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Die Erfindung betrifft eine Justiervorrichtung zum Justieren eines ersten Bauteils relativ zu einem zweiten Bauteil.
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In vielen Bereichen der Technik sind zwei Bauteile relativ zueinander auszurichten und in eine genaue Position zueinander zu bringen, um sie z. B. miteinander zu verbinden oder zu bearbeiten etc. Solche Ausrichtvorgänge sind vornehmlich in Anwendungsgebieten vorzunehmen, bei denen die beiden Bauteile sehr exakt zueinander positioniert werden müssen, insbesondere dort, wo relativ kleine Bauteildimensionen gegeben sind, beispielsweise im Bereich optischer Bauteile oder feinmechanische Anwendungsgebiete etc. Aber auch in anderen Bereichen, wo größere Bauteile zu ver- oder bearbeiten sind, die hierzu in eine definierte Relativposition zu bringen sind, ist häufig eine genaue Ausrichtung erforderlich. Ein Beispiel, das jedoch keinesfalls beschränkend ist, ist die Montage respektive Ausrichtung eines Head-up-Displays in einer entsprechenden Ausnehmung am Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs, wobei das Head-up-Display hochgenau zu positionieren ist, damit die Optik einwandfrei arbeiten kann. Hier erfolgt also die Ausrichtung eines komplexen optischen Bauteils, nämlich des Head-up-Displays, relativ zu seiner Einbauaufnahme. Ein anderes Beispiel ist die Justierung eines Stoßfängers relativ zur Fahrzeugkarosserie, wo der Stoßfänger anzuordnen ist. Bei dem Stoßfänger wie auch oder Fahrzeugkarosserie handelt es sich um relativ große Bauteile, die aber gleichwohl exakt zueinander auszurichten sind, um den Stoßfänger exakt und mit minimalem Spaltmaß zu montieren. Dies sind lediglich einige Beispiele aus dem Kraftfahrzeugbereich, worauf die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist.
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Die Justierung zweier Bauteile relativ zueinander, beispielsweise der oben genannten Bauteile, erfolgt bisher häufig per Hand, das heißt, dass der Monteur die beiden Teile manuell relativ zueinander positioniert und, wenn er der Meinung ist, dass die Position korrekt ist, sie miteinander verbindet. Dies ist nicht nur aufwändig, sondern auch relativ ungenau, was sich nachteilig beispielsweise auf die Funktion oder die Optik etc. auswirken kann. Oft sind die Bauteile auch nicht gut handhabbar oder es steht nur ein begrenzter Raum zur Verfügung, in dem gearbeitet werden kann, was die Ausrichtung zusätzlich erschwert.
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Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein Mittel anzugeben, das auf einfache Weise die Ausrichtung zweier relativ zueinander zu positionierender Bauteile ermöglicht.
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Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß eine Justiervorrichtung zum Justieren eines ersten Bauteils relativ zu einem zweiten Bauteil vorgesehen, umfassend ein zum ersten Bauteil positionsfest anordbares Betätigungselement und ein Stellgliederelement mit wenigstens zwei, vorzugsweise drei separat über das Betätigungselement betätigbaren Stellgliedern, mittels denen bei Betätigung ein jeweils damit gekoppeltes Stellbauteil und über dieses das mit dem Stellbauteil gekoppelte zweite Bauteil in jeweils einer Raumrichtung linear bewegbar ist, wobei das Betätigungselement stabförmig ausgeführt ist und zum Justieren mit einem Betätigungsabschnitt die jeweils eine Einsteckdurchbrechung aufweisenden Stellglieder durchsetzt, an welchem Betätigungsabschnitt wenigstens zwei, vorzugsweise drei separat betätigbare Koppelelemente vorgesehen sind, von denen jeweils eines einem Stellglied zugeordnet ist und zum Bewegen des jeweiligen Stellglieds mit diesem in Wirkungsverbindung bringbar ist.
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Eine solche Justiervorrichtung kommt dort zum Einsatz, wo zwei Bauteile relativ zueinander zu bewegen sind, um sie in eine definierte Zielposition relativ zueinander zu bringen. Mit ihr ist eine Relativbewegung des einen Bauteils zum anderen in wenigstens zwei orthogonal zueinander stehenden Raumrichtungen möglich, wenn zwei Stellglieder mit zugeordneten Stellbauteilen und zwei Koppelelemente vorgesehen sind. Sind drei Stellglieder mit drei Stellbauteilen und drei Koppelelemente vorgesehen, ist eine separate Bewegung des einen Bauteils zum anderen in allen drei orthogonalen Raumrichtungen möglich. Die erfindungsgemäße Justiervorrichtung besteht im Wesentlichen aus zwei zentralen Baugruppen, nämlich zum einen dem stabförmigen Betätigungselement, zum anderen dem Stellgliederelement. Das stabförmige Betätigungselement wird vom Monteur geführt und dient quasi als „Schlüssel”, mit dem separat die einzelnen Stellglieder betätigt werden können, über die sodann die eigentliche Bewegung in die wenigstens zwei, vorzugsweise die drei Raumrichtungen durchgeführt wird. Hierzu wird das Betätigungselement, das ein separates, lösbares Handhabungsteil ist, in das Stellgliederelement eingesteckt, das hierzu eine entsprechende Einstecköffnung aufweist, die sich über die jeweiligen Einsteckdurchbrechungen der einzelnen zwei oder drei Stellglieder des Stellgliederelements fortsetzt. Das Stellgliederelement selbst ist relativ zu dem ersten Bauteil positionsfest angeordnet, beide haben also eine feste Lagebeziehung zueinander, wenn die Justage erfolgt.
