具有偏心件的緊固系統的制作方法
【專利摘要】用于將線性機械元件(2,102)緊固在機床床身(4)上的緊固系統，其具有包含柄部(35)和頭部(37)的夾緊件，其中，頭部(37)的直徑大于柄部(35)的直徑，該系統還具有包含套筒(68)和扭矩傳遞元件(70)的偏心件(60)，套筒(68)具有偏心孔(66)，其中，頭部(37)的外徑小于或至少基本相當于該孔(66)的內徑。
【專利說明】具有偏心件的緊固系統

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據權利要求1的用于線性機械元件的緊固系統，并涉及根據獨立權利要求的偏心件、線性機械元件和用于緊固線性機械元件的方法。

【背景技術】
[0002]為了安裝線性機械元件(尤其是齒條或線性導軌)，很重要的一點是使得機械元件壓靠著機床床身，并在整個長度上準確定向。這在高精度應用中尤為必要。現有技術中已知的方法是:通過螺旋夾具將機械元件壓靠在機床床身上并隨后通過螺釘固定。這是一個反復過程，因為通過螺旋夾具僅能夠在一小段距離上壓緊齒條(舉例而言)。當齒條已被在此處緊固時，下一位置的螺旋夾具被擰緊以在該位置再次固定齒條。其它劣勢在于:不能提供任意需要數目的螺旋夾具；由于機床床身帶來的阻礙而不太方便擰緊螺旋夾具；以及螺旋夾具限制了螺釘的使用。
[0003]安裝過程中的另一問題是兩個齒條之間的距離的設定。對此，通常情況下，首先，具有相反齒型的安裝輔件通過螺旋夾具壓緊在齒條的兩端上，然后將新近安裝的齒條松弛地旋擰在上面。隨后，通過錘子和碾槌以撞擊的形式進行微調，其中，碾槌還部分地直接與齒面接合。
[0004]EP474397A1描述了一種通過螺栓將線性導軌安裝在機床床身上的裝置，螺栓能夠旋轉布置在機床床身的孔中，并且通過螺栓頭部可將線性導軌壓靠在機床床身的承壓部上。在此，螺栓頭部相對于螺栓的中心軸偏心形成。為確保線性導軌的位置沿著螺栓的縱軸方向，需要提供額外的夾緊件。
[0005]為了鄰近線性導軌布置螺栓，機床床身中需要分開的多個孔。這需要增加支出，因此是不可取的。所需的較大數量的零件會產生較高的生產成本和繁瑣的安裝過程。


【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于改善現有技術已知的用于線性機械元件的緊固系統。具體地，應該能夠實現一種簡單的結構或不太復雜的快速安裝。此外，需要令人滿意的高精度和負載能力。還應降低生產成本。線性機械元件應該能夠通過一種簡單的安裝工藝以可靠的方式進行安裝。
[0007]上述目的借助于根據權利要求1的用于線性機械元件的緊固系統、借助于根據獨立權利要求的用于線性機械元件的偏心件、線性機械元件和緊固方法得以實現。典型的改進在從屬權利要求中詳細說明。
[0008]典型的實施例涉及一種用于將線性機械元件緊固到機床床身中的緊固系統，其具有包括柄部和典型圓形的頭部的夾緊件。上述頭部的直徑通常大于柄部的直徑。這允許緊靠線性機械元件擰緊。此外，典型的實施例包括偏心件，該偏心件包括具有圓孔的套筒，該圓孔相對于套筒的外圓周偏心。此外，典型的偏心件包括扭矩傳遞元件。典型的扭矩傳遞元件為螺母、六角孔、艾倫連接件(Allen connector)或允許用于使偏心件繞著其縱向軸轉動的工具接合的其它結構?？v向軸為通常平行于夾緊件的軸定向的軸。在典型實施例中，作為夾緊件，使用的是螺釘或螺栓，該螺釘或螺栓通常具有允許用于轉動并夾緊夾緊件的工具接合的頭部。典型的頭部包括艾倫連接件(Allenconnector)或內梅花頭螺絲釘連接件。夾緊件的頭部的外徑通常小于孔的內徑或通常至少基本上相當于孔的內徑。因此有可能將偏心件安裝在頭部上。在典型的實施例中，該孔的尺寸使得偏心件能夠安裝在頭部上。在一些示例性實施例中，另外的適配套筒配置在頭部和套筒之間以便補償內徑不同于頭部的外徑的的套筒。
