DE102009030252A1

DE102009030252A1 - Zentriervorrichtung

Info

Publication number: DE102009030252A1
Application number: DE102009030252A
Authority: DE
Inventors: Detlev Ulle
Original assignee: DE STA CO Europe GmbH; DESTACO Europe GmbH
Current assignee: DESTACO Europe GmbH
Priority date: 2009-06-23
Filing date: 2009-06-23
Publication date: 2010-12-30
Also published as: DE202009018181U1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zentriervorrichtung, umfassend ein Auflagerelement (1) zum Auflagern, ein Niederhalteelement (2) zum Niederhalten und ein Zentrierelement (3) zum Zentrieren eines mit einer Vertiefung versehenen Werkstücks, wobei das Zentrierelement (3) bei Eingriff in die Vertiefung zur Zentrierung des Werkstücks in zwei von drei Raumrichtungen (X, Y) und das Auflagerelement (1) zusammen mit dem Niederhalteelement (2) zur Zentrierung des Werkstücks in der dritten Raumrichtung (Z) ausgebildet ist. Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass das Zentrierelement (3) in Abhängigkeit vom Eingriff in die Ausnehmung in der dritten Raumrichtung verstellbar ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zentriervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine Zentriervorrichtung der eingangs genannten Art ist nach der DE 695 12 470 T2 bekannt. Dieses besteht aus einem Auflagerelement zum Auflagern, einem Niederhalteelement zum Niederhalten und einem Zentrierelement zum Zentrieren eines mit einer Vertiefung versehenen Werkstücks, wobei das Zentrierelement bei Eingriff in die Vertiefung zur Zentrierung des Werkstücks in zwei von drei Raumrichtungen (X, Y) und das Auflagerelement zusammen mit dem Niederhalteelement zur Zentierung des Werkstücks in der dritten Raumrichtung (Z) ausgebildet ist. Das Auflagerelement ist in diesem Dokument als Abstützung (siehe Bezugszeichen 17) bezeichnet, während das Niederhalteelement aus einem Arretierbügel, einem Gelenk und einer Lagerbuchse (siehe zum Beispiel Bezugszeichen 19, 22, 25) gebildet ist. Weiterhin besteht das Zentrierelement bei diesem Dokument insbesondere aus einem Kugelkopf (siehe Bezugszeichen 15'), der mit einer kegelstumpfförmigen Kerbe (siehe Bezugszeichen 15'') zusammenwirkt.
Die aus der DE 695 12 470 T2 bekannte Zentriervorrichtung dient insbesondere zum Bearbeiten von Scheibenbremssätteln. Bei der Bereitstellung dieser Scheibenbremssättel ist dabei schon aufgrund des verwendeten Materials, aber auch durch eine entsprechend genaue Vorfertigung gewährleistet, dass das Werkstück passgenau in die Zentriervorrichtung eingelegt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zentriervorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass auch weniger genau vorgefertigte Werkstück für eine weitere Bearbeitung exakt zentriert werden können.
Diese Aufgabe ist mit einer Zentriervorrichtung der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des unabhängigen Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass das Zentrierelement in Abhängigkeit vom Eingriff in die Vertiefung in der dritten Raumrichtung verstellbar ausgebildet ist.
Mit anderen Worten wird erfindungsgemäß die Zentrierung in der ersten und zweiten Raumrichtung über das Zentrierelement von der Zentrierung in der dritten Raumrichtung über das Auflagerelement entkoppelt. Die Maßgabe, dass das Zentrierelement in Abhängigkeit vom Eingriff in die Vertiefung (oder auch Ausnehmung) in der dritten Raumrichtung verstellbar ausgebildet ist, bringt dabei zum Ausdruck, dass das Zentrierelement in der dritten Raumrichtung gerade die Position einnimmt, die erforderlich ist, um für eine exakte Zentierung in der ersten und zweiten Raumrichtung zu sorgen. Auf diese Weise ist es möglich, auch solche Werkstücke genau zu