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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Schablone zum Anreißen und Übertragen
von Maßen
und zum Positionieren von Werkzeugen auf Oberflächen von Bauteilen, umfassend,
ein
Grundkörper
der in einer Anlagefläche
rasterförmig
angeordnete Aufnahmebohrungen aufweist in die Stifte zur Abtastung
der Kontur eines Bauteils eingesteckt werden können und der zusätzlich mindestens
eine weitere Ausnehmung zur Aufnahme eines Werkzeug hat, welches
dadurch an einer bestimmten Position des Bauteils positioniert werden
kann.
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Solche
Werkzeuge sind bekannt und werden im allgemeinen als Schablonen
oder als Übertragungs-
oder Bohrlehren bezeichnet.
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Bei
den bekannten Lehren ist es von Nachteil, daß die Position der Anlageelemente
zur Abtastung der Außenkontur
entweder nicht veränderbar oder
nur in einer Richtung stufenlos verstellbar an dem Grundkörper der
Schablone angebracht sind. Das stufenlose Verstellen der Anlageelemente
und besonders die Umstellung auf eine zuvor eingestellte Position
ist meist nicht exakt durchführbar
oder zumindest sehr zeitaufwendig.
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Bei
anderen bekannten Lehren sind steckbare Anlageelemente vorgesehen
die sich an genau für eine
spezielle Aufgabe erforderlichen Stelle befinden. Die Flexibilität solcher
Lehren in Bezug auf Anlegen an verschiedene oder unregelmäßig geformte Außenkonturen
von Bauteilen ist sehr gering.
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Bei
weiteren bekannten Lehren sind Ausnehmungen vorgesehen, deren Position
sich auf einer Linie befindet, und in die ein Werkzeug in Form eines Bohrers,
oder steckbare Anlageelemente eingebracht werden können. Diese
eindimensionale Anordnung der Ausnehmungen schränkt die Flexibilität der Schablone
im wesentlichen auf einen Verschiebungsfreiheitsgrad ein. Die Anpassung
der Lehre auf unregelmäßig geformte
Außenkonturen
von Bauteilen und das Plazieren des Werkzeugs in verschieden, voneinander
unabhängigen
Richtungen, ist mit einer solchen linearen Anordnung der Ausnehmungen,
die man gemeinhin als Lochreihen bezeichnet, nicht möglich.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schablone
gemäß dem Oberbegriff von
Anspruch 1 zu schaffen, die in Bezug auf das Anlegen an Bauteile
mit unregelmäßig geformter
Außenkontur
eine große
Anpassungsfähigkeit
aufweist sowie das Plazieren des Werkzeugs in verschiedenen, voneinander
unabhängigen
Richtungen ermöglicht
und bei der jede Einstellung exakt reproduzierbar ist.
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Diese
Aufgabe wird bei der Schablone mit den Merkmalen des Oberbegriffs
von Anspruch 1 erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß die
Schablone einen im wesentlichen plattenförmigen Grundkörper aufweist
in dessen Anlagefläche
eine zweidimensionale Matrix von Durchgangsbohrungen angeordnet ist,
in welche Anlageelemente in beliebiger Anzahl eingesteckt werden
können.
Da die Position der Aufnahmebohrungen für die Anlageelemente auf einem zweidimensionalen
regelmäßigen Raster
liegen, können
diese in zwei voneinander unabhängigen
Richtungen auf dem Grundkörper
der Schablone versetzt werden. Durch geschickte Auswahl der Steckplätze läßt sich
die Schablone so an die jeweilige Geometrie des Bauteils anpassen,
daß die
am Grundkörper
der Schablone angeordnete Ausnehmung zur Aufnahme eines Werkzeugs
an einer für
die Aufgabe angemessenen Position des Bauteils gebracht werden kann und
gleichzeitig eine ausreichende Anzahl von Anlageelementen an der
Außenkontur
des Bauteils anliegt. Damit kann die Position der Schablone bezüglich des
Werkstücks
eindeutig und reproduzierbar festgelegt werden.
