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Die
Erfindung betrifft eine Montagelehre der im Oberbegriff des Anspruchs
1 angegebenen Gattung.
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Im
Kraftfahrzeugbau, aber auch in vielen anderen Bereichen der Technik
werden Montagelehren eingesetzt, um zwei Bauteile bei der Montage
gegenseitig exakt auszurichten. Die Montagelehre hält das eine
Bauteil in seiner vorgesehenen Relativposition zum anderen Bauteil
so lange, bis eine endgültige
Fixierung, beispielsweise durch Verschraubung, erfolgt ist. Hierzu
ist ein Grundkörper
der Montagelehre vorgesehen, der mit Fixiermitteln an einem ersten
Bauteil in Position gebracht und dort gehalten wird. Der Grundkörper trägt an fest
und exakt vorgegebener Position einen Bauteilhalter, an dem seinerseits
das zweite Bauteil provisorisch, aber in exakt ausgerichteter Lage
gehalten ist. Demnach also wird über
die Fixiermittel nicht nur die Montagelehre, sondern auch das daran
provisorisch gehaltene zweite Bauteil gegenüber dem ersten Bauteil ausgerichtet
und dort so lange an Ort und Stelle gehalten, bis eine endgültige Befestigung
des zweiten Bauteils am ersten Bauteil beispielsweise mittels Verschraubung,
Verschweißung
oder dergleichen durchgeführt
ist. Ein gegenseitiges Verrutschen, Verdrehen oder dergleichen vor und
während
des Befestigungs vorganges ist durch die Montagelehre vermieden.
Nach der endgültigen, unverrückbar in
der vorgesehenen Relativposition vorgenommenen Befestigung ist die
Montagelehre überflüssig geworden
und kann abgenommen werden.
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In
der Praxis hat sich gezeigt, dass vorbekannte Montagelehren zwar
in der Lage sind, die geforderte Genauigkeit der gegenseitigen Lageausrichtung
beider Bauteile sicherzustellen, dass aber nach erfolgter abschließender Befestigung
die Montagelehre in Einzelfällen
nicht mehr oder nur mit hohem Krafteinsatz abgenommen werden kann.
Die Entfernung der Montagelehre, insbesondere für die weitere Verwendung an
der nächsten
Verbindungsstelle, ist aufwändig,
was den Arbeitsprozess verlangsamt und deswegen unwirtschaftlich
ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Montagelehre
derart weiterzubilden, dass diese unter Beibehaltung der Ausrichtgenauigkeit
nach erfolgter Montage leichter abgenommen werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Montagelehre mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Hierzu
wird eine Montagelehre vorgeschlagen, bei der eine manuell betätigbare
Schnellspannvorrichtung für
eine lösbare,
in einer Spannrichtung wirkende Verspannung des Bauteilhalters gegenüber dem
Grundkörper
vorgesehen ist, und bei der Zentriermittel vorgesehen sind, die
den Bauteilhalter im gespannten Zustand der Schnellspannvorrichtung
in einer fest vorgegebenen Position gegenüber dem Grundkörper ausrichten, und
die im gelösten
Zustand der Schnellspannvorrichtung eine relative Beweglichkeit
des Bauteilhalters gegenüber
dem Grundkörper zulassen.
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Die
Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die in der Praxis bei
vorbekannten Montagelehren auftretenden Schwierigkeiten auf eine
gegenseitige Bauteilverspannung zurückzuführen sind. Es hat sich gezeigt,
dass beispielsweise beim Festziehen einer Schraubverbindung zwischen
zwei Bauteilen nicht nur diese beiden Bauteile gegeneinander, sondern
auch gegenüber
der Montagelehre verspannt werden. Die resultierende Verspannung
der Montagelehre kann so hoch sein, dass sie nur mit übermäßigem Kraftaufwand
abgenommen werden kann. Dem wird nach der Erfindung dadurch entgegengewirkt,
dass der Bauteilhalter mittels der Schnellspannvorrichtung gegenüber dem
Grundkörper
verspannt und auch gelöst
werden kann. Im gespannten Zustand ist der Bauteilhalter mittels
der Zentriermittel exakt in seiner vorgesehenen Position gehalten,
so dass sich auch das dort befestigte Bauteil in der exakt vorgesehenen
Position befindet. In diesem Zustand kommt die Montagelehre zum
Einsatz, wodurch die gegenseitige Ausrichtung der beiden Bauteile
bei der Montage sichergestellt ist.
