TW201505749A - 具有偏心器之緊固系統 - Google Patents

Abstract

用以將一直線式機器元件固緊於一機床中的固緊系統，具有一夾緊元件其具有一柄及一頭部，其中該頭部的直徑係大於該柄的直徑，並具有一偏心器其包含一套筒具有一偏心孔，及一扭力傳送元件，其中該頭部的外徑係小於該孔的內徑，或至少實質上對應於該孔的內徑。

Description

具有偏心器之緊固系統 發明領域

本發明有關於一種如請求項1之用於直線式機器元件的固緊系統，並有關於如獨立請求項等之一種偏心器，一種直線式機器元件，及一種直線式機器元件的固緊方法。

發明背景

當要安裝直線式機器元件，特別是齒條或直線式導件時，很重要的是該機器元件須被壓抵一機床並正確地定向，遍及其整個長度，在高精度的用途中此乃特別需要。由習先技術可知某些方法，其中一機器元件係藉一螺絲夾件壓抵該機床，然後以螺絲固定。此係為一反覆的程序，因為例如齒條，僅能被以一螺絲夾件壓住一短距離。當該齒條已被固緊在一位置時，在下個位置的螺絲夾件會被鎖緊俾再將該齒條固定於該處。另外的缺點係，其不可能提供任何所需數目的螺絲夾件，且由於該機床形成的障礙該等螺絲夾件的鎖緊可能不方便，及該等螺絲夾件會限制達到螺絲的通路。

在安裝過程的另一問題係為二齒條間之距離的 設定。正常的情況係，首先，一具有倒反齒形的安裝輔助物會藉由一螺絲夾件壓抵在該等齒條的兩端，然後要被新裝的齒條會被鬆弛地螺鎖。接著微調會被藉由一鎚和杵以敲叩的方式來進行，其中杵亦係部份直接地頂抵於齒模上。

EP 474 397 A1專利揭述一種用以將直線式導件安裝於一機床上的裝置，乃藉由一螺栓其能被可旋轉地設在該機床之一孔中，並藉其頭部該直線式導件能被壓抵該機床之一靠抵部。其中，該頭部係相對於該螺栓之一中心軸偏心地形成。要在該螺栓之縱軸的方向固定該直線式導件的位置，其乃必須提供額外的夾緊元件。

為將該等螺栓列設鄰近於該直線式導件，該機床中需要數分開的孔。此會招致增加的費用，因此是不樂見的。大量的所需零件會造成高生產成本及一麻煩的安裝程序。

本發明之揭露

本發明之一目的係要改良習知技術所知之用於直線式機器元件的固緊系統。特別是，一簡單構造，或不複雜的快速安裝應是可能的。且，高精確度或荷載能力乃是較佳的。生產成本應被降低。直線式機器元件藉由一簡單的安裝程序以一可靠的方式來被安裝應是可能的。

此目的係可藉如請求項1之一種用於一直線式機器元件的固緊系統，及藉如獨立請求項之一種偏心器，一種直線式機器元件，和一種用以固緊一直線式機器元件的 方法等來達成。典型的再改良係被界述於次請求項中。

典型的實施例有關一種用以將一直線式機器元件固緊於一機床中的固緊系統，具有一夾緊元件其具有一柄及一典型為圓形的頭部。該頭部的直徑正常係大於該柄的直徑。此容許對抵該直線式機器元件鎖緊。又，典型的實施例包含一偏心器，其包含一套筒具有一圓孔其相對於該套筒的外周面係為偏心的。又，典型的偏心器包含一扭力傳送元件。典型的扭力傳送元件為螺帽，六角承窩，亞倫(Allen)連接器，或其它的結構物等，其容許一工具銜接以使該偏心器繞其縱軸旋轉。該縱軸為一軸線，其典型係平行於該夾緊元件的軸線定向。在典型的實施例中，夾緊元件係使用螺絲或螺栓，典型地具有一頭部，其容許一工具銜接用以旋轉並夾緊該夾緊元件。一典型的頭部包含一亞倫(Allen)連接器或一托克斯(Torx)連接器。該夾緊元件之頭部的外徑典型係小於該孔的內徑，或典型地至少實質上對應於該孔的內徑。故將該偏心器安裝於該頭部乃是可能的。在典型的實施例中，該孔的尺寸係可使該偏心器能被裝在該頭部上。在某些實施例中，附加的適配套筒會被提供於該頭部與該套筒之間，用以補償具有一內徑不同於該頭部之外徑的套筒。

