretiereinrichtung für Werkstückträgereinheiten an Werkzeugmaschinen offenbart, bei der der Indexbolzen an seinem einen Ende als dünnwandiger Hohlkörper ausgebildet ist, in dem ein Druckmedium angeordnet ist. Dieses iiuft bei Druckbeaufschlagung in der Endstellung des Indexbolzens in der Gegenführung ein Anliegen der Mantelfläche des Indexbolzens in der Gegenführung hervor. Der Indexbolzen selbst ist mittels eines Druckübersetzungskolbens direkt mit dem Druckraum für die Bolzenbewegung verbunden. Diese Einrichtung ver meidet zwar äas Zwischenstadium einer Grobpositionierung, da das Passungs spiel gröber gehalten werden kann, bedingt jedoch ebenfalls einen verhält nismäßig hohen'Aufwand.In DD PS 88 874 · a locking device for workpiece carrier units is disclosed on machine tools, in which the index pin is formed at its one end as a thin-walled hollow body in which a pressure medium is arranged. This causes when pressure is applied in the end position of the index pin in the opposite direction, a concern of the lateral surface of the index pin in the counter guide. The index pin itself is connected by means of a pressure booster piston directly to the pressure chamber for the bolt movement. Although this device avoids the intermediate stage of coarse positioning since the fit can be kept coarser, it also requires a relatively high cost.
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In der DD PS 122 934· ist eine Vorrichtung zur Lagefixierung von Werkstückträgern offenbart, die mit um 90 versetzt, waagerecht angeordneten, walzenförmigen Passungskörpern arbeitet.In DD PS 122 934 · a device for fixing the position of workpiece carriers is disclosed, which works offset by 90, horizontally arranged, roller-shaped fitting bodies.
Diese Einrichtung kommt zwar ohne Hydraulik aus, benötigt aber dafür wieder einen hohen mechanischen Aufwand.Although this device does not require hydraulic, but again requires a high mechanical effort.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Die Erfindung hat das Ziel, eine mehrdimensionale, spielfreie Genauigkeitsfixiereinheit für bewegliche Bauelemente einzusetzen, die mit verhältnismäßig einfachen mechanischen Mitteln eine wiederholte, exakte ebene oder räumliche Fixierung von beweglichen Bauelementen an einem Grundelement ermöglicht.The invention has the goal to use a multi-dimensional, play-free accuracy fixing unit for movable components, which allows relatively simple mechanical means a repeated, exact planar or spatial fixation of movable components to a base member.
Wesen der ErfindungEssence of the invention
Die in der Charakteristik der bekannten technischen Lösungen beschriebenen Mängel lassen sich darauf zurückführen, daß eine Fixierung entweder unter Zuhilfenahme zusätzlicher Elemente, wie Hydraulik oder dergleichen, oder nur mit einem erhöhten mechanischen Aufwand erfolgen kann.The deficiencies described in the characteristic of the known technical solutions can be attributed to the fact that a fixation can be done either with the aid of additional elements, such as hydraulics or the like, or only with an increased mechanical effort.
Um diese Mangel zu beseitigen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine mehrdimensionale, spielfreie Genauigkeitsfixiereinheit für bewegliche Bauelemente, wobei die Fixierelemente um 90 versetzt zueinander angeordnet sind, zu schaffen, die ohne zusätzliche Einrichtungen eine schnelle, gleichzeitig in allen notwendigen Richtungen erfolgende, wiederholte exakte, ebene oder räumliche Fixierung gestattet, wobei sich die Fixierkräfte selbständig stetig steigernd bis zur notwendigen Höhe aufbauen und bis zur Lösung unverändert erhalten sind.To overcome this deficiency, the invention has for its object to provide a multi-dimensional, play-free accuracy fixing unit for movable components, wherein the fixing elements are arranged offset by 90 to each other, the repeated without additional facilities a fast, simultaneously taking place in all necessary directions allows exact, level or spatial fixation, with the fixation forces independently steadily increasing build up to the necessary height and are preserved unchanged until the solution.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Fixierelemente paarweise so am Grundelement angeordnet sind, daß in der jeweiligen Fixierrichtung eine sehr große und in den anderen Richtungen nur eine sehr geringe Federsteife vorhanden ist.According to the invention the object is achieved in that the fixing elements are arranged in pairs on the base element, that in the respective fixing a very large and in the other directions only a very small spring stiffness is present.
