-
Gebiet der Erfindung
-
Die Erfindung betrifft eine Befestigung für ein lineares Maschinenelement nach dem Anspruch 1, ein lineares Maschinenelement und ein Verfahren nach den nebengeordneten Ansprüchen.
-
Stand der Technik
-
Bei der Montage von linearen Maschinenelementen wie Zahnstangen oder Linearführungen kommt es darauf an, dass das Maschinenelement über die gesamte Länge an das Maschinenbett angepresst und ausgerichtet wird. Dies ist vor allem bei hochgenauen Anwendungen notwendig. Aus dem Stand der Technik sind Verfahren bekannt, bei welchen Zahnstangen durch Schraubzwingen an das Maschinenbett angepresst und im Anschluss mittels Schrauben fixiert werden. Dies ist ein iterativer Prozess, da die Zahnstange durch die Schraubzwinge nur über eine kurze Strecke angepresst werden kann, um dann dort die Zahnstange in dieser Lage mittels Schrauben zu fixieren. Ist die Zahnstange an der Stelle befestigt, wird die Schraubzwinge an der nächsten Stelle angezogen, um dort wieder die Zahnstange zu fixieren. Weitere Nachteile sind, dass nicht beliebig viele Schraubzwingen vorhanden sind, das Anziehen der Schraubzwingen unkomfortabel sein kann durch Behinderungen durch das Maschinenbett und dass durch die Schraubzwingen die Zugänglichkeit zu den Schrauben beschränkt wird.
-
Ein weiteres Problem in der Montage ist die Abstandseinstellung zweier Zahnstangen zueinander. Hierbei wird meist zuerst eine Montagehilfe, welche die negative Zahnform besitzt mit einer Schraubzwinge über beide Enden der Zahnstangen aufgepresst und dann die neu zu montierende Zahnstange leicht angeschraubt. Im Anschluss wird die Feinjustierung mit einem Hammer und einem Stößel durch Schläge realisiert, wobei der Stößel auch zum Teil direkt an den Zahnflanken angesetzt wird.
-
Der dritte Punkt bezieht sich auf die Sicherung der Zahnstangen. Nach der Montage wird nochmals in das Maschinenbett gebohrt, um dann nach dem anschließenden Reiben der Bohrung die Zahnstange mit dem Maschinenbett zu verstiften. Dieser Prozess benötigt sehr viel Zeit. Außerdem kommen nochmals Späne in die fertige Maschine.
-
Viele der dargestellten Probleme stellen sich auch bei anderen linearen Maschinenelementen, wie bspw. Linearführungen, welche in einem Maschinenbett befestigt werden müssen, in analoger Form.
-
Für die Einstellung der Zahnstangen zueinander existiert eine Anmeldung
DE 10 2006 014 540 A1 . Die dort vorgeschlagene Vorrichtung dient als Montagehilfe.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Aufgabe der Erfindung ist es, aus dem Stand der Technik bekannte Befestigungen für lineare Maschinenelemente, insbesondere Zahnstangen oder Linearführungen zu verbessern. Insbesondere sollten ein einfacher Aufbau oder eine unkomplizierte, schnelle Montage möglich sein. Weiterhin ist eine hohe Genauigkeit oder Belastbarkeit wünschenswert. Lineare Maschinenelemente sollten zuverlässig mit einer einfachen Montage exakt montierbar sein.
-
Die Aufgabe wird mit einem Befestigungssystem nach dem Anspruch 1, einem linearen Maschinenelement und einem Verfahren zum Befestigen eines linearen Maschinenelementes nach den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.
-
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Befestigungssystem für ein lineares Maschinenelement, insbesondere zur Befestigung einer Zahnstange oder einer Linearführung in einem Maschinenbett, mit einem linearen Maschinenelement mit zumindest einer Öffnung und zumindest einem Exzenter, welcher einen ersten Abschnitt zur Aufnahme in einem Maschinenbett und einen gegenüber dem ersten Abschnitt exzentrischen zweiten Abschnitt umfasst, welcher in die Öffnung der Zahnstange eingreift.
-
Ausführungsformen von linearen Maschinenelementen betreffen insbesondere Zahnstangen oder Linearführungen. Bei Zahnstangen als lineares Maschinenelement bieten Ausführungsformen zum Beispiel den Vorteil, dass eine Positionierung einer Verzahnung der Zahnstange relativ zu einem Bezugspunkt exakt ausgeführt werden kann. Bei Linearführungen als Maschinenelement bieten Ausführungsformen zum Beispiel den Vorteil, dass eine Montage erleichtert wird.
