DE102006002576A1

DE102006002576A1 - Vorrichtung zur Bereitstellung von Funktionsflächen

Info

Publication number: DE102006002576A1
Application number: DE102006002576A
Authority: DE
Inventors: Werner Spiegel
Original assignee: Spiegel Werner Dipl Ing
Current assignee: Spiegel Werner Dipl Ing
Priority date: 2006-01-18
Filing date: 2006-01-18
Publication date: 2007-07-19

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bereitstellung von zwei Funktionsflächen (F1, F2; F3, F4; F5, F8), deren Lage zueinander einstellbar ist. Um mit einfachen und kostengünstigen Mitteln eine präzise Einstellung und stabile Beibehaltung von Lagen der Funktionsflächen (F1, F2; F3, F4; F5, F8) zueinander zu ermöglichen, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung wenigstens zwei an- oder aufeinander drehbar gelagerte, keilförmig ausgebildete Elemente (1, 2; 3, 4; 5, 6, 7, 8) mit jeweils unter einem spitzen Winkel (alpha1, alpha2, alpha3, alpha4, alpha5, alpha6, alpha7, alpha8) zusammenlaufender Lagerfläche (L1; L2; L3; L4) und Funktionsfläche (F1, F2; F3, F4; F5, F8) auf, wobei die Lagerflächen (L1; L2; L3; L4) der keilförmigen Elemente (1, 2; 3, 4; 5, 6, 7, 8) einander zugewandt sind, die Funktionsflächen (F1, F2; F3, F4, F5, F8) der keilförmigen Elemente (1, 2; 3, 4; 5, 6, 7, 8) voneinander abgewandt sind und durch relative Verdrehung der keilförmigen Elemente (1, 2; 3, 4; 5, 6, 7, 8) gegeneinander die Lage der Funktionsflächen (F1, F2; F3, F4, F5, F8) der keilförmigen Elemente (1, 2; 3, 4; 5, 6, 7, 8) zueinander einstellbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bereitstellung von zwei Funktionsflächen, deren Lage zueinander einstellbar ist.

Im Stand der Technik sind verschiedene, zwei Funktionsflächen mit zueinander einstellbarer Lage bereitstellende Vorrichtungen für verschiedenste Anwendungen bekannt. Derartige Vorrichtungen werden insbesondere zur Einstellung von Winkel-, Schräg- und/oder Kipplagen zwischen zwei Ebenen verwendet, die in der Regel direkt durch die Funktionsflächen und/oder indirekt durch entsprechende auf und/oder an den Funktionsflächen angeordneten Funktionselementen bereitgestellt werden. Zur Einstellbarkeit der Lage der Funktionsflächen beziehungsweise der an und/oder auf diesen bereitgestellten Funktionselemente zueinander weisen die Vorrichtungen unter anderem insbesondere senkrecht zueinander stehende Dreh- beziehungsweise Kippachsen, Kugelgelenke und/oder dergleichen die Einnahme von verschiedenen Winkellagen ermöglichende Mittel auf.

Anwendung finden entsprechende Vorrichtungen beispielsweise in und/oder für Einrichtungen, die einer Ausrichtung ihrer Lage im Raum bedürfen, beispielsweise Antennen, Solarkollektoren oder dergleichen, Einrichtungen zum Bestimmen und/oder Einstellen von Winkellagen, beispielsweise sogenannten Winkelmessern beziehungsweise Winkellehren oder dergleichen, Drehgestellen, Drehscheiben, Drehköpfen, Spielgeräten, beispielsweise Karussellen oder dergleichen zur Unterhaltung dienenden Fahrgeschäften, und ferner als Verbindungs- und/oder Konstruktionselement, beispielsweise für Platten- und/oder Profilelemente, beispielsweise als Verbindungselement für Gipskartonplatten für den Trockenausbau, als Konstruktions- und Verbindungselement für Profile für Messestände, Zeltgestelle oder dergleichen, und/oder dergleichen Einrichtungen.

In Abhängigkeit der jeweiligen Anwendung ist mitunter wenigstens eine der Funktionsflächen hinsichtlich ihrer Lage über die jeweilige Drehbeziehungsweise Kippachse, das Kugelgelenk und/oder dergleichen Konstruktionsmittel mittels eines Antriebs zumindest teilautomatisch verstellbar. Anwendung findet eine derartige Ausgestaltung beispielsweise bei Einrichtungen die mitunter einer Nachführung hinsichtlich ihrer Lage bedürfen, beispielsweise Antennen, Solarkollektoren oder dergleichen Einrichtungen.

Nachteilig bei den bisher bekannten Vorrichtungen zur Bereitstellung von zwei Funktionsflächen, deren Lage zueinander einstellbar ist, ist, dass die Einstellbarkeit der Lage entweder nur mit großem technischem Aufwand und damit kostenintensiv oder nicht präzise genug und/oder nicht stufenlos vornehmbar ist. Ferner genügen die entsprechenden bisher bekannten Vorrichtungen nicht den an diese gestellten, anwendungsbezogen mitunter hohen Anforderungen hinsichtlich einer Einstellbarkeit und Einhaltung beziehungsweise Beibehaltung von präzisen Winkellagen, insbesondere bei wenigstens einen Antrieb zur Einstellung nutzenden Vorrichtungen.

