DE102010003373B4 - Verstellvorrichtung zum Einstellen der Vorspannung eines Maschinenelementes - Google Patents

Verstellvorrichtung zum Einstellen der Vorspannung eines Maschinenelementes Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zum Einstellen einer Vorspannung eines Maschinenelementes (8) mit einem Halteelement (2) und einem relativ zum Halteelement (2) verstellbaren Stellglied (10), das ein Betätigungselement (26) zum Verstellen des Stellglieds (10) aufweist,
wobei innerhalb des Stellglieds (10) ein längsverschiebbares Skalierungselement (30) angeordnet ist, das ein erstes Ende (32) und ein zweites Ende (34) aufweist,
sich das Skalierungselement (30) über eine erste Federeinrichtung (50) an dem Stellglied (10) abstützt,
das erste Ende (32) zum Angreifen an einem Maschinenelement (8) ausgebildet ist, und das zweite Ende (34) aus dem Stellglied (10) herausragt und eine Skalierung (36) aufweist
dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ende (32) über eine zweite Federeinrichtung (60) mit dem Maschinenelement (8) verbindbar ist, wobei eine erste Federkonstante Fk1 der ersten Federeinrichtung (50) kleiner ist als eine zweite Federkonstante Fk2 der zweiten Federeinrichtung (60).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstellen der Vorspannung eines Maschinenelementes mit einem Halteelement und einem relativ zum Halteelement verstellbaren Stellglied, das ein Betätigungselement zum Verstellen des Stellglieds aufweist.
  • Pharmaverpackungen wie Arzneimittelfläschchen oder Karpulen für Spritzen werden unter anderem aus Glasrohren hergestellt, die zur Ausbildung zum Beispiel des Flaschenhalses einem weiteren Bearbeitungsschritt unterzogen werden müssen. Das Glasrohr wird zu diesem Zweck an den vorgesehenen Stellen erhitzt, so dass das Glas weich wird und zur Ausbildung einer Einschnürung verformt werden kann. Die Verformung wird mit einem Maschinenelement bewirkt, welches ein geeignetes Bearbeitungswerkzeug umfasst. Das Bearbeitungswerkzeug kann beispielsweise als zwei gegenüberliegend angeordnete Stahlrädchen ausgeführt sein, die jeweils in radialer Richtung – bezogen auf das Glasrohr – verstellt werden können. Durch Rotation des Glasrohres um seine Längsachse laufen die Stahlrädchen auf dem Außenumfang des Glasrohres um. Entsprechend der Größe der Vorspannung der Stahlrädchen wird die Einschnürung des Glasrohres stärker oder weniger stark ausgeführt. Die Vorspannung des Maschinenelements muss möglichst exakt eingestellt werden, was beispielsweise im Bereich von 2 bis 20 Newton erfolgt. Dies wurde bisher mittels einer Mutter auf einem Gewinde der Verstellvorrichtung durchgeführt.
  • Die Einstellung der Vorspannung beruhte auf Erfahrungswerten der Mitarbeiter an der Produktionsanlage. Die Reproduzierbarkeit der Einstellung war bisher nicht gegeben. Diese Reproduzierbarkeit ist jedoch notwendig, weil die Vorspannung durch Einflussfaktoren beeinträchtigt werden kann.
  • Die Glasdicke kann innerhalb einer Charge schwanken, was sich in einem unterschiedlichen Außendurchmesser bemerkbar macht. Bei vergrößerten Außendurchmessern muss die Vorspannung erhöht werden, um den Innendurchmesser der Einschnürung konstant zu halten.
  • Ein weiterer Einfluss ist die Umgebungstemperatur, die zum Beispiel bei Maschinenstillstandzeiten zwecks Reinigung der Maschine absinkt. Die einzelnen Bearbeitungsstationen kühlen unterschiedlich stark ab, so dass beim Anlaufen der Maschine die Glasrohre unterschiedlich weich werden, wenn sie dem Brenner ausgesetzt werden.
  • Aus der EP 1 992 931 A2 ist eine Druckanzeigevorrichtung bekannt, welche einen Behälter mit einem Gaskanal umfasst, wobei ein bewegbarer Anzeiger im Behälter geführt wird. Der Anzeiger weist ein Ende, welches in Fluid-Kommunikation mit dem Gaskanal steht, und ein Anzeige-Ende auf, welches über den Behälter hinausragt, wenn der Druck im Gaskanal mindestens einem vorbestimmten Minimaldruck entspricht. Eine Feder stellt den Anzeiger zurück, wenn der Druck im Gaskanal unter den vorbestimmten Minimaldruck sinkt.
  • Die DE 1 773 692 C offenbart einen Belastungsanzeiger mit kegelstumpfförmigen Tellerfedern unterschiedlicher Biegesteifigkeit, die in der Reihenfolge ihrer Biegesteifigkeit in einem Stapel hintereinander angeordnet sind, einem Widerlager zur Übertragung von Belastungen auf den Federstapel und einem Fühler zur Erfassung der Verformung des Federstapels unter Last. Die Federn des Stapels liegen in gleicher Orientierung ineinander und der Konuswinkel jeder Feder ist kleiner als der der mit größerer Biegefestigkeit im Stapel nachfolgenden Feder. Der Fühler betätigt zudem ein Anzeigeelement, dessen Skala in den einzelnen Federn zugeordnete Abschnitte unterteilt ist, die im Bereich der Federn geringer Biegefestigkeit ein größeres Auflösungsvermögen der Anzeige von Belastungsänderungen besitzen als für die Federn größerer Biegefestigkeit.
  • Aus der DE 72 06 047 U ist eine Vorrichtung zum Messen von Kräften mit Hilfe eines in einem Gehäuse entgegen der Kraft mindestens einer Feder verschiebbaren, die Last aufnehmenden Skalenträgers und eines Anzeigeringes bekannt. Die Feder ist zwischen einem Widerlager des Gehäuses und einem am Skalenträger vorgesehenen Gegenlager angeordnet und der Anzeigering ist vom Skalenträger verschiebbar aufgenommen, wobei dieser mit seinen beiden Enden aus dem Gehäuse ragt.
  • In der DE 36 20 184 A1 wird eine Meßvorrichtung zur Feststellung oder Prüfung der auf eine Stift- oder Werkzeugspitze, insbesondere bei Plottern, Registriergeräten oder sonstigen Aufzeichnungs-, Ritz- oder Schneidvorrichtungen wirkenden Auflage- beziehungsweise Arbeitsdruck-Kraft offenbart, die mindestens aus einem Meßgerät besteht, das wahlweise ein-, auf- oder ansetzbar oder beliebig zuschaltbar ist und jeweils ein Tastelement und einen Kraftanzeiger aufweist.
  • Die GB 522 503 offenbart ein Thermostat zum Kontrollieren der Temperatur eines Gases beispielsweise in einem Ofen, wobei ein Gas-Kontrollventil mittels eines Diaphragmas in Abhängigkeit von Druckschwankungen eines Fluids, welches sich innerhalb eines Fläschchens im Ofen befindet, betätigt wird. Die Vorspannung einer Feder, mit der ein Ventilkörper gegen das Diaphragma gedrückt wird, kann mittels der Position einer Nuss eingestellt werden. Die Position der Nuss kann mit einer Spindel verändert werden, die wiederum mit einem Drehknopf betätigt wird.
  • Mit keinen der in diesen Schriften offenbarten Vorrichtungen kann ein Maschinenelement unter eine reproduzierbar wählbare Vorspannung gesetzt und zur Bearbeitung eines Werkstücks wie eines Glasröhrchens verwendet werden.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Vorspannung des Maschinenelements exakter und reproduzierbar einzustellen.
  • Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, bei der innerhalb des Stellglieds ein längsverschiebbares Skalierungselement angeordnet ist, das ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist und sich das Skalierungselement über eine erste Federeinrichtung an dem Stellglied abstützt, wobei das erste Ende zum Angreifen an einem Maschinenelement ausgebildet ist, und das zweite Ende aus dem Stellglied herausragt und eine Skalierung aufweist, wobei das erste Ende über eine zweite Federeinrichtung mit dem Maschinenelement verbindbar ist und eine erste Federkonstante Fk1 der ersten Federeinrichtung kleiner als eine zweite Federkonstante Fk2 der zweiten Federeinrichtung ist.
  • Das Maß, mit dem das zweite Ende des Skalierungselements aus dem Stellglied herausragt, zeigt die gewählte Vorspannung des Maschinenelements an. Je weiter das zweite Ende des Skalierungselements aus dem Stellglied herausragt, desto stärker ist die Vorspannung. Erfindungsgemäß ist es somit möglich, die Vorspannung des Maschinenelements quantifizierbar zu machen und reproduzierbar einzustellen.
  • Die Verwendung von zwei Federeinrichtungen ermöglicht es, bereits kleine Stauchungen der zweiten Federeinrichtung gut am Skalierungselement abgelesen werden können. Weiterhin kann die Vorspannung unter Verwendung der zweiten Federeinrichtung feinfühliger eingestellt werden.
  • Vorzugsweise ist das erste Ende des Skalierungselements als eine starre Verbindung mit dem Maschinenelement ausgebildet. Starre Verbindungen lassen sich fertigungstechnisch einfach herstellen und sind zudem robust und zuverlässig.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung gilt für ein Verhältnis G = Fk1/Fk2 der Federkonstanten: 1/12 ≤ G ≤ 1/8.
  • Es hat sich herausgestellt, dass dieses Verhältnis zwischen Fk1 und Fk2 besonders gut für den bestimmungsgemäßen Gebrauch der erfindungsgemäßen Vorrichtung eignet. Insbesondere kann die Vorspannung exakt und feinfühlig eingestellt werden, gleichzeitig wird eine zu starke Stauchung der ersten Federeinrichtung verhindert.
  • Es ist bevorzugt, dass das Stellglied eine Hülse mit einem Außengewinde ist, das in dem Halteelement einschraubbar ist. In dieser Ausführungsform lässt sich die Vorrichtung zum Einstellen der Vorspannung des Maschinenelements aus fertigungstechnischer Sicht auf besonders einfache Weise realisieren.
  • Bevorzugt weist die Hülse einen durchmessergroßen Abschnitt und einen durchmesserkleinen Abschnitt auf. Hierdurch kann das Skalierungselement auf einfache Weise im Stellglied fixiert werden. Ferner kann der durchmesserkleine Abschnitt eine erste Widerlagerfläche für die erste Federeinrichtung ausbilden.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Skalierungselement ein Bolzen, der im Bereich des ersten Endes ein Anschlusselement mit einer ersten Fläche und einer zweiten Fläche aufweist. Mittels des Anschlusselements kann das Skalierungselement auf einfache Weise mit weiteren Elementen der Vorrichtung verbunden werden, beispielsweise mit dem Maschinenelement.
  • Vorteilhafterweise bildet das Anschlusselement an seiner ersten Fläche eine zweite Widerlagerfläche zum Anliegen der ersten Federeinrichtung. Zusätzliche Maßnahmen zum Lagern der ersten Federeinrichtung sind nicht erforderlich. Weiterhin weist das Anschlusselement an seiner zweiten Fläche Anschlussmittel für das Maschinenelement oder die zweite Federeinrichtung auf. Die Vorrichtung kann somit flexibler eingesetzt und umgerüstet werden. Insbesondere kann die zweite Federeinrichtung ausgetauscht und die zweite Federkonstante geändert werden. Ebenfalls kann die zweite Federeinrichtung wahlweise durch eine starre Verbindung ersetzt werden, ohne dass aufwendige Maßnahmen ergriffen werden müssen.
  • Vorzugsweise sind die erste und/oder die zweite Federeinrichtung als Schraubenfedern ausgeführt. Schraubenfedern haben sich für den erfindungsgemäßen Verwendungszweck als besonders robust und praktisch erwiesen und stellen zudem gut verfügbare Bauelemente dar, die kostengünstig zu beschaffen sind.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist am Maschinenelement ein Bearbeitungswerkzeug anschließbar. Mit dem Bearbeitungswerkzeug kann beispielsweise eine Einschnürung in einem Glasrohr erzeugt werden, wozu das Bearbeitungswerkzeug vorzugsweise als Stahlrädchen ausgeführt ist. Die Ausführung des Bearbeitungswerkzeugs als Schneidwerkzeug oder als Meißel ist ebenfalls denkbar, so dass spanlose oder spanabhebende Bearbeitungsprozesse realisierbar sind.
  • Vorzugsweise umfasst das Halteelement einen ersten Winkel und einen zweiten Winkel. Die Montage der Verstelleinrichtung und des Maschinenelements werden hierdurch vereinfacht.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Wegaufnehmer zum Erfassen der Position des Skalierungselements, einen Stellmotor zum Betätigen des Stellglieds und eine Steuereinheit zum Steuern der Vorspannung des Maschinenelements. In dieser Ausgestaltung kann das Maschinenelement automatisch an das Werkstück herangefahren werden. Weiterhin ist es möglich, eine gewünschte Vorspannung in die Steuereinheit einzugeben und diese von der Steuereinheit ständig überprüfen zu lassen. Ein beispielsweise durch Erschütterungen hervorgerufenes Verstellen der Position des Stellglieds relativ zum Halteelement und damit der Vorspannung wird verhindert. Ferner kann eine Relaxation der Federelemente durch eine entsprechende Betätigung des Stellglieds kompensiert werden. Eine Änderung der Vorspannung beispielsweise in Abhängigkeit der bearbeiteten Werkstücke kann automatisiert werden. Weiterhin kann die Tiefe der erzeugten Einschnürung gemessen und gegebenenfalls durch eine Änderung der Vorspannung automatisch korrigiert werden.
  • Die vorliegende Erfindung wird in Bezug auf die anhängende Zeichnung im Detail beschrieben. Es zeigt
  • 1 eine schematische Darstellung des erfinderischen Prinzips,
  • 2 eine Schnittdarstellung durch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • 3 eine Schnittdarstellung durch ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und
  • 4 eine Schnittdarstellung durch ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • In den 1a) bis 1c) ist das erfindungsgemäße Prinzip schematisch dargestellt, wobei die Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 auf die wesentlichen Elemente reduziert ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 umfasst ein Halteelement 2, in dem ein Stellglied 10 mit einem ersten Ende 22 und einem zweiten Ende 24 axial verschiebbar gelagert ist. Im Stellglied 10 ist ein Skalierungselement 30 ebenfalls axial verschiebbar und mit einer ersten Federeinrichtung 50 federgelagert angeordnet. Weiterhin ist eine zweite Federeinrichtung 60 im Bereich eines ersten Endes 32 des Skalierungselementes 30 mit dem Maschinenelement 8 verbunden, wobei das Maschinenelement 8 über eine in den 1a) bis 1c) nicht dargestellte Weise mit dem Halteelement 2 verbunden sein kann. Das Skalierungselement 30 steht am zweiten Ende 24 des Stellglieds 10 über dasselbe hervor und weist im Bereich seines zweiten Endes 34 eine Skalierung 36 auf.
  • In 1a) ist der Fall dargestellt, in dem die Federeinrichtungen 50 und 60 unbelastet und entspannt sind. In diesem Fall zeigt die Skalierung 36 an, dass das Skalierungselement 30 mit zwei Skalenschritten über das Stellglied 10 hervorsteht.
  • In 1b) wird das Stellglied 10 axial verschoben, so dass sich das Maschinenelement 8 einem Werkstück 14' mit einem Außendurchmesser D' nähert und dieses berührt. Das Werkstück 14' setzt dem Maschinenelement 8 einen Widerstand entgegen, so dass in dem Fall, dass das Stellglied 10 weiter zum Werkstück 14' hin verschoben wird, das Skalierungselement 30 der Bewegung des Stellglieds 10 nicht mehr oder nicht mehr im selben Maße folgt und das erste und das zweite Federelement 50, 60 vorgespannt werden. Das Skalierungselement 30 steht nun mit drei Skalenschritten aus dem Stellglied 10 hervor. Je weiter das Skalierungselement 30 aus dem Stellglied 10 hervorsteht, desto stärker sind die Federelemente 50, 60 vorgespannt und desto stärker ist die Kraft, die vom Maschinenelement 8 auf das Werkstück 14 aufgebracht wird.
  • In 1c) ist der Fall dargestellt, dass das Werkstück 14'' einen Durchmesser D'' aufweist, der größer ist als der Durchmesser D' des Werkstücks 14'. Obwohl die Stellung des Stellglieds 10 in Bezug auf das Halteelement 2 eine andere ist als in 1b), steht das Skalierungselement 30 wiederum mit drei Skalenschritten aus dem Stellglied 10 hervor. Es ist erfindungsgemäß daher möglich, das Werkstück 14 unabhängig von seinem Durchmesser mit derselben Vorspannung zu bearbeiten.
  • In 2 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt und umfasst das Halteelement 2, auf dem das Maschinenelement 8 auf einem Block 28 bewegbar gelagert ist, beispielsweise mittels einer nicht dargestellten Schwalbenschwanzverbindung. Der Block 28 selbst kann beispielsweise mittels einer nicht gezeigten Schraubenverbindung mit dem Halteelement 2 lösbar verbunden werden. Die Richtung, in der das Maschinenelement 8 bewegbar ist, ist mittels des Pfeils P angedeutet. Das Maschinenelement 8 kann beispielsweise als Schlitten ausgeführt sein und ein Bearbeitungswerkzeug 9, beispielsweise ein Stahlrädchen, aufweisen, mit dem das Werkstück 14, beispielsweise Glasrohre, bearbeitet werden kann. Andere Bearbeitungswerkzeuge können ebenfalls an das Maschinenelement 8 angeschlossen werden, beispielsweise ein Schneidwerkzeug.
  • Das Halteelement 2 weist eine Innenbohrung 4 mit einem Innengewinde 6 auf. In dieses Innengewinde 6 ist das Stellglied 10, im dargestellten Beispiel als eine Hülse 11 ausgeführt, mit einem zum Innengewinde 6 korrespondierenden Außengewinde 12 einschraubbar. Das Stellglied 10 kann alternativ als zylinder- oder rohrförmiges Stück mit einer Innenbohrung ausgeführt sein.
  • Das Stellglied 10 umfasst das erste und das zweite Ende 22, 24, wobei das erste Ende 22 zum Maschinenelement 8 hinzeigt. Das Stellglied 10 weist einen durchmessergroßen Abschnitt 16 und einen durchmesserkleinen Abschnitt 18 auf. Die Abschnitte 16, 18 können durch die entsprechende Wahl der Durchmesser der Innenbohrungen oder mit zwei ineinander gesteckten oder miteinander verschraubten Rohrstücken hergestellt werden. Sind die beiden Rohrstücke miteinander verschraubt, kann das Stellglied 10 an seinem zweiten Ende 24 zu Wartungs- und Montagezwecken geöffnet werden.
  • Das in der 2 dargestellte Ausführungsbeispiel weist ein Rohrstück 19 auf, welches in die Hülse 11 eingesteckt ist. Der durchmesserkleine Abschnitt 18 und das Rohrstück 19 bilden eine erste Widerlagerfläche 20, an welcher sich die erste Federeinrichtung 50 abstützt. Das Stellglied 10 weist ein Betätigungselement 26 auf, mit dem es gedreht werden kann. Das Betätigungselement 26 kann beispielsweise als Griff ausgeführt werden, der gut mit der Hand ergriffen werden kann. Im dargestellten Beispiel beschränkt sich die Ausführung des Betätigungselements 26 darauf, dass es im Bereich des zweiten Endes 24 des Stellglieds 10 als ein Abschnitt ohne das Außengewinde 12 ausgeführt ist.
  • Im Stellglied 10 ist das Skalierungselement 30 axial bewegbar gelagert. Im Bereich des zweiten Endes 24 steht das Skalierungselement 30 aus dem Stellglied 10 hervor und weist die Skalierung 36 auf. Im Bereich des ersten Endes 22 des Stellglieds 10 ist ein Anschlusselement 38 mit einer ersten Fläche 40 und einer zweiten Fläche 42 vorgesehen. Die erste Fläche 40 bildet eine zweite Widerlagerfläche 44, auf die sich die erste Federeinrichtung 50 abstützt, wohingegen sich die zweite Federeinrichtung 60 gegen die zweite Fläche 42 abstützt. Sowohl die erste als auch die zweite Federeinrichtung 50, 60 sind als Schraubenfedern 52, 62 ausgeführt.
  • Die Vorspannung des Maschinenelements 8 wird durch Drehen des Stellglieds 10 eingestellt. Die Reibung, die zum Bewegen des Maschinenelements 8 relativ zum Block 28 überwunden werden muss, ist vernachlässigbar. Es soll nun angenommen werden, dass die zweite Federkonstante Fk2 der zweiten Federeinrichtung 60 größer als die erste Federkonstante Fk1 der ersten Federeinrichtung 50 ist und dass das Stellglied 10 so gedreht wird, dass es sich in Richtung des Werkstücks 14 bewegt. Wird das Stellglied 10 weit genug in Richtung des Werkstücks 14 bewegt, kommt das Bearbeitungswerkzeug 9 mit dem Werkstück 14 in Kontakt.
  • Wird das Stellglied 10 darüber hinaus weiter in Richtung des Werkstücks 14 bewegt, setzt das Werkstück 14 dem Bearbeitungswerkzeug 9 einen Widerstand entgegen, wodurch das Skalierungselement 30 in Richtung des zweiten Endes 24 des Stellglieds 10 bewegt, wobei zunächst nur die erste Federeinrichtung 50 aufgrund der im Vergleich zur zweiten Federkonstanten Fk2 geringeren ersten Federkonstanten Fk1 gestaucht wird. Mit zunehmender Stauchung der ersten Federeinrichtung 50 wird die Vorspannung des Maschinenelements 8 bzw. des Bearbeitungswerkzeuges 9 erhöht. Dadurch, dass sich das Skalierungselement 30 in Richtung des zweiten Endes 24 bewegt, erhöht sich das Maß, mit dem es aus dem Stellglied 10 herausragt, mit zunehmender Stauchung der ersten Federeinrichtung 50 und damit der Vorspannung des Maschinenelements 8.
  • Beispielhaft soll das Werkstück 14 ein Arzneifläschchen sein, welches mit einer Einschnürung versehen werden soll. Dazu wird ein portionierter Abschnitt eines Glasrohres erwärmt und das Bearbeitungswerkzeug 9 durch Betätigen des Stellglieds 10 an das Glasrohr herangefahren, so dass ein Kontakt zwischen dem Bearbeitungswerkzeug 9 und dem Glasrohr hergestellt und eine Vorspannung erzeugt wird. Folglich übt das Bearbeitungswerkzeug 9 eine Kraft F auf das Glasrohr aus. Die Einschnürung wird durch Drehen des Glasrohres um seine Längsachse vollumfänglich hergestellt. Es können auch zwei oder mehrere Vorrichtungen 1 zum Ausbilden der Einschnürung verwendet werden.
  • Je stärker die erste Federeinrichtung 50 vorgespannt wird, desto größer ist die Kraft F, die auf das Werkstück 14 ausgeübt wird. Mit steigender Vorspannung wird auch die Tiefe der Einschnürung vergrößert, wobei diese so gewählt werden kann, dass das Glasrohr teilweise oder komplett geschlossen wird. Ist das Glasrohr komplett geschlossen, können pharmazeutische Flüssigkeiten konservierend gelagert werden. Teilweise geschlossene Einschnürungen können als Dosierhilfe oder als Sollbruchstelle zum Brechen des Fläschchens dienen.
  • Für den Fall, dass die Vorspannung und somit die Kraft F ein gewisses Maß übersteigen, wird zusätzlich zur ersten Federeinrichtung 50 die zweite Federeinrichtung 60 gestaucht. Eine zu starke Stauchung der ersten Federeinrichtung 50, die zu Schädigungen führen könnte, wird somit verhindert.
  • In 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 2 dargestellt. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel ist das Skalierungselement 30 über eine starre Verbindung 70, hier als ein Rohr 72 ausgeführt, mit dem Maschinenelement 8 verbunden. Weiterhin ist das Halteelement 2 in einen ersten Winkel 2a und einen zweiten Winkel 2b unterteilt. Der zweite Winkel 2b ist dabei so ausgeführt, dass er als Anschlag für das Maschinenelement 8 dient. Hierdurch kann ein Herausrutschen des Maschinenelements 8 aus dem Block 28 verhindert werden.
  • In 4 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 3 dargestellt, welches weitgehend dem ersten Ausführungsbeispiel gleicht. Allerdings ist hier das Betätigungselement 26 als eine Zahnradverbindung 82 ausgestaltet, so dass das Stellglied 10 mittels eines Stellmotors 80 gedreht werden kann. Das Maschinenelement 8 und das Bearbeitungswerkzeug 9 können automatisch an das Werkstück 14 herangefahren werden. Die Position des Skalierungselements 30 wird mit einem Wegaufnehmer 84 erfasst. Eine Steuereinrichtung 86 ermöglicht die Eingabe von Sollwerten für die Vorspannung. Die Steuereinrichtung 86 vergleicht Ist- und Sollwerte der Vorspannung und kann Korrekturen durch Aktivieren des Stellmotors 80 vornehmen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Vorrichtung
    2
    Halteelement
    2a
    erster Winkel
    2b
    zweiter Winkel
    4
    Innenbohrung
    6
    Innengewinde
    8
    Maschinenelement
    9
    Bearbeitungswerkzeug
    10
    Stellglied
    11
    Hülse
    12
    Außengewinde
    14
    Werkstück
    16
    durchmessergroßer Abschnitt
    18
    durchmesserkleiner Abschnitt
    19
    Rohrstück
    20
    erste Widerlagerfläche
    22
    erstes Ende
    24
    zweites Ende
    26
    Betätigungselement
    28
    Block
    30
    Skalierungselement
    31
    Bolzen
    32
    erstes Ende
    34
    zweites Ende
    36
    Skalierung
    38
    Anschlusselement
    40
    erste Fläche
    42
    zweite Fläche
    44
    zweite Widerlagerfläche
    50
    erste Federeinrichtung
    52
    Schraubenfeder
    60
    zweite Federeinrichtung
    62
    Schraubenfeder
    70
    starre Verbindung
    72
    Rohr
    80
    Stellmotor
    82
    Zahnradverbindung
    84
    Wegaufnehmer
    86
    Steuereinrichtung

Claims (11)

  1. Vorrichtung zum Einstellen einer Vorspannung eines Maschinenelementes (8) mit einem Halteelement (2) und einem relativ zum Halteelement (2) verstellbaren Stellglied (10), das ein Betätigungselement (26) zum Verstellen des Stellglieds (10) aufweist, wobei innerhalb des Stellglieds (10) ein längsverschiebbares Skalierungselement (30) angeordnet ist, das ein erstes Ende (32) und ein zweites Ende (34) aufweist, sich das Skalierungselement (30) über eine erste Federeinrichtung (50) an dem Stellglied (10) abstützt, das erste Ende (32) zum Angreifen an einem Maschinenelement (8) ausgebildet ist, und das zweite Ende (34) aus dem Stellglied (10) herausragt und eine Skalierung (36) aufweist dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ende (32) über eine zweite Federeinrichtung (60) mit dem Maschinenelement (8) verbindbar ist, wobei eine erste Federkonstante Fk1 der ersten Federeinrichtung (50) kleiner ist als eine zweite Federkonstante Fk2 der zweiten Federeinrichtung (60).
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für ein Verhältnis G = Fk1/Fk2 der Federkonstanten gilt: 1 / 12 ≤ G ≤ 1 / 8
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (10) eine Hülse (11) mit einem Außengewinde (12) ist, die in das Halteelement (2) einschraubbar ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (11) einen durchmessergroßen Abschnitt (16) und einen durchmesserkleinen Abschnitt (18) aufweist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der durchmesserkleine Abschnitt (18) eine erste Widerlagerfläche (20) für die erste Federeinrichtung (50) ausbildet.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Skalierungselement (30) ein Bolzen (31) ist, der im Bereich des ersten Endes (32) ein Anschlusselement (38) mit einer ersten Fläche (40) und einer zweiten Fläche (42) aufweist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (38) an seiner ersten Fläche (40) eine zweite Widerlagerfläche (44) zum Anliegen der ersten Federeinrichtung (50) bildet.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Federeinrichtung (50, 60) als Schraubenfeder (52, 62) ausgeführt sind.
  9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Maschinenelement (8) ein Bearbeitungswerkzeug (9) anschließbar ist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (2) einen ersten Winkel (2a) und einen zweiten Winkel (2b) umfasst.
  11. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, weiterhin umfassend – einen Wegaufnehmer (84) zum Erfassen der Position des Skalierungselements (30), – einen Stellmotor (80) zum Betätigen des Stellglieds (10), und – eine Steuereinheit (86) zum Steuern der Vorspannung des Maschinenelements (8).
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB522503A (en) * 1938-12-15 1940-06-19 John Edward Sherlock Improvements in or relating to thermostats for oven control
DE7206047U (de) * 1972-06-08 Pfaff Gmbh Vorrichtung zum Messen von Kräften
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EP1992931A2 (de) * 2007-05-15 2008-11-19 Diebolt International, Inc. Druckanzeigegerät

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