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Da
die Aufnahmebohrungen für
die Anlageelemente als Durchgangsbohrungen ausgeführt sind, münden sie
auf der gegenüberliegenden
Seite des Schablonengrundkörpers
die für
eine gespiegelte Anwendung der Schablone ebenfalls als Anlagefläche benutzt
werden kann. Dazu werden die Anlageelemente so in den Grundkörper eingesteckt,
daß sie auf
beiden Seiten desselben herausragen und sich somit eine eingestellte
Position spiegelbildlich auf eine gegenüberliegende Seite eines zweiten
Bauteils übertragen
läßt.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden
Beschreibung und zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schablone
in Schnitt und Grundriß;
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2a–2c eine
Abfolge von schematischen Darstellung der Schablone aus 1,
wobei die Position eines Werkstücks
relativ zum Schablonengrundkörper
variiert;
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3 eine
schematische Darstellung der Schablone aus 1 angelegt
an ein Werkstück
mit unregelmäßiger Außenkontur;
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In
allen Figuren sind gleiche oder funktional gleichwertige Elemente
mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Eine
in 1 dargestellte erste Ausführungsform einer als Ganzes
mit 100 bezeichneten Schablone wird im folgenden erläutert.
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Der
Grundkörper 102 der
Schablone 100 hat eine im wesentlichen plattenförmige Geometrie
und weist zwei parallele Anlageflächen 104a und 104b auf.
In den Anlageflächen 104a und 104b münden Aufnahmebohrungen 106 in
die im wesentlichen zylindrische Anlageelemente 108 eingebracht
werden können.
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Die
Anordnung der Aufnahmebohrungen 106 ist so ausgebildet,
daß ihre
Zentren auf sich senkrecht kreuzenden Achsen liegen die ein zweidimensionales
Raster R mit Zeilen Z und Spalten S bilden.
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Auf
einer angezeichneten Symmetrielinie S1 bezüglich des Rasters R weist der
Grundkörper 102 zwei
zylindrische Durchgangsbohrungen 110a und 110b mit
Innengewinde 112a und 112b auf, die in den Anlageflächen 104a und 104b münden und
in die jeweils beidseitig eine Führungshülse 114a und 114b zur
Aufnahme eines geeigneten Werkzeugs eindrehbar angeordnet ist. (In 1 ist
nur die Führungshülse 114a eingeschraubt,
in 3 sind beide Führungshülsen 114a und 114b eingeschraubt)
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Das
Werkzeug kann entweder ein Zerspanungswerkzeug in Form eines Bohrers
oder Fräsers sein
mit dem das Werkstück
bearbeitet wird oder aber ein Hilfsmittel, mit dem eine Markierung
an dem Werkstück
angebracht werden kann.
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Die
Zeilen Z und Spalten S haben jeweils einen gleichmäßigen Abstand
AZ und AS zueinander wobei der Zeilenabstand AZ und der Spaltenabstand AS
nicht gleich sein muß.
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Der
Grundkörper 102 kann
zusätzliche
Aufnahmebohrungen 107 enthalten, die aus dem regelmäßigen Raster
R herausfallen und für
spezielle Anwendungen gedacht sind, die bei bestimmten Aufgabestellungen
benötigt
werden.
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Mindestens
eine der beiden Durchgangsbohrungen 110a und 110b,
die zur Aufnahme eines Werkzeugs dienen, liegen exakt auf dem Raster
R.
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Da
alle Anlageelemente 108 durch die Aufnahmebohrungen 106 des
Schablonengrundkörpers 102 hindurch
gesteckt werden können,
kann jede Anwendung spiegelbildlich eingestellt werden. Dazu müssen zusätzlich die
Führungshülsen 114a und 114b auf
der gegenüberliegenden
Anlagefläche
des Schablonengrundkörper 102 eingeschraubt
werden.
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Der
plattenförmige
Grundkörper 102 der Schablone 100 weist
eine weitere Bohrung 116 auf, deren Achse randnah und parallel
zu einer der Begrenzungskanten des Grundkörpers 102 verläuft. Mittels
einer in diese Bohrung 116 eingesteckten Verbindungsstange 118,
die mittels Klemmschrauben 120 in der Bohrung 116 gesichert
wir, können
mehrere Schablonen 100 zu einem komplexen Schablonenkonstrukt
verbunden werden. Damit lassen sich auch an größeren Werkstücken größere Distanzen überwinden
und eine Vielzahl von Bearbeitungspositionen reproduzierbar realisieren.