Der Erfindung liegt in Anbetracht dieses Standes der Technik die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art hinsichtlich der Einstellbarkeit der Lage zu verbessern, und insbesondere mit einfachen und kostengünstigen Mitteln eine präzise Einstellung und stabile Beibehaltung von Lagen der Funktionsflächen zueinander zu ermöglichen.

Zur technischen Lösung wird mit der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Bereitstellung von zwei Funktionsflächen, deren Lage zueinander einstellbar ist, vorgeschlagen, welche wenigstens zwei an- oder aufeinander drehbar gelagerte, keilförmig ausgebildete Elemente, mit jeweils unter einem spitzen Winkel zusammenlaufender Lagerfläche und Funktionsfläche, aufweist, wobei die Lagerflächen der keilförmigen Elemente einander zugewandt sind, die Funktionsflächen der keilförmigen Elemente voneinander abgewandt sind und durch relative Verdrehung der keilförmigen Elemente gegeneinander die Lage der Funktionsflächen der keilförmigen Elemente zueinander einstellbar ist.

Durch die erfindungsgemäßen an- oder aufeinander drehbar gelagerten, keilförmig ausgebildeten Elemente ist eine Einstellbarkeit der Lage der von den keilförmig ausgebildeten Elementen jeweils bereitgestellten Funktionsflächen zueinander durch einfache relative Verdrehung der keilförmigen Elemente gegeneinander gegeben. Erfindungsgemäß wird so eine Drehwinkeländerung in eine Lage- insbesondere Neigungsänderung umgesetzt. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch erfindungsgemäße Verwendung von wenigstens zwei gemeinsamen die zwei Funktionsflächen bereitstellenden keilförmig ausgebildeten Elementen, keilförmig ausgebildete Elemente im Sinne der vorliegenden Erfindung sind neben Keilen auch Keilstümpfe und/oder dergleichen eine schiefe Ebene bereitstellende Elemente, auf einfache und kostengünstige Art und Weise eine Einstellbarkeit der Lage der Funktionsflächen zueinander durch einfaches Verdrehen der an- oder aufeinander drehbar gelagerten keilförmig ausgebildeten Elemente erzelbar ist.

Vorteilhafterweise ist durch relative Verdrehung der keilförmigen Elemente gegeneinander der Winkel zwischen den Funktionsflächen der keilförmigen Elemente einstellbar.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die der von der zusammenlaufenden Lagerfläche und Funktionsfläche gebildeten Spitze gegenüberliegende Fläche eines keilförmigen Elementes einen Winkel von etwa 90° zu der Lagerfläche oder der Funktionsfläche des keilförmigen Elementes auf. Die Verwendung von keilförmigen Elementen mit einem Winkel von etwa 90° seitens der der bei Zusammenlaufen der Lagerfläche und Funktionsfläche gebildeten Spitze gegenüberliegenden Fläche ist insbesondere hinsichtlich der Fertigung der keilförmigen Elemente einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vorteilhaft, da so entsprechende keilförmige Elemente durch entsprechendes diagonales Trennen oder Ablängen eines Profilkörpers, vorzugsweise eines Profilkörpers mit rundem oder quadratischen Querschnitt herstellbar sind. Je nach gewünschter Anwendung und Ausgestaltung besteht ein entsprechender Profilkörper und damit ein entsprechendes keilförmiges Element aus Metall, Kunststoff, Holz oder dergleichen geeignetes Material. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist gekennzeichnet durch wenigstens ein aus einem keilförmigen Element mit einem Winkel von etwa 90° zu der Lagerfläche und einem keilförmigen Element mit einem Winkel von etwa 90° zu der Funktionsfläche bestehenden Paar keilförmiger Elemente. Entsprechende Paare keilförmiger Elemente können dabei keilförmige Elemente unterschiedlicher Winkel – sogenannte Keilwinkel – aufweisen. Bevorzugt sind Ausgestaltungen mit paarweise gleichem Keilwinkel. Ein entsprechendes Paar keilförmiger Elemente ist so vorteilhafterweise aus einem entsprechend geformten Zylinder, vorzugsweise mit rundem oder quadratischen Querschnitt, fertigbar. Eine weitere besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens zwei Paare keilförmiger Elemente an- oder aufeinander drehbar gelagert sind, wobei die einander zugewandten Funktionsflächen der beiden Paare keilförmiger Elemente als Lagerfläche dienen. Entsprechende Paare keilförmiger Elemente ermöglichen so die Ausgestaltung erfindungsgemäßer Vorrichtungen mit hinsichtlich der Einstellmöglichkeiten vergrößertem Funktionsumfang.

