DE808016C - Festklemmvorrichtung, insbesondere fuer die Schlitten von Werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

(WiGBL S. 175)

AUSGEGEBEN AM 9. JULI 1951

p 35-99 AV/ j47 b D

Die Erfindung hat eine sehr einfach ausgeführte, insbesondere für die Schlitten von Werkzeugmaschinen verwendbare Festklemmvorrichtung zum Gegenstand, die ausschließlich auf der Drehbank verfertigte Bestandteile enthält, wodurch eine sehr billige Herstellung möglich ist. Die Vorrichtung kann auf beliebige Art, z. B. mechanisch, elektrisch oder hydraulisch, betätigt werden. Die letzterwähnte Betätigungsart ist bei der Anwendung der Vorrichtung zum Festklemmen von Gleitstücken an Gleitschienen besonders vorteilhaft.

Die ernndungsgemäße Festklemmvorrichtung besteht aus einer Kombination von drei koaxial ineinander geführten und gegeneinander beweglichen Teilen, wobei an einer gemeinsamen Berührungsstelle dieser drei Teile ein Hohlraum gebildet ist und mindestens zwei der Teile kegelige Laufflächen besitzen, die mit einer Kugelreihe derart zusammen arbeiten, daß bei einer relativen Bewegung der Teile ein Verschieben der Kugeln infolge Keilwirkung und damit das Festklemmen bzw. das Lösen der klemmenden Teile bewirkt wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind zwei der drei koaxialen Teile im Innern des dritten angebracht, wobei der Hohlraum durch zwei Flächen der beiden ersten Teile begrenzt ist, von denen mindestens eine zur gemeinsamen Achse geneigt ist, während eine Kehle mit geneigter Fläche im dritten Teil derart angebracht ist, daß die auf diesen Teil einwirkende Anfangsbeanspruchung

durch die beiden ersten Teile nach Verstärkung aufgenommen wird. ■■■ "'

Bei einer Abart der vorerwähnten Ausführungsform weist die Kehle des dritten Teils zwei nacheinander wirksame Flächen auf, von denen die eine sehr stark zur gemeinsamen Achse geneigt ist, während die andere eine schwache Neigung auf-. weist, wobei diese zwei Flächen nacheinander mit den Kugeln zusammenwirken, um eine anfangs ίο schnelle, dann langsame Verschiebung der betätigten Organe hervorzurufen.

Erfindungsgemäß kann die Festklemmvorrichtung auch durch eine Druckflüssigkeit angetrieben werden, derart, daß eine der drei genannten koaxialen Teile die Aufgabe eines Zylinders übernimmt, während einer der beiden anderen Teile als KoIl)Cn ausgebildet ist, wobei die Druckflüssigkeit zumindest einer Seite des Kolbens zugeleitet werden kann.

ao Bei Betätigung der Festklemmvorrichtung durch Druckflüssigkeit kann auch an jedem Ende des Zylinders eine Druckflüssigkeitzuleitung vorgesehen sein, die die Druckflüssigkeit beiden Seiten des Kolljens zuführt, um eine Betätigung der Organe in beiden Richtungen zu sichern.

Bei Anwendung der Erfindung zum Festklemmen eines Gleitstücks oder Schlittens auf seinen Führungsschienen ist zweckmäßig einer der drei koaxialen Teile mit einem beweglichen Klemmbolzen verbunden, der den genannten Teil und einen der beiden anderen Teile durchquert, um ein Klemmstück zu betätigen, während der letztgenannte Teil auf ein weiteres Klemmstück derart einwirkt, daß bei Betätigung der Vorrichtung sich die beiden Klemmstücke einander nähern und demzufolge gleichzeitig auf den Schlitten und dessen Träger einwirken.

In den Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel veranschaulichen, bedeutet

Abb. ι einen senkrechten Schnitt durch eine zur Gleitschienenklemmung einer Werkzeugmaschine bestimmte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes,

Abb. 2 eine dazugehörige Seitenansicht bei abgenommenem Deckel und schließlich

Abb. 3 einen der Abb. 1 analogen Schnitt, der sich jedoch auf eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform bezieht.