-
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein lineares Maschinenelement, wie bspw. eine Zahnstange oder eine Linearführung, für ein Befestigungssystem in einer der hierin beschriebenen Ausführungsformen mit zumindest zwei als Langlöcher ausgeführten Öffnungen zur Befestigung des linearen Maschinenelementes in einem Maschinenbett.
-
Ein anderer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befestigung eines linearen Maschinenelementes wie bspw. einer Zahnstange oder einer Linearführung in einem Maschinenbett mit einem Befestigungssystem in einer der hierin beschriebenen Ausführungsformen, mit Ausrichten des linearen Maschinenelementes in dem Maschinenbett, Einführen des zumindest einen Exzenters in eine Öffnung des linearen Maschinenelementes, Ausrichten des Exzenters in der Öffnung, um das lineare Maschinenelement zu fixieren, und Spannen des Spannelementes. Bei weiteren Ausführungsformen wird jeweils ein Exzenter in jeweils eine Öffnung des linearen Maschinenelementes eingeführt, wobei die nachfolgenden Schritte für jeden Exzenter und für jede Öffnung durchgeführt werden.
-
Der erste Abschnitt ist bei typischen Ausführungsformen rund ausgeführt. Zweckmäßigerweise wird der erste Abschnitt zylinderförmig ausgeführt. So wird auf einfache Weise eine Verdrehung des Exzenters in dem Maschinenbett ermöglicht. Der Exzenter wird bei typischen Ausführungsformen in dem Maschinenbett in einer Aufnahmeöffnung aufgenommen. Die Aufnahmeöffnung ist typischerweise rund, insbesondere kreisrund. Sie kann beispielsweise als Sackloch ausgeführt sein. Eine weitere Möglichkeit ist eine durchgehende Bohrung.
-
Der zweite Abschnitt ist bei typischen Ausführungsformen rund ausgeführt. Zweckmäßigerweise wird der zweite Abschnitt zylinderförmig ausgeführt. Bei weiteren Ausführungsformen umfasst der zweite Abschnitt einen Nocken oder ist oval ausgeführt. Eine zylinderförmige Ausführung ist leicht herstellbar. Typischerweise sind der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt, eventuell kombiniert mit einem Flansch, einstückig ausgeführt.
-
Bei typischen Ausführungsformen des linearen Maschinenelementes ist die Öffnung kreisrund oder als Langloch gestaltet. Weitere Ausführungsformen umfassen eine ovale Öffnung. Eine kreisrunde Öffnung ist einfach herzustellen. Lineare Maschinenelemente von Ausführungsformen umfassen zumindest eine kreisrund ausgeführte Öffnung oder eine als Langloch ausgeführte Öffnung. Ein Langloch kann gegenüber einer großen kreisrunden Bohrung Vorteile bieten. Beim Anziehen des Exzenters in einem Langloch kann eine eindeutige Krafteinleitung entstehen. Durch das Anpressen des Exzenters an eine ebene Fläche entstehen keine Querkräfte, zusätzlich wird eine Selbsthemmung realisiert. Außerdem kann durch horizontale und vertikale Langlöcher eine unabhängige Einstellmöglichkeit in zwei Achsrichtungen geschaffen werden.
-
Bei typischen Ausführungsformen mit einem Langloch beträgt die gerade Länge des Langlochs maximal 20% oder maximal 10% des Durchmessers senkrecht geraden Länge oder maximal 5 mm oder maximal 3 mm. Die gerade Länge gibt dabei üblicherweise den Abstand der beiden begrenzenden Halbkreise der Öffnung an. Die Langlöcher könnten mittels Laserschneiden gefertigt werden oder eingefräst werden.
-
Typischerweise ist die zumindest eine Öffnung in dem linearen Maschinenelement exzentrisch gegenüber der Aufnahmeöffnung des Maschinenbetts angeordnet. Dies gilt insbesondere bei einem montierten Zustand des linearen Maschinenelements in dem Maschinenbett. Ein Vorteil ist, dass auf einer Seite der Öffnung dann ein Anpressen mit dem Exzenter möglich ist, wohingegen auf der gegenüberliegenden Seite ein Durchdrehen des Exzenters möglich ist. Bei einem Langloch ist zweckmäßigerweise die Mittelebene zwischen den beiden abgeflachten Seiten des Langlochs gegenüber der Mittelachse der Aufnahmeöffnung im montierten Zustand verschoben. Dies fällt ebenso unter den Begriff „exzentrisch” wie eine Verschiebung des Mittelpunktes des Langlochs in Richtung der länglichen Erstreckung des Langlochs. Zweckmäßigerweise besteht ein Spiel zwischen dem größten Durchmesser des zweiten Abschnitts und zumindest einer Seite der Öffnung, insbesondere der größten Abmessung einer kreisrunden Öffnung oder zu einer der abgeflachten Seiten eines Langlochs. Das Spiel kann beispielsweise mindestens 0,1%, mindestens 0,5% oder mindestens 5% des Durchmessers des zweiten Abschnitts betragen.