zentrieren, bei denen sich die Ausnehmungen zum Beispiel aufgrund des verwendeten Materials nicht immer exakt entsprechen. Betrachtet man zum Beispiel Werkstücke aus Kunststoff, bei denen die Ausnehmung in Form einer eingeprägten Sicke oder dergleichen ausgebildet ist, wird deutlich, dass erfindungsgemäß die Tiefe der Sicke (also die Erstreckung in der dritten Raumrichtung) kein Rolle spielt. Die Zentrierung in der dritten Raumrichtung erfolgt über das Auflagerelement, während mit dem Zentrierelement, das vorzugsweise eine kugelförmige Oberfläche aufweist, die Zentierung in den beiden anderen Raumrichtungen erfolgt. Wie tief die Sicke dabei mit Blick auf mögliche Fertigungstoleranzen tatsächlich ausgebildet ist, spielt, sofern sie nur tief genug ist, keine Rolle, da die Zentrierung in der dritten Raumrichtung, wie beschrieben, über das Auflagerelement erfolgt.
Das eingangs erwähnte, beim Stand der Technik vorgesehene Niederhalteelement zum Niederhalten des Werkstücks kann auch bei der erfindungsgemäßen Lösung vorgesehen sein; dies ist aber nicht zwingend, und zwar zum Beispiel dann nicht, wenn das Werkstück ein hohes Eigengewicht aufweist und dementsprechend von allein und auch bei Bearbeitung in der Zentriervorrichtung liegen bleibt.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Zentriervorrichtung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
Die erfindungsgemäße Zentriervorrichtung einschließlich ihrer vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Patentansprüche wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigt
1 in Seitenansicht die erfindungsgemäße Zentriervorrichtung mit einem Werkstück;
2 in Seitenansicht einen Teil der Zentriervorrichtung gemäß 1 und
3 im Schnitt (entlang der Linie A-A in 2) das Zentrierelement gemäß 2.
Die in den 1 bis 3 ganz oder zumindest teilweise dargestellte Zentriervorrichtung besteht in bekannter Weise aus einem Auflagerelement 1 zum Auflagern und einem Zentrierelement 2 zum Zentrieren eines mit einer Vertiefung versehenen Werkstücks, wobei das Zentrierelement 2 bei Eingriff in die Vertiefung zur Zentrierung des Werkstücks in zwei von drei Raumrichtungen X, Y und das Auflagerelement 1 zur Zentrierung des Werkstücks in der dritten Raumrichtung Z ausgebildet ist. Die drei Raumrichtungen sind neben 1 dargestellt, wobei sich die Y-Richtung senkrecht zur Zeichenebene erstreckt und insofern lediglich am Schnittpunkt der X- und Z-Achse angegeben ist. Weiterhin ist zu beachten, dass die Zentriervorrichtung (und zwar auch die erfindungsgemäße) gegebenenfalls auch weitere Mittel aufweist, um eine Rotation des Werkstücks auszuschließen.
Wesentlich für die erfindungsgemäße Zentriervorrichtung ist nun, dass das Zentrierelement 2 in Abhängigkeit vom Eingriff in die Vertiefung (vorzugsweise eine so genannte eingeprägte Sicke) in der dritten Raumrichtung verstellbar ausgebildet ist.
Vergleicht man diese Maßgabe mit 1, so ist zu erkennen, dass sich das Zentrierelement 2 nach Auflage des Werkstücks (dargestellt als Kunststoffteil mit pyramidenstumpfförmiger Sicke) derart an die Wandbereiche der Vertiefung anschmiegt, dass eine Verschiebung in X- und Y-Richtung ausgeschlossen ist.
Um eine möglichst präzise Zentrierung zu erreichen, ist dabei vorgesehen, dass am werkstückseitigen Ende des Zentrierelements 2 ein wahlweise pyramidenstumpf-, kegelstumpf- oder (wie dargestellt) besonders bevorzugt kugelförmiges Kopfstück 3 fest, aber lösbar angeordnet, vorzugsweise angeschraubt, ist. Dies hat darüber hinaus den Vorteil, das Kopfstücke 3 aus verschiedenen Materialen und in verschiedenen Größen vorgehalten werden können. Sollen Werkstücke aus abrasiven Werkstoffen (zum Beispiel mit Kohlefasern verstärkte Kunststoffe) bearbeitet werden, kommen zum Beispiel Kopfstücke 3 aus Keramik oder Hartmetall in Betracht. Bezüglich der Größe ist vorzusehen, dass zum Beispiel der Kugelkopf an seiner dicksten Stelle größer als der größte Durchmesser der Sicke ist.
