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Patent Searching and Data


Title:
LINEAR GUIDE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/032263
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a linear guide for clamping tools. Said guide consists of a carriage (2) which is movably guided in a carriage bed (1). This carriage (2) supports a first clamping jaw (7) which moves with the carriage (2) and which fits against the carriage bed (1) in such a way that it slides. The area (14) of the carriage (2) facing away from the moveable clamping jaw (7) is fastened to a second, fixed clamping jaw (8) from underneath, said second clamping jaw (8) being connected to the carriage bed (1). This area (14) of the carriage (2) fits against the second clamping jaw in such a way that it slides. Two grooves (19, 20) are provided in the carriage bed (1). Said grooves run in the direction of movement of the carriage (2) and lie opposite each other in one plane. Pressure pieces (23 to 26) of the carriage (2) engage in the grooves, forming pressure piece pairs (31 and 32). Said pressure piece pairs (31 and 32) are located in different planes in terms of their vertical position in relation to the grooves (19, 20). This creates a force couple which absorbs the moment produced by clamping and enables the carriage (2) to move free of play. It is therefore possible to clamp a workpiece between the clamping jaws (7, 8) in an extremely precise, spatially defined way. The finishing precision of the grooves (19, 20), the carriage bed (1) and the carriage (2) can be relatively low.

Inventors:
KRAUSE LUDWIG MATTHAEUS (DE)
Application Number:
PCT/DE1998/003582
Publication Date:
July 01, 1999
Filing Date:
December 07, 1998
Export Citation:
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Assignee:
HILMA ROEMHELD GMBH (DE)
KRAUSE LUDWIG MATTHAEUS (DE)
International Classes:
B23Q1/58; B25B1/24; (IPC1-7): B25B1/24; B23Q1/58
Foreign References:
US2518102A1950-08-08
FR1222358A1960-06-09
EP0134398A11985-03-20
DE653070C1937-11-13
DE679844C1939-09-11
DE831223C1952-02-11
DE1929488B11970-10-29
Attorney, Agent or Firm:
Lippert, -J H. (Frankenforster Strasse 135-137 Bergish Gladbach, DE)
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Claims:
Linearführung<BR> <BR> Patentansprüche 1. Linearfuhrung, insbesondere fUr Spannwerkzeuge, mit einem in oder an einem Schlittenbett gefuhrten, verfahrbaren Schlitte, der mindestens eine mit dem Schlitten verfahr- bare erste Spannbacke trägt, die gleitend gegen das Schlittenbett anliegt, wobei der der verfahrbaren Spann- backe abgewandte Bereich des Schlittens eine mit dem Schlittenbett verbundene, feste, zweite Spannbacke unter- greift und gleitend gegen sie anliegt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dal3 im Schlittenbett (1) mindestens zwei in Bewegungsrichtung des Schlittens (2) verlaufende, in einer Ebene gegenizberliegende Nuten (19, 20) vorgesehen sind, dal3 im Schlitte (2) mindestens zwei zueinander beabstandete Paare (31,32) von gegenüberlie- genden Druckstücken (23,24 bzw. 25,26) angeordnet sind, die in die Nuten (19,20) eingreifen und dal3 die Druck- stückpaare (31,32) bzg
1. l.
2. ihrer Hohenlage relati zu den Nuten (19,20) in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind.
3. Linearführung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dal3 die Nuten (19,20) geneigt zueinander stehende Nutflanken (21,22) aufweisen.
4. Linearführung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dal3 die Nuten (19,20) einen Vformigen Querschnitt aufweisen.
5. Linearführung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dal3 die Höhenlage der Druckstückpaare (31,32) derart gewählt ist, dal3 ein Paar (31) gegen bzgl. ihrer Lage korrespondierenden einen Nutflanken (22) der gegenüberliegenden Nuten (19,20) und das andere Paar (32) gegen die anderen Nutflanken (21) drückt.
6. Linearführung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Gleit flache des Schlittens, des Schlittenbettes, und der Schlittenbacken, die gegeneinander anliegen, eben ausge bildet sind.
7. Linearführung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Druck stucke (23 bis 26) als im oder am Schlitte (2) federnd gelagerte Kugeln oder Kegel ausgebildet sind.
8. Linearführung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Druck stucke als im oder am Schlitte (2) befestigte Federringe oder Federscheiben oder Federringoder Federscheibenseg mente ausgebildet sind.
9. Linearführung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dal3 das Schlit tenbett (1) einen etwa Uförmigen Querschnitt aufweist und die Nuten (19,20) auf den Innenseiten der Längsschenkel verlaufen.
10. Linearführung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dal3 der Schlitten (2) mittels einer sich gegen das Schlittenbett (1) ab stutzenden Gewindespindel (3) verfahrbar ist.
11. Linearführung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dal3 im Schlitten (2) mindestens zwei in Bewegungsrichtung des Schlittens (2) verlaufende, in einer Ebene gegenüberliegende Nuten vorgesehen sind, dal3 im Schlittenbett (1) mindestens zwei zueinander beabstandete Paare von gegenüberliegenden Druckstücken angeordnet sind, die in die Nuten eingreifen und daß die Druckstückpaare bzgl. ihrer Höhenlage relativ zu den Nuten in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind.
Description:
Linearführung Die Erfindung betrifft eine Linearfuhrung, insbesondere fUr Spannwerkzeuge, mit einem in oder an einem Schlittenbett ge- fuhrten, verfahrbaren Schlitte, der mindestens eine mit dem Schlitten verfahrbare erste Spannbacke trägt, die gleitend gegen das Schlittenbett anliegt, wobei der der verfahrbaren Spannbacke abgewandte Bereich des Schlittens eine mit dem Schlittenbett verbundene, feste, zweite Spannbacke untergreift und gleitend gegen sie anliegt.