Bei der in den Abb. 1 und 2 dargestellten Durchführungsform gleitet auf dem Gestell 1 der Werkzeugmaschine ein beweglicher Schlitten 2, welcher an den Schienen 3 des Gestells mittels eines am Schlitten 2 durch Schrauben 5 befestigten Flansches 4 angehalten werden kann (Abb. 2).DerSchlitten 2 wird von oben nach unten von einem Klemmbolzen 6 durchdrungen, der an seinem unteren Ende ein Klemmstück 7 trägt, das mit einem Reibungsbelag 8 versehen ist, der aus einem Material besteht, dessen Reibungskoeffizient sehr hoch ist. Dieser Teil ist am Klemmstück 7 durch Nieten 9 befestigt. Das Klemmstück 7 wird am Klemmbolzen 6 mittels einer Stellmutter 11 gehalten, wobei zwischen der Stellmutter und dem Gleitstück eine Unterlagsplatte 12 eingelegt ist. Die Stellmutter 11 wird durch eine Schraube 13 gesichert, die auf eine Beilage 14 drückt, deren Zweck darin besteht, jede Beschädigung des Gewindes am Klemmbolzen durch Anziehen der Schraube 13 zu verhindern. Das untere [ Ende des Klemmbolzens 6 endigt in einem Vierjkant 15, der es gestattet, den Klemmbolzen am Drehen zu verhindern, wenn man die Stellschraube 11 anzieht oder lockert.

Es ist zu bemerken, daß das Klemmstück 7 in eine Höhlung 16 des Flansches 4 (Abb. 2) eingebaut ist, wobei um das Gleitstück herum ein entsprechendes Spiel vorgesehen ist.

Das untere Klemmstück 7 drückt durch seinen Reibungsbelag 8 einerseits auf die Unterfläche 17 des Schlittens und andererseits auf die Unterfläche 18 der Schiene 3 am Gestell 1. Ein zweites Klemm-' stück 19, das dem ersten entspricht, ist am Oberteil des Klemmbolzens 6 angebracht. Dieses obere Klemmstück 19 ist ebenfalls mit einem Reibungsbelag 21 versehen, welcher mit Hilfe von Nieten

22 befestigt ist, und welcher einesteils auf der Fläche

23 des Schlittens 2 und andererseits auf der oberen Fläche 24 der Schiene 3 am Gestell 1 aufliegt. Die beiden Oberflächen 23 und 24 liegen ungefähr in der gleichen Ebene, und ebenso sind auch die unteren Flächen 17 und 18, auf denen das untere Klemmstück aufliegt, in der gleichen Ebene angeordnet.

Auf dem Klemmstück 19 liegt eine Muffe 25 auf, deren Oberteil 26 kegelig ist und eine Reihe von Kugeln 27 stützt, auf welchen wiederum die Tragfläche 28 eines Kolbens 29 aufruht. Die Form dieses Kolbens 29 ist ganz eigenartig, jedenfalls verläuft die Tragfläche 28 senkrecht zur Achse des Klemmbolzens 6. Der Klemmbolzen 6 ist mit dem Kolben 29 derart verbunden, daß eine zweiteilige Unterlagsscheibe 30 in einer Rille 31 eingeschoben wird, die am oberen Ende des Klemmbolzens eingedreht ist, wobei eine breitere Unterlagsscheibe 32 die zweiteilige Unterlagsscheibe 30 stützt. Unterhalb dieser Unterlagsscheibe 32 ist eine Dichtungsscheibe 33 vorgesehen, die aus einem verformbaren Kupferplättchen besteht, das die Dichtung durch sein Plattdrücken sichert. Die zweiteilige Unterlagsscheibe 30 paßt genau in die Bohrung 34, die zu diesem Zweck im Oberteil des Kolbens 29 vorgesehen ist. Dieser Kolben 29 kann sich in einem Zylinder 35 auf und ab bewegen, dessen Bohrung ungefähr gegenüber dem kegeligen Teile 26 der Muffe 25 ebenfalls eine kegelige Fläche 36 aufweist, die von den Kugeln 27 auch berührt wird. Dieser Zylinder ist durch einen Zylinderdeckel 37 geschlossen, der mittels Schrauben 38 festgehalten wird. Eine Ledermanschette 39 üblicher Form ist am Kolbenboden 29 durch eine übliche Unterlagsscheibe 40 befestigt, die ihrerseits von Schrauben 41 festgehalten wird.

