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Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum
Anbringen von Bauteilen an Vorrichtungen, welche mindestens zwei
Elemente umfasst, die miteinander um mindestens eine Achse in Winkelschritten formschlüssig lösbar miteinander
verbunden sind.
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Spannvorrichtungen dieser Art für den Einsatz
in Fertigung, Prüfung
und Messung sind in verschiedenen Ausführungen bekannt.
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Aus der
DE 296 03 081 U1 ist eine
derartige Vorrichtung bekannt, welche mit mindestens einem zweiarmigen
Gelenkarm versehen ist, wobei die Gelenke der Gelenkarme durch formschlüssige Verbindung
mittels Verzahnungen mit aneinander angepassten Zähnen an
den aneinander gegenüberliegenden
Flächen
der Gelenke und lösbaren
Verschraubungen gebildet sind. Hierbei sind die Verzahnungen in
einer Art Hirth-Verzahnung ausgebildet. Als nachteilig wird hierbei
angesehen, daß die
Herstellung dieser Verzahnungen zusammen mit den Gelenkarmen sich
als schwierig erweist, wobei die Ausgestaltung der Gelenkarme eingeschränkt bleibt. Als
ein weiterer Nachteil wird die Anzahl von verschiedenen Bauteilen
gesehen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht
somit darin, die oben genannten Nachteile nicht mehr aufzuweisen,
weitere Vorteile gegenüber
dem Stand der Technik vorzusehen, wobei eine einfache und vielseitige
Verwendung möglich
ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß die
Verbindung der Elemente mittels eines Steckelementes erfolgt und
der Formschluß der
Verbindung durch Außen-
und korrespondierende Innenverzahnungen ausgebildet ist.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der
Erfindung sind in den Unteransprüchen
enthalten.
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Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung weist ein
Steckelement auf, welches zur Verbindung aller Elemente der Vorrichtung
untereinander verwendet wird. Dieses Steckelement verbindet die
einzelnen Elemente untereinander formschlüssig und lösbar. Es ist bevorzugt mit
einer Außenverzahnung versehen,
welche ein Vielzahnprofil oder ein Kerbprofil oder ähnliches
sein kann. Die zu verbindenden Elemente besitzen jeweils an den
Verbindungsstellen durchgehende Ausnehmungen, welche mit einer Innenverzahnung
versehen sind, welche dem Profil der Außenverzahnung des Steckelementes
entspricht.
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Das Verzahnungsprofil des Steckelementes und
der Verbindungselemente der Vorrichtung weist vorzugsweise eine
Winkelteilung von 15° auf.
Dieses ist fertigungstechnisch bedingt, durch ein entsprechendes
Fertigungsverfahren können
selbstverständlich
auch kleinere oder größere Winkelteilungen realisiert
werden. Das Steckelement ist vorzugsweise Stangenmaterial, welches
in einfachster vorteilhafter Weise für die entsprechenden Verbindungen abgelenkt
werden kann. Es ist auch denkbar, daß das Steckelement als ein
Sinterteil herzustellen. Das Steckelement und die Verbindungselemente
der Vorrichtung bestehen aus einem Metall vorzugsweise einer Aluminiumlegierung.
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Das Einbringen einer Innenverzahnung
in die Verbindungselemente der Vorrichtung ist vorteilhaft einfach,
weil es sich um Durchgangsöffnungen handelt.
Somit ist die Gestaltung der Verbindungselemente vorteilhaft nicht
eingeschränkt.
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Das Vielzahnprofil bzw. Kerbprofil
der Verbindungen gewährleistet
eine formschlüssige
Verbindung. Die Verbindungselemente werden mit den Steckelementen über unterschiedliche
Arretierelemente fixiert. Die Arretierelemente sind bevorzugt bekannte
Ausführungen
beispielsweise wie Madenschrauben. Es können auch bekannte Spannelemente
von der Stirnseite des Steckelementes angebracht werden, welche
das Steckelement und das Verbindungselement jeweils untereinander
befestigen. Es ist auch denkbar, daß das Steckelement und das
entsprechende Verbindungselement über eine Verstiftung miteinander
fixiert werden.
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In einer anderen Ausführungsform
der Erfindung ist es mit einem Noniuselement vorteilhaft möglich, kleinere
Winkelschritte zu erhalten. Dieses Noniuselement weist beispielsweise
in einer Ausführung eine
innenliegende Durchgangsöffnung
mit einer zu dem Steckelement korrespondierenden Innenverzahnung
auf, wobei es gleichzeitig einer Außenverzahnung besitzt, die
eine zur Innenverzahnung unterschiedliche Winkelteilung aufweist.