Eine bevorzuge Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Winkel zwischen der Lagerfläche und der Funktionsfläche eines keilförmigen Elementes etwa 9°, etwa 18° und/oder ein ganzzahliges Vielfaches von etwa 9° und/oder etwa 18° beträgt. Die Verwendung von keilförmigen Elementen mit einem Winkel von etwa 9°, etwa 18° und/oder einem ganzzahligem Vielfachen von etwa 9° und/oder etwa 18° zwischen der Lagerfläche und der Funktionsfläche eines keilförmigen Elementes erlaubt vorteilhafterweise eine Lageveränderung der Funktionsflächen zueinander über eine Verdrehung der keilförmigen Elemente gegeneinander in definierten Gradlagen. Bei Verwendung von zwei keilförmigen Elementen mit einem Winkel (Keilwinkel) von jeweils etwa 9°, entsprechend einem Summenwinkel von etwa 18°, zwischen der Lagerfläche und der Funktionsfläche ist durch eine relative Verdrehung der keilförmigen Elemente gegeneinander von 10° ein Winkel zwischen den Funktionsflächen von etwa 1° einstellbar. Entsprechend ist bei Verwendung von zwei keilförmigen Elementen mit einem Winkel von jeweils etwa 18° zwischen der Lagerfläche und der Funktionsfläche. Bei einer relativen Verdrehung der keilförmigen Elemente gegeneinander von etwa 10° eine Lage beziehungsweise Winkeländerung der Funktionsflächen der Vorrichtung zueinander von etwa 2° einstellbar. Bei entsprechender Kombination von keilförmigen Elementen und entsprechender Anordnung derselben an- beziehungsweise aufeinander mit Winkeln von etwa 9°, etwa 18° und/oder einem ganzzahligen Vielfachen von 9° oder 18°. sind so durch entsprechende Verdrehungen der keilförmigen Elemente gegeneinander Verdrehungen hinsichtlich der Lage beziehungsweise des Winkels zwischen den Funktionsflächen zueinander einstellbar. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von keilförmigen Elementen mit einem Winkel von etwa 9°, etwa 18° oder einem ganzzahligen Vielfachen von 9° und/oder etwa 18° aufgrund der seitens einer Verdrehung eines keilförmigen Elementes gegebenen auf 180° bei einer halben Volldrehung basierenden Relationen eines ganzzahligen Vielfachen hinsichtlich der Winkel (Keilwinkel) zwischen der Funktionsfläche und der Lagefläche eines keilförmigen Elementes, vorzugsweise bei gleichen Keilwinkeln, und in Bezug auf 360° einer Volldrehung beziehungsweise entsprechenden ganzzahligen Teilen einer Volldrehung entsprechend 180°, 90°, 45° oder dergleichen Drehwinkel.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Funktionsfläche eines der keilförmigen Elemente an oder auf einer Basis, vorzugsweise einer Basisfläche, angeordnet ist. Vorteilhafterweise ist dabei die Funktionsfläche drehbar an oder auf der Basis gelagert. Je nach Anwendungsfall kann die Basis für das keilförmige Element einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dabei durch den Erdboden, einem auf dem Erdboden angeordneten Gestell und/oder von einer seitens einer Vorrichtung bereitgestellten Basisfläche bereitgestellt werden. Die Basisfläche kann dabei insbesondere durch eine parallel zur Erdoberfläche beziehungsweise dem Erdboden verlaufende Bezugsfläche gebildet sein. Dabei kann die von einer Vorrichtung bereitgestellte Basisfläche vorteilhafterweise einen bei Bedarf auch verstellbaren Winkel zur Bezugsfläche, also dem Erdboden, der Eroberfläche oder dergleichen Fläche, einnehmend ausgebildet sein. Eine entsprechende von einer Vorrichtung bereitgestellte Basis beziehungsweise Basisfläche kann vorteilhafterweise von einem Drehantrieb, beispielsweise von einer Bohrmaschine, bereitgestellt sein. Die erfindungsgemäße, mit der Bohrmaschine entsprechend verbundene beziehungsweise an diese angeordnete Vorrichtung ermöglicht so je nach Ausgestaltung der Funktionsflächen eine gegenüber einer zu bearbeitenden Oberfläche von der Bohrrichtung einen Winkel einnehmende Arbeitslage.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Funktionsfläche des freien keilförmigen Elementes ein Auflager, vorzugsweise für eine Tragfläche, bereitstellt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt so durch Verdrehen der keilförmigen Elemente gegeneinander ein Ausrichten der Lage der Tragfläche bezogen zu der Basis beziehungsweise Basisfläche.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die keilförmigen Elemente stufenlos gegeneinander verdrehbar sind. Die stufenlose Verdrehbarkeit der keilförmigen Elemente gegeneinander ermöglicht vorteilhafterweise eine umfassende Einstellbarkeit der Lage der Funktionsflächen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zueinander.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die keilförmigen Elemente stufenweise um definierte Winkel gegeneinander verdrehbar sind, vorzugsweise um Winkel von 1° bis 15°, besonders bevorzugt um Winkelstufen von 5° und/oder 10°. Durch eine stufenweise Einstellbarkeit der keilförmigen Elemente ist vorteilhafterweise eine vereinfachte Bedienung beziehungsweise Handhabung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielbar, insbesondere hinsichtlich der Einstellbarkeit von definierten Winkellagen der Funktionsflächen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zueinander.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist gekennzeichnet durch wenigstens ein ein Maß für die Lage der Funktionsflächen der keilförmigen Elemente zueinander, vorzugsweise den Winkel zwischen den Funktionsflächen der keilförmigen Elemente, und/oder der Verdrehung der keilförmigen Elemente gegeneinander erfassendes und/oder wiedergebendes Mittel. Das Erfassen und Wiedergeben der Lage der Funktionsflächen der keilförmigen Elemente und/oder der Verdrehung der keilförmigen Elemente gegeneinander ermöglicht vorteilhafterweise eine vereinfachte Bedienung und Handhabung der erfindungsgemäßen Vorrichtung hinsichtlich der Einstellbarkeit der Lage der Funktionsflächen. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Maß für die Lage der Funktionsflächen der keilförmigen Elemente zueinander und/oder der Verdrehung der keilförmigen Elemente gegeneinander mechanisch und/oder elektronisch erfassbar und/oder wiedergebbar ist. Vorteilhafterweise umfasst das Mittel eine skalierte Anzeige, besonders bevorzugt seitens der der Spitze der zusammenlaufenden Lagerfläche und Funktionsfläche gegenüberliegende Fläche wenigstens eines der keilförmigen Elemente. Durch entsprechende Verbindung und Anordnung einer Anzeige zur Wiedergabe der Lage der Funktionsflächen der keilförmigen Elemente zueinander und/oder der Verdrehung der keilförmigen Elemente gegeneinander wird die Bedienung und Handhabung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weiter vereinfacht, insbesondere da die entsprechende Lageinformation von einem Benutzer einfach von der Vorrichtung abgelesen werden kann, insbesondere zum beziehungsweise beim Einstellen der Lage der Funktionsflächen zueinander.