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Nach
erfolgter Montage kann jedoch die Schnellspannvorrichtung gelöst werden.
Hierdurch werden auch die Zentriermittel so weit gelöst, dass innerhalb
gewisser Grenzen eine Relativbeweglichkeit des Bauteilhalters samt
dem daran festliegenden einen Bauteil gegenüber dem Grundkörper bzw.
dem anderen Bauteil möglich
und zugelassen ist. Diese Relativbeweglichkeit reicht aus, eine
unter Umständen
eingetretene Verspannung innerhalb der Montagelehre abzubauen.
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Im
gelösten
Zustand ist die Montagelehre spannungsfrei und kann deshalb mit
geringem Kraftaufwand schnell und unkompliziert abgenommen und an
anderer Stelle weiter verwendet werden. Die manuelle Betätigung der
Schnellspannvorrichtung kann mit geringer Handkraft unter Verzicht
auf Werkzeugeinsatz vorgenommen werden, wodurch die Anordnung leicht
handhabbar ist. Nach erneutem Festziehen der Schnellspannvorrichtung
führen
die Zentriermittel dazu, dass sich der Bauteilhalter wieder in seine
vorgesehene Lage gegenüber
dem Grundkörper
zurückbewegt,
wodurch die gewünschte
Ausrichtgenauigkeit beim nächsten
Montagevorgang wieder hergestellt ist. Durch die leichte Handhabbarkeit
während
des gesamten Montageprozesses ist die Wirtschaftlichkeit deutlich
gesteigert.
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Für die Ausgestaltung
der Schnellspannvorrichtung kommen verschiedene Varianten beispielsweise
mit einem Kniehebel, einem Umlenkhebel mit Kurvenscheibe, einem
Exzenter oder dergleichen in Betracht. Es kann auch eine Schraubverspannung zweckmäßig sein.
Für sehr
hohe Spannkräfte
kann auch beispielsweise eine manuell betätigbare hydraulische Spannvorrichtung
zweckmäßig sein.
In bevorzugter Ausgestaltung umfasst die Schnellspannvorrichtung
einen Drehgriff, einen Lagerflansch mit einer wendelförmig verlaufenden
Steuernut und einen Spannzapfen mit einem in die Steuernut eingreifenden
Steuerstift, wobei der Spannzapfen und der Lagerflansch mittels
des Drehgriffs gegeneinander verdrehbar sind. Steuerstift und Steuernut
führen eine
schraubenartige Relativbewegung zueinander aus, mittels derer eine
Drehung des Handgriffes in eine axiale Spannkraft umgesetzt wird.
Bei konstruktiv einfachem Aufbau können einerseits hohe Spannkräfte und
andererseits niedrige manuelle Betätigungskräfte für ein werkzeugloses Lösen erzeugt werden.
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Es
kann zweckmäßig sein,
den vorgenannten Spannzapfen drehfest zu fixieren und bei Betätigung den
Lagerflansch relativ dazu zu verdrehen. Bevorzugt ist ein umgekehrter
Aufbau gewählt,
bei dem der Lagerflansch fest mit dem Grundkörper verbunden ist, und bei
dem der Drehgriff drehfest mit dem Spannzapfen verbunden ist. Der
Spannzapfen ist drehbar, aber axial fest mit dem Bauteilhalter verbunden.
Bei Betätigung
wird also nur die Baueinheit aus Drehgriff und Spannzapfen gedreht,
während
die übrigen
Bauteile keinerlei Drehung relativ zur Montagelehre ausführen. Hierdurch
kann die Anordnung bei hoher Tragfähigkeit sehr kompakt aufgebaut
werden.
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In
vorteilhafter Weiterbildung ist eine Drehfeder, insbesondere eine
Schenkelfeder vorgesehen, die mittels ihrer Vorspannkraft in einer
schließenden Drehrichtung
auf den Drehgriff einwirkt. Das Öffnen bzw.