-
Bei typischen Ausführungsformen ist eine Mehrzahl von Öffnungen in dem linearen Maschinenelement mit jeweils einem Exzenter vorgesehen. Mit einer Mehrzahl von Öffnungen lässt sich das lineare Maschinenelement beispielsweise an mehreren Stellen mit einem Maschinenbett definiert verbinden.
-
Bei typischen Verfahren wird ein Anpressen des linearen Maschinenelements gegen das Maschinenbett durch einen Exzenter realisiert. Durch ein Verdrehen des Exzenters wird durch die Exzentrizität das lineare Maschinenelement angepresst. Die Exzenter sind typischerweise ausgeführt, so dass sie selbsthemmend sind. Für die Exzenter sind bei typischen Ausführungsformen in dem linearen Maschinenelement oder auch im Maschinenbett separate Öffnungen oder Aufnahmeöffnungen vorgesehen.
-
Zweckmäßigerweise ist zumindest eine Öffnung von typischen linearen Maschinenelementen als vertikal ausgerichtetes Langloch ausgeführt. Ausführungsbeispiele umfassen zumindest eine als horizontal ausgerichtetes Langloch ausgeführte Öffnung. Mit einem horizontal ausgerichteten Langloch lässt sich insbesondere ein Anpressen des linearen Maschinenelements nach unten gegen das Maschinenbett realisieren. Ein vertikal ausgerichtetes Langloch bietet eine axiale Verstellmöglichkeit durch Ausnützen des Exzenters. Beim Verdrehen eines Exzenters kann das linearen Maschinenelement axial bewegt und somit zu einem anderen linearen Maschinenelement eingestellt werden. Insbesondere mit zumindest zwei vertikal ausgerichteten Langlöchern als Öffnungen lässt sich eine Fixierung in axialer Richtung mit Einstellmöglichkeit realisieren. Bei Ausführungsformen sind vertikal und horizontal ausgerichtete Langlöcher, jeweils mindestens eines, vorgesehen. Damit lassen sich verschiedene Aufgaben erledigen. Somit sind mit Ausführungsformen ein Anpressen eines linearen Maschinenelements und ebenso das Einstellen zweier linearer Maschinenelemente zueinander möglich.
-
Typischerweise ist pro Öffnung ein Exzenter vorgesehen. Es können jedoch auch mehr Öffnungen als Exzenter vorgesehen sein, beispielsweise um flexible Möglichkeiten zur Montage zu schaffen.
-
Zweckmäßigerweise umfasst der Exzenter einen Flansch. Bei typischen Ausführungsformen ist der Flansch an dem zweiten Abschnitt gegenüberliegend zu dem ersten Abschnitt angeordnet. Auf diese Weise ist ein Anpressen des Exzenters an das lineare Maschinenelement durch Anziehen eines Spannelementes, welches gegen den Flansch drückt, möglich. Weiterhin wird so eine Möglichkeit geschaffen, eine Struktur zur Übertragung eines Drehmomentes vorzusehen. Bei weiteren Ausführungsformen ist eine Struktur zur Übertragung eines Drehmomentes in dem zweiten Abschnitt integriert.
-
Bei typischen Ausführungsformen ist zum Verdrehen des Exzenters eine Struktur zur Übertragung eines Drehmomentes vorgesehen, beispielsweise ein Innensechskant oder eine angeformte Mutter. Dies ermöglicht ein definiertes Anziehen mit einem Drehmomentschlüssel oder mit einer Maschine.