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Am Betätigungselement bzw. einem Betätigungsabschnitt, der im Bereich der zwei oder drei Stellglieder positioniert wird, befinden sich drei separate Koppelemente, wobei jedes Koppelelement, wenn das Betätigungselement eingesteckt ist, genau einem Stellglied zugeordnet ist. In der Einsteckstellung ist das Betätigungselement positionsfest zum ersten Bauteil. Wird nun durch Drehen des Betätigungselements um seine Längsachse über ein Koppelelement ein Stellglied bewegt, so führt diese Stellgliedbewegung dazu, dass ein dem Stellglied zugeordnetes Stellbauteil linear verschoben wird. Das Stellgliederelement umfasst, nachdem es zwei oder drei Stellglieder aufweist, auch zwei oder drei separat zugeordnete Stellbauteile, die über jeweilige Führungen in einer definierten Raumrichtung bewegbar sind. Mit den Stellbauteilen wiederum ist das relativ zum ersten Bauteil bewegliche zweite Bauteil bewegungsgekoppelt. Eine Bewegung eines Stellbauteils führt folglich zu einer linearen Verschiebebewegung des zweiten Bauteils in der zugeordneten Raumrichtung.
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Das heißt, dass das zweite Bauteil relativ zum ersten Bauteil durch separate Betätigung der einzelnen Stellglieder und darüber der einzelnen Stellbauteile in den zwei oder den drei Raumrichtungen, je nach Anzahl der Stellglieder, Stellbauteile und Koppelelemente, verschiebbar ist, mithin also, soweit es der Bewegungsweg der einzelnen Stellbauteile zulässt, in eine beliebige Position relativ zum ersten Bauteil bringbar ist.
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Die erfindungsgemäße Justiervorrichtung ist folglich einfach aufgebaut und auch in der Handhabung sehr einfach. Denn der Monteur muss lediglich das sich stets beim Monteur befindliche stabförmige Betätigungselement mit dem Stellgliederelement koppeln. Das Stellgliederelement ist zuvor positionsfest mit dem ersten Bauteil verbunden respektive diesem zugeordnet, während das zweite Bauteil, worauf nachfolgen noch eingegangen wird, mit dem Stellgliederelement bewegungsgekoppelt ist, sodass es durch Bewegung der Stellbauteile verschoben werden kann. Sodann betätigt der Monteur über die einzelnen Koppelelemente des Betätigungselements das oder die Stellglieder und darüber die entsprechenden Stellbauteile, die zu bewegen sind, um das zweite Bauteil in die gewünschte Endposition zu bringen. Dadurch, dass er die einzelnen Stellglieder und damit Stellbauteile separat ansteuern kann, kann er folglich hochgenau und exakt die Justage vornehmen. Dabei sind die Stellbauteile natürlich derart relativ zueinander bewegungsgelagert, dass die Verschiebung des einen Stellbauteils die zuvor vorgenommene Ausrichtung der anderen Stellbauteile nicht ändert. Dies ist ohne Weiteres möglich, da die einzelnen Stellbauteile Linearbewegungen ausführen, deren Bewegungsachsen orthogonal zueinander stehen, da sie den zwei oder drei Raumrichtungen zugeordnet sind. Sind nur zwei Stellglieder nebst Stellbauteilen und Koppelelemente vorgesehen, ist eine Verstellung nur in zwei Raumrichtungen möglich, z. B. in x- und y-Richtung bzw. der x-y-Ebene. Dies ist für manche Anwendungen ausreichend, wo es auf eine Ausrichtung und der dritten Raumrichtung nicht ankommt. Um jedoch eine volle räumliche bzw. dreidimensionale Ausrichtbarkeit zu ermöglichen, sind bevorzugt drei Stellglieder nebst drei zugeordneten Stellbauteilen und drei Koppelelemente am Betätigungselement vorgesehen.
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Nach erfolgter Justage wird z. B. die entsprechende Positionsfixierung der beiden Bauteile relativ zueinander vorgenommen, wonach der Monteur das stabförmige Betätigungselement wieder herauszieht. Sofern möglich, kann auch das Stellgliederelement wieder entnommen werden, bevorzugt jedoch verbleibt es verbaut am zweite Bauteil, was insbesondere hinsichtlich etwaiger Nachjustierungen zweckmäßig ist, wenn also beispielsweise ein justiertes Head-up-Display im Laufe der Zeit nochmals nachjustiert werden muss oder dergleichen.