Vorteilhafterweise ist wenigstens ein Drehlager zwischen den keilförmigen Elementen und/oder dem keilförmigen Element und der Basis in einer und/oder in beiden Drehrichtungen festlegbar. Entsprechende zwischen beziehungsweise seitens der Lagerflächen der keilförmigen Elemente angeordnete Lager sind vorteilhafterweise als Welz- und/oder Gleitlager ausgebildet. Zur Festlegung beziehungsweise Sperrung einer und/oder beider Drehrichtungen wenigstens eines der keilförmigen Elemente werden vorteilhafterweise Bremsen oder Feststellvorrichtungen verwendet. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Lager der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht die Verwendung von Rutsch- und/oder Magnetkupplungen sowie Freiläufen beziehungsweise Rücklaufsperren vor.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung wenigstens einen Antrieb zum Drehen wenigstens eines keilförmigen Elementes um sein Drehlager auf, vorzugsweise einen elektrischen, pneumatischen und/oder hydraulischen Antrieb. Darüber hinaus kann der Antrieb auch ein manuell betätigter Antrieb, beispielsweise eine Handkurbel sein, oder direkt von Hand erfolgen. Vorteilhafterweise umfasst der Antrieb ein ein- und/oder mehrstufiges Getriebe zur Unter- und/oder Übersetzung von Drehbewegungen auf das wenigstens eine keilförmige Element. Bei entsprechender Verwendung von Feststellvorrichtungen, Freiläufen und/oder Rücklaufsperren sind vorteilhafterweise wenigstens zwei der keilförmigen Elemente von beziehungsweise mit einem Antrieb einzeln und/oder in Kombination antreibbbar. Eine weitere besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Verdrehung der keilförmigen Elemente gegeneinander steuerbar ist, vorzugsweise mittels des wenigstens einen Antriebs zum Drehen wenigstens eines keilförmigen Elementes um sein Drehlager. Die Steuerbarkeit der Verdrehung der keilförmigen Elemente gegeneinander umfasst eine Steuerung, die sämtliche Mess-, Regel- und/oder steuerungstechnischen Einrichtungen umfasst, um aus einer Verdrehung der keilförmigen Elemente eine Lageveränderung der Funktionsflächen zu bewegen. Im Rahmen der Steuerung werden entsprechende Drehbewegungen und Lageveränderungen erfasst, gesteuert und/oder geregelt.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung als Verbindungs- und/oder Konstruktionselement, vorzugsweise für Platten- und/oder Profilelemente, ausgebildet ist, wozu die freien Enden der Funktionsflächen an und/oder in zu verbindenden Elementen befestigbare, vorzugsweise lösbar befestigbare, Befestigungsmittel aufweisen. Eine entsprechend als Verbindungs- und/oder Konstruktionselement ausgebildete Vorrichtung ist vorteilhafterweise für den Trockenausbau zur Anordnung von plattenförmigen Elementen in bestimmten Winkellagen zueinander und/oder als Verbindungselement für Zeltgestänge oder dergleichen Profilelemente verwendbar.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung als Winkelmesser ausgebildet ist, wozu die freien Enden der Funktionsflächen jeweils mit einem einen Schenkel bildenden, sich im wesentlichen senkrecht zur Funktionsfläche erstreckenden Profilelement versehen sind. Die entsprechenden jeweils einen Schenkel bildenden Profilelemente ermöglichen dabei ein Ein- beziehungsweise Ausmessen von Winkellagen entsprechender an die Profilelemente angelegter hinsichtlich Ihrer Lage ein- auszumessender Flächen und/oder Körper oder dergleichen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen:
1a und b in einer schematischen Seitenansicht ein prinzipielles Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und deren Einstellbarkeitsbereiche;
2a und b in einer schematischen Seitenansicht ein weiteres prinzipielles Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und deren Einstellbarkeitsbereiche;
3a und b in einer schematischen Seitenansicht ein weiteres prinzipielles Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und deren Einstellbarkeitsbereiche;
4a bis f in einer schematischen Prinzipdarstellung die Verdrehung der keilförmigen Elemente einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nach 1 innerhalb deren Einstellbarkeitsbereiche nach 1a und 1b;
5a bis c in einer schematischen, teilweise perspektivischen Prinzipdarstellung die Verdrehung der keilförmigen Elemente einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und
