DE2711013C2 - Winkeleinstellgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Winkeleinstellgerät nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Mit solchen Winkeleinstellgeräten werden beispielsweise die Neigung eines Maschinentisches, die Schräge eines Werkstückes oder die Schräglage bzw. Neigung eines Werkzeuges bestimmt und/oder geprüft. Der Meßschenkel wird hierzu in die jeweilige Winkellage verschwenkt und mit der Spannvorrichtung festgespannt.

Der Basisschenkel hat eine durch Stege begrenzte, seitlich offene Nut. Die Stege sind mit einer zylindrischen Bohrung für den Gewindebolzen versehen. In der Nut liegt das eine Ende des Meßschenkels, das ebenfalls eine zylindrische Bohrung für den Gewindebolzen aufweist, der die Schwenkachse des Meßschenkels bildet. Die Mutter liegt an der Außenseite des Meßschenkels an und drückt ihn, nachdem er in die <>5 gewünschte Winkellage verschwenkt worden ist, beim Festspannen gegen die Seitenflächen der Stege. Da der Meßschenkel mit geringem Spiel auf dem Gewindebolzen sitzt, kann er sich beim Festspannen auf dem Gewindebolzen aber verkanten, wodurch die Einstellgenauigkeit beeinträchtigt wird. Die an der Außenseite des Meßschenkeis anliegende Mutter übt beim Festspannen ein Drehmoment auf den Meßschenkel aus, so daß dieser in Drehrichtung der Mutter auf dem Gewindebolzen geringfügig verschwenkt wird. Mit diesem Winkeleinstellgerät lassen sich darum Einstellgenauigkeiten, auch bei sorgfältigster Fertigung der Einzelteile, von höchstens ± 10 Bogensekunden erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Winkeleinstellgerät so auszubilden, daß ohne größeren konstruktiven Aufwand eine wiederholbare, wesentlich höhere Einstellgenauigkeit erreicht werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst

Mit dem erfindungsgemäßen Winkeleinstellgerät läßt sich der Meßschcnkel spielfrei, verspannungsfrei und koordinatengenau ohne Verkantung am Basisschenkel stets wiederholbar festspannen. Die Einstellgenauigkeit liegt, wie die Praxis gezeigt hat, bei ±2,1 Bogensekunden. Gegenüber bekannten Winkeleinsteügeräten ist dies eine Verbesserung der Einstellgenauigkeit von rd, 80%. Das konische Klemmstück ist auf den Gewindebolzen geschraubt, während das konische Spannstück mittels der Mutter axial auf dem Gewindebolzen verschoben werden kann. Zum Festklemmen des Meßschenkels wird das Spannstück in die konische Vertiefung des Klemmstücks geschoben. Dabei wird die geschlitzte Wandung der Vertiefung elastisch aufgeweitet und gegen die Bohrungswandung des Meßschenkels gedrückt, der dadurch festgespannt wird. Mit dem Klemmstück und dem Spannstück läßt sich auf diese Weise eine zentrische und niederziehende Spannwirkung erreichen, so daß der Meßschenkel koordinatengenau in seiner Lage gesichert werden kann. Da die Vertiefungswandung an der Bohrungswandung anliegt, kommt das Spannstück nicht mit dem Meßschenkel in Berührung, so daß es während seiner Axialverschiebung beim Spannvorgang nicht längs der Bohrungswandung verschoben wird und den Meßschenkel verkanten kann. Die Mutter kommt infolge der erfindungsgemäßen Ausbildung ebenfalls nicht mit dem Meßschenkel in Berührung, sondern drückt lediglich das Spannstück in die Vertiefung des Klemmstückes. Dadurch wird auf den Meßschenkel auch kein Drehmoment ausgeübt, so daß dieser aus seiner eingestellten Winkellage beim Festspannen nicht unbeabsichtigt verschwenkt wird.

Es sind zwar Kegelstifte zur Zentrierung und Lagesicherung von Bauteilen bekannt (Roloff/Matek, Maschinenelemente, 7. Auflage, 1976, Seite 189), die in konische Bohrungen dieser Teile eingeschlagen werden. Mit diesen Kegelstiften können jedoch keine gegeneinander verschwenkbaren Teile mit hoher Einstellgenauigkeit in ihrer jeweiligen Lage gegeneinander verspannt werden. Beim Einschlagen der Kegelstifte werden die Teile unvermeidlich in ihrer gegenseitigen Lage verstellt, so daß eine hohe Einstellgenauigkeit nicht erreicht werden kann.