直線式機器元件的實施例特別是包括齒條或直線式導件。在齒條作為直線式機器元件的情況下，實施例會提供的優點係，例如，該齒條之一齒部相對於一基準點的定位以一精確方式來達成是可能的。在直線式導件作為 機器元件的情況下，實施例提供的優點係，例如，安裝是方便的。

典型的實施例有關一種用於直線式機器元件之固緊系統的偏心器。

用於所述之固緊系統的典型偏心器包含一套筒具有一偏心孔。該孔係正常為圓形，且相對於該套筒的外周面或外輪廓偏心地定向。在本發明之偏心器的典型實施例中，一扭力傳送元件係被設在一軸端上。該扭力傳送元件典型係與該套筒一體製成，或藉由一接合程序，例如焊接，來固定地連接於該套筒。該孔典型係沿該軸向定向於該偏心器中，並延伸穿過該套筒和該扭力傳送元件。實施例會包含當該偏心器被安裝時可達到該夾緊元件的自由通道。此係例如藉延伸穿過該扭力傳送元件的孔來實現。故其乃可能，在該齒條已被定位後，使該夾緊元件會由於該偏心器被旋轉而被鎖緊。

在典型的實施例中，該偏心器之套筒的外輪廓係為圓形狀。該套筒的外輪廓較好為圓筒狀。一圓筒狀實施例係容易製造。在其它實施例中，該套筒的外輪廓係呈一凸輪或半橢圓的形狀。

該孔典型包含一擋止部。於此，該擋止部正常會將該孔分成一第一段在該扭力傳送元件的區域中，及一第二段在該套筒的區域中。於此，該各段典型具有不同的直徑，且皆為圓形。該擋止部可形成一限制的靠抵部，俾可方便該偏心器正確地安裝於該夾緊元件上。在其它實施例 中，該孔具有一固定的直徑。此可方便製造。

用於所述之固緊系統的實施例之直線式機器元件的典型實施例包含一貫穿開孔，其中可容納該夾緊元件和該偏心器之套筒的至少一部份。此等直線式機器元件提供的優點係它們能被快速地安裝。

該直線式機器元件中的開孔典型包含一肩部。以此方式，其乃可能造成一第一區供用於該偏心器的套筒和該夾緊元件的頭部，及一第二區供用於該夾緊元件之柄的一部份。故一供用於該夾緊元件之頭部的靠抵表面會被造成。典型的實施例包含至少一開孔，其在該肩部之一第一側係被形成一圓孔，具有一較大的第一直徑，而在該肩部之一第二側係被形成一圓孔，具有一較小的第二直徑。其它典型的實施例包含至少一開孔，其在該肩部之一第一側係被形成一長橢圓孔，而在該肩部之一第二側係被形成一圓孔。在該偏心器被鎖緊於一長橢圓孔中的情況下，一限定之力的引入能被產生。由於該偏心器的套筒壓抵一平坦表面，沒有橫向力會產生，因此，一自行鎖定動作會實現。在二軸向的獨立調整能力可藉由水平或縱向定向及垂直或橫向定向的長橢圓孔等來被實現。該長橢圓孔的寬度正常係大於該圓形孔的直徑。以此方式，該夾緊元件對抵該至少一開孔之肩部的鎖緊，在所有安裝位置皆是可能的。該圓孔的直徑期型係小於該偏心器的直徑，或小於該頭部的直徑。以此方式，一供該頭部靠抵的肩部會被造成。在典型的實施例中，該偏心器的套筒係短於該開孔的長度，或 該直線式機械元件在開孔之截面中的寬度。在典型的實施例中，該套筒能被完全地容納於該機器元件中，或在該開孔的長橢圓孔中。此容許一特別精小的構造。在典型的實施例中，該偏心器並不銜接於該機床中。故在此位置的束縛會被避免。該偏心器典型可被裝在該夾緊元件上。此能使該偏心器在該夾緊元件鎖緊之後被移除。