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Wesentlich für den Justiervorgang ist die Wirkungsverbindung zwischen den einzelnen Koppelementen und den ihnen zugeordneten Stellelementen. Diese soll bevorzugt derart erwirkbar sein, dass hierzu keine besondere Relativposition zwischen Koppelelement und Stellglied gegeben sein muss. Dies kann auch besonders einfache Weise dadurch erfolgen, dass die einzelnen Koppelelemente über das Betätigungselement in kraftschlüssige Verbindung mit dem jeweils zugeordneten Stellglied bringbar sind. Wie beschrieben durchsetzt der Betätigungsabschnitt des Betätigungselements die einzelnen Stellglieder in einer entsprechenden Einsteckdurchbrechung. Diese ist bevorzugt kreisrund ausgeführt. Die Koppelelemente können nun ebenfalls dieser Form entsprechend ausgeführt sein und als Ringe um den Umfang des Betätigungsabschnitts herumlaufen. Werden sie nun durch ein geeignetes Element betätigt, können sie in entsprechende kraftschlüssige Verbindung mit dem jeweils zugeordneten Stellglied gebracht werden. Besonders bevorzugt sind hierzu die Koppelelemente als elastische Ringe ausgeführt, die in kraftschlüssige Anlage mit der die jeweilige Einsteckdurchbrechung begrenzenden Wandung bringbar sind. Als solche Ringe können beispielsweise Gummiringe oder andere Ringe aus einem geeigneten Elastomer verwendet werden, die eine hinreichende Haftung zur Durchbrechungswandung aufweisen können, sodass eine Drehung des Betätigungselements zwangsläufig zu einer Mitnahme des Stellglieds und damit einer entsprechenden Verstellung führt.
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Zum Überführen eines solche elastischen Koppelelements in die kraftschlüssige Anlage ist gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung am Betätigungselement ein separat mit jeweils einem Koppelelement koppelbares Spreizelement vorgesehen, über welches das jeweilige Koppelemente im Durchmesser aufweitbar ist. Das heißt, dass über dieses Spreizelement, das an der Innenseite des jeweiligen, ein Koppelelement bildenden elastischen Rings angreift, der Ring im Durchmesser aufgeweitet werden kann, sodass er in fest Anlage an die Durchbrechungswandung gelangt. Hierzu ist bevorzugt als Spreizelement ein Schiebestab mit einem vorgesehenen radialsymmetrischen Spreizkörper vorgesehen, der im Inneren des stabförmigen Betätigungselements längsverschiebbar aufgenommen ist. Der Monteur kann also durch Längsverschieben des Schiebestabs den radialsymmetrischen Spreizkörper mit dem jeweils benötigten ringförmigen Koppelelement in Verbindung bringen, dieses also aufweiten und darüber die entsprechende kraftschlüssige Kopplung zum jeweils benötigten Stellglied erwirken.
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Für eine einfache Betätigung dieses Schiebestabs ist am Betätigungselement bevorzugt eine seitliche Durchbrechung vorgesehen, in die ein zum manuellen Verschieben des Schiebestabs zu betätigender Handhabungsabschnitt greift. Hierüber kann der Monteur auf einfache Weise den Schiebestab entsprechend bewegen und positionieren, wobei der Schiebestab bevorzugt über Arretiermittel in einer jeweiligen Position, in der der Spreizkörper mit einem Koppelelement kraftschlüssig verbunden ist, arretiert werden kann. Hierüber wird zugleich auch dem Monteur signalisiert, dass er die korrekte Koppelposition erreicht hat, wie letztlich auch, mit welchem der zwei oder drei Stellglieder der Spreizkörper gerade gekoppelt ist. Denn dies wird ihm optisch durch die entsprechende arretierte Position des Handhabungsabschnitts angezeigt, der wie ausgeführt in der entsprechenden, am Betätigungselement vorgesehene seitlichen Durchbrechung greifbar und damit auch sichtbar ist. Über entsprechende Markierungen kann hier die entsprechende einzunehmende Stabposition zum Koppeln eines bestimmten Stellglieds angezeigt werden.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass über das Arretiermittel der Schiebestab zusätzlich in einer Position, in der der Spreizkörper nicht kraftschlüssig verbunden ist, arretierbar ist. In dieser „Nullstellung”, in der also keinerlei kraftschlüssige Verbindung gegeben ist, mithin also das Betätigungselement nicht verstellend mit dem Stellgliederelement gekoppelt ist, ist der Schiebestab außer Eingriff. Er befindet sich in der Position, in der er in das Stellgliederelement eingesteckt ist respektive aus diesem gezogen werden kann.