6a bis c in einer schematischen, teilweise perspektivischen Prinzipdarstellung die Verdrehung der keilförmigen Elemente einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die 1a und 1b zeigen in einer schematischen Seitenansicht eine Vorrichtung zur Bereitstellung von zwei Funktionsflächen F1 und F2, deren Lage zueinander durch Verdrehung gegeneinander einstellbar ist. Dazu weist die Vorrichtung vorliegend zwei als keilförmige Elemente 1 und 2 dienende Keilelemente 1 und 2 auf, deren Lagerfläche L1 beziehungsweise L2 und Funktionsfläche F1 beziehungsweise F2 jeweils unter einem spitzen Winkel α1 beziehungsweise α2, vorliegend etwa 18°, zusammenlaufen. Die keilförmigen Elemente 1 und 2 sind vorliegend als rechtwinklige Keilelemente 1 und 2 ausgebildet, wobei der Winkel zwischen der dem Winkel α1 beziehungsweise α2 gegenüberliegenden Seite beziehungsweise Seitenfläche G1 beziehungsweise G2 und der jeweiligen Funktionsfläche F1 beziehungsweise F2, vorliegend der Winkel γ, 90° beträgt. Die Keilelemente 1 und 2 sind mit ihren Lagerflächen in L1 und L2 aufeinander drehbar gelagert, wobei sich die Lagerflächen L1 und L2 der Keilelemente 1 und 2 einander zugewandt sind. Dementsprechend sind die Funktionsflächen F1 und F2 der Keilelemente 1 und 2 voneinander abgewandt. Durch relative Verdrehung der Keilelemente 1 und 2 gegeneinander, beispielsweise durch Verdrehen des Keilelementes 2 gegenüber dem Keilelement 1 ist die Lage der Funktionsfläche F1 und F2 der Keilelemente 1 und 2 zueinander einstellbar. Dabei ist der Winkel zwischen der Funktionsfläche F1 des Keilelementes 1 und der Funktionsfläche F2 des Keilelementes F2, vorliegend der Winkel β1, einstellbar. Bei der in 1a dargestellten Lageanordnung der beiden Keilelemente 1 und 2 zueinander verlaufen die Funktionsflächen F1 und F2 der Keilelemente 1 und 2 parallel zueinander. Durch Verdrehen des Keilelementes 2 gegenüber dem Keilelement 1 ist die Funktionsfläche F2 um den Winkel β1 gegenüber der Funktionsfläche F1 neigbar. In 1b ist das Keilelement 2 gegenüber dem Keilelement 1 um 180° verdreht und dementsprechend der Winkel β1 zwischen der Funktionsfläche F1 des Keilelementes 1 und der Funktionsfläche F2 des Keilelementes 2 eingenommen.
In 2a und 2b ist eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Bereitstellung von Funktionsflächen F3 und F4, deren Lage zueinander einstellbar ist, dargestellt. Die keilförmigen Elemente 3 und 4 sind vorliegend als Keilstümpfe 3 und 4 ausgebildet, wobei zwischen den Lagerflächen L3 beziehungsweise L4 und den Funktionsflächen F3 beziehungsweise F4 der Keilstümpfe 3 und 4 jeweils der Winkel α3 beziehungsweise α4, vorliegend etwa 18°, gegeben ist. Durch entsprechende Verdrehung des Keilstumpfes 4 gegenüber dem Keilstumpf 3 ist die Lage der Funktionsfläche F4 des Keilstumpfes 4 gegenüber der Funktionsfläche F3 des Keilstumpfes 3 vorliegend veränderbar. Die Änderung der Lage der Funktionsfläche F4 gegenüber der Funktionsfläche F3 erfolgt dabei durch eine Veränderung des Winkels zwischen der Funktionsfläche F3 und der Funktionsfläche F4, vorliegend dem Winkel β2 in 2b.
Bei dem in 3a und 3b dargestellten Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Bereitstellung von zwei Funktionsflächen F5 und F8 sind vier keilförmige Elemente in Form von Keilen 5, 6, 7 und 8, welche drehbar aufeinander angeordnet sind, verwendet. Die Keile 5 und 6 sind vorliegend mit einem Winkel α5 und α6 von etwa 18° ausgebildet, während die Keile 7 und 8 ein Winkel α7 beziehungsweise α8 von etwa 9° aufweisen. Die Funktionsfläche F5 des Keiles 5 ist vorliegend auf dem Boden oder einer Basisfläche 9 drehbar gelagert. Die Funktionsfläche F8 des Keiles 8 dient vorliegend als Auflager für eine an einem Lager 11 gelagerte Tragfläche 10. Durch Verdrehung der Keile 6 und 8 gegenüber den Keilen 5 beziehungsweise 7 ist die Vorrichtung von der in 3a dargestellten in die in 3b dargestellte Lage verbringbar, wobei zwischen den Funktionsflächen F5 des Keiles 8 und der Funktionsfläche F8 des Keiles 8 der Winkel β3 eingenommen wird.
In den 4a bis 4f ist in einer schematischen Darstellung die schrittweise Verdrehung des Keilelementes 2 gegenüber dem Keilelement 1 dargestellt. Die oberhalb des Keilelementes 2 dargestellte Gradanzeige zeigt die schrittweise Verdrehung des Keilelementes 2 an. Die unterhalb des Keilelementes 1 angegebene Gradanzeige zeigt die Verdrehung des Keilelementes 1 an. Vorliegend wird das des Keilelementes 1 dabei nicht verdreht. Vorliegend erfolgt eine Verdrehung des Keilelementes 2 ausgehend von der in 4a dargestellten Position um 360° in die in 4f dargestellte Position, entsprechend einer Volldrehung des Keilelementes 2. In den einzelnen Schritten von 4a nach 4b, von 4b nach 4c, von 4c nach 4d, von 4d nach 4e und von 4e nach 4f wird das Keilelement 2 dabei jeweils um 45° im Uhrzeigersinn gegenüber dem des Keilelement 1 verdreht.