Gattungsgemäße Linearführungen werden beim Stand der Technik fUr Spannwerkzeuge verwendet, in denen Werkstücke eingespannt werden, die etwa einer spanenden Bearbeitung in entsprechenden Bearbeitungsautomaten unterworfen werden sollen.

Das Bearbeitungsergebnis dieser eingespannten Werkstücke hängt entscheidend davon ab, daß sie bezuglich ihrer räumlichen Position möglichst exakt zwischen der verfahrbaren und der festen Spannbacke eingespannt werden. Aus dem gleichen Grunde ist es erforderlich, daß der verfahrbare Schlitten praktisch spielfrei im Schlittenbett gefuhrt wird, da sich Toleranzen in der Linearführung zwischen Schlittenbett und Schlitten sofort auf die Endabmessungen des zu bearbeitenden Werkstückes über- tragen.

Die Forderung nach einer spielfreien Führung des Schlittens bzw. der mit ihm verbundenen verfahrbaren Backe ist auch des- wegen besonders wichtig, weil die erzeugte Spannkraft und die daraus resultierende Gegenkraft am Werkstück nicht auf einer gemeinsamen Ebene wirken, so daß ein Drehmoment entsteht, das den Schlitten bei spielbehafteter Führung anheben bzw. nach unten drucken und verkanten kann.

Bei den handelsublichen Linearfuhrungen fur Spannwerkzeuge werden daher Toleranzen zwischen Schlitten und Schlittenbett gefordert, die möglichst unterhalb von lO p liegen sollen.

Es liegt auf der Hand, daß die Herstellung derartiger Linear- fuhrungen entsprechend teuer und aufwendig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine aus Schlitten- bett und Schlitten bestehende Linearführung zu schaffen, deren Herstellung vereinfacht ist und mit deren Hilfe Werkstücke oder ähnliches dennoch mit gober Genauigkeit praktisch spiel- frei eingespannt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Schlittenbett mindestens zwei in Bewegungsrichtung des Schlit- tens verlaufende, in einer Ebene gegenuberliegende Nuten vor- gesehen sind, daß im Schlitten mindestens zwei zueinander beabstandete Paare von gegenüberliegenden Druckstücken an- geordnet sind, die in die Nuten eingreifen und daß die Druck- stuckpaare bzgl. ihrer Höhenlage relativ zu den Nuten in un- terschiedlichen Ebenen angeordnet sind.