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Das Arretiermittel kann wenigstens zwei, vorzugsweise wenigstens drei am Schiebestab vorgesehene Rastaufnahmen und ein federbelastetes Arretierelement, insbesondere in Form einer Rastkugel, am stabförmigen Körper des Betätigungselements aufweisen. Hierüber kann auf einfache Weise eine entsprechende Rastarretierung der entsprechenden Positionen, seien es die zwei oder drei Koppelpositionen oder die zusätzliche Nullposition, erreicht werden.
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Das zweite wesentliche Bauteil neben dem Betätigungselement ist das Stellgliederelement mit seinen Stellgliedern und den Stellbauteilen. Über die Stellglieder sind Bewegungen in den zwei oder drei Raumrichtungen, also in x-, y-und z-Richtung zu erwirken. Zur Verschiebung in x- und y-Richtung sind zwei Stellglieder als um die Längsachse des stabförmigen Betätigungselements drehbare Nocken- oder Kurvenscheiben ausgeführt, die über das Betätigungselement drehbar sind. Durch Verdrehung einer Nocken- oder Kurvenscheibe, die mit einem entsprechenden Stellbauteil bewegungsgekoppelt ist, wird folglich dieses Stellbauteil entsprechend der Nocken- oder Kurvenstellung linear verschoben. Zur Ermöglichung einer Verstellung in z-Richtung ist als Stellglied eine, gesehen in Richtung der Längsachse positionsfeste Gewindehülse vorgesehen, die letztlich Teil eines in Richtung der Längsachse wirkenden Gewindetriebs ist. Diese Gewindehülse ist, bezogen auf z-Achse, positionsfest, wird also lediglich bei Verdrehen des Betätigungselements gedreht, während das mit der Gewindehülse gekoppelte Stellbauteil in z-Richtung bewegt wird.
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Als ein mit einer Nocken- oder Kurvenscheibe gekoppeltes Stellbauteil ist bevorzugt ein kassettenartiger, linear bewegbar gelagerter Rahmen vorgesehen. Dieser querschnittlich gesehen rechteckige oder quadratische Rahmen nimmt in seinem inneren die Nocken- oder Kurvenscheibe auf, die zum Verschieben an der Rahmeninnenseite angreift. Als ein mit der Gewindehülse gekoppeltes Stellbauteil ist erfindungsgemäß eine mit dieser einen Gewindetrieb bildende zweite Gewindehülse, die auf der ersten Hülse über ein Gewinde gelagert und mit dem zweiten Bauteil gekoppelt ist, vorgesehen. Das heißt dass diese zweite Gewindehülse durch Drehung der ersten Gewindehülse verschraubt wird, also in z-Richtung bewegt wird, worüber die z-Bewegung des gekoppelten zweiten Bauteils erwirkt wird.
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Das Stellgliederelement umfassend die Stellglieder und die Stellbauteile ist gemäß einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung als eigenständige Baugruppe mit einem Außengehäuse, das fest mit dem zweiten Bauteil in der Montagestellung verbunden ist, und mit einem Befestigungsabschnitt, der fest mit dem ersten Bauteil in der Montagestellung verbunden ist, ausgeführt. Die Ausführung als eigenständige Baugruppe ermöglicht eine einfache Montage des Stellgliederelements einerseits am ersten Bauteil, andererseits über das Außengehäuse am zweiten Bauteil. Dieses Außengehäuse ist mit den einzelnen Stellbauteilen bewegungsgekoppelt, wird also über diese in der jeweiligen x-, y- oder z-Richtung verschoben. Es ist bei Verwendung der kassettenartigen Rahmen ebenfalls im Querschnitt rechteckig oder quadratisch, sodass der jeweilige Rahmen flächig an dem ihn umgebenden Außengehäuse angreifen kann. Jede Bewegung des Außengehäuses führt zu einer entsprechenden Bewegung des mit ihm verbundenen zweiten Bauteils.
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Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, als erstes und zweites Bauteil diejenigen Bauteile, die unmittelbar relativ zueinander zu positionieren sind, sei es zum Zwecke der Montage oder der Bearbeitung oder Ähnlichem, über die Justiervorrichtung zu verbinden. Denkbar ist es aber auch, als erstes und zweites Bauteil jeweils eine Montageplatte zu verwenden, an der die eigentlichen Montagebauteile, die zu justieren sind, zu befestigen sind. Die Montageplatten dienen also als Träger- oder Aufnahmeplatten für die entsprechenden Montagebauteile. Gleichwohl hängt selbstverständlich deren Justierung ausschließlich davon ab, wie das erste und das zweite Bauteil in Form der beiden Montageplatten relativ zueinander über die Justiervorrichtung positioniert werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
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1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Justiervorrichtung mit Betätigungselement (teilweise gezeigt) und am ersten und zweiten Bauteil angeordnetem Stellgliederelement im Schnitt,
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2 eine Perspektivansicht des Betätigungselements aus 1,
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3 eine Schnittansicht durch das Betätigungselement aus 2,
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4 eine Schnittansicht durch die Justiervorrichtung mit eingesetztem Betätigungselement,
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5 eine Prinzipdarstellung des Stellgliederelements im Querschnitt zur Darstellung eines Stellglieds nebst zugeordnetem Stellbauteil, und
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6a–d Darstellungen zur Erläuterung der Montage der erfindungsgemäßen Justiervorrichtung.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Justiervorrichtung 1, umfassend ein längliches, stabförmiges Betätigungselement 2 (siehe auch 2), das im Querschnitt zylindrisch ist und vom Monteur manuell zu führen ist. An dem Betätigungselement 2 sind drei axial voneinander beabstandete Koppelelemente 3 vorgesehen, die, wie nachfolgend noch beschrieben wird, separat angesteuert werden können und mit Stellgliedern des in 1 gezeigten Stellgliederbautells 4 in Wirkungsverbindung bringbar sind, um zwei Bauteile zu justieren. Die Koppelemente sind an einem Betätigungsabschnitt vorgesehen, der in das Stellgliederbauteil 4 eingeführt wird, wie nachfolgend noch beschrieben wird.
