DE19724852A1 - Vorrichtung zum Positionieren und Festlegen eines Schlittenkörpers - Google Patents
Vorrichtung zum Positionieren und Festlegen eines SchlittenkörpersInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Positionieren und
Festlegen eines zum Tragen von Werkzeugen, Werkstücken oder
sonstigen Gegenständen geeigneten Schlittenkörpers relativ zu
einem Grundkörper, mit einer Führungseinrichtung, über die die
beiden Körper relativ zueinander längsverschiebbar geführt an
einander gelagert sind, und mit einer Klemmeinrichtung, mittels
der die beiden Körper in verschiedenen Relativpositionen in
Längsrichtung unverschiebbar gegeneinander festlegbar sind.
Bei den bisherigen Vorrichtungen wurde der Schlittenkörper re
lativ zum Grundkörper manuell positioniert und festgelegt.
Hierbei wurde der Schlittenkörper zunächst in die gewünschte
Position gefahren und anschließend beispielsweise mit Hilfe ei
ner Spannschraube gegen den Grundkörper verspannt, um die bei
den Körper in der gewünschten Relativposition festzulegen. Ein
derartiges Vorgehen ist umständlich und zeitaufwendig. Ist eine
solche Vorrichtung an einer Werkzeugmaschine vorgesehen, so er
fordert das Ändern der Relativposition und das erneute Festle
gen der beiden Körper gegeneinander viel Zeit (lange Rüstzei
ten) und ist somit sehr teuer.
Es kann daher als Aufgabe der Erfindung angesehen werden, eine
Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ein
einfaches und schnelles Positionieren und Festlegen der beiden
Körper relativ zueinander ermöglicht und dabei ein sicheres
Festlegen der Relativposition zwischen den beiden Körpern ge
währleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Ver
lagerung und Positionierung der beiden Körper relativ zueinan
der eine fluidisch und/oder elektrisch betätigte Antriebsein
richtung vorgesehen ist, daß zur Erfassung der Relativposition
zwischen den beiden Körpern eine Positionserfassungseinrichtung
vorhanden ist, daß die die beiden Körper in einer gewünschten
Relativposition gegeneinander festlegende Klemmeinrichtung als
durch Fluidkraft gesteuerte Klemmeinrichtung ausgebildet ist,
und daß eine elektrisch betriebene Steuereinrichtung vorhanden
ist, die bei Erreichen einer gewünschten, von der Positionser
fassungseinrichtung erfaßten Relativposition zwischen den bei
den Körpern eine Betätigung der Klemmeinrichtung ermöglicht.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine fluidisch und/
oder elektrisch betätigte Antriebseinrichtung vorgesehen, wo
durch die Positionierung der beiden Körper relativ zueinander
einfach, schnell und exakt erfolgen kann. Die momentane Rela
tivposition wird von der Positionserfassungseinrichtung erfaßt
und an die Steuereinrichtung weitergeleitet, die dann eine Be
tätigung der Klemmeinrichtung ermöglicht. Aufgrund der durch
Fluidkraft gesteuerten Klemmeinrichtung ist von Ferne ein sehr
einfaches und schnelles Festlegen der beiden Körper relativ zu
einander hervorrufbar und außerdem wird eine sichere Klemmung
gewährleistet. Durch das schnellere und einfachere Positionie
ren und Festlegen können die Rüstzeiten gesenkt und somit Ko
sten reduziert werden.
Zwar sind bereits sogenannte NC- oder CNC-Maschinen bekannt,
die zwei Körper relativ zueinander positionieren können, wobei
aber das Halten dieser gewünschten Relativposition durch stän
diges automatisches Nachregeln erfolgt. Aufgrund der fehlenden
Klemmeinrichtung müssen eventuell auf den Gegenstand bzw. den
Schlittenkörper einwirkende Kräfte samt direkt von der An
triebseinrichtung, das bedeutet bei derartigen Maschinen vom
Antriebsmotor, aufgenommen werden. Der Antriebsmotor ist des
halb entsprechend groß zu dimensionieren. Desweiteren wird
durch das ständige Nachregeln viel elektrische Energie ver
braucht. Insgesamt führt dies dazu, daß solche Maschinen tech
nisch aufwendig und sowohl in Anschaffung als auch im Betrieb
teuer sind. Dazuhin ist es notwendig, das Bedienpersonal spezi
ell zu schulen, was wiederum Kosten verursacht. Im Gegensatz
dazu ist die erfindungsgemäße Vorrichtung einfacher aufgebaut
und dadurch in Anschaffung und Betrieb kostengünstiger, wobei
aufgrund der einfachen Handhabung eine kosten- und zeitaufwen
dige Schulung des Bedienpersonals entfällt. Desweiteren können
bisherige Werkzeugmaschinen in der Regel mit der erfindungsge
mäßen Vorrichtung nachgerüstet werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung ge
hen aus den Unteransprüchen hervor.
Zweckmäßigerweise sind die beiden Körper durch jeweils minde
stens zwei Paare einander zugewandter Führungsflächen in zwei
zueinander rechtwinkelige Querrichtungen gegeneinander abge
stützt, wobei die für die Abstützung in den unterschiedlichen
Querrichtungen zuständigen Führungsflächenpaare rechtwinkelig
zueinander verlaufen. Eine derart konstruierte Führung kann
praktisch spiel frei ausgeführt werden und ist auch bei gelöster
Klemmeinrichtung noch sehr präzise. Dadurch wird ein exaktes
Positionieren der beiden Körper relativ zueinander ermöglicht,
ohne bei jedem neuen Positioniervorgang auch die relative Quer
position zwischen den Bauteilen nachjustieren zu müssen.