[0009]線性機械元件的實施例尤其包括齒條或線性導軌。在齒條作為線性機械元件的情況中，實施例提供的優(yōu)勢例如是:可以相對于參考點精確定位齒條的齒。在線性導軌作為機械元件的情況中，實施例提供的優(yōu)勢例如是:安裝簡便。
[0010]典型的實施例涉及一種用于線性機械元件的緊固系統的偏心件。
[0011]本文所述的用于緊固系統的典型的偏心件包括具有偏心孔的套筒。該孔通常為圓形并相對于套筒的外圓周或外輪廓偏心地定向。在本發(fā)明的偏心件的典型實施例中，扭矩傳遞元件布置在一個軸向端上。扭矩傳遞元件通常與套筒生產為一體件或通過連接工藝(例如焊接)固定連接于套筒。該孔通常沿軸向定位在偏心件中并延伸穿過套筒和扭矩傳遞元件。多個實施例包括在安裝了偏心件后自由觸及夾緊件。這可例如通過延伸穿過扭矩傳遞元件的孔來實現。因此，在齒條定位后，可以通過轉動偏心件來擰緊夾緊件。
[0012]在典型實施例中，偏心件的套筒的外輪廓為圓形。該套筒的外輪廓為方便的圓筒形。這種圓筒形實施例易于生產。在其它實施例中，套筒的外輪廓為凸輪形或半橢圓形。
[0013]該孔通常包括階梯。在此，該階梯通常將該孔分隔成位于扭矩傳輸工具區(qū)域中的第一部分和位于套筒區(qū)域中的第二部分。在此，上述部分通常具有不同的直徑且均為圓形。該階梯可形成限定的承壓部，以促進偏心件在夾緊件上的正確安裝。在其它實施例中，該孔具有恒定的直徑。這能夠使生產簡便。
[0014]用于本文所述緊固系統的實施例的線性機械元件的典型實施例包括通孔，夾緊件和偏心件的套筒的至少一部分位于或能夠容納在該通孔中。這種線性機械元件提供的優(yōu)勢在于它們能夠快速安裝。
[0015]線性機械元件中的開孔通常包括肩部。通過這種方式，可以形成用于偏心件的套筒和夾緊件的頭部的第一區(qū)域和用于夾緊件的柄部的一部分的第二區(qū)域。因此形成了用于夾緊件的頭部的對接面。典型實施例包括至少一個開孔，其在肩部的第一側上成形為具有第一、相對較大的直徑的圓形孔，并在肩部的第二側上成形為具有第二、相對較小的直徑的圓形孔。此外，典型實施例包括至少一個開孔，其在肩部的第一側上成形為橢圓孔，并在肩部的第二側上成形為圓形孔。在偏心件擰緊在橢圓孔中的情況下，能夠明確地產生引入力。由于緊靠平面擠壓偏心件的套筒，因此不會產生橫向力，而且，自鎖動作得以實現。通過水平或縱向定向的及垂直或橫向定向的橢圓孔，能夠實現沿兩個軸向方向的自主調節(jié)能力。橢圓孔的寬度通常大于圓形孔的直徑。通過這種方式，可以在所有安裝位置緊靠該至少一個開孔的肩部擰緊夾緊件。圓形孔的直徑通常小于偏心件的直徑或小于頭部的直徑。通過這種方式形成了用于對接頭部的肩部。在典型實施例中，偏心件的套筒短于開孔的長度或者短于線性機械元件在開孔的橫截面上的寬度。在典型實施例中，該套筒能夠完全容納在機械元件中或該開孔的橢圓孔中。這允許實現尤為緊湊的構造。在典型實施例中，偏心件并不接合到機床床身中。因此可避免此位置處的支撐。偏心件通常能夠安裝在夾緊件上。這使得偏心件能夠在擰緊夾緊件后移除。