Lösen und
damit das Entspannen der Anordnung erfolgt durch Drehung des Drehgriffs
in der öffnenden
Drehrichtung gegen das wirkende Federmoment. Sobald die gewünschte Entspannung
erzielt und die Montagelehre abgenommen ist, kann der Benutzer den
Drehgriff einfach loslassen. Dieser kehrt dann durch Einwirkung
der Drehfeder selbsttätig
in der schließenden
Drehrichtung in seine geschlossene Position zurück, in der der Bauteilhalter
gegenüber
dem Grundkörper
fixiert ist. Ein aktives Festziehen ist nicht erforderlich, wodurch
Fehlmontagen durch versehentlich nicht festgezogene Schnellspannvorrichtungen
vermieden sind.
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Vorteilhaft
ist eine Spannfeder, insbesondere eine Schraubendruckfeder vorgesehen,
die in der axialen Spannrichtung auf den Bauteilhalter einwirkt. Sie
unterstützt
die Schnellspannvorrichtung in der Schließrichtung und sorgt für hinreichend
hohe axiale Spannkräfte
in der geschlossenen Position, so dass auftretende Montagekräfte nicht
die Spannkraft der Schnellspannvorrichtung überwinden können.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
weist der Drehgriff einen Griffknauf und eine insbesondere einteilig
mit dem Griffknauf ausgebildete Hülse auf, wobei die Hülse den
Lagerflansch und insbesondere dessen Mittelstück zumindest teilweise umschließt. Hierdurch
ist der Benutzer einerseits vor Kontakt mit unter Umständen scharfkantigen
Bauteilen der Schnellspannvorrichtung geschützt. Andererseits ist die Schnellspannvorrichtung
selbst durch die Baueinheit aus Griffknauf und Hülse vor äußeren Einflüssen wie Verschmutzung und
Beschädigung
geschützt. Die
manuelle Bedienbarkeit der Anordnung ist verbessert und die Zuverlässigkeit
gesteigert.
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Für die Ausgestaltung
der Zentriermittel zwischen dem Bauteilhalter und dem Grundkörper der Montagelehre
kommen verschiedene Ausführungen in
Betracht. Bevorzugt weisen die Zentriermittel Schrägflächen auf,
die gegenüber
der Spannrichtung geneigt sind, die einerseits dem Grundkörper und
andererseits dem Bauteilhalter zugeordnet sind und die im verspannten
Zustand der Schnellspannvorrichtung aneinander anliegen. Im gespannten
Zustand entsteht eine selbstzentrierende Keilwirkung, bei der die
aufeinandergepressten Schrägflächen unter
Einwirkung der axialen Spannkraft eine selbsttätige Lageausrichtung des Bauteilhalters
gegenüber
dem Grundkörper
herbeiführen.
Im entspannten Zustand heben die Schrägflächen voneinander ab, wodurch ein
Spiel entsteht, welches die gewünschte
Entspannung der Anordnung herbeiführt.
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Die
Schrägflächen können eben,
gekrümmt oder
in anderer Weise ausgestaltet sein und beispielsweise durch eine
Pyramidenform gebildet sein. Bevorzugt sind sie durch mindestens
einen konischen Bolzen und mindestens eine zur Aufnahme des konischen
Bolzens vorgesehene konische Buchse gebildet. Neben einer leichten
Herstellbarkeit ergibt sich eine Zentrierwirkung in allen räumlichen Freiheitsgraden.
Umgekehrt sind im gelösten
Zustand sämtliche
räumlichen
Bewegungsfreiheitsgrade freigegeben, so dass eine zuverlässige Entspannung
des Systems möglich
ist. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung mit zwei jeweils ein Paar
bildenden konischen Bolzen und konischen Buchsen wird die Ausrichtgenauigkeit
weiter verbessert und insbesondere eine Relativverdrehung des Bauteilhalters
gegenüber
dem Grundkörper
um die Achse der Schnellspannvorrichtung vermieden.