Es ist desweiteren zweckmäßig, wenn die Klemmeinrichtung wenig
stens eine Klemmeinheit enthält, die mindestens ein Klemmele
ment aufweist, das zwischen einer die beiden Körper relativ zu
einander festlegenden Klemmposition und einer eine längsgerich
tete Relativbewegung gestattenden Freigabeposition fluidisch
gesteuert umschaltbar ist. Hierdurch ist eine einfach aufge
baute und schnell umschaltbare Klemmeinrichtung realisiert.
Vorteilhafterweise sind mehrere gemeinsam einer Führungseinheit
zugeordnete Klemmeinheiten an einem gemeinsamen Tragkörper an
geordnet. Somit ist es möglich, die zur Ansteuerung der Klemm
einheiten erforderlichen Einrichtungen, wie beispielsweise
Fluidkanäle, im Tragkörper anzuordnen, wodurch eine äußerst
kompakte Bauweise erzielt wird.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung bildet der Trag
körper zumindest einen Längenabschnitt einer Führungsschiene
der Führungseinheit. Insbesondere sind in die am einen Körper
angeordneten Führungsschienen Führungsnuten eingebracht, die
zumindest abschnittsweise im Tragkörper verlaufen, wobei am an
deren Körper wenigstens ein in die zugeordnete Führungsnut ein
greifender Führungsvorsprung vorgesehen ist, der mittels der in
der Klemmposition befindlichen Klemmelemente beaufschlagt wird.
Da der wenigstens eine Führungsvorsprung in der zugeordneten
Führungsnut im wesentlichen spielfrei geführt ist, bleibt die
Relativposition zwischen den beiden Körpern bei der Beaufschla
gung dieses Führungsvorsprungs mittels der in der Klemmposition
befindlichen Klemmelemente erhalten.
Es ist außerdem zweckmäßig, wenn das Klemmelement mittels einer
Federanordnung in die Freigabeposition oder vorzugsweise in die
Klemmposition vorgespannt ist und durch Fluidkraft in die je
weils andere Position umschaltbar ist. Durch das mechanische
Vorspannen der Klemmelemente in die Klemmposition wird ein si
cheres Festlegen der beiden Körper gegeneinander auch bei Aus
fall der Fluidzufuhr gewährleistet. Ein unkontrolliertes Ver
schieben der beiden Körper relativ zueinander ist dann ausge
schlossen.
Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn die Positionserfassungsein
richtung und die Antriebseinrichtung an die Steuereinrichtung
angeschlossen sind, der eine gewünschte Soll-Relativposition
der beiden Körper vorgebbar ist und die die Antriebseinrichtung
in Abhängigkeit von der durch die Positionserfassungseinrich
tung erfaßten momentanen Ist-Relativposition der beiden Körper
ansteuert, bis diese die Soll-Relativposition einnehmen. Die
Soll-Relativposition ist der Steuereinrichtung beispielsweise
über eine geeignete Eingabeeinrichtung vorgebbar, so daß diese
das automatische Positionieren der beiden Körper relativ zuein
ander veranlassen kann. Diese Art der Positionierung ist sehr
einfach und schnell durchführbar und gewährleistet ein exaktes
Positionieren der beiden Körper relativ zueinander.
Desweiteren kann die Steuereinrichtung mit der Klemmeinrichtung
verbunden sein und bei Erreichen der Soll-Relativposition der
beiden Körper automatisch das Festlegen der beiden Körper in
dieser Position veranlassen. In diesem Fall genügt es die bei
den Körper relativ zueinander zu positionieren. Vorzugsweise
kann die Steuereinrichtung nach Erreichen der gewünschten Posi
tion automatisch das Festlegen der beiden Körper relativ zuein
ander veranlassen
Im folgenden wird der Gegenstand der Erfindung anhand der bei
gefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vor
richtung in einer Draufsicht quer zur Längsrichtung
der Vorrichtung,
Fig. 2 das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 in einer Sei
tenansicht quer zur Längsrichtung der Vorrichtung,
wobei zusätzlich strichpunktiert eine Steuereinrich
tung angedeutet ist,
Fig. 3 das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 im
Querschnitt gemäß der Schnittlinie III-III in Fig.
1.
In den Fig. 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfin
dungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Positionieren und Festlegen ei
nes zum Tragen von Gegenständen 2, wie beispielsweise Werkzeuge
oder Werkstücke geeigneten Schlittenkörpers 3 relativ zu einem
Grundkörper 4 dargestellt. Eine solche Vorrichtung 1 wird bei
spielsweise bei Werkzeugmaschinen eingesetzt, um einen zu bear
beitenden Gegenstand 2 in eine gewünschte Position zu bringen
und ihn in dieser Position zu halten. Hierfür wird der Schlit
tenkörper 3 zunächst relativ zum Grundkörper 4 in die ge
wünschte, vorherbestimmte Position gebracht und anschließend
relativ zum Grundkörper 4 in der gewünschten Relativposition
festgelegt. Durch das Festlegen ist es möglich, die gewünschte
Relativposition beizubehalten, auch wenn von außen her Kräfte
auf den Gegenstand 2 einwirken. Beispielsweise kann der Gegen
stand 2 von Werkzeugen oder Werkstücken gebildet sein, die der
Bearbeitung dienen bzw. bearbeitet werden, wobei Kräfte auf den
Schlittenkörper 3 übertragen werden. Hierbei ist es jedoch
wichtig, daß die Position des Schlittenkörpers 3 relativ zum
Grundkörper 4 unverändert bleibt, um das Werkzeug bzw. das
Werkstück zur Gewährleistung einer hohen Bearbeitungsqualität
unbeweglich in der gewünschten Lage zu halten.
Die beiden Körper 3, 4 sind über eine Führungseinrichtung 7 re
lativ zueinander längsverschiebbar geführt aneinander gelagert.
Beispielsgemäß ist der Grundkörper 4 in Längsrichtung 8 gesehen
länger ausgebildet als der Schlittenkörper 3, so daß dieser
Schlittenkörper 3 entlang des Grundkörpers 4 längsverschiebbar
gelagert ist. Der Grundkörper 4 stellt in der Regel den ortsfe
sten Körper dar, wobei der Schlittenkörper 3 relativ zum Grund
körper 4 bewegbar ist. In einer alternativen Ausführungsform
ist es ebenso möglich, den Schlittenkörper 3 in Längsrichtung 8
länger als den Grundkörper 4 auszubilden.