In den 5a bis 5c ist in einer schematischen, teilweise perspektivischen Prinzipdarstellung (5b und 5c) die Verdrehung der keilförmigen Elemente 1 und 2 einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Die 5a bis 5c zeigen dabei die Verdrehung des keilförmigen Elementes 2 gegenüber dem keilförmigen Element 1 (von 5a nach 5b), mit anschließender Verdrehung (von 5b nach 5c) beider keilförmigen Elemente 1 und 2 gemeinsam gegenüber der Basis 9.
Die Vorrichtung nach den 5a bis 5c weist zwischen der Basis 9 und der Funktionsfläche 1 des keilförmigen Elements 1, zwischen der Lagerfläche 1 des keilförmigen Elements 1 und der Lagerfläche 2 des keilförmigen Elements 2, zwischen der Funktionsfläche F2 des keilförmigen Elements 2 und der Tragfläche 10 jeweils Drehlager auf. Die Relativposition der Drehlager ist so gewählt, dass die Drehachse des Lagers zwischen der Basis 9 und der Funktionsfläche 1 des keilförmigen Elements 1, die Drehachse des Lagers zwischen der Lagerfläche 1 des keilförmigen Elements 1 und der Lagerfläche 2 des keilförmigen Elements 2 und die Drehachse des Lagers zwischen der Funktionsfläche F2 des keilförmigen Elements 2 und der Tragfläche 10 sich in diesem speziellen Fall etwa in einem Punkt (Pol, Drehpol) der Funktionsfläche schneiden.
Anhand der 5a bis 5c wird ersichtlich, wie sich die Falllinie (der auf der Tragfläche 10 eingezeichnete Pfeil) aus der Referenzposition bei Winkelgleichheit von α1 und α2 aus der Horizontallage zwischen 90° und 180° bei Verdrehung des keilförmigen Elements 2 gegenüber dem nicht verdrehten keilförmigen Element 1, bewegt. Bei absoluter Verdrehung um 180° „wandert" die Falllinie (der auf der Tragfläche 10 eingezeichnete Pfeil) um 90° also jeweils um die Hälfte der Winkelverschiebung des keilförmigen Elements 2 gegenüber keilförmigen Element 1. Soll eine Ausrichtung der Falllinie (der auf der Tragfläche 10 eingezeichnete Pfeil) bei gleich bleibendem Winkel β1 erfolgen, so ist die gemeinsame Verdrehung des keilförmigen Elements 1 und des keilförmigen Elements 2 erforderlich. Hier im Beispiel (5c) mit einer Rückdrehung um –45° nach erfolgter Relativverschiebung (5b) von +90° des keilförmigen Elements 2 gegenüber dem des keilförmigen Element 1.
Die Ausrichtung der 3-dimensional abhängig variablen Falllinie (der auf der Tragfläche 10 eingezeichnete Pfeil) – deren Betrag und Richtung von der Relativverschiebung des keilförmigen Elements 2 gegenüber dem keilförmigen Element 1 eindeutig geometrisch abhängig ist – ist dann erforderlich, wenn die Richtung der Falllinie (der auf der Tragfläche 10 eingezeichnete Pfeil) bestimmten Anforderungen entsprechen soll, beispielsweise bei einer Winkellehre, bei der die 3-dimensionale Vorrichtungsveränderung für eine 2-dimensionale Winkeldarstellung beziehungsweise eine Winkelprojektion auf einer Ebene (2-dimensional) erforderlich ist.
Die in den 5a bis 5c dargestellte Ausführungsform besondere vorteilhaft nutzbar, insbesondere da der oben als Pol beziehungsweise Drehpol bezeichnete Punkt bei allen Möglichen Bewegungen quasi ruht. Dieser Punkt kann vorteilhafterweise insbesondere dazu genutzt werden, Vorrichtungen in diesem Punkt auf der Funktionsfläche zu befestigen, beispielsweise für fokussierende Geräte, oder Zielvorrichtungen.
Die Anordnung der Lager muss dabei mit entsprechender Exzentrizität zueinander erfolgen, damit diese geometrische Anforderung, dass sich alle Drehachsen der Achsschnittpunkte in einem Punkt treffen, so dass verhindert wird, dass die Funktionsebene neben der gewünschten Schräglagenerzeugung zusätzlich eine taumelnde Bewegung ausführt.
Bei dem in den 6a bis 6c dargestellten Ausführungsform ist die Anordnung der Lager so gewählt, dass der oben als Pol beziehungsweise Drehpol bezeichnete Punkt definitiv außerhalb und/oder oberhalb der Funktionsebene liegt. Dies ist insbesondere bei den Anwendungen vorteilhaft, die einen ruhenden Punkt oberhalb der Funktionsebene benötigen, beispielsweise Geräte mit möglichst ruhendem „Brennpunkt" oder Orte für Ziele (Zielobjekte) die mit Laser anvisiert werden, die dann aus unterschiedlichen Richtungen durch Betätigung der Vorrichtung mit entsprechend montierter Einrichtung auf der Funktionsfläche, auf diesen Punkt (Pol, Drehpol) als Ziel, (Zielobjekt) zielen können. Anwendungen sind beispielsweise in der Medizintechnik oder der Energietechnik gegeben. Durch die vorteilhafterweise variabel wählbare Anordnung der Drehlager können je nach Anforderung in bestimmten Punkten der Vorrichtung Taumelbewegungen der Funktionsebene verhindert beziehungsweise definiert erzeugt und/oder durchgeführt werden.
Die in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Erläuterung der Erfindung und sind für diese nicht beschränkend.