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Auf
den Anlageflächen 104a und 104b sind Markierungen 122 bzw.
S1 eingraviert oder aufgedruckt die auch über die Schnittkanten des Schablonengrundkörpers 102 hinweggeführt sein
können. Diese
Markierungen liegen auf speziellen, für immer wiederkehrende Aufgaben
liegenden Positionen. Um die Schablone 100 auf einem Werkstück an geeigneter
Stelle zu plazieren, werden sie vom Anwender durch einfache Sichtkontrolle
mit den Außenkanten des
Werkstücks
oder mit zuvor auf dem Werkstück aufgezeichneten
Positionen zur Deckung gebracht. Dazu ist es vorteilhaft, daß der Schablonengrundkörper 102 aus
einem durchsichtigen oder zumindest transparenten Material besteht.
Das erleichtert die Positionierung der Schablone 100 sehr,
denn der Anwender sieht damit durch den Schablonengrundkörper 102 hindurch
auf das Werkstück
und kann beurteilen, ob die Schablone 100 an einer für die Aufgabe angemessenen
Position liegt und ob bestimmte Markierungen 122 bzw. S1
mit entsprechenden Kanten oder zuvor angezeichneten Positionen am
Werkstück exakt
in Deckung gebracht worden sind.
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Eine
in 2a–2c dargestellte
Bildfolge zeigt das Anlegen der Schablone 100 an ein plattenförmiges Werkstück 200 mit
dem Ziel, die Führungshülse 114a auf
einer gedachten Mittellinie 206 der Werksschnittfläche 202 zu
plazieren und so eine Bohrung exakt auf der Mittellinie 206 auszuführen.
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Im
Falle der beschrieben Schablone 100 liegt die Durchgangsbohrung 110a exakt
auf dem Raster R. Damit können
2 Anlageelemente 108a und 108b so in entsprechende
Aufnahmebohrungen 106 des Grundkörpers 102 eingeschoben
werden, daß die Zentren
der beiden Anlageelemente 108a und 108b und das
Zentrum der Bohrung 110a auf einer Linie liegen und den
selben Abstand zu der Durchgangsbohrung 110a aufweisen.
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Wird
nun die Schablone 100 mit einer ihrer Anlageflächen 104a oder 104b an
die Schnittfläche 202 des
plattenförmigen
Werkstücks 200 in
der Weise plan angelegt, daß sich
die parallelen Hauptflächen 204a und 204b des
Werkstücks 200 zwischen den
beiden Anlageelementen 108a und 108b befinden,
kann durch eine Drehung der Schablone 102 um die Achse
der Durchgangsbohrung 110a eine Position der Schablone 102 relativ
zum Werkstück 200 erreicht
werden, in der die Mantelflächen 109a und 109b der
Anlageelemente 108a und 108b die beiden Hauptflächen 204a und 204b des
Werkstücks 200 berühren und
damit eine weiter Verdrehung der Schablone 100 relativ
zum Werkstück 200 nicht
mehr möglich
ist.
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In
dieser Position liegt die Achse der Durchgangsbohrung 110a und
somit die Achse der eingeschraubten Führungshülse 114a exakt auf
einer gedachten Mittellinie 206 der Werkstücksschnittfläche 202.
Mit dem beschriebenen Vorgehen kann für beliebige Werkstückdicken
sichergestellt werden, daß ein
durch die Führungshülse 114a geführter Bohrer immer
exakt auf die Mittellinie 206 des Werkstücks 200 trifft.
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Die
Schablone 100 kann jetzt immer noch entlang der gedachten
Mittellinie 206 an eine gewünschte Position relativ zum
Werkstück 200 verschoben
werden. Durch Einstecken eines dritten Anlageelements 108c in
eine entsprechende Aufnahmebohrung 106 des Schablonengrundkörpers 102 kann
die Schablone 100 so relativ zum Werkstück 200 bewegt werden,
daß eine
dritte Begrenzungsfläche 208 des
Werkstücks 200 an
der Mantelfläche 109c des
Anlageelements 108c anliegt. Dadurch kann eine Vielzahl
von Positionen der Schablone 100 relativ zum Werkstück 200 im
Rahmen des Rasters R reproduzierbar eingestellt werden.