Insbesondere mit Verweis auf 2 und 3 ist weiterhin vorgesehen, dass das Zentrierelement 2 aus einem zylindrischen Gehäuse 4 und einem darin verschieblich gelagerten, zylindrischen Schaftelement 5 gebildet ist. Damit kein Schmutz ins Innere des Zentrierelements 2 gelangen kann, ist werkstückseitig zwischen dem Gehäuse 4 und dem Schaftelement 5 ein Dichtelement 6, vorzugsweise ein Abstreifer, angeordnet.
Die Maßgabe der Verstellbarkeit des Zentrierelements 2 wird, wie dargestellt, besonders bevorzugt dadurch realisiert, dass zwischen dem Gehäuse 4 und dem Schaftelement 5 ein Federelement 7, hier eine Schraubendruckfeder, angeordnet ist. Wie aus den Figuren ersichtlich, ermöglicht dieses Federelement 7 eine Beweglichkeit zwischen dem Gehäuse 4 und Schaftelement 6, wobei die Federwirkung gleichzeitig gewährleistet, dass sich das Kopfstück 3, wie erwähnt, an die Innenseite der Sicke anschmiegt und damit für die angestrebte Zentrierwirkung in X- und Y-Richtung sorgt.
Um das Zentrierelement 2 möglichst kompakt auszubilden, ist, wie 3 zeigt, vorgesehen, dass das Schaftelement 5 zur mindestens teilweisen Aufnahme des Federelements 7 einen Hohlraum 8 aufweist.
Ferner ist vorgesehen, dass das Gehäuse 4 aus einem zylinderförmigen Führungsteil 9 für das Schaftelement 5 und einem zylinderförmigen Widerlagerteil 10 für das Federelement 7 gebildet ist. Dabei sind das Führungsteil 9 und das Widerlagerteil 10 zur Einstellung des Federelements 7 (genauer gesagt der resultierenden Federkraft) über ein Gewinde 11 zueinander verstellbar ausgebildet. Weiterhin ist zur gegenseitigen Fixierung des Führungsteils 9 zum Widerlagerteil 10 ein Feststell element 12 vorgesehen, das aus einem Gewindestift besteht, der, wie aus 3 ersichtlich, nach Einstellung der gewünschten Federkraft (nach oben) gegen das Führungsteil 9 gedreht werden kann.
Damit das Schaftelement 5 nicht aus dem Führungsteil 9 herausrutschen kann, ist ferner vorgesehen, dass am werkstückabgewandten Ende des Schaftelements 5 ein vorzugsweise mit einer Innenschulter 13 am Führungsteil 9 zusammenwirkendes Sicherungselement 14, hier ein in eine Nut am Schaftelement 5 eingreifender Sicherungsring, angeordnet ist.
Zur Voreinstellung der Werkstückauflage ist vorgesehen (nicht dargestellt), dass das Auflagerelement 1 in der dritten Raumrichtung verstellbar ausgebildet ist. Weiterhin ist das Auflagerelement 1 mit Verweis auf 1 zur Oberfläche des Werkstücks formangepasst ausgebildet, wobei selbstverständlich bei einem entsprechend geformten Werkstück auch eine gekrümmte Oberfläche in Betracht kommt.
Eine hinsichtlich ihrer Nutzbarkeit bei verschiedenen Anwendungsfällen besonders variable Zentriervorrichtung ergibt sich, wie in 1 dargestellt, wenn das Auflagerelement 1 und das Zentrierelement 2 an einem gemeinsamen Halteelement 15 angeordnet sind, wobei das Halteelement 15 mindestens eine (hier zwei) Befestigungsfläche(n) 16 mit entsprechenden Gewindebohrungen oder dergleichen aufweist.
Sollte das Eigengewicht des Werkstücks nicht ausreichend sein, so ist schließlich (nicht dargestellt, weil ohne Weiteres vorstellbar) ein Niederhalteelement zum Niederhalten des Werkstücks vorgesehen, wobei prinzipiell noch darauf hinzuweisen ist, dass weder das Merkmal ”Auflagerelement” noch das Merkmal ”Niederhalteelement” streng im Sinne der Richtung der Erdanziehung zu vertehen sind; die Begriffswahl dient lediglich ei nem möglichst leichten Verständnis und orientiert sich an der absehbar am häufigsten vorkommenden Lösungsvariante.