[0016]通常，開孔的至少一些橢圓孔沿線性機械元件的縱向定向或水平定向。沿縱向定向的橢圓孔提供的優(yōu)勢在于線性機械元件能夠壓靠在線性機床床身階梯上。在典型的實施例中，開孔的所有橢圓孔都沿線性機械元件的縱向定向或水平定向。因此能夠將齒條的阻尼最小化。在一些實施例中，開孔的至少一些橢圓孔相對于線性機械元件的縱向橫向定向或垂直定向。這些橢圓孔可在偏心件的動作下提供一定程度的調整和移位。垂直定向的橢圓孔采用偏心件提供軸向調整。隨著偏心件轉動，線性機械元件能夠軸向移動并因此相對于另一線性機械元件調整。在一些實施例中，提供了至少一個垂直定向的橢圓孔和至少一個水平定向的橢圓孔。因此可以實現多種功能。因此對于一些實施例，可以壓靠線性機械元件而且使兩個線性機械元件相對于彼此調整。
[0017]在緊固系統的典型實施例中，夾緊件的柄部包括螺紋，用于接合到機床床身的螺紋孔中。這允許實現簡單而可靠的安裝。其他夾緊件包括卡口連接、彈簧件或諸如花鍵軸連接的其它主動鎖定連接，用于連接于機床床身。
[0018]在具有橢圓孔的典型實施例中，橢圓孔的直線長度總計為與該直線長度相垂直的直徑的至多20%或至多10%，或者該直線長度至多為5mm或至多為3mm。在此，直線長度通常指的是限定了該開孔的兩個半圓形之間的距離。橢圓孔可以通過激光切割制成或可以通過銑削制成。在典型的實施例中，在線性機械元件中提供了多個開孔(每個均具有偏心件)。通過多個開孔，線性機械元件例如可以在多個位置處以限定方式連接至機床床身。
[0019]在典型的方法中，通過偏心件實現將線性機械元件壓靠在機床床身上。通過偏心件的轉動，線性機械元件因偏心性而得以壓靠。偏心件通常設計成便于展現出自鎖作用。在本發(fā)明的方法的實施例變型中，在例如通過用于扭矩傳遞元件的扳手或連接件擰緊夾緊件的過程中，防止偏心件旋轉。通常情況下，每個開孔配置一個偏心件。然而，還可以使配置的開孔多于偏心件，例如為了實現靈活安裝的能力。
[0020]在本文所述的其中一個實施例中，通過緊固系統將具有至少一個開孔的線性機械元件(尤其是齒條或線性導軌)緊固至機床床身的實施例的典型方法包括:將機械元件定位在機床床身中；將夾緊件插入到機械元件的至少一個開孔中；將至少一個偏心件插入到機械元件的至少一個開孔中，優(yōu)選插入到該開孔的橢圓孔中；以及將偏心件安裝到夾緊件的頭部上。偏心件通常在開孔中定位，優(yōu)選在開孔的橢圓孔中定位，以便定位機械元件。隨后擰緊夾緊件用于將機械元件固定在機床床身中。
[0021 ] 在固定機械元件之后，在一些實施例中，可選地，可能執(zhí)行銷連接。為此，通常進行鉆制銷孔并配置銷，該銷孔可能是在機械元件或機床床身中部分地預先鉆制的。該銷可被壓入。這種額外的銷連接會增加連接的剛性并能夠在后續(xù)的拆卸過程之后簡化重新裝配。