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Das Stellgliederbauteil 4, das in 1 detailliert im Schnitt gezeigt ist, umfasst im gezeigten Beispiel drei Stellglieder 5, die ebenfalls axial gesehen voneinander beabstandet sind. Ihr Abstand entspricht dem Abstand der Koppelelemente 3 des Betätigungselements 2, das mit seinem Betätigungsabschnitt, wie durch den Pfeil A gezeigt ist, von oben her in das Stellgliederelement 4 eingesteckt wird und mit seinem unteren Ende 6 in einer entsprechenden Aufnahme 7 eines Befestigungsbauteils 8 des Stellgliederelements 4 aufgenommen ist. In dieser Position ist jedes Koppelelement 3 einem Stellglied 5 zugeordnet.
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Das in 1 gezeigte obere Stellglied 5 ist eine Gewindehülse 9, die ein Außengewinde aufweist, auf dem ein Stellbauteil 10, ebenfalls als Gewindehülse 11 ausgeführt, läuft. Während die Gewindehülse 9 axial gesehen positionsfest ist und lediglich um ihre Mitte drehen kann, wird die zweite Gewindehülse 11 bei einer Drehung der ersten Gewindehülse 9 axial nach oben oder unten bewegt, ja nach Drehrichtung, wobei die Gewindehülse 11 über eine Führungshülse 12 axial geführt und verdrehfest fixiert ist. Die erste Gewindehülse 9 ist in einer entsprechenden hinterschnittenen Lageraufnahme 13 drehgelagert aufgenommen.
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Die beiden anderen Stellglieder 5 sind als Nocken- oder Kurvenscheiben 14, 15 ausgeführt. Sie sind axial gesehen positionsfest, können jedoch ebenfalls verdreht werden, worauf nachfolgend noch eingegangen wird. Hierzu sind sie an entsprechenden Lagerabschnitten 16, 17, beispielsweise geeignete Lagerscheiben, axial positionsfest, jedoch drehgelagert aufgenommen.
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Auch den beiden Nocken- oder Kurvenscheiben 14, 15 sind entsprechende Stellbauteile 18 zugeordnet, bei denen es sich um kassettenartige Rahmen 19, 20 handelt. Jedes dieser Stellbauteile 18, also jeder Rahmen 19, 20 ist linear bewegbar und einer bestimmten Raumrichtung zugeordnet, also in dieser beweglich. Der Rahmen 19 ist in x-Richtung bewegbar, in 1 angenommenermaßen in der Zeichenebene horizontal verschiebbar. Der Rahmen 20 ist in y-Richtung bewegbar, also vertikal in die Zeichenebene hinein verstellbar. Die z-Richtung wird über den Gewindetrieb, den die beiden Gewindehülsen 9 und 11 bilden, bedient. Die Rahmen 19, 20 sind an geeigneten Linearführungen linear beweglich gelagert, was hier nicht im Detail gezeigt ist. Solche Linearführungen können ohne Weiteres über entsprechende Nuten, in die Führungszapfen eingreifen oder dergleichen realisiert sein.
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Das Stellgliederelement 4 weist ferner ein Außengehäuse 21 auf, das, wie auch die Rahmen 19, 20, querschnittlich gesehen rechteckig, vorzugsweise quadratisch ist. Dieses Außengehäuse 21 ist relativ zu den positionsfesten Stellgliedern 5 und über die zugeordneten Stellbauteilen 10 bzw. 18 in den drei Raumrichtungen x, y und z beweglich. Dies geschieht dadurch, dass durch Verdrehen der Stellelemente 5 die entsprechenden zugeordneten Stellbauteile 10 bzw. 18, also die Gewindehülse 11 bzw. die Rahmen 19, 20, in Anlage an das Außengehäuse 11 gebracht werden können, sodass diese in der entsprechenden x-, y- oder z-Richtung bewegt wird. Die Rahmen 19, 20 greifen unmittelbar am Außengehäuse 21 bei entsprechender Verschiebung an, die Gewindehülse 11 greift an einem Ringabschnitt 22 des Außengehäuses 21 an.