1: Auflagerelement
2: Zentrierelement
3: Kopfstück
4: Gehäuse
5: Schaftelement
6: Dichtelement
7: Federelement
8: Hohlraum
9: Führungsteil
10: Widerlagerteil
11: Gewinde
12: Feststellelement
13: Innenschulter
14: Sicherungselement
15: Halteelement
16: Befestigungsfläche

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 69512470 T2 [0002, 0003]

Claims

Zentriervorrichtung, umfassend ein Auflagerelement (1) zum Auflagern und ein Zentrierelement (2) zum Zentrieren eines mit einer Vertiefung versehenen Werkstücks, wobei das Zentrierelement (2) bei Eingriff in die Vertiefung zur Zentrierung des Werkstücks in zwei von drei Raumrichtungen (X, Y) und das Auflagerelement (1) zur Zentrierung des Werkstücks in der dritten Raumrichtung (Z) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentrierelement (2) in Abhängigkeit vom Eingriff in die Vertiefung in der dritten Raumrichtung verstellbar ausgebildet ist.
Zentriervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am werkstückseitigen Ende des Zentrierelements (2) ein wahlweise pyramidenstumpf-, kegelstumpf- oder besonders bevorzugt kugelförmiges Kopfstück (3) fest, aber lösbar angeordnet, vorzugsweise angeschraubt, ist.
Zentriervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentrierelement (2) aus einem vorzugsweise zylindrischen Gehäuse (4) und einem darin verschieblich gelagerten, vorzugsweise zylindrischen Schaftelement (5) gebildet ist.
Zentriervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass werkstückseitig zwischen dem Gehäuse (4) und dem Schaftelement (5) ein Dichtelement (6), vorzugsweise ein Abstreifer, angeordnet ist.
Zentriervorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gehäuse (4) und dem Schaftelement (5) ein Federelement (7), vorzugsweise eine Schraubendruckfeder, angeordnet ist.
Zentriervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaftelement (5) zur mindestens teilweisen Aufnahme des Federelements (7) einen Hohlraum (8) aufweist.
Zentriervorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) aus einem vorzugsweise zylinderförmigen Führungsteil (9) für das Schaftelement (5) und einem vorzugsweise zylinderförmigen Widerlagerteil (10) für das Federelement (7) gebildet ist.
Zentriervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsteil (9) und das Widerlagerteil (10) zur Einstellung des Federelements (7) vorzugsweise über ein Gewinde (11) zueinander verstellbar ausgebildet sind.
Zentriervorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Feststellelement (12) zur gegenseitigen Fixierung des Führungsteils (9) zum Widerlagerteil (10) vorgesehen ist.
Zentriervorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass am werkstückabgewandten Ende des Schaftelements (5) ein vorzugsweise mit einer Innenschulter (13) am Führungs teil (9) zusammenwirkendes Sicherungselement (14), vorzugsweise ein in eine Nut am Schaftelement (5) eingreifender Sicherungsring, angeordnet ist.
Zentriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Auflagerelement (1) in der dritten Raumrichtung verstellbar ausgebildet ist.
Zentriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Auflagerelement (1) zur Oberfläche des Werkstücks formangepasst ausgebildet ist.
Zentriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Auflagerelement (1) und das Zentrierelement (2) an einem gemeinsamen Halteelement (15) angeordnet sind.
Zentriervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (15) mindestens eine Befestigungsfläche (16) aufweist.
Zentriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Niederhalteelement zum Niederhalten des Werkstücks vorgesehen ist.