-
Typischerweise umfasst die mindestens eine Öffnung einen Absatz. Der Absatz ist typischerweise in der Öffnung vollständig umlaufend ausgeführt. Bei weiteren Ausführungsformen ist kein Absatz vorgesehen oder ein nur über einen Teil des Umfangs umlaufender Absatz. Mit dem Absatz verengt sich die Öffnung typischerweise in eine Richtung. Der Absatz ist typischerweise auf den Durchmesser des Flansches oder des zweiten Abschnitts abgestimmt. Zweckmäßigerweise stützt sich der Flansch an dem Absatz ab. Auf diese Weise wird das lineare Maschinenelement zuverlässig gegen das Maschinenbett gedrückt, insbesondere bei Verwendung eines Spannelementes.
-
Typische Ausführungsformen umfassen ein Spannelement zum Verspannen des Exzenters in dem Maschinenbett. Zweckmäßige Spannelemente umfassen Schrauben oder Bolzen oder andere Einrichtungen zum Fixieren oder Sichern der Exzenter.
-
Zweckmäßigerweise greift das Spannelement durch den Exzenter hindurch. Der Exzenter weist bei Ausführungsformen eine Durchgangsöffnung für das Spannelement auf. Auf diese Weise wird kompakt eine zuverlässige Möglichkeit zum Andrücken oder Fixieren des Exzenters geschaffen. Eine weitere Möglichkeit bei üblichen Ausführungsformen ist ein externes Spannelement, welches gegen den Exzenter drückt und ihn in Lage hält. Typische Spannelemente umfassen ein Gewinde zum Eingriff in eine Gewindeöffnung des Maschinenelementes. Weitere Spannelemente umfassen eine Bajonettverbindung, Federelemente oder andere formschlüssige Verbindungen wie Zahnwellenverbindungen zur schnellen Verbindung. Zweckmäßigerweise ist das Spannelement zentrisch zum ersten Abschnitt angeordnet. Typische Exzenter umfassen eine axial durchgängige Bohrung zur Aufnahme des Spannelementes. Die Bohrung ist typischerweise koaxial zu dem ersten Abschnitt ausgeführt. Auf diese Weise lässt sich eine Verdrehbarkeit des Exzenters auch bei eingesetztem Spannelement erreichen. In dem Maschinenbett ist typischerweise eine Aufnahmeöffnung für den Exzenter vorgesehen. Bei zusätzlichem Spannelement ist zweckmäßigerweise eine koaxiale Gewindeöffnung im Anschluss an die Aufnahmeöffnung vorgesehen zur Aufnahme des Spannelementes.
-
Vorteile von Ausführungsformen umfassen eine freie Zugänglichkeit der Spannelemente. Es ist mit einer Montagezeitersparnis und Erhöhung des Komforts zu rechnen. Weiterhin kann durch die Exzenter die Anpressung nach unten nach der Montage beibehalten werden. Durch diese Tatsache müssen die Schrauben nicht zwangsläufig Federkräfte der Zahnstange nach unten aufnehmen oder bei einer Linearführung zur Seite aufnehmen. Des Weiteren entstehen zusätzliche Reibkräfte zwischen dem linearen Maschinenelement oder der Unterseite der Zahnstange und dem Maschinenbett. Dies erhöht die Sicherheit oder ermöglicht es, die Schrauben kleiner zu dimensionieren. Ein weiterer Vorteil kann sein, dass das lineare Maschinenelement mit dem Exzenter von einer Person fixiert werden kann. Die Positionierung einer Zahnstange zu einer schon montierten Zahnstange ist einfach und präzise möglich. Ebenso gilt dies für Linearführungen. Alternativ zum Verbleib in dem linearen Maschinenelement, bspw. in der Zahnstange oder in der Linearführung, kann der Exzenter bei Ausführungsformen nach der Montage wieder entnommen und für weitere Montagen verwendet werden. Die Fixierung des linearen Maschinenelementes erfolgt bei solchen Ausführungsformen typischerweise über zu den Bohrungen der Exzenter separate Bohrungen und Schrauben.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand beiliegender Figuren beschrieben, wobei die Figuren zeigen:
-
1 zeigt in einer schematischen, geschnittenen Teilansicht eine Ausführungsform;
-
2 zeigt eine Einzelheit der Ausführungsform der 1 in einer perspektivischen Ansicht;
-
3 zeigt eine Ansicht eines Teils einer weiteren Ausführungsform, welche Gemeinsamkeiten mit der Ausführungsform der 1 aufweist;
-
4 zeigt einen Teil einer weiteren Ausführungsform in einer schematischen Ansicht;
-
5 zeigt eine Ausführungsform einer Zahnstange;
-
6 zeigt in einer schematischen, geschnittenen Teilansicht eine weitere Ausführungsform;
-
7 zeigt eine Einzelheit der Ausführungsform der 6 in einer perspektivischen Ansicht;
-
8 zeigt eine Ansicht eines Teils der Ausführungsform der 6;
-
9 zeigt in einer schematischen, geschnittenen Teilansicht eine weitere Ausführungsform;
-
10 zeigt eine Ansicht eines Teils einer weiteren Ausführungsform, welche Gemeinsamkeiten mit der Ausführungsform der 9 aufweist;
-
11 zeigt eine Ausführungsform einer Linearführung; und
-
12 zeigt in einer schematischen, geschnittenen Teilansicht eine weitere Ausführungsform.