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In
einer bevorzugten Ausführung
sind die Fixiermittel des Grundkörpers
durch mindestens einen, bevorzugt zwei Absteckdorne gebildet, wobei
einer der beiden Absteckdorne schwimmend am Grundkörper gelagert
ist. Der oder die Absteckdorne erlauben durch einfaches Einstecken
in eine zugeordnete Aufnahmeöffnung
des jeweiligen Bauteiles eine lagegenaue Fixierung.
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Die
schwimmend gelagerte Ausgestaltung eines der beiden Absteckdorne
vermeidet nicht nur eine Verspannung des Grundkörpers gegenüber demjenigen Bauteil, auf
welches der Grundkörper aufgesteckt
ist, sondern vermindert auch die Verspannung gegenüber dem
weiteren, am Bauteilhalter gehaltenen Bauteil während des Befestigungsvorganges.
Dies trägt
dazu bei, dass die Montagelehre nach Beendigung des Montagevorganges
leichter abgenommen und entfernt werden kann.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigen:
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1 in
einer Seitenansicht eine erfindungsgemäß ausgeführte Montagelehre mit einer
Schnellspannvorrichtung und mit Zentriermitteln im gespannten Zustand;
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2 die
Anordnung nach 1 im gelösten und entspannten Zustand;
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3 eine
perspektivische Ansicht des Drehgriffs der Schnellspannvorrichtung
nach 1;
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4 eine
perspektivische Ansicht eines zur Schnellspannvorrichtung nach den 1 und 2 gehörenden Lagerflansches;
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5 eine
Halteplatte als Teil der vorgenannten Schnellspannvorrichtung;
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6 eine
Längsschnittdarstellung
durch die Schnellspannvorrichtung nach den 1 und 2 mit
Bauteilen nach den 3 bis 5.
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1 zeigt
in einer Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäß ausgeführten Montagelehre,
die zur gegenseitigen Ausrichtung zweier nicht dargstellter Bauteile
bei deren Montage vorgesehen ist. Die Montagelehre umfasst einen Grundkörper 1,
der durch eine ebene Platte mit an deren Enden befestigten Dornhaltern 21, 22 gebildet ist.
Des Weiteren sind Fixiermittel 2 vorgesehen, die im gezeigten
Ausführungsbeispiel
als an den Dornhaltern 21, 22 befestigte Absteckdorne 19 ausgeführt sind.
Für die
Montage der beiden vorgenannten Bauteile wird die Montagelehre mittels
der Absteckdorne 19 in je eine zugeordnete Öffnung des
ersten Bauteils eingesteckt, wodurch die Montagelehre gegenüber diesem
ersten Bauteil räumlich
fixiert ist. Zum Ausgleich von Lagetoleranzen und zur Vermeidung einer
Verspannung ist einer der beiden Absteckdorne 19 schwimmend
am Dornhalter 21 gelagert, was eine begrenzte seitliche
Relativbeweglichkeit des Absteckdorns 19 gegenüber dem
Dornhalter 21 bzw. gegenüber dem Grundkörper 1 entsprechend
einem Doppelpfeil 20 ermöglicht.
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Des
Weiteren umfasst die Montagelehre einen Bauteilhalter 3 für das zweite,
am ersten Bauteil zu montierende Bauteil. Das zweite Bauteil wird
provisorisch am Bauteilhalter 3 befestigt und durch Formschluss
mit entsprechenden Ausformungen im Bauteilhalter 3 gegenüber diesem
ausgerichtet. Hierzu wird das zweite Bauteil mittels einer Halteeinrichtung
am Bauteilhalter 3 gehalten, wobei die Halteeinrichtung
hier beispielhaft durch zwei Magnethalter 23 mit Gummielementen 24 und
Magneten 25 gebildet ist. Da der Bauteilhalter 3 lagegenau
entsprechend den gewünschten
Toleranzvorgaben am Grundkörper 1 befestigt
ist, ist das zweite Bauteil mittels der Montagelehre und deren Fixiermittel 2 gegenüber dem
ersten Bauteil ausgerichtet, so dass in diesem ausgerichteten Zustand
eine abschließende
Montage beider Bauteile beispielsweise durch Verschraubung, Verschweißung oder
dergleichen durchgeführt werden
kann.