1: keilförmiges Element
2: keilförmiges Element
3: keilförmiges Element
4: keilförmiges Element
5: keilförmiges Element
6: keilförmiges Element
7: keilförmiges Element
8: keilförmiges Element
9: Basis/Boden
10: Tragfläche
11: Lager (Tragfläche (10)
F1: Funktionsfläche (keilförmiges Element (1))
F2: Funktionsfläche (keilförmiges Element (2))
F3: Funktionsfläche (keilförmiges Element (3))
F4: Funktionsfläche (keilförmiges Element (4))
F5: Funktionsfläche (keilförmiges Element (5))
F6: Funktionsfläche (keilförmiges Element (6))
F7: Funktionsfläche (keilförmiges Element (7))
F8: Funktionsfläche (keilförmiges Element (8))
G1: gegenüberliegende Seite/Fläche (keilförmiges Element (1))
G2: gegenüberliegende Seite/Fläche (keilförmiges Element (2))
G3: gegenüberliegende Seite/Fläche (keilförmiges Element (3))
G4: gegenüberliegende Seite/Fläche (keilförmiges Element (4))
G5: gegenüberliegende Seite/Fläche (keilförmiges Element (5))
G6: gegenüberliegende Seite/Fläche (keilförmiges Element (6))
G7: gegenüberliegende Seite/Fläche (keilförmiges Element (7))
G8: gegenüberliegende Seite/Fläche (keilförmiges Element (8))
L1: Lagerfläche (keilförmiges Element (1))
L2: Lagerfläche (keilförmiges Element (2))
L3: Lagerfläche (keilförmiges Element (3))
L4: Lagerfläche (keilförmiges Element (4))
α1: Winkel (keilförmiges Element (1))
α2: Winkel (keilförmiges Element (2))
α3: Winkel (keilförmiges Element (3))
α4: Winkel (keilförmiges Element (4))
α5: Winkel (keilförmiges Element (5))
α6: Winkel (keilförmiges Element (6))
α7: Winkel (keilförmiges Element (7))
α8: Winkel (keilförmiges Element (8))
β1: Winkel (keilförmiges Element (1) und keilförmiges Element (2))
β2: Winkel (keilförmiges Element (3) und keilförmiges Element (4))
β3: Winkel (keilförmige Elemente (5 bis 8))
γ: Winkel (rechter Winkel)