Diese Außenverzahnung
des Noniuselementes wird dann mit einer korrespondierenden Innenverzahnung
eines Verbindungselementes zusammengesteckt, wobei durch die unterschiedlichen
Winkelteilungen weitere Einstellmöglichkeiten gegeben sind.
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Der Zusammenbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist vorteilhaft einfach. Dazu ist es erforderlich, das die Verbindungselemente
jeweils mit einem Steckelement versehen werden und in dem entsprechenden
Winkel zueinander zusammengesteckt werden. Hiernach werden sie mittels
geeigneter Arretierelemente fixiert. In einer weiteren Ausführungsform
weisen die Steckelemente einen Führungszapfen
auf, welcher einen Außendurchmesser
besitzt, der etwas kleiner ist als der Innendurchmesser der zugehörigen Innenverzahnung.
Somit ist es einfachst möglich,
das beim Lösen
der Verbindungen der Verbindungselemente bzw. vor dem formschlüssigen Zusammenstecken
der Verbindungselemente diese schon ineinander gesteckt werden können, wobei
sie vorteilhaft einfach gegeneinander ausgerichtet werden und nach
der Ausrichtung formschlüssig
zusammengesteckt werden.
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Es ist ebenfalls möglich, zusätzlich zu
dem Führungszapfen
bzw. anstelle des Führungszapfens die
Innenverzahnung des jeweiligen Verbindungselementes mit einer Ausdrehung
zu versehen, welche diese Führungseigenschaften
ermöglicht.
Dabei ist diese Ausdrehung mit einem Durchmesser versehen, welcher
etwas größer ist
als der Außendurchmesser der
Außenverzahnung
des Steckelementes. Die verwendeten Begriffe Außendurchmesser und Innendurchmesser
für Außenverzahnung
und Innenverzahnung entsprechen den Begriffen Kopfkreisdurchmesser
für Innen-
bzw. Außenverzahnung.
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Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist es weiterhin vorteilhaft möglich,
mehr als zwei Verbindungselemente mittels einer Verbindung untereinander
zusammenzustecken. Ein Steckelement kann in seiner Länge so ausgeführt sein,
daß es
beidseitig von einer Durchgangsöffnung
eines Verbindungselementes herausragt, wobei auf den herausragenden Enden
weitere Verbindungselemente in gewünschten Winkelabständen aufgebracht
werden können.
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Somit ist eine Spannvorrichtung für Bauelemente
zur Anbringung an Vorrichtungen geschaffen, welche in vorteilhafterweise
vor dem Zusammenstecken angepaßt,
formschlüssig
zusammengesteckt und fixiert werden kann. Dieses ist mit einer vorteilhaft
geringen Anzahl von Verbindungselementen möglich. Es ist selbstverständlich denkbar,
daß die Profilierung
der Steckelemente und der zugehörigen Durchgangsöffnungen
der Verbindungselemente auch aus anderen Profilen als den beschriebenen hergestellt
sein kann. Die Profilierung der Steckelemente und der Durchgangsöffnungen
der Verbindungselemente erfolgt in Längsrichtung des Steckelementes
bzw. der Durchgangsöffnung
bei einem Verbindungselement.
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Für
die Fixierung der Verbindungselemente mit den Steckelementen können auch
andere bekannte schnellspannende Bauteile Anwendung finden.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Beispiele
beschränkt.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung
werden in den Zeichnungen anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen
beschrieben. Hierbei zeigt:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer beispielhaften Spannvorrichtung;
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2 eine
perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Spannvorrichtung;
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3 eine
perspektivische Ansicht eines Grundelementes einer Spannvorrichtung;
und
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4 eine
schematische Ansicht einer Noniusscheibe.
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Spannvorrichtung 1,
welche mittels einer Adapterplatte 3 und einer Fußplatte 4 auf einer
Vorrichtung 15 mittels Befestigungsschrauben 5 angebracht
ist.
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Auf der Fußplatte 4 ist ein
Gelenkträger 8 mittels
einer Drehgelenkplatte 6 um eine senkrechte Längsachse
drehbar und mittels eines Arretierelementes 7 fixierbar
angeordnet. Aus der Adapterplatte 3, der Fußplatte 4,
der Drehgelenkplatte 6 und dem Gelenkträger 8 wird ein sogenanntes
Grundelement 2 gebildet, welches auch in 2 und 3 dargestellt
ist.
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In 1 ist
gezeigt, daß an
den Gelenkträger 8 des
Grundelementes 2 ein Tragkopf 12 verschwenkbar
um eine zur Längsachse
des Gelenkträgers 8 stehende
Querachse und mittels Arretierschrauben 11 fixierbar angebracht
ist. Der Tragkopf 12 weist in seinem oberen Bereich eine
durchgehende Ausnehmung auf, in welcher ein Steckelement 14 eingebracht
ist, welches auf einer Seite verlängert ist. Das Steckelement 14 und
die korrespondierende durchgehende Öffnung des Tragkopfes 12 weisen eine
Profilierung auf, welche einen Formschluß zwischen dem Tragkopf 12 und
dem Steckelement 14 herstellt. Auf dem herausragenden Ende
des Steckelementes 14 ist ein Verbindungselement 13 aufgebracht.