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Nach
abschließend
erfolgter Montage der beiden nicht dargestellten Bauteile kann die
gezeigte Montagelehre entfernt und dem nächsten Montagevorgang zugeführt werden.
Hierzu wird die Verbindung zwischen dem zweiten Bauteil und dem
Bauteilhalter 3 bzw. den Magnethaltern 23 gelöst. Dies
kann durch einfaches manuelles Abziehen unter Überwindung der Haltekraft der
Magnethalter 23 geschehen, wobei auch die Absteckdorne 19 aus
ihren Aufnahmen im ersten Bauteil herausgezogen werden.
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Die
gezeigte Anordnung ist vorgesehen für den Einsatz im Kraftfahrzeugbau,
wobei hier das zweite Bauteil in Form eines Haltewinkels für Armaturenbretter
am Bauteilhalter 3 fixiert wird, wobei als erstes Bauteil
die A-Säule
der Karosse vorgesehen ist, mit der der Haltewinkel verschraubt
wird, und in die der Grundkörper 1 mittels
seiner Absteckdorne 19 eingesteckt wird. Durch entsprechende
geometrische Anpassung der gezeigten Montagelehre sind aber auch
beliebige andere Anwendungsfälle
im Kraftfahrzeugbau und auch in anderen Bereichen der Technik möglich, bei
denen es auf eine lagegenaue Bauteilmontage ankommt.
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In
der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass die abschließende Befestigung
des zweiten Bauteils am ersten Bauteil zu Verspannungen innerhalb
einer vorbekannten Montagelehre derart führen kann, dass die Montagelehre
nicht mehr ohne weiteres abgenommen werden kann. Zur Vermeidung
dieses Effekts umfasst die erfindungsgemäße Montagelehre eine manuell
betätigbare
Schnellspannvorrichtung 4, von der hier nur ein Drehgriff 7 zu
erkennen ist, und deren Einzelheiten weiter unten im Zusammenhang mit
den 3 bis 6 näher beschrieben sind.
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Die
Schnellspannvorrichtung 4 ist für eine lösbare, in einer durch einen
Pfeil angegebenen Spannrichtung 5 wirkende Verspannung
des Bauteilhalters 3 gegenüber dem Grundkörper 1 vorgesehen. Für die Ausgestaltung
der Schnellspannvorrichtung 4 kommen verschiedene Varianten
beispielsweise mit einem Kniehebel, einem Umlenkhebel mit Kurvenscheibe,
einem Exzenter oder dergleichen in Betracht. Es kann auch eine Schraubverspannung zweckmäßig sein.
Für sehr
hohe Spannkräfte
kann auch beispielsweise eine manuell betätigbare hydraulische Spannvorrichtung 4 zweckmäßig sein.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel
ist der Drehgriff 7 in einer öffnenden, im Uhrzeigersinn
verlaufenden Drehrichtung 26 und in einer schließenden,
entgegen dem Uhrzeigersinn verlaufenden Drehrichtung 13 drehbar.
Bei Drehung in der schließenden
Drehrichtung 13 ist der Bauteilhalter 3 in der
axialen Spannrichtung 5 gegen den Grundkörper 1 gespannt
und gegenüber
diesem lagegenau fixiert, wie dies in 1 dargestellt
ist.
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Für die lagegenaue
Fixierung des Bauteilhalters 3 gegenüber dem Grundkörper 1 sind
Zentriermittel 6 vorgesehen, die den Bauteilhalter 3 im
gezeigten gespannten Zustand der Schnellspannvorrichtung 4 in
einer fest vorgegebenen Position gegenüber dem Grundkörper 1 ausrichten.