Die Führungseinrichtung 7 bewirkt, daß der Schlittenkörper 3
quer zur Längsrichtung 8 und dabei insbesondere in zwei recht
winkelig zueinander verlaufenden ersten und zweiten Querrich
tungen 9, 10 abgestützt ist.
Die Führungseinrichtung 7 weist mindestens eine Führungseinheit
13 auf, die zweckmäßigerweise eine am einen Körper 4 angeord
nete Führungsnut 14 sowie wenigstens einen am anderen Körper 3
vorgesehenen, längsverschieblich in die Führungsnut 14 eingrei
fenden Führungsvorsprung 15 enthält. Der Führungsvorsprung 15
ist im Querschnitt betrachtet im wesentlichen komplementär zur
Führungsnut 14 ausgebildet, so daß er diese mit Gleitspiel aus
füllt.
Beispielsgemäß weist die Führungseinrichtung 7 zwei in der die
Breitenrichtung bildenden ersten Querrichtung 9 beabstandet zu
einander angeordnete Führungseinheiten 13 auf. Jede dieser bei
den Führungseinheiten 13 enthält eine Führungsnut 14 und einen
Führungsvorsprung 15. Die Führungsnut 14 einer jeweiligen Füh
rungseinheit 13 verläuft in Längsrichtung 8 und ist am Grund
körper 4 vorgesehen. Dementsprechend sind die Führungsvor
sprünge 15 am Schlittenkörper 3 angeordnet. Grundsätzlich wäre
es in einer alternativen Ausführungsform ebenso möglich, die
Führungsnuten 14 in den Schlittenkörper 3 einzubringen und die
Führungsvorsprünge 15 am Grundkörper 4 anzuordnen.
Die am Schlittenkörper 3 angeordneten Führungsvorsprünge 15 er
strecken sich in Längsrichtung 8 über die gesamte Länge des
Schlittenkörpers 3 und ragen von entgegengesetzten Längsseiten
18, 19 des Schlittenkörpers 3 in entgegengesetzte Richtungen
weg. Sie greifen in eine jeweils zugeordnete Führungsnut 14
ein, wobei die Führungsnuten mit ihren offenen Seiten einander
zugewandt sind.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält jede Führungsein
heit 13 eine am einen Körper 4 angeordnete Führungsschiene 16,
mit der der andere Körper 3 zusammenarbeitet. Dadurch, daß bei
spielsgemäß zwei mit Querabstand zueinander angeordnete Füh
rungseinheiten 13 vorgesehen sind, ist zwischen den beiden Füh
rungsschienen 16 eine nutähnliche Längsausnehmung 17 gebildet,
in der der andere Körper 3 längsverschieblich angeordnet ist.
Vorzugsweise sind die Führungsschienen 16 am Grundkörper 4 vor
gesehen, so daß der Schlittenkörper 3 in der ersten Querrich
tung 9 betrachtet zwischen den Führungsschienen 16 angeordnet
ist. Selbstverständlich könnten die Führungsschienen 16 in ei
ner nicht näher dargestellten Ausführungsform auch am Schlit
tenkörper 3 vorgesehen sein, wobei dann der Grundkörper 4 zwi
schen den beiden in Längsrichtung verlaufenden Führungsschienen
16 angeordnet wäre.
Gemäß Fig. 3 ist der Grundkörper 4 in einer bevorzugten Aus
führungsform plattenähnlich ausgestaltet, wobei die Führungs
schienen 16 in Längsrichtung 8 verlaufend auf der dem Schlit
tenkörper 3 zugewandten Oberfläche 21 des Grundkörpers 4 fest
gelegt sind. Die Führungsschienen 16 sind mittels Schraubver
bindungen 22 lösbar am Grundkörper 4 befestigt.
Die Führungsschienen 16 sind im Querschnitt gesehen im wesent
lichen rechteckförmig konturiert, wobei in die einander zuge
wandten, die Längsausnehmung 17 in Querrichtung 9 begrenzenden
Innenseiten 23 der Führungsschienen 16 jeweils die Führungsnut
14 der zugeordneten Führungseinheit 13 eingebracht ist. Bei
spielsgemäß ist die Führungsnut 14 in den an den Grundkörper 4
angrenzenden Randbereich 24 der jeweiligen Führungsschiene 16
angeordnet und als Ecknut ausgebildet. In der vorliegend die
Höhenrichtung bildenden zweiten Querrichtung 10 gesehen wird
die Führungsnut 14 somit einerseits von der Führungsschiene 16
und andererseits vom Grundkörper 4 begrenzt.
Beim Ausführungsbeispiel weist der Schlittenkörper 3 im Quer
schnitt gesehen eine im wesentlichen rechteckförmige Kontur
auf. Im Bereich der Längsausnehmung 17 ist zwischen den Innen
seiten 23 der jeweiligen Führungsschiene 16 und der benachbar
ten Längsseite 18, 19 des Schlittenkörpers 3 ein Spalt 25 vor
gesehen, so daß der Schlittenkörper 3 außerhalb seiner Füh
rungsvorsprünge 15 keinen Kontakt zu den Führungsschienen hat.
Aus Fig. 3 geht hervor, daß die in den Führungsschienen 16
eingebrachten Führungsnuten 14 und die am Schlittenkörper 3
vorgesehenen Führungsvorsprünge 15 im Querschnitt betrachtet
rechteckförmig konturiert sind. Die beiden Körper 3, 4 sind
durch jeweils mindestens zwei Paare einander zugewandter Füh
rungsflächen 26, 27 in zwei zueinander rechtwinkeligen Quer
richtungen 9, 10 gegeneinander abgestützt. Dabei arbeiten je
weils eine am Führungsvorsprung 15 angeordnete Führungsfläche
26 und eine die Führungsnut begrenzende Führungsfläche 27 zu
sammen.