Schließlich ist der Zylinderboden 37 mit einigen Bohrungen 42 versehen, die nach außen hin in einen Anschluß 43 ausmünden, durch den sie mit einer Rohrleitung 44 verbunden sind, die es gestattet, in den Zylinder ein Druckmittel, beispielsweise öl, einzuleiten.

Die obere Fläche 26 der Muffe 25 sowie die

lige Bohrung 36 des Zylinders 35 weisen eine Neigung auf, die großer ist als der kritische Reibungswinkel der Kugeln auf diesen Oberflächen. Die Kugeln, ebenso wie die sonstigen sie berührenden Teile, sind selbstverständlich gehärtet und aufs feinste geschliffen.

Das obere Klemmstück 19 bewegt sich innerhalb

einer Ausnehmung 45, die im Körper des Schlittens 2 vorgesehen ist, und deren Gestalt am besten aus der Abb. 2 hervorgeht. Ein genügendes Spiel ist zwischen dem Klemmstück 19 und dem Schlitten 2 derart vorgesehen, daß jedes Ecken unmöglich ist, wobei der Zweck dieser Anordnung der ist, daß dem Klemmstück ermöglicht wird, die Schienen direkt zu berühren und dabei seine Richtung ebenso zu wahren wie das untere Klemmstück.

Ein Sicherungsdeckel 46 dient dazu, den ganzen Klemmechanismus zu umschließen.

Die Wirkungsweise der eben beschriebenen Yorrichtung ist sehr einfach. Wenn das Drucköl ins Innere des Zylinders eingeleitet wird, bewirkt es eine relative Verschiebung des Kolbens 29 zum Zylinder 35. Dies hat zur Folge, daß die kegelige Fläche 3<> in 1 linsicht auf die von der Muffe 25 abgestützten Kugeln der Kugelreihe 27 zu steigen beginnt, wobei die Kugeln in den von der kegeligen Fläche 26 der Muffe 25 und dem Kolben 29 gebildeten Raum hineingepreßt werden, was das Auseinandertreiben des Kolbens 29 und der Muffe 25 zur Folge hat. Da die letztere sich auf dem oberen Klemmstück 19 abstützt und der Kolben 29 bei seiner Aufwärtsbewegung den Kk'inmbolzen 6 zu heben trachtet und hierbei das untere Klemmstück 7 mit anhebt, wird hierdurch eine Annäherung der beiden Klemmstücke 7 und 19 und damit eine vollkommene Klemmung auf den Schienen 3 bewirkt, derart, daß der Schlitten 2 auf dem Gestell 1 vollkommen festgehalten wird.

L 111 die Klemmung zu lösen, genügt es, den öldruck herabzusetzen, so daß zufolge der genügenden Neigung der die Kugeln tragenden kegeligen Fläche 2() die Kugeln 27 unter dem Einfluß der auf ihnen lastenden Teile in ihre ursprüngliche Lage zurückkehren, so daß sie die Klemmstücke 7 und 19 freigeben.

Hei der eben beschriebenen Ausführungsform

genügt die Neigung der kegeligen Auflageflächen 26 und 36 dazu, um die Klemmung zu lösen, sobald der Druck der in den Zylinder 35 eingeleiteten Flüssigkeit herabgesetzt wird.

Die in Abb. 3 tiargestellte Ausführungsform bezweckt, die Klemmung auch für den Fall einer Druckverminderung der Flüssigkeit im Zylinder zu erhalten, welche Anordnung voraussetzt, daß, um die Klemmung zu lösen, ein zweiter Zufluß der Druckflüssigkeit in dem Zylinder vorgesehen sein in u 1.1.