-
Beschreibung typischer Ausführungsbeispiele
-
In den 1–12 sind typische Ausführungsformen oder Teile von typischen Ausführungsformen gezeigt. Bei der Beschreibung aller Figuren werden gleiche Bezugszeichen für entsprechende Teile verwendet und nicht im Zusammenhang mit jeder einzelnen Figur erneut beschrieben. Einzelne Merkmale oder Teile sind bei verschiedenen Ausführungsformen identisch und werden nicht einzeln immer wieder erläutert.
-
In der 1 ist ein Ausschnitt einer Ausführungsform eines Zahnstangebefestigungssystems in einem Querschnitt gezeigt. Eine Zahnstange 2, welche auch als allgemeiner als lineares Maschinenelement bezeichnet werden kann, wird an einem Maschinenbett 4 befestigt, wobei ein Exzenter 6 verwendet wird.
-
Die Zahnstange 2 umfasst eine Öffnung 21, in welche der Exzenter 6 eingeführt ist. Auf einer Oberseite der Zahnstange 2 ist eine Verzahnung 23 angeordnet. In dem Maschinenbett 4 ist eine Aufnahmeöffnung 41 vorgesehen, in welcher der Exzenter drehbar aufgenommen ist. Die Aufnahmeöffnung 41 ist kreisrund ausgeführt.
-
Wie auch in der 2 gezeigt, weist der Exzenter 6 einen ersten Abschnitt 61 und einen zweiten Abschnitt 63 auf. In den zweiten Abschnitt 63 ist ein Innensechskant als Struktur 65 eingelassen, mit welcher der Exzenter 6 um seine Längsachse gedreht werden kann, wenn er in dem Maschinenbett 4 in der Aufnahmeöffnung 41 aufgenommen ist. Der erste Abschnitt 61 und der zweite Abschnitt 63 sind beide kreisrund und einstückig als Exzenter 6 ausgeführt, wobei der zweite Abschnitt 63 exzentrisch zu dem ersten Abschnitt 61 angeordnet ist. Durch Drehung des Exzenters 6 in der Aufnahmeöffnung 41 kann somit die Zahnstange 2 nach unten (nach unten in der 1) gegen das Maschinenbett 4 gedrückt werden. Nach unten bedeutet typischerweise in die Richtung, welche der Verzahnung 23 der Zahnstange gegenüberliegt. Zur Lagesicherung können zusätzlich separate Öffnungen vorgesehen sein, in welche Spannelemente eingesetzt sind.
-
In der 3 ist eine Seitenansicht eines Teils einer weiteren Ausführungsform gezeigt, welche der Ausführungsform der 1 und 2 in Teilen ähnlich ist. Der Unterschied der Ausführungsform der 3 besteht insbesondere in einer Exzentrizität einer als Langloch horizontal ausgerichteten Öffnung 21. Die Öffnung 21 der Ausführungsform der 3 ist exzentrisch nach oben bezüglich der Achse einer Aufnahmeöffnung 41 (strichliert in 3) und eines ersten Abschnitts 61 im Maschinenbett verschoben. Dies erleichtert ein Durchdrehen eines Exzenters 6 mit einem zweiten, exzentrischen Abschnitt 63 und somit eine größere Freiheit bei der Wahl des Anpressens an ein Maschinenbett. Die Zahnstange 2 ist mit dem Exzenter 6 nach unten gegen das Maschinenbett (in 3 nicht gezeigt) gedrückt. Eine Drehung des Exzenters 6 nach Einführen in die als Langloch horizontal ausgerichtete Öffnung 21 erfolgt mittels Sechskant an einem Innensechskant 65. Analog kann mit dem in der 3 gezeigten System auch eine Linearführung oder ein anderes lineares Maschinenelement befestigt werden.