Beispielsgemäß ist die Führungsnut 14 in der zweiten Querrich
tung 10 einerseits durch die Oberfläche 21 des Grundkörpers 4
begrenzt, so daß diese eine der Führungsflächen 27 bildet. Beim
bevorzugten Ausführungsbeispiel liegt der Schlittenkörper 3 mit
seiner dem Grundkörper 4 zugewandten Grundfläche 28 auf der
Oberfläche 21 des Grundkörpers 4 auf. Die für die Abstützung in
den unterschiedlichen Querrichtungen 9, 10 zuständigen Füh
rungsflächenpaare verlaufen beispielsgemäß rechtwinkelig zuein
ander. Jede eine Führungsnut 14 und einen Führungsvorsprung 15
aufweisende Führungseinheit 13 enthält somit drei Paare von
Führungsflächen 26, 27, eines für die Abstützung in die erste
Querrichtung 9 und zwei für die Abstützung in die zweite Quer
richtung 10.
Zur Verlagerung und Positionierung der beiden Körper 3, 4 rela
tiv zueinander ist eine fluidisch und/oder elektrisch betätigte
Antriebseinrichtung 32 vorgesehen. Beim Ausführungsbeispiel
kann der Schlittenkörper 3 mittels der Antriebseinrichtung 32
entlang des Grundkörpers 4 in Längsrichtung 8 verschoben wer
den. Die Antriebseinrichtung 32 enthält hierfür einen vorzugs
weise elektrisch betätigten Antriebsmotor 33 und verfügt des
weiteren über eine mit dem Antriebsmotor 33 gekoppelte, sich in
Längsrichtung 8 erstreckende Gewindespindel 34, die durch den
Antriebsmotor 33 zu einer Drehbewegung antreibbar ist. Am
Schlittenkörper 3 ist wenigstens ein mit der Gewindespindel 34
in Gewindeeingriff stehendes drehfestes Abtriebsteil 35 vorge
sehen, das sich bei der Drehung der Gewindespindel 34 in deren
Längsrichtung 8 bewegt. Beispielsgemäß sind zwei Abtriebsteile
35 vorgesehen, die in Längsrichtung 8 beiderseits am Schlitten
körper 3 befestigt sind. In diesem Bereich ist eine in Längs
richtung 8 verlaufende zylindrische Durchbrechung 36 in den
Schlittenkörper eingebracht, wobei die Gewindespindel 34 durch
diese Durchbrechung 36 hindurchgreift. Der Durchmesser der
Durchbrechung 36 ist größer als der Außendurchmesser der Gewin
despindel 34, so daß sich diese ungehindert drehen kann und le
diglich mittels der beiden Abtriebsteile 35 mit dem Schlitten
körper 3 verbunden ist.
Die Gewindespindel 34 ist im Bereich ihrer beiden axialen Enden
39, 40 am Grundkörper 4 axial unbeweglich und zugleich drehbar
gelagert, wobei hierfür einerseits der Antriebsmotor 33 und an
dererseits eine Lagervorrichtung 41 vorgesehen ist. Beim Aus
führungsbeispiel sind sowohl der Antriebsmotor 33 als auch die
Lagervorrichtung 41 in den schmalseitigen Endbereichen 42, 43
des plattenähnlichen Grundkörpers 4 angeordnet.
Anstelle des Antriebsmotors 33, der Gewindespindel 34 und der
Abtriebsteile 35 könnte auch ein anderer geeigneter Linearan
trieb eingesetzt werden.
Zur Erfassung der Relativposition zwischen den beiden Körpern
3, 4 ist eine Positionserfassungseinrichtung 47 vorhanden.
Diese enthält einen beispielsgemäß in der Lagervorrichtung 41
integrierten Drehgeber 48, der den Drehweg und den Drehsinn der
Gewindespindel 34 erfaßt und an eine zur Positionserfassungs
einrichtung 47 gehörende Auswerteeinrichtung 49 weiterleitet,
die ausgehend von der ursprünglichen Relativposition der beiden
Körper 3, 4 die momentane Relativposition bestimmt. Die Positi
onserfassungseinrichtung 47 könnte in einer alternativen Aus
führungsform auch als separates Bauteil ausgebildet oder im An
triebsmotor 33 integriert sein.
Die Vorrichtung 1 verfügt desweiteren über eine Klemmeinrich
tung 52, mittels der die beiden Körper 3, 4 in verschiedenen
Relativpositionen in Längsrichtung 8 unverschiebbar gegeneinan
der festlegbar sind. Die Klemmeinrichtung 52 ist als durch
Fluidkraft gesteuerte Klemmeinrichtung ausgebildet. Beispiels
gemäß ist die Klemmeinrichtung 52 am Grundkörper 4 angeordnet,
grundsätzlich könnte sie jedoch auch am Schlittenkörper 3 vor
gesehen werden.
Die Klemmeinrichtung 52 enthält wenigstens eine Klemmeinheit
53, wobei vorzugsweise mehrere Klemmeinheiten 53 vorgesehen
sind. Die Klemmeinheiten 53 enthalten jeweils mindestens ein
Klemmelement 54, das zwischen einer die beiden Körper 3, 4
relativ zueinander festlegenden Klemmposition und einer eine
längsgerichtete Relativbewegung gestattenden Freigabeposition
fluidisch gesteuert umschaltbar ist.
Die Klemmeinheiten 53 sind beim Ausführungsbeispiel zylinderar
tig aufgebaut. Jede Klemmeinheit 53 enthält einen zumindest von
einer Seite her fluidisch beaufschlagbaren Kolben 55, der mit
mindestens einem Klemmelement 54 axial bewegungsgekoppelt ist.