典型地，該等開孔的至少一些該等長橢圓孔係被定向於該直線式機器元件的縱向，或水平地定向。定向於該縱向的長橢圓孔提供的優點係該直線式機器元件能被壓抵一直線式機床階部。在典型的實施例中，全部的該等開孔之長橢圓孔皆定向於該直線式機器元件的縱向，或水平地定向。故該齒條的弱化會被最小化。在實施例中，該等開孔的至少一些長橢圓孔係相對於該直線式機器元件的縱向橫向地定向，或垂直地定向。此等長橢圓孔在該偏心器的作動下，可於該縱向提供某一程度的可調整性或可移位性。一垂直定向的長橢圓孔會提供使用該偏心器的軸向可調整性。若該偏心器被旋轉，則該直線式機器元件能被軸向地移動，並相對於另一直線式機器元件被調整。在實施例中，至少一個垂直定向的長橢圓孔和至少一個水平定向的長橢圓孔會被提供。故其乃可能有不同的功能會被達成。故以實施例，其乃可能使一直線式機器元件被壓住，並使二直線式機器元件能相對於另一者來被調整。

在固緊系統的典型實施例中，該夾緊元件的柄包含一螺紋用以銜接於該機床之一螺孔中。此容許簡單又可 靠的安裝。其它的夾緊元件包括一插旋連接器，彈簧元件或其它的牢固鎖定連接物，譬如栓槽軸連接器等可供連接於該機床。

在具有一長橢圓孔的典型實施例中，該長橢圓孔的直伸長度量為垂直於該直伸長度之直徑的最多20%或最多10%，或最多5mm或最多3mm。於此，該直伸長度典型係指界限該開孔的兩個半圓之間的距離。該等長橢圓孔可被藉由雷射切割來製成，或可被銑切。在典型的實施例中，於該直線式機器元件中有多數個開孔會被提供，其各具有一個偏心器。利用多數個開孔，其乃例如可能使該直線式機器元件被以一受限的方式在多個位置連接於一機床。

在典型的方法中，該直線式機器元件的壓抵該機床係藉由一偏心器來實現。藉該偏心器之一旋轉，該直線式機器元件會由於該偏心距而被壓住。該偏心器典型係被設計成能展現一自行鎖定作用。在本發明的方法之變化實施例中，當該夾緊元件例如藉由一鍵鑰或該扭力傳送元件之一附接部份而被鎖緊時，該偏心器係固定不能旋轉。典型的情況係每個開孔會被提供一偏心器。但其亦可能有比偏心器更多的開孔被提供，例如用以實現可適變的安裝能力。

藉由所述實施例之一的固緊系統來將一具有至少一開孔之直線式機器元件，特別是一齒條或一直線式導件，固緊在一機床的典型方法實施例乃包含：將該機器元件定向於該機床中，將該夾緊元件插入該機器元件的該至 少一開孔中，將該至少一偏心器插入該至少一開孔中，較好是該機器元件的開孔之長橢圓孔中，及將該偏心器裝在該夾緊元件的頭部上。該偏心器典型係被定向於該開孔中，較好是在開孔的長橢圓孔中，俾可定位該機器元件。然後鎖緊該夾緊元件用以將該機器元件固定於該機床中。

在該機器元件固定之後，於實施例中，乃可選擇地進行銷定固接。為此目的，數銷孔，其可為部份預先鑽設於該機器元件或該機床中者，典型會被鑽設並提供插銷。該等插銷可被壓入。此附加的銷固能增加該連接的剛性，並可在一稍後的拆解程序之後方便重組。