Dieses Verbindungselement ist in dieser Ausführungsform von gerader länglicher
Form und weist an beiden Enden jeweils eine profilierte durchgehende Öffnung auf,
deren Profil korrespondierend zudem des Steckelementes 14 ausgebildet
ist.
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An dem oberen Ende des Verbindungselementes 13 ist
ein weiteres Verbindungselement 13' mittels des schon beschriebenen
Steckelementes 14 angebracht. Am oberen Ende dieses Verbindungselementes 13 befindet
sich ebenfalls ein eingebrachtes Steckelement 14, auf welches
ein Montageelement 16 mit Befestigungsbohrungen 17 aufgeschoben
ist.
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Die Verbindungen zwischen dem Tragkopf und
dem Verbindungselement 13 sowie zwischen diesem und dem
Verbindungselement 13' sowie
zwischen diesem und dem Montageelement 17 bilden jeweils
eine Achse 21, um welche die Elemente, die diese jeweilige
Verbindung bilden nach Lösung
von dem jeweiligen profilierten Steckelement 14 verschwenkt
und wieder zusammengesteckt werden können.
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Das Steckelement 14 und
die korrespondierenden Aufnahmeöffnungen
in den einzelnen Verbindungselementen 13, 13' sowie im Montageelement 16 und
in dem Tragkopf 12 sowie auch in weiteren nicht dargestellten
Verbindungselementen sind jeweils um die Achse 21 in Winkelschritten
formschlüssig
lösbar
miteinander verbunden. In bevorzugter Ausgestaltungsform weist das
Steckelement 14 Vielzahnprofil einer Außenverzahnung auf, welche parallel
zur Längsachse
des Steckelementes 14 verlaufend ausgebildet ist. Dieses
Vielzahnprofil kann auch ein genormtes Kerbprofil sein. Die jeweiligen
Aufnahmeöffnungen
der Verbindungselemente 13, 13', des Tragkopfes 12 und
des Montageelementes 16 weisen eine korrespondierende Innenverzahnung
zu diesem Profil auf.
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Die Teilung dieses Vielzahn- oder
Kerbprofiles beträgt
vorzugsweise 15° und
ist von dem Fertigungsverfahren dieses Profiles abhängig. Es
ist denkbar, daß kleinere
Winkelteilungen durch andere Fertigungsverfahren wie z. B. Sintern
erzeugt werden können.
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In der 1 sind
die Verbindungselemente 13 und 13' untereinander und zum Tragkopf 12 hin mit
einem bestimmten Abstand dargestellt. Dieses dient in diesem Falle
nur zur Verdeutlichung des jeweiligen Steckelementes. In der Praxis
sind diese Teile alle dicht zusammengefügt. Eine Arretierung der Verbindungselemente 13, 13', des Montageelementes 16 und
des Tragkopfes 12 mit dem jeweiligen Steckelement 14 wird
in bevorzugter Ausführung
mittels eines ersten Arretierelementes 18, beispielsweise
Klemmschraube oder Madenschraube, ausgeführt. Es sind weitere Arretiermöglichkeiten
denkbar, wie z. B. ein zweites Arretierelement 19, welches
in Form eines Spannelementes auf der Stirnseite des Steckelementes 14 angeordnet
sein kann.
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Weiterhin ist es möglich, das
zweite Arretierelement in Form einer Feststellbohrung mit Verstiftung
oder Verschraubung auf der Stirnseite des Steckelementes zwischen
diesem und dem korrespondierenden Element der jeweiligen Verbindung auszuführen.
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Zur Erziehlung einer feineren Winkelteilung der
Elemente untereinander ist in einer weiteren Ausgestaltungsform
ein Noniuselement 22 zwischen dem Steckelement 14 und
einem Verbindungselement angeordnet. Diese Anordnung zeigt 4 in einer schematischen
Draufsicht. Das Noniuselement 22 kann in verschiedenen
Formen ausgebildet sein. Sein Prinzip besteht darin, daß beispielsweise
unterschiedliche Winkelteilungen zwischen seiner Innenverzahnung
und seiner Außenverzahnung
vorgesehen sind. Dazu ist es erforderlich, daß das Verbindungselement mit
der Innenverzahnung an die Winkelteilung der Außenverzahnung des Noniuselementes 22 angepasst
ist.