Hierzu weisen die Zentriermittel 6 Schrägflächen auf, die gegenüber der
Spannrichtung 5 geneigt sind. Die Schrägflächen sind einerseits dem Grundkörper 1 und
andererseits dem Bauteilhalter 3 zugeordnet und liegen
im gezeigten gespannten Zustand der Schnellspannvorrichtung 4 aneinander
an. Die genannten Schrägflächen sind
durch mindestens einen konischen, am Bauteilhalter 3 befestigten
Bolzen 17 und eine konische, am Grundkörper 1 befestigte
Buchse 18 ausgebildet, wobei ein Bolzen 17 und
eine Buchse 18 ein einander zugeordnetes Paar bilden. In
der gezeigten bevorzugten Ausführungsform
sind zwei solcher Paare angeordnet, demnach also zwei konische Bolzen 17 und
zwei konische Buchsen 18 zur Aufnahme je eines Bolzens 17 vorgesehen
sind. Im gespannten Zustand nach 1 greifen
die konischen Bolzen 17 in die jeweilige zugeordnete konische
Buchse 18 formschlüssig
ein, wodurch eine spielfreie Zentrierung und exakte Lageausrichtung
des Bauteilhalters 3 gegenüber dem Grundkörper 1 herbeigeführt ist.
Mit gleicher Genauigkeit ist dementsprechend auch das zweite zu
montierende Bauteil gegenüber
dem ersten Bauteil ausgerichtet.
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Im
gespannten Zustand der Schnellspannvorrichtung 7 nach 1 wird
das zweite Bauteil am Bauteilhalter 3 fixiert, mittels
der Montagelehre gegenüber
dem ersten Bauteil ausgerichtet und im ausgerichteten Zustand abschließend lagegenau
befestigt.
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Um
anschließend
die Entfernung der Montagelehre vom Montageort zu erleichtern, wird
die Schnellspannvorrichtung 4 schließlich gelöst, wie dies in 2 dargestellt
ist. Gegenüber 1 sind
in 2 gleiche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Durch Drehung des Drehgriffs 7 in der öffnenden Drehrichtung 26 ist
die Schnellspannvorrichtung 4 gelöst, wodurch der Bauteilhalter 3 entgegen der
axialen Spannrichtung 5 relativ zum Grundkörper 1 entspannt
ist. Hierbei bildet sich ein axialer Spalt zwischen dem Bauteilhalter 3 und
dem Grundkörper 1 aus,
der durch einen Abstand a schematisch angegeben ist. Um den gleichen
Abstand a sind auch die konischen Bolzen 17 aus ihren konischen
Buchsen 18 herausgezogen. Die zugehörigen Schrägflächen weisen auf Grund ihrer
Neigung zur Spannrichtung 5 einen Abstand zueinander auf,
so dass die Zentriermittel 6 nicht mehr ihre Funktion ausüben können. Vielmehr
lassen die Zentriermittel 6 im gelösten Zustand der Schnellspannvorrichtung 4 nach 2 eine
relative Beweglichkeit des Bauteilhalters 3 gegenüber dem
Grundkörper 1 zu.
In der gegebenen Ausgestaltung ist eine solche relative Beweglichkeit in
allen drei translatorischen und auch in allen drei rotatorischen
räumlichen
Freiheitsgraden möglich.
Es können
aber auch entsprechende Vorkehrungen getroffen sein, dass nur eine
beschränkte
Anzahl von Bewegungsfreiheitsgraden freigegeben ist. Die vorgenannte
Relativbeweglichkeit zwischen Bauteilhalter 3 und Grundkörper 1 führt zum
Abbau eventuell aufgetretener Verspannungen innerhalb der Montagelehre.
Die Montagelehre ist im gelösten
Zustand der Schnellspannvorrichtung 4 nach 2 insgesamt
spannungsfrei und kann deshalb mit geringen Handkräften von
den beiden fest miteinander verbundenen Bauteilen abgenommen werden.
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6 zeigt
eine Querschnittdarstellung der Montagelehre nach den 1 und 2 im
Bereich der Schnellspannvorrichtung 4. Demnach umfasst die
bevorzugt ausgeführte
Schnellspannvorrichtung 4 den Drehgriff 7, einen
Lagerflansch 8 mit einer Steuernut 9 und einen
Spannzapfen 10 mit einem in die Steuernut 9 eingreifenden
Steuerstift 11.
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Einzelheiten
des Drehgriffs 7 sind in der perspektivischen Ansicht nach 3 gezeigt,
demnach der Drehgriff 7 einen Griffknauf 15 und
eine in der axialen Richtung sich an den Griffknauf 15 anschließende Hülse 16 umfasst.