-
In der 4 ist eine weitere Ausführungsform mit vertikal ausgerichteten Langlöchern als Öffnungen 21.1 gezeigt. Durch Verspannen der beiden Exzenter 6 in den beiden vertikal ausgerichteten Öffnungen 21.1 der Zahnstange 2 zueinander wird zum einen eine axiale Positionierung der Zahnstange 2 erreicht und zum anderen eine Fixierung. Die übrigen Teile der 4 stimmen mit den entsprechenden Teilen der 1–3 überein, so dass sie nicht noch einmal erläutert werden.
-
Die 5 zeigt eine typische Ausführungsform einer Zahnstange mit verschiedenen Öffnungen 21, 21.1 und 21.2 (nur einige der Öffnungen sind in der 5 mit Bezugszeichen gekennzeichnet zur besseren Übersichtlichkeit). Die Öffnungen 21 sind als horizontale Langlöcher ausgebildet. Die Öffnungen 21.1 sind als vertikale Langlöcher ausgebildet. Die Öffnungen 21.2 sind als kreisrunde Öffnungen ausgebildet, welche einen Radius aufweisen, der zumindest dem Radius einer Hüllkurve eines um seine Achse gedrehten Exzenters 6 entspricht.
-
Bei einem Vorsehen einer Öffnung in Form eines Langlochs oder bei Vorsehen einer Öffnung mit einem Radius, der vorteilhafterweise dem Radius einer Hüllkurve eines um seine Achse gedrehten Exzenters entspricht, in einem linearen Maschinenelement wie einer Zahnstange oder einer Linearführung, ist der Mittelpunkt der Öffnung gegenüber der Drehachse des Exzenters oder der Aufnahmeöffnung des Maschinenbettes typischerweise im montierten Zustand verschoben. Beispielsweise bei einem gewünschten Andrücken einer Zahnstange als lineares Maschinenelement an ein Maschinenbett nach unten ist die Öffnung entsprechend nach oben versetzt, d. h. in Richtung der Verzahnung, um ein Andrücken an das Maschinenbett durch den Exzenter zu realisieren. Sollte mit der Öffnung eine axiale Fixierung oder Einstellmöglichkeit gegeben sein, sollte eine solche Öffnung axial gegenüber einer Drehachse des Exzenters verschoben sein. Bei weiteren Ausführungsformen ist die Öffnung in dem linearen Maschinenelement im montierten Zustand zentrisch angeordnet.
-
Typische Ausführungsformen sehen neben der mindestens einen Öffnung Stiftöffnungen für eine Verstiftung des linearen Maschinenelementes oder Öffnungen zur Aufnahme zusätzlicher Spannelemente zur Positionssicherung vor. Üblicherweise wird nach Spannen eines Spannelementes oder nach Fixierung des linearen Maschinenelementes mit dem zumindest einen Exzenter das lineare Maschinenelement zusätzlich verstiftet. Auf diese Weise wird die Lagesicherung des linearen Maschinenelementes verbessert.
-
In der 6 ist ein Ausschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Zahnstangenbefestigungssystems in einem Querschnitt gezeigt. Eine Zahnstange 2 wird an einem Maschinenbett 4 befestigt, wobei ein Exzenter 6 verwendet wird.
-
Die Zahnstange 2 umfasst eine Öffnung 21, in welche der Exzenter 6 eingeführt ist. Auf einer Oberseite der Zahnstange 2 ist eine Verzahnung 23 angeordnet. In dem Maschinenbett 4 ist eine Aufnahmeöffnung 41 vorgesehen, in welcher der Exzenter drehbar aufgenommen ist. Die Aufnahmeöffnung 41 ist kreisrund ausgeführt. Weiterhin schließt sich am Boden der Aufnahmeöffnung 41 eine Gewindeöffnung 43 an. Mit der Gewindeöffnung 43 kann ein Gewinde 81 eines als Schraube ausgeführten Spannelements 83 aufgenommen werden. Das Spannelement 83 dient zur Fixierung des Exzenters 6 und Anpressung der Zahnstange 2.
-
Wie auch in der 7 gezeigt, weist der Exzenter 6 einen ersten Abschnitt 61 und einen zweiten Abschnitt 63 auf. An den zweiten Abschnitt 63 schließt sich ein Flansch 67 an, mit welchem der Exzenter 6 gegen einen Absatz 27 in der Öffnung 21 drückt, wenn der Exzenter 6 in dem Maschinenbett 4 in der Aufnahmeöffnung 41 aufgenommen ist und das Spannelement 83 gespannt ist. Der erste Abschnitt 61, der zweite Abschnitt 63 und der Flansch 67 sind kreisrund und einstückig als Exzenter 6 ausgeführt, wobei der zweite Abschnitt 63 exzentrisch zu dem ersten Abschnitt 61 angeordnet ist.