Die in der Abb. 3 dargestellte Ausführungsform hat auch den weiteren Zweck, die Klemmung in zwei Stufen vorzunehmen, derart, daß während der ersten Zeitperiode die Hewegung des Klemmorgans schnell und unter vermindertem Druck vor sich geht, wogegen während der zweiten, darauffolgenden Zeitstufe die Verschiebungsgeschwindigkeit des Klemmorgans sehr gering ist, der Druck jedoch sehr bedeutend verstärkt wird.

Wie aus der Abb. 3 ersichtlich, weist der Zylinder 35 eine aus zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Kegelflächen zusammengesetzte Lauffläche für die Kugeln auf; die beiden kegeligen Flächen 47, 48 verlaufen in der gleichen Richtung. Die Fläche 47 ist gegenüber der Senkrechten steiler als die Fläche 48, deren Neigung eine sehr schwache ist.

Außerdem weist die Vorrichtung zwei Zuleitungen 44 und 44' für die Druckflüssigkeit in beiden Zylinderböden auf. Hei dieser Ausführungsform übernimmt der Teil 49 die Rolle des Kolbens; er ist demzufolge mit einer Abdichtungsvorrichtung versehen, die aus einer Ledermanschette 39 besteht, die mittels einer durch die Schraube 41 befestigten Kleminunterlagsscheibe 40 auf dem Teil 49 gehalten wird.

Hei dieser Ausführungsart wirkt der 'Kolben 49 durch seine Verlängerung 50 auf das. Gleitstück 19 ein.

Der andere Teil 51, welcher vom Zylinder 35 umschlossen wird, ist derjenige, der als Übertragungsorgan bezeichnet wurde. Er ist mit einer kegeligen Lauffläche 26 versehen und stützt den Holzen 6, welcher die Kraft auf das zweite Klemmstück 7 überträgt.

Im übrigen wirkt die Vorrichtung ähnlich, wie bei Abb. 1 beschrieben.

Es ist zu bemerken, daß die beiden Kegelflächen 47 und 48 des Zylinders 35 in der Abb. 3 umgekehrt gestellt sind als die Kegelfläche 36 des Zylinders der Abb. 1.

Wenn Druckflüssigkeit durch die Leitung 44 zugeführt wird, erfolgt eine Relativverschiebung des Kolbens 49 zum Zylinder 35, welche die Unterfläche des genannten Kolbens 49 vom unteren Zylinderboden abzudrängen trachtet. Die Kugeln 27 kommen hierbei zuerst mit der steil geneigten kegeligen Lauffläche 47 des Zylinders in Berührung, was eine verhältnismäßig rasche Bewegung der Kugeln zur senkrechten Mittelachse hin hervorruft und demzufolge eine starke Relativverschiebung der beiden Teile 49 und 51, das ist eine schnelle Annäherung der beiden Klemmstücke 7 und 19, zur Folge hat. Gleich darauf verschieben sich die Kugeln 27 auf dem weniger geneigten kegeligen Teil 48 der Lauffläche und rufen eine viel langsamere Relativverschiebung der beiden Teile 49 und 51 und somit ein langsameres Annähern der beiden Klemmflächen 7 und 19 hervor, welche bereits die zu klemmenden Teile berühren.

Während der zweiten Periode geht die Annäherung der beiden Klemmflächen 7 und 19 unter viel größerer Kraftentwicklung vor sich.

Da, wie aus der in der Abb. 3 ersichtlichen An-Ordnung hervorgeht, die Neigung der Kegelflächen nicht genügt, um die Klemmung in dem Augenblicke zu lösen, in dem der Druck der in den Zylinder eingeführten Flüssigkeit abfällt, ist es erforderlich, die Druckflüssigkeit durch eine Leitung 44' in den anderen Zvlinderboden einzuleiten, was die Frei-

gäbe der Kugeln 27 zur Folge hat. Zweckmäßig wird aus Sicherheitsgründen der zur Lösung der Klemmung erforderliche Flüssigkeitsdruck auf die obere Fläche des Teils 51 zur Einwirkung gebracht, da diese Fläche größer ist als die untere Kolbenfläche 49.