Durch diese Maßnahme wird die verfahrbare erste Spannbacke des Schlittens spielfrei gegen das Schlittenbett bzw. der Schlit- ten gegen die zweite, feste Spannbacke gedruckt, so daß exakt definierte spielfreie widerlager vorhanden sind, durch die die dreidimensionale Lage des eingespannten Werkstückes exakt festgelegt zist. Dabei können der Schlitten und das Schlitten- bett sowie die Nuten mit vergleichsweise geringer Fertigungs- genauigkeit hergestellt werden, wobei der noch zulässige Tole- ranzbereich im Gegensatz zum Stand der Technik um eine Zehner- potenz größer sein kann.

Die im Schlittenbett in Längsrichtung der Bewegungsrichtung des Schlittens verlaufenden Nuten sind vorzugsweise als V- förmige Nuten ausgebildet, deren Nutflanken geneigt zueinander stehen. Dadurch greifen bei geeigneter Wahl der Höhenlage der Druckstückpaare die Druckstücke an gegenuberliegenden Flanken an und erzeugen auf diese Weise das eingangs erwähnte Kräfte- paar.

Insbesondere bei der Verwendung der Linearführung für Spann-

systeme ist es vorteilhaft, wenn die Gleitflächen des Schlit- tens, des Schlittenbettes bzw. der Spannbacken, die gegenein- ander anliegen, eben ausgebildet sind. Dadurch liegen diese Bereiche praktisch ohne Abstand spielfrei bundig aufeinander, so daß auch feinste Pane, die bei der Bearbeitung des Werk- stuckes anfallen, sich nicht zwischen den Gleitflächen fest- setzen können, wie es bisher beim Stand der Technik bei Spä- nen, die innerhalb des Toleranzbereiches der Linearführung lagen, möglich war. Diese Gleitflächen werden im übrigen zweckmäßigerweise geschliffen und gehartet, so daß praktisch keine Oberflächenrauhigkeiten vorhanden sind und ein spurbarer Verschleiß auch bei langdauerndem Gebrauch nicht vorhanden ist.

Bei einer Ausbildung der Nuten mit V-formigem Querschnitt ist es zweckmäßig, die Druckstücke als Kugeln oder Kegel auszu- bilden, die beispielsweise in eine Bohrung des Schlittes eingesetzt und durch eine in der Bohrung angeordnete Spiralfe- der vorgespannt sind und gegen die Nutflanken gedruckt werden.

Andererseits ist es auch möglich, die Druckstücke beispiels- weise als Federringe oder Federscheiben bzw. Federring-oder Federscheibensegmente auszubilden und in Schlitze oder Bohrun- gen des Schlittens einzusetzen. Bei der Verwendung von Feder- ringen oder Federringabschnitten kann auf das Einsetzen einer zusätzlichen Druckfeder verzichtet werden.

Bei einer bevorzugten Ausführung der Linearführung weist das Schlittenbett einen etwa U-förmigen Querschnitt auf, in dem der in Längsrichtung verfahrbare Schlitten angeordnet ist. Die Nuten können in Bewegungsrichtung des Schlittens auf den In- nenseiten der Längsschenkel des U-Profiles verlaufen, es ist jedoch selbstverständlich auch möglich, die Nuten im Schlitte und die Druckstücke im Schlittenbett vorzusehen, sofern die eingangs erwähnte unterschiedliche Höhenlage der miteinander wirkenden Teile eingehalten wird.

Wie bei den bekannten Spannsystemen kann die Verfahrbarkeit

des Schlittens mit Hilfe einer manuell oder motorisch antreib- baren Spindel erfolgen, die sich gegen ein Widerlager des Schlittenbettes abstutzt.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise beschrieben und wird im nachfolgenden anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen : Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch ein Spannwerkzeug mit einer beweglichen und einer festen Backe, Fig. 2 einen Schnitt durch das Spannwerkzeug gemäß Figur 1 und 4 in Richtung II-II, Fig. 3 einen Schnitt durch das Spannwerkzeug gem. Figur 1 und 4 in Richtung III-III und Fig. 4 einen schematischen Schnitt durch ein Spannwerkzeug mit zwei beweglichen Spannbacken und einer festen Mittelbacke.