-
Durch Drehung des Exzenters 6 in der Aufnahmeöffnung 41 kann somit die Zahnstange 2 über den zweiten Abschnitt 63 nach unten (nach unten in der 1) gegen das Maschinenbett 4 gedrückt werden. Nach unten bedeutet typischerweise in die Richtung, welche der Verzahnung 23 der Zahnstange gegenüberliegt. Im Ausführungsbeispiel der 7 ist der Flansch 67 konzentrisch zum zweiten Abschnitt 63 angeordnet.
-
Der Flansch kann bei Ausführungsformen konzentrisch zum ersten Abschnitt oder konzentrisch zum zweiten Abschnitt angeordnet sein. Weiterhin ist auch eine beliebige andere Anordnung möglich, wobei auch nicht kreisrunde, beispielsweise ovale oder polygon-förmige Flansche möglich sind.
-
Der Exzenter 6 des Ausführungsbeispiels der 6 umfasst eine Durchgangsöffnung 69, durch welche das Spannelement 83 hindurchgreift. Die Durchgangsöffnung 69 ist konzentrisch zu dem ersten Abschnitt 61 ausgerichtet, um bei eingesetztem Spannelement 83 eine Drehung des Exzenters in der Aufnahmeöffnung 41 zu ermöglichen. Das Spannelement 83 umfasst einen Kopf mit Innensechskant. Der Kopf drückt bei gespanntem Spannelement 83 gegen den Flansch 67 und dieser wiederum gegen den Absatz 27, so dass sowohl der Exzenter 6 als auch die Zahnstange 2 zusätzlich in der Lage gesichert werden.
-
Bei typischen Verfahren wird das Spannelement eingesetzt und gespannt, nachdem der Exzenter in Position gebracht wurde. Die Selbsthemmung hält den Exzenter bei der Montage oder bei der Einbringung des Spannelements auf seiner Position. Die Anziehkraft des Exzenters ist somit größer als die Drehkraft der Schraube. Bei weiteren typischen Ausführungsbeispielen ist die Anziehrichtung der Schraube gleich der Einstellrichtung des Exzenters und dieser wird beim Anziehen der Schraube gegen das lineare Maschinenelement, bspw. eine Zahnstange oder eine Linearführung gepresst. Bei weiteren Ausführungsbeispielen ist das Spannelement mit dem Exzenter vormontiert und wird zusammen mit dem Exzenter eingebracht.
-
In der 8 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils der Zahnstange 2 der Ausführungsform der 6 gezeigt. Die Zahnstange 2 umfasst die als horizontales Langloch ausgeführte Öffnung 21 mit dem Absatz 27.
-
In der 9 ist ein Ausschnitt einer Ausführungsform eines Befestigungssystems für eine Linearführung als lineares Maschinenelement in einem Querschnitt gezeigt. Eine Linearführung 102 ist an einem Maschinenbett 104 mit Hilfe eines Exzenters 6 befestigt.
-
Die Linearführung 102 umfasst eine Öffnung 121, in welche der Exzenter 6 eingeführt ist. In dem Maschinenbett 104 ist eine Aufnahmeöffnung 141 vorgesehen, in welcher der Exzenter drehbar aufgenommen ist. Die Aufnahmeöffnung 141 ist kreisrund ausgeführt. Weitere Einzelheiten sind analog zu der Ausführungsform der 1, beispielsweise die Form des Exzenters 6.
-
In der 10 ist eine Seitenansicht eines Teils einer weiteren Ausführungsform gezeigt, welche der Ausführungsform der 9 in Teilen ähnlich ist. Bei der Ausführungsform der 10 besteht in einer Exzentrizität einer als Langloch horizontal ausgerichteten Öffnung 121. Die Öffnung 121 der Ausführungsform der 10 ist in unmontiertem Zustand exzentrisch nach oben bezüglich der Achse einer Aufnahmeöffnung 141 (strichliert in 10) und eines ersten Abschnitts 61 im Maschinenbett verschoben. Bei Ausführungsformen kann eine solche Exzentrizität optional vorgesehen sein. Dies erleichtert ein Durchdrehen eines Exzenters 6 mit einem zweiten, exzentrischen Abschnitt 63 und somit eine größere Freiheit bei der Wahl des Anpressens an ein Maschinenbett. Die Linearführung 102 ist mit dem Exzenter 6 gegen einen Anschlag des Maschinenbetts (in 10 nicht gezeigt) gedrückt. Eine Drehung des Exzenters 6 nach Einführen in die als Langloch horizontal ausgerichtete Öffnung 121 erfolgt mittels Sechskant an einem Innensechskant 65. Wiederum sind insbesondere Teile des Exzenters 6 identisch mit den in den 1–3 beschriebenen Merkmalen, daher wird auf diese Beschreibung verwiesen.