Wie aus den beiden oben geschilderten Fällen hervorgeht, erlaubt die Vorrichtung eine Klemmung, die sehr energisch ist, da sie das Ergebnis einer Keilwirkung zwischen mehreren geneigten Flächen (26, 36 im ersten Falle und 26 sowie 47, 48 im zweiten Falle) mit den Kugeln 27 ist. Die Vorrichtung ist sehr einfach und wirkt demzufolge sehr genau.

Die oben beschriebene Festklemmvorrichtung wurde in Verbindung mit einer Vorrichtung zum Festklemmen eines Schlittens auf den Schienen von Werkzeugmaschinen dargestellt, sie kann jedoch auch, ohne daß der Rahmen der Erfindung überschritten wird, zum Festklemmen von Schlitten o. dgl. bei anderen Maschinen angewendet werden.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Festklemmvorrichtung, insbesondere für die Schlitten von Werkzeugmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus drei koaxial ineinander geführten und gegeneinander beweglichen Teilen (Kolben 29 oder 49, Muffe 25 oder 51, Zylinder 35) besteht, wobei an einer gemeinsamen Berührungsstelle dieser drei Teile ein Hohlraum gebildet ist und mindestens zwei der Teile, z. B. die Muffe (25) und der Zylinder (35), kegelige Laufflächen (26, 36) besitzen, die mit einer Kugelreihe (27) derart zusammen arbeiten, daß bei einer relativen Bewegung zwischen dem Kolben (29 oder 49) und dem Zylinder (35) ein Verschieben der Kugeln (27) infolge Keilwirkung und damit das Festklemmen bzw. das Lösen der klemmenden Teile (7, 19) bewirkt wird.

   2. Festklemmvorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß zwei der drei koaxialen Teile (29, 25) im Innern des dritten Teils (35) angebracht sind, wobei der Hohlraum durch zwei Flächen (28, 26) der beiden ersten Teile (29, 25) begrenzt ist, von denen mindestens eine zur gemeinsamen Achse geneigt ist, während im dritten Teil (35) eine Kehle mit geneigter Fläche (36) derart angebracht ist, daß die auf diesen Teil einwirkende Anfangsbeanspruchung durch die beiden ersten Teile (29, 25) nach Verstärkung aufgenommen wird.

   3. Festklemmvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kehle des dritten Teils (35) zwei nacheinander wirksame Flächen (47, 48) aufweist, von denen die eine (47) sehr stark zur gemeinsamen Achse geneigt ist, während die andere (48) eine schwache Neigung aufweist, wobei diese zwei Flächen nacheinander mit den Kugeln (27) zusammenwirken, um eine anfangs schnelle, dann langsame Verschiebung der Betätigungsorgane (6, 49) zu erreichen.

   4. Festklemmvorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mit einem Druckflüssigkeitsantrieb verbunden ist, in dem einer der drei koaxialen Teile als Zylinder (35) und einer der beiden anderen als Kolben (49) wirkt, wobei die Druckflüssigkeit mindestens einer Seite des Kolbens zugeleitet werden kann.

   5. Festklemmvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betätigung durch Druckflüssigkeit an jedem Ende des Zylinders eine Druckflüssigkeitszuleitung (44, 44') vorgesehen ist, durch die die Druckflüssigkeit beiden Seiten des Kolbens (49) zugeführt wird, um eine Betätigung der Organe

   in beiden Richtungen zu sichern. ■

   6. Festklemmvorrichtung nach Anspruch 1 bis 5 zum Festklemmen eines Schlittens auf seinen Führungsschienen, dadurch gekennzeichnet, daß einer der drei koaxialen Teile (Kolben 29) mit einem Klemmbolzen (6) verbunden ist, der den genannten Teil und einen der beiden anderen Teile (Muffe 25) durchquert, um ein Klemmstück (7) zu betätigen, während der letztgenannte Teil (25) auf ein weiteres Klemmstück (19) derart einwirkt, daß bei Betätigung der Vorrichtung sich die beiden Klemmstücke (7, 19) einander nähern und demzufolge gleichzeitig auf den Schlitten (2) und dessen Träger (3) einwirken.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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