Am Brundelement sind Fixierklemmeinheiten angeordnet, in denen die ..Fixierelemente eindeutig positioniert sind, wodurch eine sowohl form- als auch kraftschlüssige Fixierung des beweglichen Bauelementes gewährleistet ist.At Brundelement Fixierklemmeinheiten are arranged, in which the ..Fixierelemente are clearly positioned, whereby both a positive and non-positive fixation of the movable component is ensured.
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Vorteilhafterweise sind hierbei Spannhebel als Fixierelemente eingesetzt, die rechtwinklig zur Fixierrichtung leicht gefedert sind, wobei an beiden Enden eines Spannhebels auch jeweils eine Rolle anordenbar ist.Advantageously, in this case clamping lever are used as fixing elements which are slightly sprung at right angles to the fixing, wherein at both ends of a clamping lever and a respective roll is arranged.
Die Fixiereinrichtung ist auch so gestaltet, daß die Haltekraft zur Fixierung ausschließlich von der Absenkbewegung des beweglichen Bauelementes aufbringbar ist, und am Endpunkt der Absenkbewegung die maximale Haltekraft erreicht ist.The fixing device is also designed so that the holding force for fixing solely by the lowering movement of the movable member can be applied, and at the end of the lowering the maximum holding force is reached.
Die Fixiereinrichtung ist weiterhin so ausgebildet, daß auch noch während des Fixiervorganges innerhalb einer Fixiereinheit eine kleine Korrekturbewegung in den zur jeweiligen Einheit orthogonalen Richtungen durch eine entsprechend elastische Gestaltung der Fixieranschläge möglich ist. Es ist jedoch auch möglich, um in den Fällen, wo eine Absenkbewegung des beweglichen Bauelementes aus der erforderlichen Höhe nicht durchführbar ist, ein Schließen der Fixiereinrichtung entweder durch Anheben der gesamten Klemmeinheit, oder, was wesentlich günstiger ist, nur durch das Anheben einer Hubplatte.The fixing device is further designed so that even during the fixing process within a fixing a small correction movement in the direction orthogonal to the respective unit directions by a correspondingly elastic design of Fixieranschläge is possible. However, it is also possible, in cases where a lowering movement of the movable member from the required height is not feasible, closing the fixing either by lifting the entire clamping unit, or, which is much cheaper, only by lifting a lifting plate.
Diese Bewegung kann auch anteilmäßig ausgeführt werden, und zwar so, daß den kleineren Weg das Bauelement und den größeren die Klemmeinheit bzw. die Hubplatte zurücklegt.This movement can also be carried out proportionately, in such a way that the smaller way the component and the larger the clamping unit or the lifting plate travels.
Der große Vorteil der Fixiereinheit besteht auch darin, daß die Betätigungskraft im Verhältnis zur Haltekraft sehr klein ist, wobei dieses Verhältnis von den Abmessungen der Spannhebel abhängig ist. Dieses Verhältnis ist aus der BeziehungThe great advantage of the fixing unit is also that the operating force in relation to the holding force is very small, this ratio is dependent on the dimensions of the clamping lever. This relationship is from the relationship
ableitbar.derivable.
FB s (2 sin oL + 4,u -~- ) FF B s (2 sin oL + 4, u - ~ -) F
Dabei bedeuten: F = Haltekraft beim FixierenIn this case: F = holding force during fixing
Fg β BetätigungskraftFg β actuation force
φ = Öffnungswinkel der Spannhebel φ = opening angle of the clamping lever
R s SpannhebelradiusR s cocking lever radius
Ls SpannhebelwirklängeLs tension lever effective length
/u s Reibungskoeffizient/ u s friction coefficient
Die Erfindung soll nachstehend in Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail below in embodiments. In the drawings show:
Fig. 1 - eine prinzipielle Anordnung der Fixierklemmeinheiten auf dem Grundelement,1 shows a basic arrangement of Fixierklemmeinheiten on the base element,
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Fig. 2 - einen Schnitt nach Linie A-A aus Fig. 1 und Fig. 3 - eine Skizze der Lösung mit einer Hubplatte.Fig. 2 - a section along line A-A of Fig. 1 and Fig. 3 - a sketch of the solution with a lifting plate.