Griffknauf 15 und Hülse 16 sind hier
einteilig aus spritzgegossenem Kunststoff gebildet. Die Hülse 16 ist
mit radialen Querbohrungen 27 zur Aufnahme eines in 6 dargestellten
Stiftes 35 versehen. Der Stift 35 durchgreift
nach 6 das obere Ende des Spannzapfens 10,
wodurch eine in Drehrichtung und in Achsrichtung feste Verbindung zwischen
dem Drehgriff 7 und dem Spannzapfen 10 (6)
hergestellt ist.
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4 zeigt
in perspektivischer Ansicht Einzelheiten des Lagerflansches 8 nach 6.
Der Lagerflansch 8 ist einteilig aus einer Flanschplatte 28 mit
einem sich daran anschließenden,
im Wesentlichen zylindrisch rohrförmigen Mittelstück 29 gebildet. In
das Mittelstück 29 ist
eine wendel- bzw. schraubenförmig
verlaufende Steuernut 9 eingebracht. Die Steuernut 9 verläuft dabei
um etwa 180° in
Umfangsrichtung. Außerdem
ist sie zur Längsachse
des Mittelstücks 29 derart
schräg
geneigt, dass sich ihr Abstand zur Flanschplatte 28 in
der öffnenden
Drehrichtung 26 (6) insbesondere
kontinuierlich verringert. Die Steuernut 9 weist demnach
eine schraubenartige Steigung auf, die im gezeigten Ausführungsbeispiel
in Umfangsrichtung konstant ist. Es kann aber auch ein geschwungener
oder stufenförmiger Steigungsverlauf
der Steuernut 9 zweckmäßig sein.
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Nach 6 ist
der Lagerflansch 8 mit seiner Flanschplatte 28 (4)
fest mit dem Grundkörper 1 verschraubt
und nimmt innenseitig seines Mittelstücks 29 (4)
den Spannzapfen 10 drehbar gelagert auf. Der Steuerstift 11 durchgreift
den Spannzapfen 10 und bildet mit diesem eine feste Einheit.
Da der Steuerstift 11 außerdem in die Steuernut 9 eingreift,
führt eine
Drehung des Steuerstiftes 11 relativ zum festliegenden
Lagerflansch 8 infolge der Steigung der Steuernut 9 zu
einer axialen Verschiebung des Spannzapfens 10.
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Zwischen
einem Bund des Spannzapfens 10 und dem Grundkörper 1 ist
eine Spannfeder angeordnet, die im gezeigten Ausführungsbeispiel
als den Spannzapfen 10 umschließende Schraubendruckfeder ausgebildet
ist. Ihre axiale Vorspannkraft wirkt auf den Spannzapfen 10 in
der axialen Spannrichtung 5. Der Spannzapfen ist mittels
eines Lagers 36 drehbar, aber axial fest mit dem Bauteilhalter 3 verbunden. Hierüber überträgt sich
die Druckkraft der Schraubendruckfeder 14 auf den Bauteilhalter 3 in
der axialen Spannrichtung 5.
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Da
der Spannzapfen 10 und der Drehgriff 7 mittels
des Stiftes 35 als Baueinheit drehfest miteinander verbunden
sind, kann der Spannzapfen 10 mittels des Drehgriffes 7 in
der öffnenden
Drehrichtung 26 bzw. in der schließenden Drehrichtung 13 gedreht werden,
wobei sich der Bauteilhalter 3 infolge des Lagers 36 nicht
mitdreht. Gleichwohl werden axiale Bewegungen des Spannzapfens 10 mittels
des Lagers 36 auf den Bauteilhalter 3 übertragen,
so dass eine Drehung des Drehgriffes 7 in der öffnenden
Drehrichtung 26 durch das Zusammenwirken von Steuerstift 11 und
Steuernut 9 zu einem axialen Entspannen des Bauteilhalters 3 gegenüber dem
Grundkörper 1 entgegen
der Spannrichtung 5 nach 2 führt. Umgekehrt
führt eine
Drehung des Drehgriffes 7 in der schließenden Drehrichtung 13 zu
einem Spannen des Bauteilhalters 3 entsprechend der Darstellung nach 1.