實施例會在安裝程序時產生時間減省，並增加方便性。又，藉由典型的偏心器，壓抵該機床的作用能在該安裝程序之後被保持。在實施例中，該夾緊元件鎖緊之後，該等偏心器可被移除。若為一保留在該直線式機器元件中的變化例，其係可能在實施例中，使該偏心器於該安裝程序之後再度被移除，並供用於另外的安裝程序。額外的摩擦力典型會產生於該直線式機器元件與該機床之間。此會增加牢固性，或令該等夾緊元件可以是為較小的尺寸。另一優點可在於該直線式機器元件能被一個人以該偏心器來固定。一直線式機器元件相對一已裝好的直線式機器元件之定位以一簡單又精確的方式是可能的。因其並不需要有添加的孔被提供於該機台中，且安裝時間縮短，故安裝成本會減低。由於該安裝程序時該直線式機器元件中無需添加的開孔，故剛性不受影響。

2‧‧‧直線式機器元件

4‧‧‧機床

23‧‧‧齒部

27‧‧‧肩部

31‧‧‧長橢圓孔

33‧‧‧圓孔

35‧‧‧柄

37‧‧‧頭部

39‧‧‧螺紋

41‧‧‧螺孔

60‧‧‧偏心器

64‧‧‧靠抵表面

66‧‧‧孔

68‧‧‧套筒

70‧‧‧扭力傳送裝置

72‧‧‧階部

73‧‧‧承窩

92‧‧‧銷孔

102‧‧‧直線式機器元件

164‧‧‧靠抵表面

本發明之較佳實施例的其它優點和特徵將會依據所附圖式來被說明於後，其該各圖中：圖1為一典型實施例的一部份之截面示意圖；圖2示出一典型實施例的偏心器，譬如亦被使用於圖1和3的實施例中者；圖3示出圖1的實施例之一部份的側視圖；圖4示出圖1和3的實施例之立體圖；圖5示出另一實施例的一部份之截面圖；圖6示出圖5的實施例之一部份的側視圖；及圖7示出圖5和6的實施例之一立體圖。

較佳實施例之詳細說明

典型的實施例將會依據該等圖式被說明於後，但本發明並不限制於該等實施例；本發明的範圍係由申請專利範圍來界定。圖1~7示出典型的實施例，或典型實施例的某些部份。針對全部該等圖式的說明，相同的標號會被用於對應的部件，且將不會配合每一個別的圖式重複地描述。某些特徵或部件在不同的實施例中是相同的，故將不會被重複地詳細說明。

圖1在一剖視圖中示出一穿過用以固緊一直線式機器元件的固緊系統之一實施例的截面。在圖1的實施例中，一呈一齒條形式的直線式機器元件2係被提供。

該直線式機器元件2包含一齒部23，其係為歪斜 形式。在圖1的截面中亦可看到一開孔，其延伸貫穿該直線式機器元件2。該開孔包含一肩部27。該肩部27分開該肩部27之一第一側與該肩部27之一第二側。該肩部27的第一側係呈一長橢圓孔31的形式。該肩部27的第二側係呈一圓孔33的形式。一具有一柄35及一頭部37的夾緊元件係被容納於該具有長橢圓孔31和圓孔33的開孔中。該頭部37的直徑係大於該圓孔33的直徑。結果，該頭部37能靠抵該肩部27，因此該肩部27係被用作為一靠抵部。

該夾緊元件係藉一螺紋39被承納於一機床4之一螺孔41中。藉著該夾緊元件被鎖緊於該螺孔41中，該直線式機器元件2會壓抵該機床4而被固鎖於定位。

為將該直線式機器元件2列設在該機床4上之一限定位置，該直線式機器元件2可被以一偏心器60壓抵該機床4之一靠抵表面64，此將會配合圖2更詳細地說明。在該偏心器60中係設有一孔66，具沿一軸向延伸貫穿該偏心器60。該偏心器60包含一套筒68及一扭力傳送裝置70。該孔66係相對於該套筒68偏心地設置。此意指該孔66的中心軸係相對於該套筒68的外表面之一中心軸為偏心的。該孔66包含一階部72，其會使在該套筒68的區域中提供一比在該扭力傳送裝置72的區域中更大的內徑成為可能。