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Das Außengehäuse 21 selbst ist mit dem zweiten Bauteil 23, das hier als Platte gezeigt ist, beispielsweise als Montageplatte, an der ein eigentliches Montagebauteil, das zu verstellen ist, angeordnet werden kann, verbunden, so dass sich jede Relativbewegung des Außengehäuses 21 auf eine entsprechende Bewegung des zweiten Bauteils 23 auswirkt. Demgegenüber ist das Befestigungsbauteil 8 mit einem ersten Bauteil 24, wiederum beispielsweise eine Montageplatte, an der ein zu justierendes Montagebauteil befestigt werden kann, verbunden, es ist in eine entsprechende Einschraub- oder Einsteckaufnahme 25 mit seinem unteren Befestigungsabschnitt 26 eingesetzt. Das heißt, dass die Baugruppe enthaltend die Stellglieder 5 und die Stellbauteile 10 und 18 letztlich fest mit dem ersten Bauteil 24 verbunden ist, während das Außengehäuse 21 fest mit dem zweiten Bauteil 23 verbunden ist, so dass eine Betätigung der Stellglieder 5 und daraus resultierend der Stellbauteile 10 und 18 eine entsprechende Relativverstellung des zweiten Bauteils 23 zum ersten Bauteil 24 bewirkt.
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Die 2 und 3 zeigen in vergrößerter Perspektiv- und Schnittansicht das Betätigungselement 2. Dieses ist länglich-stabförmig ausgeführt und weist ein zylindrisches Gehäuse 27 mit einer Längsdurchbrechung 28 auf, in der ein Schiebestab 29 längsbeweglich aufgenommen ist. Der Schiebestab 29 wird vom Monteur axial bewegt, um die entsprechenden Stellglieder 5 separat anzusteuern und zu betätigen, worauf nachfolgend noch eingegangen wird. Um die Verschiebung zu erwirken ist an dem Gehäuse 27 eine seitliche Durchbrechung 30 vorgesehen, durch die ein Handhabungsabschnitt 31 des Schiebestabs 29 greift, so dass der Monteur mit dem Finger den Schiebestab verschieben kann. Am Schiebestab sind mehrere Rastaufnahmen 32 vorgesehen, die definierten Stabpositionen zugeordnet sind, in welchen der Stab mit einem definierten Stellglied 5 in Wirkungsverbindung gebracht werden kann. Zugeordnet ist ein Rastelement 33 in Form einer federbelasteten Rastkugel 34, die in die entsprechende Rastaufnahme 32 eingreift. Eine weitere Rastaufnahme 35 dient zur Arretierung des Schiebestabs in einer „Nullstellung”, in welcher keinerlei Betätigungsverbindung zwischen dem Schiebestab 29 und einen der Stellglieder 5 gegeben ist.
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Wie der Schnittansicht gemäß 3 zu entnehmen ist, sind im Bereich des Betätigungsabschnitts, der radial gesehen leicht eingetieft ist gegenüber dem sonstigen Durchmesser des Gehäuses 27, die drei Koppelelemente 3 angeordnet. Jedes Koppelelement 3 ist als elastischer Ring 36, 37, 38 ausgeführt. In der eingesteckten Stellung des Betätigungselements 2 in das Stellgliederbauteil 4 ist der elastische Ring 36 der Nocken- oder Kurvenscheibe 14, der Ring 37 der Nocken- oder Kurvenscheibe 15 und der Ring 38 der ersten Gewindehülse 9 zugeordnet, sie liegen unmittelbar benachbart zu diesen. Hierzu weist jedes Stellglied 5 eine Einsteckdurchbrechung 39 auf, die Einsteckdurchbrechungen liegen axial einander fortsetzend übereinander, so dass der Betätigungsabschnitt komplett eingesteckt werden kann. Jede Einsteckdurchbrechung ist stellgliedseitig von einer Wandung 40 begrenzt, mit welcher Wandung ein elastischer Ring 36, 37, 38 zum Betätigen des jeweiligen Stellglieds 5 in Wirkungsverbindung bringbar ist.
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Dies geschieht über den Schiebestab 29, an dessen unterem Ende ein Spreizelement 41 in Form einer radial symmetrischen Aufweitung vorgesehen ist. Dieses Spreizelement 41 dient dazu, den jeweiligen Ring 36, 37, 38 radial aufzuweiten, mithin also im Durchmesser zu vergrößern und hierbei mit seiner Außenfläche fest gegen die jeweilige Wandung 40 des dem jeweiligen Ring 36, 37, 38 zugeordneten Stellglieds 5 zu drücken, so dass es zu einer kraftschlüssigen Verbindung des jeweiligen Koppelelements, also des Rings mit dem zugeordneten Stellglied 5 kommt. Die „Ansteuerung” des jeweiligen Rings 36, 37, 38 erfolgt wie beschrieben durch entsprechendes Verschieben des Schiebestabs 29, wobei die jeweiligen Rastaufnahmen 32 positionsmäßig so liegen, dass die Rastkugel dann in eine Aufrastaufnahme 32 einrastet, wenn der Spreizabschnitt 41 genau im Inneren eines Rings 36, 37, 38 positioniert ist.