[0022]這些實施例在安裝過程中節(jié)省了時間并增加了便利性。此外，通過典型的偏心件，可在安裝過程之后維持緊靠機床床身的按壓動作。在一些實施例中，可在擰緊夾緊件之后移除偏心件。作為保持在線性機械元件中的替代，在一些實施例中，可以在安裝過程之后再次移除偏心件并用于進一步的安裝過程。附加摩擦力通常產生于線性機械元件與機床床身之間。這提高了安全性或可能使得夾緊件的尺寸更小。另一優(yōu)勢可包括:通過偏心件一個人可以固定線性機械元件。線性機械元件可以采用一種簡單而精確的方式相對于已安裝線性機械元件定位。由于在機床床身中配置額外的孔并非絕對必要，因此縮短了安裝時間和安裝成本。由于線性機械元件中無需額外的孔用于安裝過程，因此剛性不受影響。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]下面基于附圖闡釋本發(fā)明的優(yōu)選實施例的其它優(yōu)勢和特征，其中，在附圖中:
[0024]圖1是典型實施例的一部分的橫截面的示意圖；
[0025]圖2示出了典型實施例的偏心件，其同樣可在圖1和圖3的示例性實施例中使用；
[0026]圖3示出了圖1的示例性實施例的一部分的側視圖；
[0027]圖4示出了圖1和圖3中示例性實施例的立體圖；
[0028]圖5示出了另一示例性實施例的一部分的截面圖；
[0029]圖6示出了圖5的示例性實施例的一部分的側視圖；以及
[0030]圖7示出了圖5和圖6中的示例性實施例的立體圖。

【具體實施方式】
[0031]下面基于附圖描述典型實施例，其中，本發(fā)明并不限于這些示例性實施例；而是由權利要求限定本發(fā)明的范圍。圖1至圖7示出了典型實施例或其一部分。針對全部附圖的描述，相同參考標記用于對應的零件，因此不再結合每個單獨的附圖重復描述。一些部件或零件在不同實施例中是相同的，因此不再詳細地重復闡釋。
[0032]圖1以截面示出了用于緊固線性機械元件的緊固系統的實施例的橫截面。在圖1的實施例中，提供了一種以齒條形式呈現的線性機械元件2。
[0033]線性機械元件2包括斜形的齒23。圖1的橫截面還示出了延伸穿過線性機械元件2的開孔。該開孔包括肩部27。肩部27將其第一側與其第二側分隔開。肩部27的第一側呈現為橢圓孔31。肩部27的第二側呈現為圓形孔33。具有柄部35和頭部37的夾緊件容納在具有橢圓孔31和圓形孔33的開孔中。頭部37的直徑大于圓形孔33的直徑。因此，頭部37能夠對接肩部27，使得肩部27用作承壓部。
[0034]夾緊件通過螺紋39容納在機床床身4的螺紋孔41中。由于夾緊件擰緊在螺紋孔41中，線性機械元件2壓靠在機床床身4上以固定就位。
[0035]為將線性機械元件2設置在機床床身4的限定位置處，線性機械元件2能夠借助于偏心件60壓靠在機床床身4的對接面64上，對此將參照圖2進行更為詳細地闡釋。在偏心件60中，提供了沿著軸向延伸穿過偏心件60的孔66。偏心件60包括套筒68和扭矩傳遞裝置70?？?6相對于套筒68偏心設置。這意味著孔66的中心軸相對于套筒68的外表面的中心軸是偏心的。孔66包括階梯72，其使得套筒68的區(qū)域的內徑大于扭矩傳遞裝置70的區(qū)域的內徑成為可能。
[0036]在典型的實施例中，孔的階梯提供的優(yōu)勢在于:在扭矩傳遞裝置的區(qū)域中，存在相對較大的材料橫截面，例如用于形成外部六角形或外部四角形。相反，在套筒的區(qū)域中，直徑可能更大，以便為夾緊件的頭部提供足夠的空間。在其它實施例中，為促進生產，孔形成有相同的內徑而不含階梯。
[0037]頭部37包括在圖3中示出的六角孔73。借助于六角孔73，即便在偏心件60處于安裝或插入狀態(tài)時也能夠擰緊夾緊件，這是因為能夠通過孔66將內六角扳手引導至頭部