Zweckmäßigerweise ist jedem Kolben 55 ein Klemmelement 54 zuge
ordnet, das koaxial zum Kolben 55 im Bereich einer fluidisch
beaufschlagbaren Betätigungsfläche 56 des Kolbens 55 angeordnet
ist.
Beim Ausführungsbeispiel ist das Klemmelement 54 jeder
Klemmeinheit 53 mittels einer Federanordnung 59, die vorzugs
weise von einer oder mehreren Tellerfedern 58 gebildet ist, in
die Klemmposition vorgespannt. Hierfür wird beispielsgemäß der
Kolben 55 auf seiner der Betätigungsfläche 56 entgegengesetzten
Kolbenrückseite 60 durch die Federanordnung 59 beaufschlagt,
die zu ihrer Positionierung koaxial auf einem zylindrischen
Kolbenvorsprung 61 sitzen kann, der koaxial zum Kolben 55 von
dessen Kolbenrückseite 60 wegragt, wobei sich die Federanord
nung 59 auf einer der Kolbenrückseite 60 gegenüberliegenden
grundkörperfesten Abstützfläche 62 abstützt. Über diese Federa
nordnung 59 ist nun der Kolben in eine Endlage vorgespannt, in
der sich das am Kolben 55 befindliche Klemmelement 54 in seiner
Klemmposition befindet. Wird nun der Kolben 55 auf seiner Betä
tigungsfläche 56 fluidisch beaufschlagt, so bewegt er sich ent
gegen der Federkraft der Federanordnung 59 und bewegt gleich
zeitig das ihm zugeordnete Klemmelement 54 in seine Freigabepo
sition. Wird anschließend die fluidische Beaufschlagung der Be
tätigungsfläche 56 des Kolbens 55 wieder weggenommen, so bewegt
der Kolben 55 das Klemmelement 54 aufgrund der auf ihn einwir
kenden Federkraft der Federanordnung 59 wieder in seine Klemm
position.
Jeder Führungseinheit 13 ist wenigstens eine Klemmeinheit 53
zugeordnet. Beispielsgemäß beaufschlagen die Klemmelemente 54
der am Grundkörper 4 vorgesehenen Klemmeinheiten 53 in der
Klemmposition den am Schlittenkörper 3 vorgesehenen Führungs
vorsprung 15.
Vorzugsweise ist jeder Führungseinheit 13 eine mehrere Klemm
einheiten 53 aufweisende Klemmeinheiten-Gruppe 63 zugeordnet
Die Klemmelemente 54 der Klemmeinheiten 53 der Klemmeinheiten
Gruppe 63 werden zweckmäßigerweise gemeinsam in die jeweilige
Klemmposition bzw. Freigabeposition umgeschaltet. Beim bevor
zugten Ausführungsbeispiel sind entsprechend der Anzahl der
Führungseinheiten 13 zwei Klemmeinheiten-Gruppen 63 vorgesehen
Die jeder Führungseinheit 13 zugeordneten Klemmeinheiten 53
sind an einem gemeinsamen Tragkörper 64 angeordnet. Jeder Füh
rungseinheit 13 sind dabei mindestens eine und beispielsgemäß
mehrere Klemmeinheiten 53 zugeordnet. In der bevorzugten Aus
führungsform sind die Klemmeinheiten-Gruppen 63, die hier bei
spielsweise jeweils drei Klemmeinheiten enthalten, jeweils an
einem Tragkörper 64 vorgesehen.
In die Tragkörper 64 sind in der zweiten Querrichtung 10 ver
laufende zylinderartige Ausnehmungen 65 eingebracht, in denen
jeweils eine Klemmeinheit 53 angeordnet ist. Die Ausnehmung 65
ist von zwei in der zweiten Querrichtung 10 aufeinanderfolgen
den, koaxial angeordneten zylindrischen Abschnitten 66, 67 ge
bildet, wobei der dem Klemmteil 54 der Klemmeinheit 53 zugeord
nete zweite Abschnitt 67 einen geringeren Durchmesser als der
erste Abschnitt 66 der Ausnehmung 65 aufweist. Dadurch ist im
übergangsbereich zwischen den beiden Abschnitten 66, 67 eine
Ringstufe 68 gebildet. Zur Befestigung der Klemmeinheit 53 am
Tragkörper 64 verfügt diese über ein stopfenähnliches Befesti
gungsteil 71, das in dem dem zweiten Abschnitt 67 entgegenge
setzten Endbereich 72 des ersten Abschnitts 66 angeordnet ist
und die Ausnehmung 65 verschließt. Das Befestigungsteil 71 ragt
dabei ein Stück weit in den ersten Abschnitt 66 der Ausnehmung
65 hinein und weist an der in diesem ersten Abschnitt liegenden
Stirnseite die Abstützfläche 62 auf. An das Befestigungsteil 71
schließt sich dann die Federanordnung 59 und der Kolben 55 an,
die ebenfalls im ersten Abschnitt 66 der Ausnehmung 65 angeord
net sind. Die Betätigungsseite 56 des Kolbens 55 ist dabei der
Ringstufe 68 zugewandt und grenzt an diese an. Das Klemmteil 54
ist im zweiten Abschnitt 67 der Ausnehmung 65 verschiebbar auf
genommen.
In den Tragkörper 64 ist ein Fluidkanal 75 eingebracht, über
den das zur Beaufschlagung der Kolben 55 dienende Druckmittel
zuführbar ist. Der Fluidkanal 75 mündet einenends von außen her
zugänglich an einer Außenseite des Tragkörpers 64 aus und weist
dort einen Fluidanschluß 76 auf, an den externe, nicht näher
dargestellte Fluidleitungen anschließbar sind. Andererseits
kommuniziert der Fluidkanal 75 im Bereich der Ringstufen 68 mit
den von den Betätigungsflächen 56 begrenzten Bereichen der er
sten Abschnitte 66 einer jeweiligen Ausnehmung 65 des Tragkör
pers 64.