Claims

Vorrichtung zur Bereitstellung von zwei Funktionsflächen (F1, F2; F3, F4; F5, F8), deren Lage zueinander einstellbar ist, aufweisend wenigstens zwei an- oder aufeinander drehbar gelagerte, keilförmig ausgebildete Elemente (1, 2; 3, 4; 5, 6, 7 8), mit jeweils unter einem spitzen Winkel (α1, α2, α3, α4, α5, α6, α7, α8) zusammenlaufender Lagerfläche (L1; L2; L3; L4) und Funktionsfläche (F1, F2; F3, F4; F5, F8), wobei die Lagerflächen (L1; L2; L3; L4) der keilförmigen Elemente (1, 2; 3, 4; 5, 6, 7 8) einander zugewandt sind, die Funktionsflächen (F1, F2; F3, F4; F5, F8) der keilförmigen Elemente (1, 2; 3, 4; 5, 6, 7 8) voneinander abgewandt sind und durch relative Verdrehung der keilförmigen Elemente (1, 2; 3, 4; 5, 6, 7 8) gegeneinander die Lage der Funktionsflächen (F1, F2; F3, F4; F5, F8) der keilförmigen Elemente (1, 2; 3, 4; 5, 6, 7 8) zueinander einstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch relative Verdrehung der keilförmigen Elemente (1, 2; 3, 4; 5, 6, 7 8) gegeneinander der Winkel (β1; β2; β3) zwischen den Funktionsflächen (F1, F2; F3, F4; F5, F8) der keilförmigen Elemente (1, 2; 3, 4; 5, 6, 7 8) einstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die der von der zusammenlaufenden Lagerfläche (L1, L2; L3, L4) und Funktionsfläche (F1, F2; F3, F4) gebildeten Spitze gegenüberliegende Fläche (G1; G2; G3; G4) eines keilförmigen Elementes (1; 2; 3; 4) einen Winkel (γ) von etwa 90° zu der Lagerfläche (L1, L2; L3, L4) oder der Funktionsfläche (F1, F2; F3, F4) des keilförmigen Elementes (1; 2; 3; 4) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch wenigstens ein aus einem keilförmigen Element mit einem Winkel von etwa 90° zu der Lagerfläche und einem keilförmigen Element mit einem Winkel von etwa 90° zu der Funktionsfläche bestehendes Paar keilförmiger Elemente.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Paare keilförmiger Elemente (5, 6; 7, 8) an- oder aufeinander drehbar gelagert sind, wobei die einander zugewandten Funktionsflächen der beiden Paare keilförmiger Elemente als Lagerflächen dienen.
Vorrichtung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α1, α2, α3, α4, α5, α6, α7, α8) zwischen der Lagerfläche (L1, L2, L3, L4) und der Funktionsfläche (F1, F2, F3, F4, F5, F8) eines keilförmigen Elementes (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) etwa 9°, etwa 18° und/oder ein ganzzahliges Vielfaches von etwa 9° und/oder etwa 18° beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsfläche (F1) eines der keilförmigen Elemente (1, 3, 5) an oder auf einer Basis (9), vorzugsweise einer Basisfläche, angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsfläche (F1) drehbar an oder auf der Basis (9) gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsfläche (F8) des freien keilförmigen Elementes (8) ein Auflager, vorzugsweise für eine Tragfläche (10), bereitstellt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die keilförmigen Elemente (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) stufenlos gegeneinander verdrehbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die keilförmigen Elemente (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) stufenweise um definierte Winkel gegeneinander verdrehbar sind, vorzugsweise um Winkel von 1° bis 15°, besonders bevorzugt um Winkelstufen von 5° und/oder 10°.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch wenigstens ein ein Maß für die Lage der Funktionsflächen (F1, F2; F3, F4, F5, F8) der keilförmigen Elemente (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) zueinander, vorzugsweise den Winkel (β1; β2; β3) zwischen den Funktionsflächen (F1, F2; F3, F4, F5, F8) der keilförmigen Elemente (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8), und/oder der Verdrehung der keilförmigen Elemente (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) gegeneinander erfassendes und/oder wiedergebendes Mittel.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Maß für die Lage der Funktionsflächen (F1, F2; F3, F4, F5, F8) der keilförmigen Elemente (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) zueinander und/oder der Verdrehung der keilförmigen Elemente (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) gegeneinander mechanisch und/oder elektronisch erfassbar und/oder wiedergebbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel eine skalierte Anzeige umfasst, besonders bevorzugt seitens der der Spitze der zusammenlaufenden Lagerfläche (L1, L2, L3, L4) und Funktionsfläche (F1, F2; F3, F4, F5, F8) gegenüberliegende Fläche (G1; G2; G3; G4; G5; G6; G7; G8) wenigstens eines der keilförmigen Elemente (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Drehlager zwischen den keilförmigen Elementen (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) und/oder dem keilförmigen Element (1) und der Basis (9) in einer und/oder in beiden Drehrichtungen festlegbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch wenigstens einen Antrieb zum Drehen wenigstens eines keilförmigen Elementes (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) um sein Drehlager, vorzugsweise einen elektrischen, pneumatischen und/oder hydraulischen Antrieb.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb ein ein- und/oder mehrstufiges Getriebe zur Unter- und/oder Übersetzung von Drehbewegungen auf das wenigstens eine keilförmige Element (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehung der keilförmigen Elemente (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) gegeneinander steuerbar ist, vorzugsweise mittels des wenigstens einen Antriebs zum Drehen wenigstens eines keilförmigen Elementes (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) um sein Drehlager.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Verbindungs- und/oder Konstruktionselement, vorzugsweise für Platten- und/oder Profilelemente, ausgebildet ist, wozu die freien Enden der Funktionsflächen (F1, F2; F3, F4; F5, F8) an und/oder in zu verbindenden Elementen befestigbare, vorzugsweise lösbar befestigbare, Befestigungsmittel aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Winkelmesser ausgebildet ist, wozu die freien Enden der Funktionsflächen (F1, F2; F3, F4; F5, F8) jeweils mit einem einen Schenkel bildenden, sich im wesentlichen senkrecht zur Funktionsfläche erstreckenden Profilelement versehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, gekennzeichnet durch Drehlager zwischen den keilförmigen Elementen, der Basis und/oder der Tragfläche, wobei die Relativposition der Drehlager so gewählt ist, dass die Drehachsen der Lager sich etwa in einem Punkt (Pol, Drehpol) der freien Funktionsfläche schneiden.