37。
[0038]下面，仍參照圖2至圖4進行闡釋，其與圖1所示的實施例相關。因此，圖2示出的偏心件可在典型實施例中使用或者其本身可構成本發(fā)明的一個獨立方面。
[0039]圖2示出了偏心件60的立體圖，其中，被掩蓋的邊緣以虛線示出。在圖2和圖3中，可以清晰地看到作為扭矩傳遞裝置70的六邊形。通過將六角扳手接合在扭矩傳遞裝置70上，能夠旋轉偏心件60。在此，在圖1和圖3所示的實施例中，繞著夾緊件的頭部37轉動偏心件60。
[0040]圖3示出了圖1的示例性實施例的側視圖。在此，可以看出如何通過套筒68將偏心件60壓靠在橢圓孔31的內圓周上。通過這種方式，線性機械元件2被沿著圖3中向下的方向壓靠在機床床身的對接面(未在圖3中示出)上。
[0041]在其它實施例中，按順序使用偏心件以例如沿軸向移動齒條，其中，有可能通過旋轉偏心件來獲得精確的位移。在這種實施例中，可另外地或專門地形成具有垂直橢圓孔或相對于縱向方向橫向定向的橢圓孔的開孔。
[0042]圖4中示出了圖1和圖3所示示例性實施例的立體圖。以齒條形式呈現的兩個線性機械元件2緊固至機床床身4。圖4的線性機械元件2緊固至圖1和圖3所示的機床床身4。線性機械元件2僅具有橢圓孔31，橢圓孔31水平定向或沿著線性機械元件2的軸向定向。線性機械元件2的開孔的橢圓孔31不必全部配置有夾緊件，然而，在期望剛性極強的連接時，有可能如此。針對較低剛性，也可能使用比開孔的橢圓孔的數目更少的夾緊件。
[0043]在與圖4相似的示例性實施例中，偏心件60可能多次使用，例如最初緊固線性機械元件2左側的偏心件以及隨后緊固線性機械元件2的右側的偏心件。為此，偏心件60最初插入到左側線性機械元件2的橢圓孔31中，并在擰緊左側線性機械元件2的夾緊件后再次移除。然后將偏心件60連同新的夾緊件插入到右側機械元件2的開孔的橢圓孔31中。在此，在夾緊件已松弛地旋擰到機床床身4的螺紋孔41中后，偏心件60被安裝到夾緊件的頭部上，使得偏心件60的套筒68對接開孔的肩部27 (參見圖1)。隨后轉動偏心件60使得線性機械元件2壓靠在機床床身4上。然后，可以通過使內六角扳手穿過孔66接合到六角孔73中而擰緊夾緊件。這種安裝工藝極為快速且簡單可靠。在線性機械元件2中，形成有銷孔92，銷孔92可以可選地用于另外地固定線性機械元件2。與螺紋孔41的情況相同，未必所有相對較小的銷孔92或相對較大的橢圓孔31都提供有圖4中的參考標號，如此是為了提高簡潔性。這還類似地適用于圖7。
[0044]圖5至圖7示出了另一示例性實施例。圖5至圖7的示例性實施例涉及以線性導軌的形式呈現的線性機械元件102。再次地，相同參考標記用于相同零件或相似零件，且上述零件不會再次闡釋；而是參照圖1至圖4的描述。具體地，圖5至圖7的示例性實施例的偏心件60對應于圖1至圖4的示例性實施例的偏心件。然而，總體而言，需指出，其它偏心件也可在實施例中使用，例如具有一些其它扭矩傳遞元件(例如，內梅花頭螺絲釘連接件)的偏心件。
[0045]與圖1、圖2和圖4的示例性實施例的線性機械元件2相同，以線性導軌的形式呈現的線性機械元件102也可通過旋轉偏心件60以使套筒68壓靠在橢圓孔31的內壁上而壓靠在接合面164上。再次，與圖1、圖2和圖4中的示例性實施例相同，擰緊螺紋孔41中的夾緊件來用以定位線性機械元件102。以線性導軌的形式呈現的線性機械元件2僅包括具有橢圓孔31的開孔，橢圓孔31在縱向上定向或水平定向。這使得結構尤為簡單。