Um den der Betätigungsseite 56 zugewandten Bereich der Ausneh
mung 65 fluiddicht auszubilden, tragen sowohl Kolben 55 als
auch Klemmelement 54 eine ringförmige Dichtung 79, 80, die an
der jeweils zugeordneten Innenfläche der Ausnehmung 65 dichtend
anliegt.
Wird nun über den Fluidkanal 75 Druckmittel zugeführt, so be
wegen sich die Kolben entgegen der Federkraft der zugeordneten
Federanordnung 59 von der Ringstufe 68 weg, so daß das Klemm
teil 54 vom Führungsvorsprung 15 abhebt und die Freigabeposi
tion einnimmt. Ist am Fluidkanal 75 kein Druck angelegt, drückt
die Federanordnung 59 den Kolben 55 in Richtung der Ringstufe
68 bis das Klemmteil 54 die Klemmposition erreicht hat und den
Führungsvorsprung 15 beaufschlagt. Durch Anlegen und Zurückneh
men des Drucks im Fluidkanal 75 sind somit alle an diesen
Fluidkanal 75 angeschlossenen Klemmeinheiten 53 gemeinsam zwi
schen Freigabeposition und Klemmposition umschaltbar.
Der Tragkörper 64 ist Bestandteil der zugeordneten Führungsein
heit 13. Wie aus Fig. 2 zu entnehmen ist, bildet der Tragkör
per 64 zumindest einen Längenabschnitt der Führungsschiene 16
der betreffenden Führungseinheit 13. Der Tragkörper ist bei
spielsgemäß zwischen zwei Längskörper 81 der Führungsschiene 16
zwischengeschaltet, so daß die beiden Längskörper 81 zusammen
mit dem Tragkörper 64 die in Längsrichtung 8 verlaufende Füh
rungsschiene 16 bilden.
Die Führungsnut 14 einer jeweiligen Führungseinheit 13 verläuft
in der Führungsschiene 16 und somit abschnittsweise im Tragkör
per 64 und in den Längskörpern 81. Der am Schlittenkörper 33
befindliche, der jeweiligen Führungsnut 14 zugeordnete Füh
rungsvorsprung 15 kann durch die Klemmelemente 54 der in den
Tragkörper 64 eingesetzten Klemmeinheiten 53 einer Klemmeinhei
ten-Gruppe 63 beaufschlagt werden.
Zweckmäßigerweise schließt sich der zweite Abschnitt 67 der
Ausnehmungen 65 in der zweiten Querrichtung 10 gesehen an die
Führungsnut 14 an, so daß das Klemmelement 54 in der zweiten
Querrichtung 10 gesehen von der der Oberfläche 21 des Grundkör
pers 4 gegenüberliegenden Seite her den in die Führungsnut 14
eingreifenden Führungsvorsprung 15 klemmend beaufschlagen kann.
Nach der Positionierung des Schlittenkörpers 3 relativ zum
Grundkörper 4 wird das lösbare Festlegen des Schlittenkörpers 3
am Grundkörper 4 mittels der Klemmeinheiten 53 der Klemmein
richtung 52 durchgeführt, so daß die Relativposition der beiden
Körper 3, 4 beibehalten bleibt.
Die Vorrichtung verfügt über eine elektrische und dabei insbe
sondere elektronische Steuereinrichtung 84, die bei Erreichen
einer gewünschten, von der Positionserfassungseinrichtung 47
erfaßten Relativposition zwischen den beiden Körpern 3, 4 eine
Betätigung der Klemmeinrichtung 52 ermöglicht. Die Steuerein
richtung 84 ist in Fig. 2 strichpunktiert angedeutet. Sie ist
mit der Antriebseinrichtung 32 und mit der Positionserfassungs
einrichtung 47 verbunden. Über die Positionserfassungseinrich
tung 47 wird der Steuereinrichtung 84 die momentane Ist-Rela
tivposition der beiden Körper 3, 4 übermittelt. Die Antriebs
einrichtung 32 ist mit Hilfe der Steuereinrichtung 84 derart
ansteuerbar, daß die beiden Körper 3, 4 die gewünschte Soll-Re
lativposition einnehmen. Stimmen Soll- und Ist-Relativposition
überein, so kann die Klemmeinrichtung betätigt werden, um diese
gewünschte Relativposition festzustellen.
Mittels der Steuereinrichtung 84 kann die Positionierung der
beiden Körper 3, 4 automatisiert werden. Hierbei kann der
Steuereinrichtung 84 die gewünschte Soll-Relativposition vorge
geben werden, beispielsweise über eine an der Steuereinrichtung
84 vorgesehenen Tastatur, wobei die Steureinrichtung 84 die mo
mentane Ist-Relativposition über die Positionserfassungsein
richtung 47 erhält und die Antriebseinrichtung 32 so lange an
steuert, bis keine Abweichung zwischen der vorgegebenen Soll-
Relativposition und der von der Positionserfassungseinrichtung
47 ermittelten momentanen Ist-Relativposition der beiden Körper
besteht.
Das Festsetzen bzw. Blockieren der beiden Körper 3, 4 bei Er
reichen der gewünschten Relativposition kann ebenfalls auto
matisch mittels der Steuereinrichtung 84 durchgeführt werden.
Hierzu ist die Steuereinrichtung 84 auch mit der Klemmeinrich
tung 52 verbunden und veranlaßt bei Erreichen der Soll-Relativ
position der beiden Körper 3, 4 das Festlegen der beiden Körper
in dieser Position. Die Steuereinrichtung 84 enthält hierbei
zweckmäßigerweise wenigstens ein Ansteuerventil, über das die
Fluidkanäle 75 zur Beaufschlagung der beiden Klemmeinheiten-
Gruppen 63 nach Bedarf mit Druckmittel beaufschlagt oder von
der Druckmittelzufuhr abgesperrt und entlastet werden können,
um das Umschalten zwischen Freigabeposition und Klemmposition
der Klemmelemente 54 zu bewirken. Die Klemmeinrichtung 52 kann
dabei derart angesteuert werden, daß das Klemmen der beiden
Körper 3, 4 gegeneinander erst aufgehoben wird, wenn der
Steuereinrichtung 84 eine neue Soll-Relativposition vorgegeben
wird. Das erneute Klemmen wird von der Steuereinrichtung 84
dann erst wieder nach Erreichen der neuen Soll-Relativposition
ausgelöst.