在典型的實施例中，一該孔的階部會提供的優點係，在該扭力傳送裝置的區域中，可得到一相對較大的材料截面，例如可供形成一外六角形或一外四邊形。相對地，在該套筒的區域中，其直徑可以較大而來提供該夾緊元件 之頭部的足夠空間。在其它實施例中，為了方便製造，該孔係設有一均一的內徑而沒有一階段。

該頭部37包含一六角形承窩73，其係示於圖3中。藉由該六角形承窩73，該夾緊元件能被鎖緊，即使當該偏心器60是在一安裝或插入狀態時，因為一六角承窩鍵鑰可經由該孔66被導至該頭部37。

以下，亦會對圖2至圖4給予說明，其有關於圖1中所示的實施例。緣是，圖2示出一偏心器，其可被使用於典型實施例中，或其本身亦構成本發明之一獨立態樣。

圖2以一立體圖示出該偏心器60，其中看不到的邊緣係以點線示出。在圖2中，且亦在圖3中，係可以清楚地看到一作為該扭力傳送裝置70的六角形。藉著將一六角形鍵鑰銜接於該扭力傳送裝置70上，該偏心器60能夠被轉動。於此，在圖1和3的實施例中，該偏心器60係繞該夾緊元件的頭部37旋轉。

圖3示出圖1的實施例之一側視圖。其係可以看到該偏心器60如何藉由該套筒68壓抵該長橢圓孔31的內周面。以此方式，該直線式機器元件2在圖3中係以一朝下方向壓抵該機床之一靠抵表面(未示於圖3中)。

在其它實施例中，該偏心器係被用來，例如，在一軸向移位齒條，其中藉該偏心器之一旋轉，一精確的位移是可能的。於此等實施例中，具有垂直長橢圓孔或相對於縱向呈橫向地定向之長橢圓孔的開孔等可被附加或唯獨地提供。

圖1和3的實施例係被示於圖4之一立體圖中。二個直線式機器元件2係呈齒條的形狀，被固緊於該機床4。圖4的直線式機器元件2係固緊於該機床4如圖1和3中所示。該等直線式機器元件2只有長橢圓孔31等，其係沿該直線式機器元件2的軸向或水平地定向。該直線式機器元件2的開孔之長橢圓孔31等不必全部設有夾緊元件，雖此是可能的，假使需要一特別剛性的連接時。用於一較低的剛性時，其亦可能使用比開孔之長橢圓孔更少的夾緊元件。

在如圖4的實施例中，該等偏心器60可被使用多數次，例如藉由首先固緊左邊的一個直線式機器元件2，然後再固緊右邊的一個直線式機器元件2。為此目的，該等偏心器60會首先被插入左邊的直線式機器元件2之長橢圓孔31中，並於該左邊的直線式機器元件2之夾緊元件鎖緊之後再度被移除。該等偏心器60嗣可被與新的夾緊元件一起插入右邊的機器元件2之開孔的長橢圓孔31中。於此，當該等夾緊元件已被鬆弛地螺合於該機器元件4的螺孔41中之後，該等偏心器60會被裝在該等夾緊元件的頭部上，而使該等偏心器60的套筒68靠抵該等開孔的肩部27(見圖1)。然後該等偏心器60會被旋轉，而使該直線式機器元件2壓抵該機床4。嗣其可以藉一六角承窩鍵鑰穿過該孔66套合於該六角承窩73中來鎖緊該夾緊元件。此安裝程序係極為快速且簡單又可靠。在該等直線式機器元件2中係設有銷孔92等，其可被選擇地用於該等直線式機器元件2的附加銷固。因係具有螺孔41的情況，並非全部的該等較小的銷孔92或較大 的長橢圓孔31在圖4中皆被提供一標號，如此作係為能更清楚。此亦同樣地適用於圖7。