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Die
axiale Entspannung nach 2 erfolgt unter Überwindung
der Druckkraft der Schraubendruckfeder 14 nach 6.
Im gespannten Zustand nach 1 drückt die
Vorspannkraft der Schraubendruckfeder 14 den Bauteilhalter 3 mit
seinen konischen Bolzen 17 in die zugeordneten konischen Buchsen 18 des
Grundkörpers 1,
wodurch der Bauteilhalter 3 gegenüber dem Grundkörper 1 lagegenau fixiert
ist.
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Der
Darstellung nach 6 ist noch zu entnehmen, dass
der Spannzapfen 10 im Bereich seines in den Drehgriff 7 hineinragenden
Endes eine Halteplatte 32 durchgreift, die in perspektivischer
Ansicht in 5 dargestellt ist. Demnach ist
die Halteplatte 32 in Umfangsrichtung mit einer Anzahl
von Bohrungen 33 versehen und weist eine mittige unrunde,
hier ovale Öffnung 34 auf.
Der Spannzapfen 10 (6) weist
im Bereich der Halteplatte 32 einen an die Form der Öffnung 34 angepassten
unrunden Querschnitt auf, so dass eine drehfeste Verbindung zwischen
der Halteplatte 32 und dem Spannzapfen 10 gebildet
ist.
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Des
Weiteren ist in 6 zu erkennen, dass zwischen
der Halteplatte 32 und der ihr zugewandten Stirnseite des
Lagerflansches 8 eine Drehfeder angeordnet ist, die den
Spannzapfen 10 umschließt. Die Drehfeder ist im gezeigten
Ausführungsbeispiel als
Schenkelfeder 12 ausgebildet, die mit einem ihrer Enden
in eine der Bohrungen 33 der Halteplatte 32 (5)
und mit ihrem anderen Ende in eine der in 4 dargestellten
Bohrungen 31 auf der Stirnfläche des Lagerflansches 8 eingreift.
Die Schenkelfeder 12 ist hierbei in Drehrichtung derart
vorgespannt, dass sie über
die Halteplatte 32 auf den Spannzapfen 10 und
den Drehgriff 7 in der schließenden Drehrichtung 13 relativ
zum Lagerflansch 8 einwirkt. Ihre Vorspannkraft kann zwar
durch manuelles Drehen des Drehgriffes 7 in der öffnenden
Drehrichtung 26 überwunden
werden. Sie stellt aber sicher, dass sich die Baueinheit aus Drehgriff 7 und
Spannzapfen 10 aus der gelösten Position nach 2 selbsttätig in der schließenden Drehrichtung 13 in
die gespannte Position nach 1 zurückdreht
und dort verbleibt. Es stellt sich demnach ein Ruhezustand ein,
in dem der Bauteilhalter 3 immer gegen den Grundkörper 1 gespannt
ist. Erst durch aktives Drehen in der öffnenden Drehrichtung 26 wird
die Anordnung entspannt, nach Loslassen des Drehgriffs 7 jedoch
sofort wieder selbsttätig
gespannt.
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Schließlich kann
der Darstellung nach 6 noch entnommen werden, dass
die Hülse 16 des Drehgriffs 7 zumindest
das Mittelstück 29 (4)
des Lagerflansches 8 umschließt. Außerdem ist durch die geschlossene
Hülse 16 und
den Griffknauf 15 eine Glockenform gebildet, die die weiteren
Einzel teile der Schnellspannvorrichtung 4 einschließlich der Schraubendruckfeder 14,
der Schenkelfeder 12, der Halteplatte 32 und des
oberen Endes des Spannzapfens 10 umschließt, womit
die mechanisch bewegten Bauteile der Schnellspannvorrichtung 4 gegen äußere Einflüsse geschützt und
abgedeckt sind. Zur Verbesserung der Schutzwirkung ist entsprechend
der Darstellung nach 4 eine Nut 30 in der
Flanschplatte 28 eingearbeitet, die um das Mittelstück 29 herumläuft, und
in die entsprechend der Darstellung nach 6 das freie
Ende der Hülse 16 eingreift.