Als Fluid zur Betätigung der Klemmeinrichtung 52 ist Druckluft
oder unter Druck stehende Flüssigkeit, insbesondere Öl, ver
wendbar.
Es wäre möglich, daß der Schlittenkörper 3 den zu tragenden Ge
genstand 2 direkt auf seiner dem Grundkörper 4 abgewandten
Tragfläche 87 trägt. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist
jedoch eine weitere Einrichtung vorgesehen, mittels der der Ge
genstand 2 in einer zusätzlichen Richtung, beispielsgemäß in
der zweiten Querrichtung 10, bewegbar ist. Hierfür ist ein
Stellzylinder 88 vorgesehen, dessen Kolbenstange 89 in der
zweiten Querrichtung 10 verläuft, wobei die Kolbenstange 89 an
ihrem freien Ende 90 eine Halteeinrichtung 91 zum Tragen des
Gegenstandes 2 aufweist. Die Halteeinrichtung 91 enthält zweck
mäßigerweise eine Befestigungsfläche 92 an der der Gegenstand 2
befestigbar oder in bestimmten Anwendungsfällen lediglich auf
setzbar ist.
Die Halteeinrichtung 91 umfaßt ein Führungsstück 95, das mit
einem sich in zweiter Querrichtung 10 erstreckenden Führungsge
genstück 96 derart zusammenarbeitet, daß die Halteeinrichtung
91 entlang des Führungsgegenstücks 96 bewegbar geführt gelagert
ist.
Das Führungsgegenstück 96 ist beispielsgemäß von einem T-ähn
lich gestalteten Schienenelement 97 gebildet, das einen dem
Schlittenkörper 3 zugewandten Fußbereich 98 aufweist, mittels
dem es an der Tragfläche 87 des Schlittenkörpers 3 befestigt
ist.
Der Stellzylinder 88 kann nun durch entsprechende Beaufschla
gung die an seiner Kolbenstange 89 angebrachte Halteeinrichtung
91 in der zweiten Querrichtung 10 entlang des vom Schienenele
ment 97 gebildeten Führungsgegenstücks 96 bewegen. Vorteilhaf
terweise ist auch der Stellzylinder 88 mit der Steuereinrich
tung 84 gekoppelt, so daß auch die Positionierung in der zwei
ten Querrichtung 10 mittels der Steuereinrichtung 84 automati
sierbar ist.
Der Grundkörper 4 oder der Schlitten 3 der erfindungsgemäßen
Vorrichtung 1 könnte ohne weiteres an einem weiteren Körper
verschiebbar montiert werden, um insgesamt eine kreuzschlitten
artige Anordnung zu erhalten, die es ermöglicht, einen Gegen
stand in die quer und insbesondere rechtwinkelig zueinander
verlaufenden Koordinatenachsen zu verlagern und zu positionie
ren. Hierbei könnte jedem Paar aneinander geführter Bauteile
eine Klemmeinrichtung der geschilderten Art zugeordnet sein,
die unter Vermittlung einer Positionserfassungseinrichtung der
Steuereinrichtung aktivierbar ist.
Claims (21)
1. Vorrichtung zum Positionieren und Festlegen eines zum
Tragen von Werkzeugen (2'), Werkstücken (2'') oder sonstigen
Gegenständen (2) geeigneten Schlittenkörpers (3) relativ zu ei
nem Grundkörper (4), mit einer Führungseinrichtung (7), über
die die beiden Körper (3, 4) relativ zueinander längsverschieb
bar geführt aneinander gelagert sind, und mit einer Klemmein
richtung (52), mittels der die beiden Körper (3, 4) in ver
schiedenen Relativpositionen in Längsrichtung (8) unverschieb
bar gegeneinander festlegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß
zur Verlagerung und Positionierung der beiden Körper (3, 4) re
lativ zueinander eine fluidisch und/oder elektrisch betätigte
Antriebseinrichtung (32) vorgesehen ist, daß zur Erfassung der
Relativposition zwischen den beiden Körpern (3, 4) eine Positi
onserfassungseinrichtung (47) vorhanden ist, daß die die beiden
Körper (3, 4) in einer gewünschten Relativposition gegeneinan
der festlegende Klemmeinrichtung (52) als durch Fluidkraft ge
steuerte Klemmeinrichtung (52) ausgebildet ist, und daß eine
elektrisch betriebene Steuereinrichtung (84) vorhanden ist, die
bei Erreichen einer gewünschten, von der Positionserfassungs
einrichtung (47) erfaßten Relativposition zwischen den beiden
Körpern eine Betätigung der Klemmeinrichtung (52) ermöglicht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Führungseinrichtung (7) mindestens eine Führungseinheit
(13) aufweist, die zweckmäßigerweise eine am einen Körper (4)
angeordnete Führungsnut (14) sowie wenigstens einen am anderen
Körper (3) vorgesehenen, längsverschieblich in die Führungsnut
(14) eingreifenden Führungsvorsprung (15) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß jede Führungseinrichtung (7) zwei mit Querabstand
zueinander angeordnete Führungseinheiten (13) umfaßt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß jede Führungseinheit (13) eine am einen Körper
(4) angeordnete Führungsschiene (16) enthält, mit der der an
dere Körper (3) zusammenarbeitet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schlittenkörper (3) zwischen zwei mit Querabstand zu
einander angeordneten Führungsschienen (16) sitzt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß in die am einen Körper (4) angeordnete mindestens
eine Führungsschiene (16) eine Führungsnut (14) eingebracht
ist, in die mindestens ein am anderen Körper vorgesehener Füh
rungsvorsprung (15) eingreift.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die beiden Körper (3, 4) durch jeweils min
destens zwei Paare einander zugewandter Führungsflächen (26,
27) in zwei zueinander rechtwinkelige Querrichtungen (9, 10)
gegeneinander abgestützt sind, wobei die für die Abstützung in
den unterschiedlichen Querrichtungen (9, 10) zuständigen Füh
rungsflächenpaare (26, 27) rechtwinkelig zueinander verlaufen.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung (52) wenigstens eine
Klemmeinheit (53) enthält, die mindestens ein Klemmelement (54)
aufweist, das zwischen einer die beiden Körper (3, 4) relativ