An der Unterseite eines beweglichen Bauelementes 1 sind mindestens drei Fixieränschläge 2; 2'; 211 mit je einem Arm 3 fest angeordnet. Am freien Ende des Armes 3 ist an der Unterseite des Armes 3 eine Fläche A- vorgesehen, aus der ein Nocken 5 mit Anlageflächen 6 herausragt. Das Bauelement 1 ist in den Richtungen ?; 8; 9 jeweils hin und zurück bewegbar. Auf dem Grundelement 10 sind entsprechend der Fixieranschläge 2; 21; 2fl auch Fixierklemmeinheiten 11; 11'; 11" fest angeordnet, von denen zwei für die Verstellrichtung 8 und eine für die Verstellrichtung 7 vorgesehen sind.At the bottom of a movable component 1 at least three Fixieränschläge 2; 2 '; 2 11 with one arm 3 fixed. At the free end of the arm 3, an area A- is provided on the underside of the arm 3, from which protrudes a cam 5 with contact surfaces 6. The device 1 is in the directions? 8th; 9 each back and forth movable. On the base member 10 are corresponding to the Fixieranschläge 2; 2 1 ; 2 f also fixation clamping units 11; 11 '; 11 "fixed, of which two are provided for the adjustment 8 and one for the adjustment 7.
Die Fixierklemmeinheiten 11; 11'; 11" bestehen aus einer Grundplatte 12 mit einem hochgezogenen Rand, der an zwei inneren gegenüberliegenden Seiten mit Anschlagflächen 13 ausgerüstet ist. Innerhalb des Randes sind jeweils zwei als Spannhebel 14 ausgebildete Fixierelemente angeordnet, die eine Wirklänge L und einen Radius R besitzen. Zwischen der Grundplatte 12 und den Spannhebeln 14 sind Druckfedern 15 so angeordnet, daß die Spannhebel 1A- sich bei einer Drehbewegung auf der Innenfläche und den Anschlagflächen 13 abstützen und zwischen der Innenfläche und den Spannhebeln 1A-dabei der Winkel cH eingeschlossen ist.The fixing clamping units 11; 11 '; 11 "consist of a base plate 12 with a raised edge, which is equipped on two inner opposite sides with stop surfaces 13. Within the edge, two fixing elements designed as tensioning levers 14 are arranged, which have an effective length L and a radius R. Between the base plate 12 and the clamping levers 14 compression springs 15 are arranged so that the clamping lever 1A- are supported on a rotational movement on the inner surface and the stop surfaces 13 and between the inner surface and the clamping levers 1A-while the angle cH is included.
Die Fig. 3 zeigt eine veränderte Ausführung einer Fixierklemmeinheit. Sie ist ebenfalls auf dem Grundelement 10 fest angeordnet und besteht aus" einem Grundkörper 20, bei dem ebenfalls zwei gegenüberliegende Innenflächen des Randes als Anschlagflächen 21 ausgebildet sind. In einer zentralen Bohrung der Grundfläche ist eine Hubplatte 22 mit einem kolbenförmigen Ansatz 23 geführt. Auf dieser Hubplatte 22 sind entsprechend der erstgenannten Ausführung der Fixierklemmeinheiten zwei Spannhebel 1A- mit Druckfedern 13 angeordnet.Fig. 3 shows a modified embodiment of a Fixierklemmeinheit. It is likewise fixedly arranged on the base element 10 and consists of a base body 20, in which two opposite inner surfaces of the edge are also formed as stop surfaces 21. In a central bore of the base surface, a lifting plate 22 is guided with a piston-shaped projection 23. On this Lifting plate 22 are arranged according to the first-mentioned embodiment of Fixierklemmeinheiten two clamping lever 1A- with compression springs 13.
Die Wirkung der Einrichtung ist:The effect of the device is:
Soll ein bewegtes Bauelement 1 mehrdimensional auf einem Grundelement 10 fixiert werden, so sind mehrere Fixierklemmeinheiten vorzusehen.If a moving component 1 is to be fixed in a multidimensional manner on a base element 10, then a plurality of fixing clamping units are to be provided.
Das Bauelement 1 wird dazu in Richtung 9 bewegt, d. h. abgesenkt. Es erfolgt zunächst eine Berührung der beiden über den Federn 15 geöffneten Spannhebel 1A- mit der Fläche A- des Armes 3 eines Fixieranschlages 2.The component 1 is moved in the direction 9, d. H. lowered. Initially, a contact of the two tensioning levers 1A- which are opened via the springs 15 with the surface A- of the arm 3 of a fixing stopper 2 takes place.