圖5至7出另一實施例。圖5至7的實施例有關一種呈一直線式導件之形式的直線式機器元件102。再次地，相同的標號會被用於相同的部件或類似的部件，且該等部件不會被再度說明；而是要參照圖1至4的描述。特別是，圖5至7的實施例之偏心器60對應於圖1至4的實施例之偏心器。但，一般而言，要指出的是，在實施例中，亦可使用其它的偏心器，例如具有某些其它扭力傳送元件，比如一托克斯(Torx)連接器，的偏心器。

類似圖1、2和4之實施例的直線式機器元件2，該呈一直線式導件形式的直線式機器元件102亦可藉由該偏心器60被旋轉，以使該套筒68壓抵一長橢圓孔31的內壁，而壓抵一靠抵表面164。再次地，如同在圖1、2和4的實施例中，該等夾緊元件的鎖緊於螺孔41中會被用來定位該直線式機器元件102。該呈一直線式導件形式的直線式機器元件2僅包含具有沿該縱向或水平地定向的長橢圓孔31之開孔等。此會使其構造特別地簡單。

2‧‧‧直線式機器元件

4‧‧‧機床

23‧‧‧齒部

27‧‧‧肩部

31‧‧‧長橢圓孔

33‧‧‧圓孔

35‧‧‧柄

37‧‧‧頭部

39‧‧‧螺紋

41‧‧‧螺孔

60‧‧‧偏心器

64‧‧‧靠抵表面

66‧‧‧孔

68‧‧‧套筒

70‧‧‧扭力傳送裝置

72‧‧‧階部

Claims (11)

1. 一種用以將一直線式機器元件，特別是一齒條或一直線式導件，固緊於一機床中的固緊系統，具有：一夾緊元件具有一柄及一頭部，其中該頭部的直徑係大於該柄的直徑；一偏心器包含一套筒具有一偏心孔，及一扭力傳送元件；其中該頭部的外徑係小於該孔的內徑，或至少實質上對應於該孔的內徑，及有一直線式機器元件具有一貫穿開孔，其中容納該夾緊元件和該偏心器的套筒。
2. 如請求項1之固緊系統，其中該扭力傳送元件係相對於該孔偏心地列設。
3. 如請求項1之固緊系統，其中該孔會延伸穿過該扭力傳送元件。
4. 如請求項1之固緊系統，其中該孔包含一階部。
5. 如請求項1之固緊系統，其中該開孔包含一肩部。
6. 如請求項5之固緊系統，其中該開孔在該肩部之一第一側係被形成為一長橢圓孔。
7. 如請求項6之固緊系統，其中該開孔在該肩部之一第二側係被形成為一圓孔。
8. 如請求項1之固緊系統，其中該夾緊元件的柄包含一螺紋用以螺合於該機床之一螺孔內。
9. 一種用於如請求項1之一直線式機器元件的固緊系統之偏心器，其中該偏心器包含：一套筒具有一偏心孔；及一扭力傳送元件係設在該套筒之一軸端上；其中該孔延伸穿過該套筒並穿過該扭力傳送元件。
10. 一種用於如請求項1之固緊系統的直線式機器元件，具有至少一貫穿開孔用以容納一夾緊元件及一偏心器之一套筒，其中該開孔包含一肩部，且該開孔在該肩部之一第一側係形成一長橢圓孔，而在該肩部之一第二側係形成一圓孔。
11. 一種用以藉一如請求項1之固緊系統將一直線式機器元件，特別是一具有至少一開孔的齒條或一直線式導件，固緊在一機床中的方法，該方法包含：將該機器元件定向於該機床中；將該夾緊元件插入該機器元件之該至少一開孔中；將該至少一偏心器插入該機器元件之該至少一開孔中，並將該偏心器裝在該夾緊元件的頭部上；將該偏心器定向於該開孔中用以定位該機器元件；及鎖緊該夾緊元件以將該機器元件固定於該機床中。