Es ist ferner eine Spanneinrichtung bekannt (DUB-BEL, Taschenbuch für den Maschinenbau, 13. Auflage, 2. Band, 1974, Seite 789), die eine Stange aufweist, die in Richtung auf das freie Stangenende hin durch einen sich verjüngenden Kegel ragt und an diesem Ende ein Druckstück trägt. Dieses liegt an der Stirnfläche einer geschlitzten Buchse an, die auf dem Kegel sitzt und

deren Innenwandung konisch und deren Außenwandung zylindrisch ist. Beim Drehen wird die Stange axial verschoben, wobei sie über das Druckstück die Buchse auf den Kegel zieht, die dadurch aufgeweitet und gegen die Innenwand des zu spannenden Werkstücks gedruckt wird. Mit dieser Spanneinrichtung ist nicht beabsichtigt und auch nicht möglich, gegeneinander verschwenkte Teile in hoher Genauigkeit gegeneinander festzuspannen. Denn bei einem solchen Spannvorgang müßte die Buchse axial längs der Wandung des verschwenken Teiles verschoben werden, was zwangsläufig zu einer geringen Einstellgenauigkeit führen würde. Außerdem übt das Druckstück ein Drehmoment auf die gegen Drehen nicht gesicherte Buchse aus, so daß über die Buchse auch das verschwenkte Teil beim Festspannen verstellt würde, w;:s ebenfalls zu einer Verringerung der Einstellgenauigkeit führen würde.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in Seitenansicht das erfindungsgemäße Winkeleinstellgerät,

F i g. 2 in vergrößerter Darstellung eine Seitenansicht der Spannvorrichtung für den Meßschenkel am Basisschenkel des Winkeleinstellgeräts und

F i g. 3 einen Schnitt durch die Spannvorrichtung nach Fig. 2.

Das Winkeleinstellgerät hat einen Basisschenkel 3, an dem ein Meßschenke! ! schwenkbar gelagert ist. Der Meßschenkel 1 und der Basisschenkel 3 haben jeweils eine konische Bohrung 2 bzw. 5, die miteinander fluchtend sich in Richtung auf die freie Außenseite 4 des Meßschenkels 1 verjüngen. Die Bohrung 5 geht an ihrem vom Meßschenkel 1 abgewandten Ende in einen zylindrischen Bohrungsabschnitt 6 über, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser des anschließenden engsten Teils der konischen Bohrung 5. Dadurch wird am Übergang vom zylindrischen Bohrungsabschnitt 6 zur konischen Bohrung 5 eine Schulterfläche 7 gebildet.

In den beiden Bohrungen 2 und 5 sitzt ein kegelstumpfförmiges Klemmstück 8 (Fig. 3), das im Bereich seiner größeren Stirnseite mit Schlitzen 10 versehen ist. Außerdem weist das Klemmstück 8 in Klemmstücks 8 zur Anlage.

Eine Durchgangsbohnmg 17 des Klemmstücks 8 ist nur im mittleren Bereich mit Innengewinde versehen, während die beiden Endbereiche der Durchgangsbohrung 17 gewindefrei sind. Dadurch wird jedes Verspannen vermieden und eine absolut genaue Zentrierung ermöglicht. Das Klemmstück 8 wird durch Drehen des Gewindebolzens 13 mittels eines Steckschlüssels fest auf diesen aufgeschraubt, so daß der Kopf 14 des Gewindebolzens 13 dadurch gegen die Schulterfläche 7 gezogen wird und somit die feste Einbaulage des Klemmstücks 8 sichert

Zum Festspannen des Meßschenkels 1 in seiner eingestellten Lage wird die Rändelmutter 12 angezogen. Sie schiebt hierbei das Spannstück 11 in die Vertiefung 9 des Klemmstücks 8. Infolge der konischen Ausbildung des Spannstücks 11 und der Schlitze 10 im Vertiefungsabschnitt 9a wird dessen Wandung 16 elastisch aufgeweitet und fest gegen die Wandung der Bohrung 2 gedrückt. Auf diese Weise läßt sich der Meßschenkel 1 koordinatengenau festspannen. Er wird außerdem nicht verkantet und verspannt. Dadurch ergibt sich eine hochgenaue, die Teile zusammenspannende Wirkung, die ausreichend stark ist und nach jedem Lösen der Rändelmutter 12 in gleicher Weise mit der gleichen Genauigkeit wiederholt werden kann. Der Meßschenkel 1 ist praktisch spielfrei festgespannt. Das Winkeleinstellgerät hat eine sehr hohe Einstellgenauigkeit. Da an den konischen Vertiefungsabschnitt 9a der zylindrische 3(> Vertiefungsabschnitt 9b anschließt, kann das Spannstück 11 zur Erzielung einer hohen Spannwirkung ausreichend weit in die Vertiefung 9 gedrückt werden, ohne daß es am Boden der Vertiefung 9 zur Anlage kommt. Die bis in den zylindrischen Vertiefungsabschnitt 9b reichenden Schlitze 10 stellen sicher, daß die Vertiefungswandung 16 auch im Übergangsbereich vom konischen in den zylindrischen Vertiefungsabschnitt elastisch aufgeweitet und fest gegen die Wand der Bohrung 2 des Meßschenkels 1 gedruckt werden kann. Die Rändelmutter 12 kommt infolge ihres Ansatz.es 15 nicht mit dem Meßschenkel 1 in Berührung, so daß die Spa:inwirkung ausschließlich über das Spannstück 11 ausgeübt wird.