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In 3 befindet sich der Spreizkörper 41 im mittleren Ring 37 und weitet diesen radial auf, wie 3 zeigt. Seine Außenfläche liegt außerhalb der Außenwandung des Gehäuses 27, kann also in kraftschlüssige Anlage an die Wandung 40 des mittleren Stellglieds 5, also der Nocken- oder Kurvenscheibe 15 gelangen. Dreht nun der Monteur das Betätigungselement 2, so wird hierüber automatisch die Nocken- oder Kurvenscheibe 15 gedreht, und hierüber sodann zwangsläufig das zugeordnete Stellbauteil, hier also der Rahmen 20, verschoben, worüber sodann bei Anlage des Rahmens 20 am Außengehäuse 21 bei weiterer Verdrehbewegung der Nocken- oder Kurvenscheibe 15 die Verstellung des zweiten Bauteils 23 in y-Richtung erfolgt. Ist die entsprechende Position eingenommen, kann durch Bewegen des Schiebestabs 29 in eine andere definierte Position entweder der Ring 36 oder der Ring 38 „angesteuert” werden, also radial aufgeweitet werden, um das jeweils andere zugeordnete Stellglied 5 zu koppeln, um das zugeordnete Stellbauteil 10 beziehungsweise 18 zu verschieben, sofern erforderlich. Alternativ kann, wenn die Justierung abgeschlossen ist, auch die Nullstellung definiert über die Rastausnehmung 35, angewählt werden.
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4 zeigt eine Schnittansicht durch die Justiervorrichtung 1, wobei hier das Betätigungselement 2 in das Stellgliederelement 4 eingesetzt ist. Ersichtlich durchgreift der Betätigungsabschnitt des Betätigungselements 2 das gesamte Stellgliederelement 4, es wird oberseitig durch eine entsprechende Einstecköffnung 42 eingeführt und durchgreift die entsprechenden Einsteckdurchbrechungen 39 der Stellglieder 5 und mündet mit seinem unteren Ende 6 in der Aufnahme 7 des Betätigungsabschnitts 8 des Stellgliederelements 4.
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Der Schiebestab 29 befindet sich auch hier exemplarisch in einer Position, in der der Spreizabschnitt 41 an der Innenseite des mittleren elastischen Rings 37 angreift, mithin also diesen radial aufweitet und in kraftschlüssige Verbindung zur Nocken- oder Kurvenscheibe 15 bringt. Jeder der Ringe 36, 37, 38 kann als Gummiring ausgeführt sein, denkbar ist aber auch ein anderes Elastomermaterial, solange der Ring hinreichende elastische Eigenschaften besitzt, wie auch eine gute Haftreibung zur jeweiligen Wandung 40 des jeweiligen Stellglieds 5 aufweist, da ja das Stellglied 5 durch Drehen des Betätigungselement 2 und damit des Spreizabschnitts 41 mitgenommen und verdreht wird.
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Mächte der Monteur nach Justierung der y-Richtung über die Nocken- oder Kurvenscheibe 15 die x-Richtung justieren, so schiebt er den Schiebestab 29 weiter nach unten, so dass der Spreizabschnitt 41 aus dem Ring 37 nach unten bewegt wird und in den Ring 36 eingeführt wird, worüber dieser aufgeweitet wird. Hierdurch wird die Nocken- oder Kurvenscheibe 14 kraftschlüssig mit dem Ring 36 verbunden, so dass bei einer Drehung des Betätigungselements 2 die Nocken- oder Kurvenscheibe 14 und über sie der zugeordnete Rahmen 19 in x-Richtung verschoben wird, hierüber dann aber auch das zweite Bauteil 23 relativ zum ersten Bauteil 24.
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Zur Verstellung in z-Richtung wird der Schiebestab 29 nach oben bewegt, bis der Spreizabschnitt 41 in den oberen elastischen Ring 38 eingeführt ist und diesen aufweitet, so dass er in kraftschlüssige Anlage zur Wandung 40 der ersten Hülse 9 kommt. Wird nun das Betätigungselement 2 gedreht, so wird die Gewindehülse 9 gedreht. Hierüber wandert die außen liegende zweite Gewindehülse 11, die mit der Hülse 9 den Gewindetrieb bildet, in z-Richtung, auf der innen liegenden Hülse 9, worüber das erste Bauteil 23 je nach Drehrichtung angehoben oder abgesenkt, mithin also in z-Richtung verstellt wird.