-
Grundsätzlich bedeutet in dieser Anmeldung „horizontal” auch allgemein, dass die jeweiligen Öffnungen in Längsrichtung des linearen Maschinenelementes, bspw. der Linearführung oder der Zahnstange, ausgerichtet sind, und „vertikal” auch allgemein, dass die jeweiligen Öffnungen quer zur Längsrichtung des linearen Maschinenelementes ausgerichtet sind.
-
Die 11 und 12 zeigen eine typische Ausführungsform einer Linearführung 102 mit verschiedenen Öffnungen 121, 121.1 und 121.2 (nur einige der Öffnungen sind in der 11 mit Bezugszeichen gekennzeichnet zur besseren Übersichtlichkeit), welche an einem Maschinenbett 104 befestigt ist. Die 11 ist eine perspektivische Ansicht und die 12 ist ein Querschnitt durch die Ausführungsform der 11.
-
Die Öffnungen 121 sind als horizontale Langlöcher ausgebildet. Die Öffnungen 121.1 sind als vertikale Langlöcher ausgebildet. Allgemein bezeichnet hierin „horizontal” auch solche Öffnungen, welche in axialer Richtung der Linearführung angeordnet sind. Allgemein bezeichnet hierin „vertikal” auch solche Öffnungen, welche quer zur axialen Richtung der Linearführung angeordnet sind. Die Öffnungen 121.2 sind als kreisrunde Öffnungen ausgebildet, welche einen Radius aufweisen, der zumindest dem Radius einer Hüllkurve eines um seine Achse gedrehten Exzenters 6 entspricht (siehe 12).
-
In der 12 ist gezeigt, wie die Linearführung 102 der 11 an dem Maschinenbett 104 befestigt wird unter Verwendung von Exzentern 6. Dabei sind eine Mehrzahl der Öffnungen 121, 121.1 und 121.2 mit Exzentern besetzt. Grundsätzlich entspricht die Befestigung der Linearführung an dem Maschinenbett bei der Ausführungsform der 11 und 12 den Ausführungsformen der 5 und 6.
-
Die Linearführung 102 umfasst die Öffnung 121, in welche der Exzenter 6 eingeführt ist. In dem Maschinenbett 104 ist eine Aufnahmeöffnung 141 vorgesehen, in welcher der Exzenter 6 drehbar aufgenommen ist. Die Aufnahmeöffnung 141 ist kreisrund ausgeführt. Weiterhin schließt sich am Boden der Aufnahmeöffnung 141 eine Gewindeöffnung 143 an. Mit der Gewindeöffnung 143 kann ein Gewinde 81 eines als Schraube ausgeführten Spannelements 83 aufgenommen werden. Das Spannelement 83 dient zur Fixierung des Exzenters 6 und Anpressung der Linearführung 102 an einer Stufe 195 des Maschinenbetts 104. Der Exzenter 6 wird gegen einen Absatz 127 in der Öffnung 121 gedrückt, wenn der Exzenter 6 in dem Maschinenbett 104 in der Aufnahmeöffnung 141 aufgenommen ist und das Spannelement 83 gespannt ist. Der Exzenter und das Spannelement entsprechen den Ausführungsformen des in der 6 gezeigten und beschriebenen Exzenters und Spannelementes. Zur weiteren Beschreibung des Ausführungsbeispiels der 12 wird daher auch auf die 6 und deren Beschreibung verwiesen.
-
Bei weiteren Ausführungsformen sind Absätze auch in kreisrunden Öffnungen oder in als vertikale Langlöcher ausgeführten Öffnungen vorhanden. Ebenso ist die Variante mit dem Spannelement universell bei verschiedenen Ausführungsformen anwendbar. Allgemein ist die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt, vielmehr sind zahlreiche Abwandlungen der Ausführungsbespiele mit den beschriebenen Merkmalen möglich und der Umfang der Erfindung wird durch die Ansprüche bestimmt.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102006014540 A1 [0006]