Fig. 1 zeigt das Winkeleinstellgerät in Meßstellung.

diesem Bereich eine Vertiefung 9 auf, die einen konisch 45 Ein sogenanntes Endmaß 18 liegt auf einer Auflageflä-,..,_,_.-_ .u--..-:.. „- .._., -: u.= _n_. , _{che 19 des} Basisschenkels 3. Der Meßschenkel 1 liegt

mit einem Meßbolzen 20 auf dem Endmaß 18 auf. Seine Höhe bestimmt die Winkeleinstellung des Meßschenkels 1 gegenüber dem Basisschenkel 3. Er ist mit einer Bohrung 21,4 für eine (nicht dargestellte) Zentrierschraube versehen, die zusammen mit einem (nicht dargestellten) Klemmteil zur zentrischen Aufspannung des Winkeleinstellgerätes auf einer mit Nuten versehenen Grundfläche dienen kann. Die Bohrung 2\A kann

ausgebildeten Abschnitt 9a und einen anschließenden zylindrischen Abschnitt 9b hat. In der Vertiefung 9 ist ein kegelstumpfförmiges Spannstück 11 angeordnet, das in Spannstellunp berührungslos in den zylindrischen Vertiefungsabschnitt 9b ragt. Die Schlitze 10 des Klemmstücks 8 sind langer als der konische Vertiefungsabschnitt 9a und reichen in den Bereich des zylindrischen Vertiefungsabschnittes 9b. Das Klemmstück 8 ist auf einen Gewindebolzen 13

geschraubt, dessen zylindrischer Kopf 14 im zylindri- 55 im horizontalen Schenkelteil 21, wie dargestellt, oder im sehen Bohrungsabschnitt 6 liegt. Der Bolzenkopf 14 vertikalen Schenkelteil 22 des Basisschenkels 3 vorgesestützt sich in Axialrichtung an der Schulterfläche 7 ab. . _ . . .

Das Spannstück 11 sitzt lose auf dem Gewindebolzen 13, auf dessen aus der Bohrung 2 des Meßschenkels 1 ragendem Ende eine Rändelmutter 12 sitz ι. Sie ist am Beginn ihrer mit Innengewinde versehenen Bohrung zu einem Ansatz 15 freigespart, der sich am Spannstück 11 abstützt. Der Außendurchmesser des Ansatzes 15 ist kleiner als der Außendurchmesser der benachbarten Spannstückstirnseite. Die Rändelmutter 12 kommt dadurch beim Aufschrauben auf den Gewindebolzen 13 nicht an der geschlitzten Vertiefungswandung 16 des hen sein. Dadurch kann der Basisschenkel 3 auch auf dem Schenkelteil 22 aufgestellt werden. Bei Winkeleinstellgeräten, die nach der Sinus-Methode arbeiten, kann

ho dann der obere Meßgrenzbereich auf 90° erweitert werden. Mittels verschiebbarer Befestigungselemente in Nutenführungen kann das Aufspannen des Basisschenkels 3 auch erfolgen, oder es kann ein Spannelement verwendet werden, das dem Basisschenkel keine

fci !,änfsverschiebung, dafür aber eine Drehbewegung ermöglicht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Winkeleinstel!gerät mit einem Basisschenkel, an dem ein Meßschenkel schwenkbar gelagert ist, der mit einer Spannvorrichtung feststellbar ist, die einen Bohrungen in den beiden Schenkeln durchsetzenden Gewindebolzen und eine auf diesem sitzende Mutter aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung ein auf den Gewindebolzen (13) geschraubtes kegelstumpfförmiges Klemmstück ίο (8) und ein lose auf ihm sitzendes kegelstumpfförmiges Spannstück (U) aufweist, daß die Bohrungen (2 und 5) in dem Meßschenkel (1) und in dem Basisschenkel (3) konisch fluchtend ausgebildet sind und das Klemmstück (8) aufnehmen, das an seiner größeren Stirnseite zur Aufnahme des Spannstückes (U) eine mit einem konischen Abschnitt (9a) versehene Vertiefung (9) aufweist, die von einer Schlitze (10) aufweisenden Wandung (16) umgeben ist, gegen die das Spannstück (11) mittels der Mutter (12) zum Fesispannen des Meßschenkels (1) derart spannbar ist, daß die Vertiefungswandung (16) unter Druck an der Wandung der Bohrung (2) des Meßschenkels (1) anliegt.

2. Winkeleinstellgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den konischen Abschnitt (9a) der Vertiefung (9) sich ein zum Klemmstück (8) weisender zylindrischer Abschnitt (9/>^anschließt.

3. Winkeleinstellgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (10) in der Wandung (16) der Vertiefung (9) bis in deren zylindrischen Abschnitt (96,/reichen.

4. Winkeleinstellgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmstück (8) nur im mittleren Bereich seiner Bohrung(17) ein Innengewinde aufweist.

5. Winkeleinstellgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (12) mit einem Ansatz (15^ am Spannstück (11) anliegt.

6. Winkeleinstellgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Ansatzes (15) kleiner ist als der Außendurchmesser der anliegenden Stirnseite des Spannstücks (11).

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