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Weitere Variationen der unterschiedlichen Winkelteilung
sind selbstverständlich
denkbar.
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In einer nicht dargestellten Ausführungsform weist
das Steckelement 14 einen Führungszapfen auf, dessen Außendurchmesser
dem Kopfkreisdurchmesser der Innenverzahnung des zugehörigen Verbindungselementes
aufweist. Die Länge
dieses Führungszapfens
verläuft
in Längsrichtung
der Längsachse
des Steckelementes 14 und kann je nach System unterschiedliche
Längen
aufweisen. Der Führungszapfen
hat die Aufgabe, die über
das Steckelement 14 verbundenen Verbindungselemente beim
auseinanderziehen bzw. vor dem zusammenfügen so zu führen, daß eine vorteilhaft leichte Verschwenkung
der Verbindungselemente gegeneinander möglich ist, ohne daß diese
für den
Anpassungsvorgang ohne Führung
voreinander gehalten werden müssen.
Es ist auch denkbar, daß das
Verbindungselement mit der Innenverzahnung in Richtung der Achse
der Innenverzahnung eine Ausdrehung aufweist, deren Innendurchmesser
dem Kopfkreisdurchmesser der Außenverzahnung
des Steckelementes 14 entspricht. Es ist vorteilhaft, wenn
der Außendurchmesser
des Führungszapfens
bzw. der Innendurchmesser dieser Führungsausdrehung in ihren Abmessungen
so gewählt
sind, daß das
korrespondierende Teil leicht eingefügt und verschwenkt werden kann.
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In 2 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
Spannvorrichtung dargestellt, wobei der Tragkopf 12 mit
einem Steckelement 14 ausgerüstet ist, welches beidseitig
des Tragkopfes 12 herausragt und somit Aufsteckmöglichkeiten
für ein
Montageelement 16 und ein weiteres Montageelement 20 vorsieht. Ebenfalls
kann anstelle eines Montageelementes 16, 20 ein
weiteres Verbindungselement 13 mit entsprechenden Verlängerungen
und weiteren Verbindungselementen angebracht werden. Die Montageelemente 16, 20 dienen
zum Aufbringen von unterschiedlichen Bauteilen wie z. B. Messmittel,
Anschlagelemente oder Spannvorrichtungen oder dergleichen mehr.
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Das Grundelement 2 kann
auch so eingesetzt werden, daß -wie 3 zeigt- ein Verbindungselement 13 mittels
einer einfachen Arretierschraube 10 und weiteren Arretierschrauben 11 angebracht werden
kann. Anstelle der Arretierschraube 10 ist ebenfalls die
Verwendung eines Steckelementes 14 mit den entsprechenden
korrespondierenden Aufnahmen denkbar. Die Verschwenkung des Gelenkträgers 8 des
Grundelementes 2 um seine Längsachse kann mit einer einfachen
bekannten Drehverbindung erfolgen, welche in der Drehgelenkplatte 6 angeordnet
ist und mittels des Arretierelementes 7 fixiert wird. Auch
hier ist es ebenfalls möglich,
ein Steckelement 14 mit einer korrespondierenden Aufnahme
in der Fußplatte 4 zu
verwenden.
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Die Steckelemente 14 können beispielsweise
vorteilhaft als Stangenware hergestellt werden, welche in einfachster
vorteilhafterweise auf die entsprechenden Abmessungen abgelängt werden
kann.
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Somit wird eine vorteilhaft vielseitige
Spannvorrichtung zum Anbringen von unterschiedlichen Bauteilen an
Vorrichtungen geschaffen, welche in einfachster Weise zusammensetzbar
und arretierbar ist. Weiterhin bietet diese erfindungsgemäße Vorrichtung
eine besondere Wirtschaftlichkeit in der Herstellung und der Bearbeitung
der einzelnen Teile, wobei beispielsweise die Verbindungselemente 13, 13' nicht nur in
der dargestellten geraden Ausführung, sondern
auch in einer gekröpften
oder verdrehten oder anders denkbaren Ausführung ausgebildet sein können.
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- 1,
1'
- Spannvorrichtung
- 2
- Grundelement
- 3
- Adapterplatte
- 4
- Fußplatte
- 5
- Befestigungsschraube
- 6
- Drehgelenkplatte
- 7
- Arretierelement
- 8
- Gelenkträger
- 9
- Schraube
- 10
- Arretierschraube
- 11
- Arretierschraube
- 12
- Tragkopf
- 13,
13'
- Verbindungselement
- 14
- Steckelement
- 15
- Vorrichtung
- 16
- Montageelement
- 17
- Befestigungsbohrungen
- 18
- erstes
Arretierelement
- 19
- zweites
Arretierelement
- 20
- Montageelement
- 21
- Achse
- 22
- Noniuselement