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Die
in dieser Weise an das Werkstück 200 angelegte
Schablone 100 kann nun entweder durch Festhalten oder durch
Fixieren mittels Schrauben, welche in diesem Fall durch freie Aufnahmebohrungen 106 in
die Schnittfläche 202 des
Werkstücks 200 eingedreht
werden, an der eingestellten Position gesichert werden.
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Anhand
einer in 3 gezeigte Darstellung wird
das Anlegen der Schablone 100 an ein Werkstück 300 mit
unregelmäßiger Außenkontur
erläutert.
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Das
Werkstück 300 kann
beispielsweise ein Treppenhandlauf sein der aus ergonomischen und ästhetischen
Gesichtspunkten ein unregelmäßig geformtes
Schnittprofil aufweist. Sollen zum Verbinden zweier solcher Profile
in die Schnittflächen
Dübelbohrungen
eingebracht werden, kann folgendermaßen vorgegangen werden.
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Da
die hergestellte Verbindung verdrehsicher ausgeführt werden soll, müssen mindestens zwei
Bohrungen in die Werkstückschnittflächen eingebracht
werden. Zu diesem Zweck werden beide Durchgangsbohrungen 110a und 110b des
Schablonengrundkörpers 102 von
der selben Seite aus (hier Anlagefläche 104b) mit je einer
Führungshülse 114a und 114b bestückt.
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Anschließend wird
die Schablone mit der Anlagefläche 104a auf
eine der beiden Schnittflächen des
Werkstücks 300 aufgelegt.
Durch Sichtkontrolle wird der Schablonengrundkörper 102 solange auf
der Schnittfläche
des Werkstücks 300 verschoben,
bis die Zentren beider Führungshülsen 114a und 114b in der
Weise auf der Schnittfläche
plaziert sind, daß der verbleibende
Rand neben den herzustellenden Bohrungen überall ausreichend groß ist. Jetzt
werden die Steckplätze
auf dem Raster R ausgesucht, die dem Begrenzungsrand 302 des
Werkstücks 300 am nächsten sind.
Von diesen Steckplätzen
werden nun solche mit einem Anlageelement 108d–108f bestückt, daß das an
die Mantelflächen 109d–109f der Anlageelemente 108d–108f angelegte
Werkstück 300,
eindeutig in seiner Lage festgelegt ist. Die in dieser Weise plazierte
Schablone 100 kann nun z. B. mittels Schrauben, die durch
verbleibende Aufnahmebohrungen 106 in die Schnittfläche des
Werkstücks 300 eingedreht
werden, in seiner Lage fixiert werden.
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Nach
erfolgtem Bohren wird die Schablone 100 vom Werkstück 300 abgenommen
und die Führungshülsen 114a und 114b auf
die gegenüberliegende
Seite (Anlagefläche 104a)
des Schablonengrundkörpers 102 umgesetzt.
Die zuvor eingesteckten Anlageelemente 108d–108f verbleiben
aber in ihren Steckplätzen.
Nun wird die Schablone 100 mit der Anlagefläche 104b an
die Schnittfläche
des noch nicht bearbeiteten Werkstücks 300 angelegt und
in eine solche Position relativ zum Werkstück 300 gebracht, daß die Anlageelemente 108d–108f mit
ihren zylindrischen Mantelflächen 109d–109f die
Außenkontur 302 des
Werkstücks 300 an
der sinngemäß selben
Stelle berühren,
wie zuvor beschrieben.
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Dies
ist dadurch möglich,
weil alle Anlageelemente 108 der Schablone 100 so
in die Aufnahmebohrungen 106 des Schablonegrundkörpers 102 eingesteckt
werden können,
daß sie
aus beiden Anlageflächen 104a und 104b hervorstehen
und sich damit jede Schabloneneinstellung spiegelbildlich auf sich gegenüberliegende
Schnittflächen
von Werkstücken anwenden
läßt.
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Die
Schablone 102 wird nun wie zuvor mit Schrauben am Werkstück 300 fixiert,
um sich beim anschließenden
Bohrvorgang nicht zu verschieben. Sowohl die in beide Schnittflächen eingebrachten Bohrungen
als auch die Werkstückaußenkonturen 302 beider
Werkstücke 300 sind
nun kongruent. Beide Werkstücke 300 lassen
sich nun mittels in die Bohrungen eingebrachten Dübeln verbinden.