zueinander festlegenden Klemmposition und einer eine längsge
richtete Relativbewegung gestattenden Freigabeposition flui
disch gesteuert umschaltbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8 in Verbindung mit einem
der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Füh
rungseinheit (13) wenigstens eine Klemmeinheit (53) zugeordnet
ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die einer Führungseinheit (13) zugeordnete mindestens eine
Klemmeinheit (53) am Grundkörper (4) angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß jeder Führungseinheit (13) eine mehrere Klemmein
heiten (53) aufweisende Klemmeinheiten-Gruppe (63) zugeordnet
ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, da
durch gekennzeichnet, daß mehrere gemeinsam einer Führungsein
heit (13) zugeordnete Klemmeinheiten (53) an einem gemeinsamen
Tragkörper (64) angeordnet sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß der Tragkörper (64) Bestandteil der Führungseinheit (13)
ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß der Tragkörper (64) zumindest einen Längenabschnitt einer
Führungsschiene (16) der Führungseinheit (13) bildet.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß in die am einen Körper (4) angeordneten Führungsschienen
(16) Führungsnuten (14) eingebracht sind, die zumindest ab
schnittsweise im Tragkörper (64) verlaufen, wobei am anderen
Körper (3) wenigstens ein in die zugeordnete Führungsnut (14)
eingreifender Führungsvorsprung (15) vorgesehen ist, der mit
tels der in der Klemmposition befindlichen Klemmelemente (54)
beaufschlagt wird.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, da
durch gekennzeichnet, daß jede Klemmeinheit (53) einen zumin
dest von einer Seite her fluidisch beaufschlagbaren Kolben (55)
enthält, der mit mindestens einem Klemmelement (54) bewegungs
gekoppelt ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 16, da
durch gekennzeichnet, daß das Klemmelement (54) mittels einer
Federanordnung (59) in die Freigabeposition oder vorzugsweise
in die Klemmposition vorgespannt ist und durch Fluidkraft in
die jeweils andere Position umschaltbar ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, da
durch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (32) einen
insbesondere elektrisch betätigten Antriebsmotor (33) aufweist,
der den Schlittenkörper (3) relativ zum Grundkörper (4) bewegen
kann.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebseinrichtung (32) eine mit dem Antriebsmotor
(33) gekoppelte, sich in Längsrichtung (8) erstreckende Gewin
despindel (34) enthält, die durch den Antriebsmotor zu einer
Drehbewegung antreibbar ist, wobei am Schlittenkörper (3) we
nigstens ein mit der Gewindespindel (34) in Gewindeeingriff
stehendes Abtriebsteil (35) vorgesehen ist, das sich bei der
Drehung der Gewindespindel (34) in deren Längsrichtung (8) be
wegt.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, da
durch gekennzeichnet, daß die Positionserfassungseinrichtung
(47) und die Antriebseinrichtung (32) an die Steuereinrichtung
(84) angeschlossen sind, der eine gewünschte Soll-Relativposi
tion der beiden Körper (3, 4) vorgebbar ist und die die An
triebseinrichtung (32) in Abhängigkeit von der durch die Posi
tionserfassungseinrichtung (47) erfaßten momentanen Ist-Rela
tivposition der beiden Körper (3, 4) ansteuert, bis diese die
Soll-Relativposition einnehmen.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtung (84) mit der Klemmeinrichtung (52)
verbunden ist und bei Erreichen der Soll-Relativposition der
beiden Körper (3, 4) automatisch das Festlegen der beiden Kör
per (3, 4) in dieser Position veranlaßt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19724852A DE19724852A1 (de) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | Vorrichtung zum Positionieren und Festlegen eines Schlittenkörpers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19724852A DE19724852A1 (de) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | Vorrichtung zum Positionieren und Festlegen eines Schlittenkörpers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19724852A1 true DE19724852A1 (de) | 1998-12-24 |
Family
ID=7832271
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19724852A Ceased DE19724852A1 (de) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | Vorrichtung zum Positionieren und Festlegen eines Schlittenkörpers |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19724852A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1630434A2 (de) | 2004-08-28 | 2006-03-01 | Index-Werke Gmbh & Co. Kg Hahn & Tessky | Lineares Gleitführungssystem |
IT201700027926A1 (it) * | 2017-03-14 | 2018-09-14 | Vep Automation Srl | Dispositivo di spostamento lineare a slitta con mezzi di fissaggio. |
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DE4116795A1 (de) * | 1991-05-23 | 1992-11-26 | Schaeffler Waelzlager Kg | Klemmvorrichtung fuer einen entlang einer oder mehrerer fuehrungsschienen bewegbaren tisch oder dergleichen |
JPH08121476A (ja) * | 1994-10-27 | 1996-05-14 | Nippon Thompson Co Ltd | 制止装置及びこれを具備した転がり案内ユニット |
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1997
- 1997-06-12 DE DE19724852A patent/DE19724852A1/de not_active Ceased
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EP3385028A1 (de) * | 2017-03-14 | 2018-10-10 | VEP Automation S.r.l. | Lineare schlittenvorrichtung mit einer vorrichtung zum fixieren der position |
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