Das in Fig. 1 dargestellte Spannwerkzeug besteht im wesentli- chen aus einem U-förmigen Schlittenbett 1, in dem ein Schlit- ten 2 verfahrbar gefuhrt ist. Zum Verfahren des Schlittens 2 dient eine Gewindespindel 3, die im Schlitte 2 mittels eines Lagers 4 gelagert ist und mit ihrem Ende 5 in eine Höhlung 6 des Schlittenbettes 1 eingreift. Oberhalb des Schlittenbettes 1 ist an der rechten Seite der Darstellung eine verfahrbare Spannbacke 7 angeordnet, die fest mit dem gleichfalls verfahr- baren Schlitten 2 verbunden ist. Der Spannbacke 7 liegt eine feste Spannbacke 8 gegenuber, die ihrerseits fest mit dem Schlittenbett 1 verbunden ist. Zwischen den Spannbacken 7 und 8 kann ein schematisch dargestelltes Werkstück 9 eingespannt werden.

Wie besser aus den Figuren 2 und 3 zu erkennen ist, liegt die verfahrbare Spannbacke 7 mit ihrer Unterseite bzw. Gleitfläche 10 auf der Oberseite bzw. Gleitfläche 11 des Schlittenbettes

1 bundig auf und kann, da sie mit Hilfe der Befestigungs- schrauben 12,13 fest mit dem verfahrbaren Schlitten 2 verbun- den ist, in Längsrichtung des Schlittenbettes 1 mit Hilfe der Spindel 3 bewegt werden.

Der Bereich 14 des Schlittens 2, der der verfahrbaren Spann- backe 7 abgewandt ist, untergreift mit seiner Oberseite bzw.

Gleitfläche 15 die Unterseite bzw. Gleitfläche 16, der mit Hilfe der Befestigungsschrauben 17 und 18 fest mit dem Schlit- tenbett 1 verbundene feste Spannbacke 8.

Der Schlitten 2 wird im Schlittenbett 1 mit Hilfe von gegen- überliegenden Nuten 19 und 20 gefuhrt, die auf den Innenseiten der Längsschenkel des U-förmigen Schlittenbettes 1 in Bewe- gungsrichtung des Schlittens 2 ausgebildet sind und in einer gemeinsamen Horizontalebene liegen.

Die Nuten weisen ein V-förmiges Profil auf, deren Nutenflanken 21 und 22 geneigt zueinander stehen.

In die Nuten 19 und 20 greifen Druckstücke 23,24 bzw. 25,26 ein, die in Bohrungen 27,28 und 29,30 des Schlittens 2 ge- halten werden. Die Druckstücke 23 und 24 sowie 25 und 26 bil- den jeweils Druckstückpaare 31,32, wobei die jeweiligen Druckstückpaare 31,32 auf gemeinsamen, bzgl. ihrer Höhenlage jedoch unterschiedlichen Horizontalebenen liegen.

Die Druckstücke 23 bis 26 sind als Kugeln ausgebildet, die mit Hilfe von Spiralfedern in die jeweiligen Nuten gedruckt wer- den.

Durch die unterschiedliche Höhenlage der Druckstückpaare drük- ken die Kugeln des Druckstückpaars 31 gegen die unteren Nut- flanken 22, während die Kugeln des Druckstückpaares 32 gegen die oberen Nutflanken 21 anliegen.

Auf diese Weise wird das in der Beschreibung erwähnte Kräfte- paar erzeugt.

Bei der Ausführungsform eines Spannsystems gemäß Fig. 4 sind zwei verfahrbare Spannbacken 33,34 und eine feste mittlere Spannbacke 35 vorgesehen, so daß bei dieser Ausführungsform zwei Werkstücke 36,37 gleichzeitig eingespannt werden können.

Linearführung<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> Bezugszeichenliste 1Schlittenbett 2Schlitten 3Gewindespindel 4Lager 5Ende 6Höhlung 7 verfahrbare Spannbacke 8 feste Spannbacke 9Werkstück 10 Unterseite, Gleitfläche 11 Oberseite, Gleitfläche 12Befestigungsschraube 13Befestigungsschraube 14Bereich 15 Oberseite, Gleitfläche 16 Unterseite, Gleitfläche 17Befestigungsschraube 18Befestigungsschraube 19Nut 20Nut 21Nutflanke 22Nutflanke 23Druckstück 24Druckstück 25Druckstück 26Druckstück 27Bohrung 28Bohrung 29Bohrung 30Bohrung 31Druckstückpaar 32Druckstückpaar 33 verfahrbare Spannbacke 34 verfahrbare Spannbacke 35 feste Spannbacke 36Werkstück 37Werkstück