【權利要求】
1.一種用于將線性機械元件(2，102)緊固在機床床身(4，104)上的緊固系統，所述線性機械元件(2，102)尤其是齒條(2)或線性導軌(102)，所述緊固系統具有: 具有柄部(35)和頭部(37)的夾緊件，其中，所述頭部(37)的直徑大于所述柄部(35)的直徑， 包括套筒出8)和扭矩傳遞元件(70)的偏心件(60)，所述套筒￠8)具有偏心孔(66)， 其中，所述頭部(37)的外徑小于所述孔(66)的內徑或至少基本相當于所述孔(66)的內徑，并具有 線性機械元件(2，102)，所述線性機械元件(2，102)具有貫通的開孔，所述夾緊件和所述偏心件(60)的套筒(68)容納在所述開孔中。
2.根據權利要求1所述的緊固系統，其中，所述扭矩傳遞元件(70)相對于所述孔(66)同軸布置。
3.根據權利要求1所述的緊固系統，其中，所述孔￠6)延伸穿過所述扭矩傳遞元件(70)。
4.根據權利要求1所述的緊固系統，其中，所述孔￠6)包含階梯(72)。
5.根據權利要求1所述的緊固系統，其中，所述開孔包括肩部(27)。
6.根據權利要求5所述的緊固系統，其中，所述開孔在所述肩部(27)的第一側上成形為橢圓孔(31)。
7.根據權利要求6所述的緊固系統，其中，所述開孔在所述肩部的第二側上成形為圓形孔(31)。
8.根據權利要求1所述的緊固系統，其中，所述夾緊件的柄部(35)包括用于接合到所述機床床身(4，104)的螺紋孔(41)中的螺紋(39)。
9.一種用于根據權利要求1所述的用于線性機械元件(2，102)的緊固系統的偏心件，其中，所述偏心件出0)包括: 具有偏心孔(66)的套筒(68)，以及 布置在所述套筒￠8)的一個軸端上的扭矩傳遞元件(70)， 其中，所述孔(66)延伸穿過所述套筒(68)并穿過所述扭矩傳遞元件(70)。
10.一種用于根據權利要求1所述的緊固系統的線性機械元件，具有用于容納夾緊件和偏心件(60)的套筒(68)的至少一個貫通的開孔，其中，所述開孔包括肩部(27)，并且所述開孔在所述肩部(27)的第一側上成形為橢圓孔(31)且在所述肩部(27)的第二側上成形為圓形孔(33)。
11.一種用于通過根據權利要求1所述的緊固系統將線性機械元件(2，102)緊固在機床床身(4，104)上的方法，所述線性機械元件(2，102)尤其是具有至少一個開孔的齒條(2)或線性導軌(102)，所述方法包括: 將所述機械元件(2，102)定向在所述機床床身(4，104)上； 將夾緊件插入到所述機械元件(2，102)的至少一個開孔中； 將至少一個偏心件(60)插入到所述機械元件(2，102)的所述至少一個開孔中并將所述偏心件￠0)安裝在所述夾緊件的頭部(37)上， 將所述偏心件￠0)在所述開孔中定向以定位所述機械元件(2，102)，以及 擰緊所述夾緊件以將所述機械元件(2，102)固定在所述機床床身(4，104)上。
【文檔編號】B23Q1/01GK104339173SQ201410232652
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年5月28日 優(yōu)先權日:2013年8月9日
【發(fā)明者】恩德雷斯·約亨, 赫克曼·馬爾科 申請人:維特恩斯坦股份公司