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Bei weiterer Absenkung beginnen sich die Spannhebel 14- zu schließen und verspannen über die Anlageflächen 6 des Nockens 5 und die Anschlagflächen 6 des Nockens 5 und die Anschlagflächen 13 der Grundplatte 12 den Fixieranschlag 2 mit einer Fixierklemmeinheit 11, und damit das bewegliche Bauelement 1 mit dem Grundelement 10.Upon further lowering, the clamping lever 14- begin to close and tighten over the contact surfaces 6 of the cam 5 and the abutment surfaces 6 of the cam 5 and the abutment surfaces 13 of the base plate 12 Fixieranschlag 2 with a Fixierklemmeinheit 11, and thus the movable member 1 with the Basic element 10.
Da zur mehrdimensionalen Fixierung mindestens drei Einheiten benötigt werden, so wird durch die relativ langen Arme 3 der Fixieranschläge 2; 21; 2" ausgeschlossen, daß sich die Fixierklemmeinheiten gegenseitig beeinflussen. Eine Verkürzung der Arme 3 der Fixieranschläge 2; 21; 2'1 ist dann möglich, wenn während der Absenkbewegung auf das Grundelement 10 eine gewisse Folgesteuerung des Einsetzens des Fixiervorganges an den einzelnen Fixierklemmeinheiten konstruktiv vorgesehen ist.Since at least three units are required for multi-dimensional fixation, the relatively long arms 3 of the fixing stops 2; 2 1 ; Shortening of the arms 3 of the fixing stops 2, 2 1 , 2 ' 1 is possible if, during the lowering movement on the base element 10, a certain sequential control of the insertion of the fixing operation on the individual fixing clamping units is constructive is provided.
Der Fixiervorgang ist spätestens dann beendet, wenn die Spannhebel 14 ihre Streckstellung bei c£ = 0 eingenommen haben. In dieser Stellung erreicht die Haltekraft F der Fixierung ihren Maximalwert. Eine Verschiebung in Richtung ? ist jetzt nicht mehr möglich, wohingegen eine geringe Querverschiebung in Richtung 8 auch nach dem Schließen durch eine gewisse Biegebewegung des Armes 3 noch möglich ist. Beim Lösen der Fixierung braucht das Bauelement 1 nur angehoben zu werden. Dadurch lösen sich die Spannhebel 14 von den Anlageflächen 6 des Nockens 5 und geben das Bauelement 1 frei.The fixing is completed at the latest when the clamping lever 14 have taken their extended position at c = 0. In this position, the holding force F of the fixation reaches its maximum value. A shift in the direction? is now no longer possible, whereas a small transverse displacement in the direction 8 even after closing by a certain bending movement of the arm 3 is still possible. When releasing the fixation, the component 1 only needs to be raised. As a result, the tensioning levers 14 release from the contact surfaces 6 of the cam 5 and release the component 1.
Bei einer Ausführung nach Fig. 3 wird an Stelle des Bauelementes 1 die Hubplatte 22 in Richtung 9 innerhalb des Grundkörpers 20 angehoben. Auch hier erfolgt zunächst eine Berührung der beiden über den Federn 15 geöffneten Spannhebel 14 mit der Fläche 4 des Armes 3 eines Fixieranschlages 2. Beim weiteren Heben der Hubplatte 22 schließen sich die Spannhebel 14 und verspannen entsprechend der Ausführung nach Fig. 2 das Bauelement 1 mit dem Grundkörper 20.In an embodiment according to FIG. 3, instead of the component 1, the lifting plate 22 is raised in the direction 9 within the basic body 20. Here, too, a first contact of the two open on the springs 15 tensioning lever 14 with the surface 4 of the arm 3 of a Fixieranschlages 2. Upon further lifting of the lifting plate 22 close the clamping lever 14 and brace according to the embodiment of FIG. 2, the component 1 with the main body 20.
Beim Lösen der Fixierung braucht nur die Hubplatte 22 gesenkt werden» Dadurch lösen sich hierbei ebenfalls die Spannhebel 14 von den Anlageflächen 6 des Nockens 5 und geben das Bauelement 1 frei.When releasing the fixation, only the lifting plate 22 needs to be lowered. As a result, the tension levers 14 likewise detach from the contact surfaces 6 of the cam 5 and release the component 1.
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|---|---|
| CH657802A5 (en) | 1986-09-30 |
| JPS58109237A (en) | 1983-06-29 |
| DD205108B1 (en) | 1986-05-07 |
| GB2113578B (en) | 1985-09-18 |
| FR2517580A1 (en) | 1983-06-10 |
| DE3240662A1 (en) | 1983-06-09 |
| GB2113578A (en) | 1983-08-10 |
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|---|---|---|---|
| ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |