DE102010017140A1 - Vorrichtung zur Positionierung einer Spanneinheit zum positionsgenauen Aufspannen von Werkstücken sowie Aufspannsystem - Google Patents

Vorrichtung zur Positionierung einer Spanneinheit zum positionsgenauen Aufspannen von Werkstücken sowie Aufspannsystem Download PDF

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Abstract

Bei einer Vorrichtung zur Positionierung einer Spanneinheit zum positionsgenauen Aufspannen von Werkstücken, insbesondere zu Vermessungszwecken, mit einem Auflageteil (2), das eine Auflagefläche (21) aufweist, auf welcher die Spanneinheit (7) befestigbar ist, einem Positionierungsteil (3) zum präzisen und reproduzierbaren Positionieren und Festlegen des Auflageteils (2) in zwei zueinander orthogonalen Raumrichtungen, wobei das Auflageteil (2) lösbar an dem Positionierungsteil (3) befestigt ist, einer Basis (5) zum Befestigen der Positionierungsvorrichtung (1) an einem Träger (93), und einer zentralen Spanneinrichtung (4) zum Festlegen einer Position des Auflageteils (2) in einer dritten Raumrichtung, die orthogonal zu den beiden zueinander orthogonalen Raumrichtungen ist, wird eine einfache Bedienbarkeit sowie eine präzise und reproduzierbare Positionierung dadurch realisiert, dass die zentrale Spanneinrichtung (4) ein sich quer zu der oder durch die Basis (5) erstreckendes Verstellelement (47) umfasst, sodass durch Verstellen des Verstellelements (47) von einer Seitenfläche (50) der Basis (5) her das Auflageteil (2) gegen das Positionierungsteil (3) und das Auflageteil (2) gegen die Basis (5) verspannbar oder klemmbar ist, um die Position des Auflageteils (2) in der dritten Raumrichtung festzulegen.
Insbesondere kann so eine Positionierung des Auflageteils (2) in der dritten Raumrichtung unabhängig von der Positionierung des Auflageteils (2) in den beiden Raumrichtungen senkrecht dazu realisiert werden.

Description

  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität des Deutschen Gebrauchsmusters Nr. 20 2009 015 384.3 „Spanneinheit zum positionsgenauen Aufspannen von Werkstücken, Vorrichtung zur Positionierung einer solchen Spanneinheit sowie Aufspannsystem”, angemeldet am 13. November 2009, deren gesamter Inhalt hiermit ausdrücklich im Wege der Bezugnahme mit beinhaltet sei.
  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das positionsgenaue Aufspannen von Werkstücken, insbesondere zu Vermessungszwecken, und betrifft insbesondere das positionsgenaue Aufspannen von Werkstücken mittels einer Spanneinheit, wie diese in der WO 2007/014647 A1 offenbart ist.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Eine derartige aus denn Stand der Technik bekannte Spanneinheit ist beispielhaft in der 1 dargestellt und weist einen Andruckarm 103, der schwenkbeweglich an einem Basisteil bzw. Spanner 101 gelagert ist und an seinem vorderen freien Ende einen gabelförmig auslaufenden Spannkopf 104 trägt, einen Spannhebel 102, der mit dem Andruckarm 103 in der Art eines Kniehebelsystems wirkverbunden ist, um auf diesen eine Spannkraft auszuüben, und eine Befestigungsbasis (in der 1 nicht dargestellt) zum Befestigen der Spanneinheit 100 auf einer Auflagefläche auf, üblicherweise mit Hilfe des Basisteils 101. Mehrere solche Spanneinheiten können an einer Trägerstruktur, wie diese beispielhaft in der DE 103 45 284 A1 oder DE 10 2008 020 215 A1 offenbart ist, präzise positioniert werden und können so gemeinsam ein Werkstück positionsgenau an der Trägerstruktur positionieren und halten bzw. aufspannen. Ein solches System kann beispielsweise als Vorrichtung bzw. Konstruktion zur Halterung von zu vermessenden Werkstücken dienen, gemäß der vorliegenden Anmeldung insbesondere von Karosserieblechteilen zu Vermessungszwecken. Auf diese Weise lässt sich ein und die selbe Trägerstruktur von der Prototypphase an über die weitere Karosserieentwicklung bis hin zur Serienfertigung von Kraftfahrzeugen verwenden und den jeweiligen Anforderungen entsprechend aus- und umbauen. Entsprechend verringert sich der für die Bereitstellung von Messmitteln, insbesondere von Tastmesseinrichtungen, erforderliche Aufwand. Erforderlich ist hierzu eine reproduzierbare aber sehr präzise Positionierung derartiger Spanneinheiten, wobei zur Verringerung des Aufwands universell einsetzbare Systeme in der Art eines Baukastens gewünscht sind.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von baukastenartigen Standardkomponenten zur präzisen aber reproduzierbaren Positionierung derartiger Spanneinheiten sowie die Bereitstellung eines einfach aufgebauten und zu bedienenden universellen Halterungs- und Spannsystems mit derartigen Komponenten und Spanneinheiten zum positionsgenauen Aufspannen von Werkstücken, insbesondere zu Vermessungszwecken.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Positionierungsvorrichtung nach Anspruch 1, durch eine Positionierungs- und Aufspannvorrichtung nach Anspruch 16, sowie durch ein Halterungs- und Spannsystem nach Anspruch 18. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der rückbezogenen Unteransprüche.
  • Gemäß Anspruch 1 wird eine Vorrichtung zur Positionierung einer Spannreinheit bereitgestellt, die ein Auflageteil mit einer Auflagefläche zur Befestigung der Spanneinheit, ein Positionierungsteil zum Positionieren des Auflageteils sowie eine Basis zum Befestigen der Positionierungsvorrichtung an einem Träger, insbesondere an einer Trägerstruktur der vorgenannten Art, aufweist. Dabei ist das Auflageteil lösbar an dem Positionierungsteil befestigt. Erfindungsgemäß umfasst nach Anspruch 1 eine zentrale Spanneinrichtung zum Festlegen der Position des Auflageteils in einer dritten Raumrichtung ein sich quer zu der oder durch die Basis erstreckendes Verstellelement, sodass durch Verstellen des Verstellelements von einer Seitenfläche der Basis her das Auflageteil gegen das Positionierungsteil und das Auflageteil gegen die Basis verspannbar oder klemmbar ist, um die Position des Auflageteils in der dritten Raumrichtung festzulegen. Dadurch wird erfindungsgemäß eine Bedienung sämtlicher Verstell- und Einstell-Funktionen der Vorrichtung von nur einer oder zwei Seitenflächen ermöglicht, insbesondere dann, wenn auch die Verstellung und Einstellung in den beiden zueinander orthogonalen Raumrichtungen von dieser bzw. diesen Seitenfläche(n) möglich ist.
  • Nach Anspruch 2 ist die zentrale Spanneinrichtung so ausgelegt, um die Spannkraft zum Vorspannen des Auflageteils gegen das Positionierungsteil und die Basis unabhängig von der Positionierung des Auflageteils relativ zu dem Positionierungsteil entlang den beiden Raumrichtungen einzustellen bzw. zu verändern. Eine Verstellung des Auflageblocks mit der Spanneinheit in der dritten Raumrichtung (üblicherweise z-Richtung) kann dabei vorgenommen werden, ohne dass die Positionierung in den hierzu orthogonalen Raumrichtungen (üblicherweise x- und y-Richtung) verändert zu werden braucht. Dies führt zu einer noch präziseren reprozierbaren Positionierung in den drei Raumrichtungen.
  • Nach Anspruch 3 ist das Verstellelement mit einem zentralen Zugelement gekoppelt oder wirkt mit diesem zusammen, wobei das zentrale Zugelement an dem Auflageteil befestigt ist, wobei durch Verstellen des Verstellelements eine in der dritten Raumrichtung wirkende Kraftkomponente erzeugt wird, um das Auflageteil gegen das Positionierungsteil und das Auflageteil gegen die Basis zu verspannen oder zu klemmen. Die Verstellung des Verstellelements in einer der beiden zueinander orthogonalen Raumrichtungen wird somit in eine Verstellkraft in der hierzu orthogonalen dritten Raumrichtung zur Positionierung in der dritten Raumrichtung übersetzt, wodurch die vorgenannten seitliche Bedienbarkeit in vorteilhaft einfacher Weise realisiert werden kann.
  • Nach Anspruch 4 umfasst das zentrale Zugelement zu diesem Zweck einen in der dritten Raumrichtung verstellbaren Konus, der mit zwei abgeschrägten Klemmbacken zusammenwirkt und von diesen symmetrisch geklemmt ist, wobei die Klemmbacken mit der Basis und der Konus mit dem Auflageteil gekoppelt sind.
  • Nach Anspruch 5 kann der Abstand zwischen den Klemmbacken durch Verstellen des Verstellelements gegen die Rückstellkraft eines Rückstellelements verstellt werden. Dies ermöglicht insbesondere eine Freigabe des Konus beim Lösen der Klemmbacken, ermöglicht jedoch aufgrund der somit bewirkten symmetrischen Kraftbeaufschlagung des Konus durch die Klemmbacken auch eine Auto-Zentrierung der Position des Konus in der von den Klemmbacken ausgebildeten korrespondierend zu dem Konus ausgebildeten Aufnahme.
  • Bei einer Ausführungsform nach Anspruch 6 ist das Verstellelement als Schraubbolzen ausgebildet ist, der eine Bohrung eines Klemmbackens durchgreift und in eine Gewindehülse eines gegenüberliegenden Klemmbackens eingreift, wobei das Rückstellelement als zylindrische Druckfeder ausgebildet ist, die auf die Gewindehülse aufgeschoben und in auf Innenseiten der Klemmbacken ausgebildete Federaufnahmen aufgenommen ist. Dadurch kann ein besonders kompakter und vorteilhafter Aufbau realisiert werden.
  • Bei einer Ausführungsform nach Anspruch 8 erstreckt sich das zentrale Zugelement durch eine zentrale Öffnung in der Basis entlang der dritten Raumrichtung, wobei die zentrale Öffnung, das Verstellelement und die Klemmbacken so ausgelegt sind, dass das Verstellelement und die Klemmbacken nicht über eine Seitenfläche der Basis hinausragen, wenn der verstellbare Konus von den beiden mit diesem zusammenwirkenden Klemmbacken geklemmt ist. Somit können Seitenflächen von unmittelbar benachbarten Halterungsvorrichtungen unmittelbar aneinander angrenzend und in vollflächigen Kontakt miteinander gebracht werden, um eine besonders kompakte Anordnung zu ermöglichen. Die vorgenannte seitliche Bedienbarkeit der Halterungsvorrichtungen gewährleistet dabei gleichwohl einen Zugriff auf die gesamte Funktionalität der Halterungsvorrichtungen, ohne dass diese zu diesem Zweck von einem Halteprofil oder dergleichen abgenommen werden müssten. Dies erhöht die mit einer erfindungsgemäßen Halterungsvorrichtung realisierbare Präzision und Reproduzierbarkeit der Positionierung.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Auflageteil zwei als Anschläge wirkende Seitenflächen auf, gegen die das Auflageteil, wenn dieses an dem Positionierungsteil befestigt ist, definiert gedrückt oder vorgespannt wird, sodass auf diese Weise das Auflageteil präzise und reproduzierbar relativ zu der Basis, positioniert wird.
  • Das Auflageteil dient als Träger für die eigentliche Spanneinheit und weist zu diesem Zweck eine geeignet ausgebildete und orientierte Auflagefläche auf, auf welcher die Spanneinheit befestigt ist. Ausbildung und Orientierung dieser Auflagefläche sind abhängig von dem beabsichtigten Verwendungszweck und der Geometrie am Einsatzort. Bevorzugt werden plane Auflageflächen mit relativ zur Längsachse des Auflageteils orthogonaler oder geneigter Ausrichtung der Auflagefläche. Um ein baukastenartiges System zu ermöglichen, ist das Auflageteil gemäß einer bevorzugten Ausführungsform quaderförmig ausgebildet, ganz besonders bevorzugt im Profil quadratisch, sodass das Auflageteil bei im Übrigen gleicher Positionierung in 180-Grad- oder 90-Grad-Schritten in eine oder drei weitere Winkelstellungen verdreht werden kann und an dem Positionierungsteil befestigt werden kann und die Spanneinheit von einer anderen Seite beispielsweise besser zugänglich ist.
  • Die Basis dient als Adapter zum Befestigen der Positionierungsvorrichtung an einem Träger, insbesondere einer Trägerstruktur der vorgenannten Art, und ist zu diesem Zweck passend zur Positionierungsvorrichtung einerseits und der Trägerstruktur andererseits ausgebildet. Zur Schaffung eines baukastenartigen Systems sind die Basis und das Positionierungsteil ihrerseits als Quader, bevorzugt im Profil quadratisch, ausgebildet, zweckmäßig mit dem gleichen Querschnittsprofil wie das Auflageteil.
  • Dabei ermöglichen die Positionierungsanschläge eine vergleichsweise hohe Andruckkraft oder Vorspannkraft des Auflageteils gegen die Anschläge, was in einer stabilen, präzisen und reproduzierbaren Positionierung resultiert. Zweckmäßig bildet die Oberseite des Positionierungsteils eine Ebene, von der die Positionierungsanschläge bevorzugt senkrecht abragen. Die vorgenannte wahlweise Positionierung des Auflageteils auf dem Positionierungsteil in diskreten unterschiedlichen Winkelstellungen lässt sich dabei in vorteilhaft einfacher Weise dadurch erzielen, dass sich die Positionierungsanschläge entlang von zueinander orthogonalen Raumrichtungen, bevorzugt senkrecht zur Längsachse des Auflageteils, erstrecken.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden als Befestigungsmittel Schraubbolzen bevorzugt, die in den Anschlägen ausgebildete Öffnungen, insbesondere Langlöcher, durchgreifen und unmittelbar in das Auflageteil eingreifen und so die zugeordnete Seitenfläche des Anlageteils gegen einen Anschlag drücken.
  • Alternativ kann jedoch grundsätzlich auch ein Vorspannmittel, beispielsweise eine Druckfeder oder einer Federblech mit vergleichsweise hoher Federstärke, auf denn Positionierungsteil vorgesehen sein, um das Auflageteil gegen die vorgenannten Anschläge vorzuspannen. Selbstverständlich können die vorgenannten Schraubbolzen auch an anderer Stelle an dem Positionierungsteil vorgesehen sein und beispielsweise das Auflageteil gegen die vorgenannten Anschläge drücken.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind zwischen den Seitenflächen des Auflageteils und den zugeordneten Anschlägen dünne Distanzeinstellplatten geklemmt, um den Abstand zwischen Seitenfläche und zugeordnetem Anschlag präzise vorzugeben und so die vorgenannte präzise Positionierung des Auflageteils relativ zu der Basis zu ermöglichen. Solche Distanzeinstellplatten können unterschiedlichen zu halternden Werkstücken zugeordnet sein, sodass mittels der selben Positionierungsvorrichtung durch einfachen Austausch der Distanzeinstellplatten die unterschiedlichen Werkstücke jeweils reproduzierbar und sehr präzise gehalten werden können. Zweckmäßig kann hierzu die Dicke der Distanzeinstellplatten verändert werden, gemäß einer weiteren Ausführungsform bevorzugt durch Abschälen und/oder Druckbeaufschlagung von Einzelschichten der laminierten und aus mehreren Einzelschichten bestehenden Distanzeinstellplatten. Beispielsweise können Distanzeinstellplatten im Sinne der vorliegenden Anmeldung aus einer Mehrzahl von miteinander zu einem Verbund laminierten Einzelblechen bestehen (sog. Shim-Scheibe), beispielsweise dünnen Metallfolien, die zweckmäßig entlang der Verbindungsebenen abgeschält werden können, um so stets planparallele Distanzeinstellplatten auszubilden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zur Vermeidung von mechanischen Verspannungen zwischen den beiden Positionierungsanschlägen ein Zwischenraum ausgebildet. Um ein Verkanten des Auflageteils an dem Positionierungsteil zu vermeiden, können die dem Zwischenraum zugewandten Vorderkanten abgeschrägt sein und kann an einem Übergangsbereich zwischen den beiden Anschlägen zugeordneten Seitenflächen des Auflageteils eine korrespondierende Schräge ausgebildet sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Positionierungsteil in einfacher und präziser Weise reproduzierbar auf der Basis positioniert werden. Um die vorgenannte Möglichkeit der Positionierung des Auflageteils in dem Positionierungsteil in mehreren unterschiedlichen Winkelstellungen zu ermöglichen, sind die Positionierungsstifte bzw. zugeordneten Aufnahmen dabei so auf der Basis bzw. dem Positionierungsteil verteilt angeordnet, dass das Positionierungsteil relativ zu der Basis in mehreren diskreten Winkelschritten, bevorzugt in 90-Grad- oder 180-Grad-Winkelschritten, verdrehbar ist und präzise positioniert werden kann.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann zwischen dem Positionierungsteil und der Basis oder alternativ zwischen dem Auflageteil und dem Positionierungsteil eine Distanzeinstellplatte der vorgenannten Art eingeklemmt sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann dabei eine Distanzeinstelleinrichtung permanent eine Zugkraft auf das Auflageteil ausüben, welche das Auflageteil mit ausreichend hoher Kraft gegen das Positionierungsteil drückt. Zweckmäßig ist die Distanzeinstelleinrichtung dabei einerseits mit der Basis und andererseits mit dem Auflageteil gekoppelt und ein Druckteil vorgesehen, um das Positionierungsteil gegen das Auflageteil zu drücken.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Einstellung des Abstands zwischen Auflageteil und Positionierungsteil unabhängig von der Positionierung entlang den zur Längsachse der Positionierungsvorrichtung senkrechten Raumrichtungen erfolgen. Zu diesen Zweck kann das vorgenannte Druckteil als Konus ausgebildet sein, der von zwei in der Basis verankerten, verstellbaren Klemmbacken gedrückt bzw. geklemmt wird. Im Zusammenwirken mit den Klemmbacken wird so eine in Längsrichtung der Positionierungsvorrichtung wirkende Kraftkomponente ermöglicht, die das Positionierungsteil gegen das Auflageteil drückt.
  • Die vorgenannte Höhenverstellung des Auflageteils kann dabei insbesondere durch Verändern der Dicke einer Distanzeinstellplatte ermöglicht werden.
  • Ausgehend von einer Spanneinheit, wie diese beispielsweise in der gattungsbildenden WO 2007/014647 A1 offenbart ist, kann erfindungsgemäß eine reproduzierbare Orientierung der Spanneinheit auf der Auflagefläche dadurch erzielt werden, dass in der Befestigungsbasis eine Vielzahl von Bohrungen ausgebildet sind, sodass das mit der Spanneinheit zusammenwirkende Anlageelement, das als Auflage für das zu halternde Werkstück dient, in mehreren unterschiedlichen Winkelstellungen relativ zu dem Basisteil der Spanneinheit mit diesem verbindbar ist. Durch Einschrauben des Anlageelements in eine andere Bohrung kann so in reproduzierbarer Weise eine andere Orientierung bzw. Winkelstellung erzielt werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird eine Vorrichtung zum positionsgenauen Aufspannen von Werkstücken durch Befestigung der vorgenannten Spanneinheit auf der vorstehend beschriebenen Positionierungsvorrichtung ausgebildet.
  • Eine solche Spannvorrichtung kann insbesondere in einem Positionierungs- und Spannsystem mit den Merkmalen nach Anspruch 18 verwendet werden.
  • Ein solches System kann in der Art eines Baukastens mit einer relativ geringen Anzahl von verschiedenen Standardkomponenten bereitgestellt werden, wenn auch die Trägerstruktur aus einfachen Standardkomponenten zusammengefügt wird. Zu diesem Zweck eignen sich insbesondere einfache, als Endlosprofile im Handel ohne Weiteres erhältliche Tragprofile, in denen eine Mehrzahl von diskreten Bohrungen oder Aufnahmen, bevorzugt unter gleichen Abständen zueinander und in einer Rasterung, ausgebildet sind, sodass die Positionierungsvorrichtungen nur an den durch die Bohrungen bzw. Aufnahmen vorbestimmten Positionen an der Trägerstruktur befestigt werden können.
  • FIGURENÜBERSICHT
  • Nachfolgend wird die Erfindung in beispielhafter Weise und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, woraus sich weitere Vorteile, Merkmale und zu lösende Aufgaben ergeben werden. Es zeigen:
  • 1 eine Spanneinheit gemäß dem Stand der Technik;
  • 2 in einer Explosionsdarstellung die Komponenten einer Positionierungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 3a bis 6d die Komponenten einer solchen Positionierungsvorrichtung in unterschiedlichen Darstellungen;
  • 7 die Positionierungsvorrichtung gemäß der 2 in einen zusammengefügten Zustand;
  • 8 in einer Explosionsdarstellung eine Positionierungsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 9 einen Adapterwinkel für eine solche Positionierungsvorrichtung;
  • 10 die Positionierungsvorrichtung gemäß der 8 in einem zusammengefügten Zustand;
  • 11 die Befestigung einer erfindungsgemäßen Spanneinheit auf der Positionierungsvorrichtung gemäß der 7;
  • 12a bis 15c verschiedene Ausführungsformen einer Spanneinheit gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 16 ein Halterungs- und Spannsystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • 17 ein Halterungs- und Spannsystem gemäß einer weiteren Ausführungsform.
  • In den Figuren bezeichnen identische Bezugszeichen identische oder im Wesentlichen gleichwirkende Elemente oder Elementgruppen.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
  • Gemäß der 2 umfasst die Positionierungsvorrichtung 1 einen quaderförmigen Auflageblock 2, einen als Positionierungsteil wirkenden Einstellblock 3, eine zentrale Spanneinrichtung 4, die, wie nachfolgend ausgeführt, auch als Distanz-Einstelleinrichtung eingesetzt werden kann, und eine der Verbindung mit einer als Träger bzw. Trägerstruktur dienenden Basis 5. Die Einzelkomponenten sind in den 3a bis 6d im Detail gezeigt und sollen nachfolgend näher beschrieben werden.
  • Der Auflageblock 2 weist an seinem oberen Ende eine plane Auflagefläche 21 auf, die sich senkrecht zur Längsachse der Vorrichtung 1 erstreckt, aber auch abgeschrägt ausgebildet sein kann, und zur Befestigung und präzisen und reproduzierbaren Positionierung einer Spanneinheit dient, wie beispielsweise in der 11 gezeigt. Der im Querschnitt quadratische Auflageblock geht an seinem unteren, dem Einstellblock 3 zugewandten Ende in eine verschmälerte Basis über, die von verkürzten bzw. eingerückten Seitenflächen 22 ausgebildet ist und im Querschnitt rechteckförmig ist. In den Seitenflächen 22 ist mittig jeweils eine Gewindebohrung 25 ausgebildet, in die eine Befestigungsschraube 15 zur Befestigung des Auflageblocks 2 an dem Einstellblock 3 eingeschraubt werden kann, wie in der 11 gezeigt. Mittig zum Auflageblock 2 ist ferner eine zentrale, axiale Gewindebohrung 26 ausgebildet, in die der am oberen Ende der zylindrischen Basis 40 vorgesehene Gewindeschaft 42 der auch als Distanz-Einstelleinrichtung wirkenden zentralen Spanneinrichtung 4 eingeschraubt ist. Wie der 2 ohne weiteres entnommen werden kann, ist der Außendurchmesser des Gewindeschafts 40 kleiner als der Durchmesser der zentralen Bohrung 33 in dem Einstellblock 3, sodass der Auflageblock 2 relativ zu dem Einstellblock 3 und der Basis 5 über einen geeigneten Verstellbereich verstellt werden kann, der insbesondere durch die Größe der zentralen Bohrung 33 in dem Einstellblock 3 vorgegeben sein kann.
  • Der Einstellblock 3 ist als flache, im Querschnitt quadratische Grundplatte 30 ausgebildet, wobei entlang von zwei zueinander orthogonalen Seitenkanten der Grundplatte 30 zwei Seitenanschläge 31 verlaufen, die senkrecht von der Grundplatte 30 abragen. Die Seitenanschläge 31 erstrecken sich in zwei zueinander orthogonale Raumrichtungen (nachfolgend auch als x- und y-Richtung bezeichnet). In den Seitenanschlägen 31 sind Langlöcher 36 ausgebildet, die von den Befestigungsschrauben 15 durchgriffen werden und einen gewissen Verstellbereich zum Verstellen der Position des Auflageblocks 2 relativ zu dem Einstellblock 3 ermöglichen. Wenn der Auflageblock 2 an dem Einstellblock 3 mittels der Befestigungsschrauben 15 befestigt ist, liegen die Seitenflächen 22 entweder unmittelbar an den Innenseiten der Seitenanschläge 31 an oder ist zwischen die Seitenflächen 22 und die Innenflächen der Seitenanschläge 31 eine als Distanzeinstellplatte wirkende Passscheibe 10 aus einem Metalllaminat (Shim-Scheibe) geklemmt. Solche Passscheiben bzw. Shim-Scheiben können in ihrer Dicke etwa auf einen hundertstel Millimeter genau durch Abschälen von Einzelschichten und/oder Druckbeaufschlagung von Einzelschichten des Laminats verändert werden, sodass die Position des Auflageblocks 2 in dem Einstellblock 3 relativ zu der Basis 5 in x- und y-Richtung auf etwa einen hundertstel Millimeter genau reproduzierbar eingestellt werden kann. Die Passscheiben können ausgetauscht werden, sodass unterschiedliche Werkstücke mittels unterschiedlicher Sätze von Passscheiben 10 präzise und reproduzierbar positioniert werden können. Zum Bewegungsausgleich in der x- und y-Richtung sind die Bohrungen 36 als Langlöcher und die Schlitze 11 in den Passscheiben 10 als Längsschlitze ausgebildet. Mittels der Befestigungsschrauben 15 wird der Auflageblock 2 mit hoher Kraft gegen die Seitenanschläge 31 gedrückt. Alternativ können in dem Einstellblock 3 grundsätzlich auch geeignete Vorspannmittel wie beispielsweise Druckfedern oder Blattfedern, vorgesehen sein, um die Seitenflächen 22 präzise gegen die Seitenanschläge 31 zu drücken.
  • Wie in den 3a bis 4b gezeigt, ist zwischen den Seitenanschlägen 31 ein Zwischenraum 35 ausgebildet, wobei die dem Zwischenraum zugewandten vorderen Enden der Seitenanschläge 31 abgeschrägt (Bezugszeichen 32) ausgebildet sind und in einem Eckbereich, der von zwei aufeinander zulaufenden Seitenflächen 22 ausgebildet wird, eine Schräge 24 korrespondierend zu den Schrägen 32 ausgebildet ist. Auf diese Weise kann ein unerwünschtes Verkanten des Auflageblocks 2 in dem Einstellblock 3 vermieden und die Positionierungsgenauigkeit weiter erhöht werden. Gemäß der 3b erstreckt sich die Vorderkante des linken Anschlags 31 nicht über eine gedachte Verlängerungslinie der Innenseite des rechten Anschlags 31 hinaus und erstreckt sich die Vorderkante des rechten Anschlags 31 nicht über eine gedachte Verlängerungslinie der Innenseite des linken Anschlags 31 hinaus. Im Zusammenspiel mit den Schrägen 32 und der Ausbildung der Passscheiben 10 mit einem Längsschlitz 11 so, wie in der 2 gezeigt, wird so ermöglicht, dass die dünnen Distanzeinstellplatten bzw. Passscheiben 10 bei nur teilweise gelösten Befestigungsschrauben 15 und durch den bzw. über den Zwischenraum 35 entnommen und durch andere dünne Distanzeinstellplatten bzw. Passscheiben 10 ersetzt werden können.
  • In der Grundplatte 30 sind in den Eckbereichen Bohrungen 34 ausgebildet. Diese dienen der Aufnahme von Positionierungsstiften 16, die an entsprechender Stelle in in der Basis 5 ausgebildete Bohrungen, bevorzugt Sackbohrungen, oder Aufnahmen aufgenommen sind. Durch diese Bohrungen 34 wird ein Winkeleinstellraster vorgegeben, sodass der Einstellblock 3 auch um 180 Grad verdreht in entsprechender Weise an der Basis 5 positioniert werden kann oder in definierten 90-Grad-Schritten verdreht und exakt positioniert werden kann.
  • In der Grundplatte 30 ist eine zentrale Bohrung 33 ausgebildet, die von der zylindrischen Basis 40 der Spanneinrichtung 4 durchgriffen wird. Gemäß den 6a und 6b ist am oberen Ende der zylindrischen Basis 40 ein Schaft 42 mit einem Außengewinde vorgesehen, der in die zentrale, axiale Gewindebohrung 26 des Auflageblocks 2 eingeschraubt ist. Am unteren Ende der zylindrischen Basis 40 ist fein kegelstumpfartiger und rotationssymmetrisch ausgebildeter Konus 41 ausgebildet, der von zwei mit einer korrespondierenden Schräge 45 versehenen Klemmbacken 43, 44 symmetrisch geklemmt wird. Der Abstand zwischen den Klemmbacken 43, 44 wird durch Verstellen des Gewindebolzens 47 erreicht, der in die mit dem rechten Klemmbacken 44 gekoppelte Gewindehülse 46 eingreift. Durch Drehen des Gewindebolzens 47 können die Klemmbacken 43, 44 aufeinander zu bewegt werden, wodurch im Zusammenwirken mit dem dazwischen aufgenommenen bzw. geklemmten Konus 41 eine abwärts gerichtete Kraftkomponente erzeugt wird, die die Basis 5 und den Einstellblock 3 permanent gegen den Auflageblock 2 drückt bzw. spannt.
  • Wie der Explosionsdarstellung gemäß der 6c entnommen werden kann, umfasst die zentrale Spanneinrichtung 4 ferner eine als Rückstellmittel wirkende zylindrische Druckfeder 49, um die beiden Klemmbacken 43, 44 gegeneinander vorzuspannen. Diese Druckfeder ist auf die Gewindehülse 46 des rechten Klemmbackens 44 aufgeschoben. Die beiden Enden der Druckfeder 49 sind in ringförmigen Aufnahmen 44b aufgenommen bzw. eingeschoben, die am unteren Ende und auf der Innenseite der beiden Klemmbacken 43, 44 ausgebildet sind. Dabei greift das Gewinde des Schraubbolzens 47 in das Innengewinde in der zylindrischen Innenbohrung der Gewindehülse 46 ein, sodass die Verstellung des Schraubbolzens gegen die Rückstellkraft der Druckfeder 49 erfolgt. Die beiden Klemmbacken 43, 44 werden so auseinander gedrückt, um den Konus 41 beim Lösen des Schraubbolzens 47 wieder freigeben zu können. Die 6d zeigt die zentrale Spanneinrichtung 4 nochmals in einer Funktionslage, in welcher der Konus 41 von den beiden Klemmbacken 43, 44 symmetrisch geklemmt wird.
  • Wie man der 6b entnehmen kann, kann durch die kegelstumpfartige Form 41 und die dazu korrespondierende Ausbildung der Klemmbacken 43, 44 eine automatische Zentrierung des Sitzes des Konus 41 in der von den Klemmbacken 43, 44 erzielt werden. Gelangt etwa aufgrund einer Verschiebung des Auflageblocks 2 (vgl. 2) relativ zu dem Einstellblock 3 beim Festziehen des Schraubbolzens 47 zunächst nur der rechte Rand des Konus 41 in Anlage mit dem rechte Klemmbacken, so gleitet der Konus 41 beim weiteren Anziehen des Schraubbolzens 47 zunächst entlang der Schräge 45 des rechten Klemmbackens 44 hinab, bis schließlich auch der linke Rand des Konus 41 in Anlage mit dem linken Klemmbacken 43 gelangt. Beim weiteren Festziehen des Schraubbolzens 47 gleitet der Konus 41 schließlich in eine Position, in welcher dieser von den beiden Klemmbacken 43, 44 symmetrisch geklemmt wird. Die Krafteinleitung erfolgt somit mittig auf den als Zuganker wirkenden Konus 41.
  • Wie sich der Zusammenschau der 6c und 2 entnehmen lässt, sind die Klemmbacken 43, 44 in den als Führung wirkenden Bohrungen 53 in der Basis 5 drehfest, jedoch darin längsverschieblich (d. h. verschieblich in einer Richtung senkrecht zur Längsachse der Halterungsvorrichtung 1) gelagert. Die drehfeste Lagerung wird dabei durch die nicht-rotationssymmetrische Formgebung der Klemmbacken 43, 44 bzw. der Bohrungen 53 in der Basis 5 realisiert, kann jedoch beispielsweise auch durch eine Rastnase auf dem Innenumfang der Bohrung 53 oder dem Außenumfang der Klemmbacken 43, 44 realisiert werden. Die Abmessungen des Schraubbolzens 47, der Klemmbacken 43, 44 und der Basis 5 sind dabei erfindungsgemäß so gewählt, dass die Klemmbacken 43, 44 bei geklemmt gehaltenem Konus 41 nicht über die Seitenfläche 50 der Basis 5 hinausragen. In diesem Zusammenhang ist unter dem Begriff „geklemmt gehalten” nicht unbedingt eine vollständige Klemmung des Konus 41 zu verstehen, sondern von diesem auch eine lockere Aufnahme des Konus 41 in der von den beiden Klemmbacken 43, 44 ausgebildeten Aufnahme mit Spiel mit umfasst. Somit können die erfindungsgemäßen Halterungsvorrichtungen 1 unmittelbar aneinander angrenzend und unter gegenseitiger Berührung ihrer Seitenflächen auf Trageprofilen oder dergleichen (vgl. 16 und 17) gehalten werden, ohne dass ein Verkratzen oder eine Beschädigung derselben zu befürchten wäre.
  • Wie dem Fachmann ohne weiteres ersichtlich sein wird, kann statt der Bohrungen 53 in der Basis 5 an dieser auch eine entsprechende Führung zur drehfesten und längsverschieblichen Führung und Aufnahme der Klemmbacken 43, 44 ausgebildet oder befestigt sein.
  • Wenngleich vorstehend der Konus 41 als rotationssymmetrisch offenbart ist, kann der als Zuganker wirkende Konus 41 gemäß weiteren Ausführungsformen grundsätzlich auch nicht-rotationssymmetrisch ausgebildet sein, allerdings bevorzugt mit zwei spielgelsymmetrischen Schrägen, vergleichbar zu den schematischen Querschnittsdarstellungen beispielsweise der 6d. Damit lässt sich insbesondere ein noch größerer Verstellbereich in einer Richtung senkrecht zur Längsachse (z) der Halterungsvorrichtung und senkrecht zur Symmetrieebene des Konus erzielen, also in der x- oder y-Richtung.
  • Gemäß der 2 ist zur Einstellung der Höhe der Positionierungsvorrichtung 1 zwischen die Basis 5 und den Einstellblock 3 eine ebenfalls aus einem Laminat der vorgenannten Art gebildete Passscheibe 12 (Shim-Scheibe) geklemmt. Der Längsschlitz 13 und die Eckaussparungen 14 verhindern ein Verkanten der Passscheibe 12. Deren Dicke kann durch Abschälen und/oder Druckbeaufschlagung von Einzelschichten des Laminatmaterials, wie vorstehend beschrieben, etwa auf einen hundertstel Millimeter genau variiert werden. Wie vorstehend ausgeführt, wird mittels der zentralen Spanneinrichtung 4 eine permanent abwärts gerichtete Zug- bzw. Spannkraft erzeugt. Dadurch kann im Zusammenwirken mit der Passscheibe 12 die Höhe der Auflagefläche 21 in Bezug zu der Basis 5 präzise eingestellt und verändert werden. Der 2 lässt sich ohne Weiteres entnehmen, dass erfindungsgemäß die Einstellung der Höhe, also senkrecht zu den beiden Raumrichtungen x und y, unabhängig von der Positionierung des Auflageblocks 2 in dem Einstellblock 3 in der x- und y-Richtung möglich ist. Die Formgestaltung der der Positionierung in z-Richtung dienenden Passscheibe 12 sowie die Anordnung der Positionierungsstifte 16 auf der Basis 5 sind dabei so beschaffen, dass die Passscheibe 12 bei nur teilweise gelöster zentraler Spanneinrichtung 4 entnommen und durch eine andere dünne Passscheibe 12 ersetzt werden kann.
  • Wie den 2 und 5 entnommen werden kann, sind die Klemmbacken 43, 44 eng anliegend in der korrespondierend ausgebildeten Aufnahmebohrung 53 der Basis 5 aufgenommen. Zur Befestigung der Basis 5 an einem Träger sind auf der Rückseite der Grundplatte 50, wie in der 5 dargestellt, mehrere Bohrungen mit Schraubbolzenaufnahmen 54 ausgebildet.
  • Die 7 zeigt schließlich die Positionierungsvorrichtung gemäß der 2 in einem zusammengefügten Zustand, in welchem die Position des Auflageblocks 2 in denn Einstellblock 3 durch die Stärke der Passscheiben 10 in x- und y-Richtung präzise vorgegeben wird und die Höhe der Positionierungsvorrichtung 1 durch Ändern des Abstands zwischen der Basis 5 und dem Einstellblock 3 mittels der dazwischen geklemmt gehaltenen Passscheibe 12 vorgegeben ist.
  • Wie man der 2 ohne weiteres entnehmen kann, lassen sich die in diesem Zusammenhang wichtigen Verstell- und Positionierungsfunktionen der Halterungsvorrichtung 1 von nur zwei Seiten derselben betätigen, nämlich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel von der hinteren und rechten Seitenfläche aus, und zwar durch Lösen und Anziehen der Befestigungsschrauben 15 und durch Lösen und Anziehen des Klemmbackens in der Bohrung 53 auf der Rückseite der Basis 5. Selbst bei entsprechender Anordnung von vier derartiger Halterungsvorrichtungen dergestalt, dass jeweils zwei Seitenflächen von zueinander benachbarten Halterungsvorrichtungen unmittelbar aneinander anliegen, können diese Verstell- und Positionierungsfunktionen dennoch bedient werden. In diesem Zusammenhang ist wichtig, dass die Klemmbacken der zentralen Spanneinrichtung 4 nicht über die Seitenflächen 50 der Basis 5 hinausragen, wenn der Konus 41 zumindest locker geklemmt ist. Ferner ist in diesem Zusammenhang auch wichtig, dass die zentrale Spanneinrichtung 4 von nur einer Seitenfläche 50 der Basis aus und von derselben Seite der Halterungsvorrichtung aus betätigt und verstellt werden kann, von der aus auch der entsprechende Befestigungsbolzen 15 betätigt werden kann. Ferner ist in diesem Zusammenhang auch wichtig, dass die Distanzeinstellplatten 10 durch den Zwischenraum 35 (vgl. 3a und 3b) des Einstellblocks hindurch bei nur teilweise gelösten Befestigungsbolzen 15 entnommen und durch andere Distanzeinstellplatten ersetzt werden können. Schließlich ist in diesem Zusammenhang weiter wichtig, dass die zentrale Spanneinrichtung 4 vollständig unabhängig von der Verstellung der Position in x- und y-Richtung verstellt werden kann. Umgekehrt kann die Position in x- und y-Richtung nach zumindest leichtem Lösen der zentralen Spanneinrichtung 4 verstellt werden, um die Klemmung des Auflageteils 2 gegen das Positionierungsteil 3 zumindest zu lösten.
  • Erfindungsgemäß ist die Basis 5 spiegelsymmetrisch ausgebildet, sodass diese mit der Oberseite nach oben gerichtet, wie in der 2 dargestellt, oder umgedreht, d. h. mit der Oberseite nach unten gerichtet, in gleicher Weise eingesetzt werden kann. Zu diesem Zweck sind auch in der Unterseite der Basis 5 entsprechende Bohrungen zur Aufnahme der Positionierungsstifte 16 ausgebildet. Auch das Profil der Klemmbacken 43, 44 und der Bohrung 53 ist entsprechend ausgelegt. Somit kann der Verstiftung zwischen Basis 5 und Einstellblock 3 mittels der Positionierungsstifte 16 auch bei gewendeter Basis realisiert werden, was sich insbesondere dann als vorteilhaft erweist, wenn die durch die Positionierungsstifte 16 bewirkte Verstiftung nur eine Positionierung des Einstellblocks 3 relativ zu der Basis 5 in 180-Grad-Schritten, also in nur zwei unterschiedlichen Drehstellungen, zulässt. Aufgrund der spiegelsymmetrischen Ausgestaltung der Basis 5 sowie der weiteren Komponenten der erfindungsgemäßen Halterungsvorrichtung, insbesondere des Auflageblocks 2 und des Einstellblocks 3 mit der zentralen Spanneinrichtung 4 sind auch sämtliche Einstellungen und Positionierungen spiegelbildlich in der spiegelbildlich umgedrehten Stellung der Basis 5 und der weiteren Komponenten der Halterungsvorrichtung sehr präzise und reproduzierbar darstellbar, und zwar durch einfaches spiegelbildliches Umdrehen der Basis 5 und der weiteren Komponenten.
  • Die 8 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Positionierungsvorrichtung, wobei abweichend zur Ausführungsform gemäß der 2 als Basis ein Adapterwinkel 6 verwendet wird, der ausführlicher in der 9 dargestellt ist. Positionierungsstifte 16 dienen, wie vorstehend beschrieben, der Positionierung des Einstellblocks 3 auf dem Adapterwinkel 6 in zwei oder vier unterschiedlichen Orientierungen bei gleichzeitig definierter Positionierung des Auflageblocks 2. Eine Befestigungsschraube 17 durchgreift eine zentrale Bohrung 62 in der Grundplatte 60 des Adapterwinkels 6 und dient bei diesem Ausführungsbeispiel einer unmittelbaren Befestigung des Auflageblocks 2 und des Einstellblocks 3 an dem Adapterwinkel 6, wie in der 10 gezeigt. Die vorstehend erwähnte abwärts gerichtete Zugkraft wird bei diesem Ausführungsbeispiel unmittelbar durch die Befestigungsschraube 17 bewirkt. Gemäß der 10 ist zwischen der Grundplatte 60 des Adapterwinkels 6 und der Unterseite des Einstellblocks 3 eine Passscheibe 12 in der vorstehend beschriebenen Weise geklemmt gehalten, um den Abstand zwischen dem Auflageblock 2 und dem Adapterwinkel 6 präzise vorzugeben.
  • Die 11 zeigt die Befestigung einer erfindungsgemäßen Spanneinheit 7 auf der abgeschrägt ausgebildeten Auflagefläche 21 des Auflageblocks 2. Die Spanneinheit 7 weist entsprechend der in der WO 2007/014647 A1 offenbarten Spanneinheit einen zwischen zwei zueinander beabstandeten Blechen 71 schwenkbeweglich gelagerten Spannhebel 72 und einen mit diesem in der Art eines Kniehebelgelenks gekoppelten Andruckarm 73 auf, an dessen vorderem Ende ein Spannkopf 74 gehalten ist, der in eine gabelförmige Andruckfläche 75 übergeht. Die Spanneinheit 7 ist mittels der Bleche 71 an dem Mittelsteg 86 am hinteren Ende einer Befestigungsbasis 8 befestigt, mittels der die Spanneinheit 7 auf der Auflagefläche 21 befestigt ist, und zwar durch Festschrauben mittels der Befestigungsschraube 83. Am vorderen Ende 81 der Basis 8 ist ein zylindrischer Träger 91 eingeschraubt, an dessen vorderem freien Ende ein punktförmiges Anlageelement 90 vorgesehen ist, das als Auflage- bzw. Anlagefläche für das zu positionierende Werksück dient und gegen das der Spannkopf 74 und das zu positionierende Werkstück durch Spannen der Spanneinheit 7 gedrückt werden.
  • An dem der Andruckfläche 75 abgewandten Ende des Spannkopfes 74 ist eine radial verlaufende Nut 76 ausgebildet, in die eine Feststellschraube 77 eingreift, mittels der die Winkelstellung des Spannkopfs 74 relativ zu Längsrichtung des Andrucksarms 73 und der Spanneinheit 7 festgestellt werden kann. Durch Lösen der Feststellschraube 77 und Verdrehen des Spannkopfs 74 kann dessen Winkelstellung verändert werden.
  • Damit Werkstücke variabler aufgespannt werden können, sind an dem vorderen Ende 81 der Befestigungsbasis 8, unter konstanten Winkelabständen zueinander, mehrere Bohrungen 85 ausgebildet, in die der zylindrische Träger 91 wahlweise, in Entsprechung zur Winkelstellung des Spannkopfs 74, eingeschraubt werden kann.
  • Gemäß der 11 sind die Bohrungen 85 unter konstanten Winkelabständen (beispielsweise in 5-Grad- oder 10-Grad-Schritten) entlang eines Kreises angeordnet, dessen Mitte durch die Drehachse zur Verstellung des Spannkopfs 74 relativ zu dem Andruckarm 73 und der Spanneinheit 7 vorgegeben ist. Auf diese Weise kann der Spannhebel 72 beispielsweise immer senkrecht zu einem die Positionierungsvorrichtung abstützenden Trägerprofil orientiert sein und dabei dennoch ein Werkstück in unterschiedlichen Winkelstellungen und/oder Orientierungen eingespannt werden.
  • Anhand der 12a bis 15c werden weitere Ausführungsbeispiele zur Erzielung einer solchen Winkelverstellung beschrieben. Gemäß der 12b ist die Befestigungsbasis 8 in Draufsicht L-förmig ausgebildet, wobei in der vorstehend beschriebenen Weise im kurzen Schenkel der L-förmigen Basis 8 mehrere Befestigungsbohrungen 85 unter gleichen Winkelabständen zueinander ausgebildet sind. Die Spanneinheit 7 wird gemäß der 12a durch Anschrauben an die Bohrungen 84 an dem Befestigungsende 80 der Basis 8 befestigt. Durch Einschrauben des zylindrischen Trägers 91 in eine der Bohrungen 85 wird die Winkelstellung präzise vorgegeben. Die Basis 8 kann gewendet werden und in entsprechender Weise für eine Winkelverstellung in einem um die Langsachse der Basis 8 gespiegelten Winkelbereich verwendet werden. Hierzu muss die Spanneinheit 7 auf der vormaligen Rückseite der L-förmigen Basis 8 befestigt werden.
  • Gemäß den 13a und 13b ist die Befestigungsbasis 8 als rechteckförmige Grundplatte ausgebildet, an deren vorderem Ende 81 die Mehrzahl von Befestigungsbohrungen 85 in der vorstehend beschrieben Weise ausgebildet sind. Gemäß der 13a ist das Spannteil 71 auf die Oberseite der Basis 8 aufgesetzt und mit Hilfe von in die Bohrungen 84 eingeschraubten Schrauben an dieser befestigt.
  • Gemäß den 14a und 14b ist die Befestigungsbasis T-förmig ausgebildet, wobei die Befestigungsbohrungen 85 in der vorstehend beschriebenen Weise an dem vorderen Ende 81 ausgebildet sind und am gegenüberliegenden Befestigungsende 80 ein Befestigungssteg 86 senkrecht von der Oberseite der Basis 8 abragt. Das Spannteil 71 wird durch Einschrauben von Schrauben in die Bohrungen 84 des Mittelstegs 86 an diesem befestigt.
  • Die 15a bis 15c zeigen die Spanneinheit 7 gemäß der 12a in drei unterschiedlichen Winkelstellungen, nämlich a) zylindrischer Träger 91 in die vierte Bohrung 85 bei Orientierung der Basis 8 nach Rechts eingeschraubt (15a), b) zylindrischer Träger 91 in die erste Bohrung 85 der Basis 8 eingeschraubt (15b) und c) zylindrischer Träger 91 in die vierte Bohrung 85 bei Orientierung der Basis 8 nach Links eingeschraubt (15c). Erkennbar ist, dass in Entsprechung zur Winkelstellung des zylindrischen Trägers 91 auch die Winkelstellung des Spannkopfes 74 durch Lösen der Feststellschraube 77 und Verdrehen entlang der Umfangsnut 76 angepasst werden muss.
  • Die 16 zeigt ein Positionierungs- und Spannsystem 9 gemäß der vorliegenden Erfindung. Dieses umfasst einen als Endlosprofil ausgebildeten Träger 93 mit einer Mehrzahl von unter gleichen Abständen zueinander in einem Rastermaß ausgebildeten Bohrungen 94, in welche die Adapterwinkel 6 an durch die Bohrungen 94 vorbestimmten Positionen eingeschraubt werden können. Die vorstehend beschriebenen Positionierungsvorrichtungen können frei entlang dem Trägerprofil 93 verschoben und an geeigneten Positionen befestigt werden. Dadurch ergeben sich eindeutige Positionen und Orientierungen der Auflageflächen 21a bis 21e, auf welche die Spanneinheiten (nicht dargestellt) in der vorstehend beschriebenen Weise aufgeschraubt werden können.
  • Die 17 zeigt ein weiteres Positionierungs- und Spannsystem, bei dem die Auflageblöcke 2 auch ein anderes Profil als rechteck- bzw. quaderförmig aufweisen können. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Auflageflächen 21a bis 21g der Positionierungsvorrichtungen im Vergleich zur 16 in einer deutlich variableren Positionierung und Orientierung angeordnet.
  • Ein solches Positionierungs- und Spannsystem kann insbesondere zum Aufspannen von zu vermessenden Werkstücken, wie beispielsweise von Karosserieteilen in jeglichem Stadium der Entwicklung eines Kraftfahrzeugs, verwendet werden. Beispiele für solche Verwendungen sind in DE 10 2008 020 215 A1 , DE 103 45 284 A1 , DE 10 2007 028 436 A1 und DE 20 2009 006 436 U1 beschrieben, deren Inhalt hiermit zu Offenbarungszwecken im Wege der Bezugnahme zum beabsichtigten Verwendungszweck der Vorrichtung bzw. des Systems ausdrücklich mit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen sei. Zu weiteren Einzelheiten der Spanneinheit sei auf die vorgenannte Druckschrift WO 2007/014647 A1 verwiesen, deren Inhalt hiermit zu Offenbarungszwecken ausdrücklich mit in die Anmeldung mit aufgenommen sei.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Halterungsvorrichtung
    2
    Auflageblock
    3
    Einstellblock
    4
    zentrale Spanneinrichtung/Distanzeinstelleinrichtung
    5
    Basis
    6
    Adapterwinkel
    7
    Spanneinheit
    8
    Basis
    9
    Halterungs- und Spannsystem
    10
    seitliche Passscheibe
    11
    Längsschlitz
    12
    untere Passscheibe
    13
    Längsschlitz
    14
    Eckaussparung
    15
    Befestigungsschraube
    16
    Positionierungsstift
    17
    Befestigungsschraube
    20
    obere Seitenfläche
    21
    Auflagefläche
    22
    untere Seitenfläche
    23
    Anlagefläche
    24
    Schräge
    25
    Gewindebohrung
    26
    zentrale Gewindebohrung
    30
    Grundplatte
    31
    Seitenanschlag
    32
    Schräge
    33
    zentrale Bohrung
    34
    Bohrung
    35
    Zwischenraum
    36
    Langloch
    40
    zylindrische Basis
    41
    Konus
    42
    Gewindeschaft
    43
    erster Klemmbacken
    43a
    Bohrung
    44
    zweiter Klemmbacken
    44a
    Innenbohrung
    44b
    Federaufnahme
    45
    Schräge
    46
    Gewindehülse
    47
    Gewindebolzen
    48
    Bolzenkopf
    49
    Druckfeder
    50
    Grundplatte
    51
    zentrale Bohrung
    52
    Positionierungs-Sackbohrung
    53
    Aufnahme
    54
    Bolzenkopfaufnahme
    60
    Grundplatte
    61
    Verbindungswinkel
    62
    zentrale Bohrung
    63
    Bolzenkopfaufnahme
    71
    Spanner
    72
    Spannhebel
    73
    Andruckarm
    74
    Spannkopf
    75
    Andruckfläche
    76
    radialer Schlitz
    77
    Feststellschraube
    80
    Befestigungsende
    81
    Verstellende
    82
    Bohrung
    83
    Befestigungsschraube
    84
    Bohrung
    85
    Winkeleinstellbohrung
    86
    Mittelsteg
    90
    punktförmiges Anlageelement
    91
    zylindrischer Träger
    93
    Tragprofil
    94
    Bohrung
    100
    Spannvorrichtung
    101
    Spanner
    102
    Spannhebel
    103
    Andruckarm
    104
    Spannkopf
    105
    Andruckfläche
  • 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 202009015384 U [0001]
    • WO 2007/014647 A1 [0002, 0026, 0060, 0070]
    • DE 10345284 A1 [0003, 0070]
    • DE 102008020215 A1 [0003, 0070]
    • DE 102007028436 A1 [0070]
    • DE 202009006436 U1 [0070]

Claims (18)

  1. Vorrichtung zur Positionierung einer Spanneinheit (7) zum positionsgenauen Aufspannen von Werkstücken, insbesondere zu Vermessungszwecken, mit einem Auflageteil (2), das eine Auflagefläche (21) aufweist, auf welcher die Spanneinheit (7) befestigbar ist, einem Positionierungsteil (3) zum präzisen und reproduzierbaren Positionieren und Festlegen des Auflageteils (2) in zwei zueinander orthogonalen Raumrichtungen, wobei das Auflageteil (2) lösbar an dem Positionierungsteil (3) befestigt ist, einer Basis (5) zum Befestigen der Positionierungsvorrichtung (1) an einem Träger (93), und einer zentralen Spanneinrichtung (4) zum Festlegen einer Position des Auflageteils (2) in einer dritten Raumrichtung, die orthogonal zu den beiden zueinander orthogonalen Raumrichtungen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Spanneinrichtung (4) ein sich quer zu der oder durch die Basis (5) erstreckendes Verstellelement (47) umfasst, sodass durch Verstellen des Verstellelements (47) von einer Seitenfläche (50) der Basis (5) her das Auflageteil (2) gegen das Positionierungsteil (3) und das Auflageteil (2) gegen die Basis (5) verspannbar oder klemmbar ist, um die Position des Auflageteils (2) in der dritten Raumrichtung festzulegen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zentrale Spanneinrichtung (4) so ausgelegt ist, um die Spannkraft zum Vorspannen des Auflageteils (2) gegen das Positionierungsteil (3) und die Basis (2) unabhängig von der Positionierung des Auflageteils relativ zu dem Positionierungsteil entlang den beiden Raumrichtungen einzustellen bzw. zu verändern.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verstellelement (47) mit einem zentralen Zugelement (4042) gekoppelt ist oder zusammenwirkt, das an dem Auflageteil (2) befestigt ist, wobei durch Verstellen des Verstellelements (47) eine in der dritten Raumrichtung wirkende Kraftkomponente erzeugt wird, um das Auflageteil (2) gegen das Positionierungsteil (3) und das Auflageteil (2) gegen die Basis (5) zu verspannen oder zu klemmen.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das zentrale Zugelement einen in der dritten Raumrichtung verstellbaren Konus (41) umfasst, der mit zwei abgeschrägten Klemmbacken (43, 44) zusammenwirkt und von diesen symmetrisch geklemmt ist, wobei die Klemmbacken (43, 44) mit der Basis (5) und der Konus (41) mit dem Auflageteil (2) gekoppelt sind.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Abstand zwischen den Klemmbacken (43, 44) durch Verstellen des Verstellelements (47) gegen die Rückstellkraft eines Rückstellelements (49) verstellbar ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Verstellelement als Schraubbolzen (47) ausgebildet ist, der eine Bohrung (43a) eines Klemmbackens (43) durchgreift und in eine Gewindehülse (46) eines gegenüberliegenden Klemmbackens (44) eingreift, wobei das Rückstellelement als zylindrische Druckfeder (49) ausgebildet ist, die auf die Gewindehülse (46) aufgeschoben und in auf Innenseiten der Klemmbacken ausgebildete Federaufnahmen (44b) aufgenommen ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Klemmbacken (43, 44) in einer in oder an der Basis ausgebildeten Führung, insbesondere Führungsöffnung (53), drehfest und verschieblich in einer Richtung senkrecht zu der dritten Raumrichtung aufgenommen und geführt sind.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei sich das zentrale Zugelement (4042) durch eine zentrale Öffnung (51) in der Basis (5) entlang der dritten Raumrichtung erstreckt, wobei die zentrale Öffnung (51), das Verstellelement (47) und die Klemmbacken (43, 44) so ausgelegt sind, dass das Verstellelement (47) und die Klemmbacken (43, 44) nicht über eine Seitenfläche (50) der Basis (5) hinausragen, wenn der verstellbare Konus (41) von den beiden mit diesem zusammenwirkenden Klemmbacken (43, 44) geklemmt ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an dem Auflageteil (2) zwei Seitenflächen (22) ausgebildet sind und an dem Positionierungsteil (3) zwei korrespondierend zu den beiden Seitenflächen ausgebildete Anschläge (31) vorgesehen sind, sodass durch Befestigen des Auflageteils (2) an dem Positionierungsteil (3) die Seitenflächen (22) definiert gegen die Anschläge (31) gedrückt oder vorgespannt werden, um das Auflageteil relativ zu der Basis in den zwei zueinander orthogonalen Raumrichtungen präzise zu positionieren, wobei sich die Anschläge (31) und zugeordneten Seitenflächen (22) in den zwei zueinander orthogonale Raumrichtungen erstrecken und die Position des Auflageteils (2) relativ zu dem Positionierungsteil (3) in den beiden zueinander orthogonalen Raumrichtungen durch Klemmen von austauschbaren dünnen Distanzeinstellplatten (10) zwischen den Anschlägen (31) und den zugeordneten Seitenflächen (22) präzise vorgebbar ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei zwischen vorderen Enden der beiden Anschläge (31) ein Zwischenraum (35) ausgebildet ist und dem Zwischenraum zugewandte Vorderkanten der Anschläge jeweils mit einer Schräge (32) versehen sind, wobei die dünnen Distanzeinstellplatten (10) bei nur teilweise gelösten Befestigungsmitteln (15) und durch den Zwischenraum (35) entnehmbar und durch andere dünne Distanzeinstellplatten (10) ersetzbar sind.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei an dem der Auflagefläche (21) abgewandten Ende des Auflageteils (2) vier korrespondierend zu den Anschlägen (31) ausgebildete Seitenflächen (22) vorgesehen sind, in denen jeweils zumindest eine Aufnahme (25) zur Aufnahme eines Befestigungsmittels (15) ausgebildet ist, sodass das Auflageteil (2) in 90-Grad-Schritten relativ zu dem Positionierungsteil (3) drehbar und positionierbar ist.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei von der Basis (5) oder dem Positionierungsteil (3) zumindest zwei Positionierungsstifte (16) aufgenommen sind und auf einer gegenüberliegenden Ober- oder Unterseite des Positionierungsteils (3) oder der Basis (5) eine Mehrzahl von korrespondierend ausgebildeten Aufnahmen so verteilt angeordnet sind, dass das Positionierungsteil (3) relativ zu der Basis (5) in diskreten Winkelschritten, bevorzugt in 90-Grad- oder 180-Grad-Winkelschritten, verdrehbar und präzise positionierbar ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Basis (5) spiegelsymmetrisch ausgebildet und in der Vorrichtung mit einer Obersseite nach oben gerichtet oder mit der Oberseite nach unten gerichtet verwendbar ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, wobei zwischen dem Positionierungsteil (3) und der Basis (5) eine dünne Distanzeinstellplatte (12) geklemmt ist, um die Distanz zwischen dem Positionierungsteil und der Basis präzise vorzugeben, wobei die dünne Distanzeinstellplatte (12) und die Anordnung der Positionierungsstifte (16) so ausgelegt sind, dass die dünnen Distanzeinstellplatten (12) bei nur teilweise gelöster zentraler Spanneinrichtung (4) entnehmbar und durch eine andere dünne Distanzeinstellplatte (12) ersetzbar ist.
  15. Vorrichtung zum positionsgenauen Aufspannen von Werkstücken, insbesondere zu Vermessungszwecken, mit einer Positionierungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einer Spanneinheit (7), die auf der Auflagefläche (21) der Positionierungsvorrichtung (1) positionsgenau befestigt ist, wobei das Auflageteil (2) quaderförmig ausgebildet ist und die Auflagefläche (21) von einer Stirnseite des quaderförmigen Auflageteils ausgebildet ist.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Spanneinheit einen Andruckarm (73), der schwenkbeweglich an einem Basisteil (71) gelagert ist und an seinem vorderen freien Ende einen Spannkopf (74) trägt, einen Spannhebel (72) der an dem Basisteil (71) schwenkbeweglich gelagert und mit dem Andruckarm (73) wirkverbunden ist, um auf diesen eine Spannkraft zum Andrücken des Spannkopfes gegen ein diesem zugeordnetes Anlageelement (90, 91) auszuüben, und eine Befestigungsbasis (8) zum Befestigen der Spanneinheit (7), insbesondere des Basisteils (71), auf der Auflagefläche (21) aufweist, wobei in der Befestigungsbasis (8) eine Mehrzahl von Bohrungen (85) ausgebildet sind, so dass das Anlageelement in mehreren unterschiedlichen Winkelstellungen relativ zu dem Basisteil (71) mit diesem verwindbar ist
  17. System (9) zum positionsgenauen Aufspannen von Werkstücken, insbesondere zu Vermessungszwecken, mit einer Trägerstruktur (93) und einer Mehrzahl von Aufspannvorrichtungen (1, 7), die entlang der Trägerstruktur bewegbar und an vorbestimmten Positionen an dieser befestigbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufspannvorrichtungen (1, 7) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 ausgebildet sind.
  18. System nach Anspruch 17, wobei die Trägerstruktur von einer Mehrzahl von miteinander verbunden Tragprofilen (93) ausgebildet ist und wobei die vorbestimmten Positionen durch eine Mehrzahl von diskreten Bohrungen (94) oder Aufnahmen vorgegeben sind, die in der Trägerstruktur, insbesondere in den Tragprofilen, ausgebildet sind.
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