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5 zeigt eine Prinzipdarstellung bezüglich der Bewegung eines Rahmens über eine Nocken- oder Kurvenscheibe relativ zum Außengehäuse, hier in einer Schnittansicht. Gezeigt ist das Außengehäuse 21, sowie ein Schnitt durch den Rahmen 20 und die Nocken- oder Kurvenscheibe 15. Der Rahmen 20 weist eine vordere Wand 43 und eine hintere 44 auf, an denen die Nocken- oder Kurvenscheibe 15 mit ihrer Führungsfläche 45 angreifen kann, wenn die Nocken- oder Kurvenscheibe 15 verdreht wird. Dieser Angriff führt bei weiterer Verdrehung dazu, dass der Rahmen 20, wie durch den Doppelpfeil B gezeigt ist, in die eine oder andere Richtung geschoben wird. Bei Angriff an der Wand 43 erfolgt die Bewegung „nach oben” in 5, der Angriff an der Wand 44 „nach unten” in 5.
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Die beiden Seitenwände 46, 47 weisen entsprechende Längsschlitze oder Ausnehmungen auf, die es ermöglichen, die Nocken- oder Kurvenscheibe 15 durchzudrehen, dass also dort kein Angriff an eine der Seitenwände 46, 47 erfolgt. Dies ist erforderlich, da ansonsten der Rahmen 20 relativ breit aufbauen würde, um eine Berührung der Nocken- oder Kurvenscheibe mit den Seitenwänden 46, 47 zu vermeiden.
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In entsprechender Weise ist natürlich die darunterliegende Nocken- oder Kurvenscheibe 14 ausgebildet, jedoch sind dort die entsprechenden Aussparungen an den beiden anderen Wänden vorgesehen, nachdem dieser Rahmen zur Verstellung in x-Richtung dient.
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6 zeigt schließlich ein Ablaufdiagramm zur Darstellung der Montage der erfindungsgemäßen Justiervorrichtung 1. Ausgehend vom ersten Bauteil 24, sei es, dass dies eine Montageplatte ist, an der das eigentliche Montagebauteil noch befestigt wird, sei es, dass dies bereits das konkrete Montagebauteil selbst ist, wird zunächst in die Ausnehmung 25 das Stellgliederelement 4, das das Außengehäuse 21 bereits umfasst, mit seinem Befestigungsabschnitt 8 eingesteckt oder eingeschraubt, wie in 6b gezeigt ist. Am Außengehäuse 21 beziehungsweise hier dem Ringabschnitt 22 des Außengehäuses 21 sind zwei oder mehr Verbindungszapfen 48 vorgesehen, die nach oben abstehen. Auf diese wird, siehe 6c, das erste Bauteil 23, das entsprechende Zapfenaufnahmen aufweist, aufgesteckt, so dass eine hinreichend feste Verbindung zwischen dem Außengehäuse 21 und dem ersten Bauteil 23 gegeben ist.
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Sodann wird, siehe 6d, das Betätigungselement 2 von oben her in die Öffnung 42 und folgend in die Einsteckdurchbrechung 39 eingesteckt und soweit eingeschoben, bis das untere Ende 6 des Betätigungsabschnitts in der Befestigungsaufnahme 7 formschlüssig aufgenommen ist, worüber das Betätigungselement 2 positionsfest relativ zum ersten Bauteil 23 festgelegt ist. Sodann wird der Schiebestab 29 entsprechend verschoben und der Spreizkörper 41 entsprechend positioniert, um das gewünschte Stellglied 5 zu koppeln, und so die entsprechende Richtungsverstellung durch einfaches Drehen des Betätigungselements 2 um seine Längsachse zu verstellen.
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Nach Beendigung der Justage wird das Betätigungselement 2 wieder herausgezogen, nachdem der Schiebestab 29 in die Nullstellung bewegt wurde und folglich keine Kopplung mehr zu einem der Stellglieder 5 gegeben ist. Entweder verbleibt sodann das Stellgliederelement 4 verbaut, Entsprechendes gilt für die Bauteile 23, 24, sofern es sich bei diesen um Montageplatten handelt, oder die Bauteile 23, 24 wie auch das Stellgliederelement 4 werden ebenfalls demontiert.
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Die gezeigte Justiervorrichtung 1 ermöglicht die Ausrichtung in drei Raumrichtungen. Soll die Ausrichtung nur in zwei Raumrichtungen möglich sein, so sind z. B. nur die beiden Nocken- oder Kurvenscheiben 14, 15 mit ihren Rahmen 19, 20 und nur zwei Ringe 36, 37 vorzusehen, um eine x-y-Bewegung zu ermöglichen. Für eine x-z- oder eine y-z-Bewegung wäre nur jeweils eine Nocken- oder Kurvenscheibe 14 oder 15 und die Gewindehülse 9 mit zugeordneter Außenhülse 11, wie auch nur die entsprechenden zwei Ringe 36, 37 oder 38 vorzusehen.
