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Die
Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung zur Feineinstellung
von auf einem Halteelement angeordneten Meß- und/oder Prüfmitteln
u. dgl., wobei die Verstelleinrichtung auf eifern Tragelement mit
einer Verbindungsplatte angebracht ist und Verstellelemente aufweist.
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Die
DE 296 07 499 U1 beschreibt
eine Vorrichtung zur Feineinstellung, wobei Verstellelemente nach
erfolgter Verstellung gemeinsam mit einer durch sie hindurchgehenden
Spannschraube festgezogen werden. Nachteilig hierbei ist, daß auch bei nur
in einer Richtungsachse vorzunehmender Verstellung alle Verstellelemente
mittels der Spannschraube gelöst
werden und Abweichungen auftreten können. Des weiteren werden zum
Verstellen in unterschiedlichen Richtungsachsen unterschiedliche Werkzeuge
benötigt.
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DE 198 01 790 A1 offenbart
einen kompletten Abstimmblock für
einen Meisterbock, bei welchem unterschiedliche Distanz- und Anschlusselemente
aufgezeigt werden. Es wird ein Verstelltisch ähnlich dem der
DE 296 07 499 U1 beschrieben,
wobei ebenfalls die oben genannten Nachteile auftreten.
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Weitere
Verstelleinheiten sind bekannt, bei denen jedoch einerseits unterschiedliche
Werkzeuge verwendet werden und andererseits eine seitliche Zugänglichkeit
der Verstellelemente nicht besteht.
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Aus
der
DE 198 04 238
A1 ist eine Positioniervorrichtung mit drei Gleitführungen
und Einstellvorrichtungen bekannt, die unabhängig voneinander Verschiebungen
eines Werkstücks
in drei Verschieberichtungen ermöglichen.
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Die
EP 0 155 861 B1 offenbart
eine Verstellung und Arretierung einer verschieblichen Grundplatte
mittels zweier gegenläufiger
Schrauben, die an seitlich abgekanteten Bereichen eines Grundblechs gehalten
sind.
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Aus
der
DE 93 16 101 U1 ist
eine Halte- und Positioniervorrichtung für ein Aufnahmeteil für ein einer
Tür zugeordnetes
Funktionselement bekannt, bei der ein Aufnahmeteil durch mehrere
daran angreifende Schrauben räumlich
positioniert werden kann.
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Die
DE 196 10 486 A1 offenbart
ein Linearführungssystem,
das aus einer Führungsschiene
und einem in Laufrichtung darauf verschiebbar gelagerten Laufwagen
mit dazwischen angeordneten Rollkörpern besteht.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Verstelleinrichtung zu
schaffen, welche die oben aufgeführten
Nachteile nicht mehr aufweist, spielfrei und wirtschaftlicher als
der Stand der Technik durch Verwendung von weniger unterschiedlichen
Bauteilen ist und weitere Vorteile bietet.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Verstelleinrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgezeigt.
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Die
Verstelleinrichtung weist drei voneinander unabhängige Verstellelemente für drei Raumachsen
auf.
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Die
Verstellungen und Arretierungen werden mit jeweils zwei Verstellschrauben
je Verstellelement vorgenommen, welche leicht zugänglich sind
und vorteilhafterweise kein unterschiedliches Werkzeug benötigen.
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Da
die Verstellung und Arretierung der Verstellelemente unabhängig voneinander
ausgebildet ist, gibt es vorteilhafterweise keine zentrale Spannschraube.
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Besonders
vorteilhaft ist es, daß die
Verstellelemente in der X- und Y-Richtung aus Profilschienen bestehen,
welche bevorzugt aus stranggepressten Profilen bestehen, die aus
Leichtmetall sind. Diese Profile bilden jeweils eine Grundplatte
und eine drauf verschiebegeführte
Verstellplatte und weisen ein korrespondierendes Profil auf. Die
Grundplatte ist T-förmig
ausgebildet und besitzt einen T-förmigen Steg.
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Die
Grundplatte und die Verstellplatte sind in einer bevorzugten Ausführungsform
untereinander über
stabförmige
Lagerelemente beabstandet gelagert. Zum Zusammenbau werden sie ineinander
geschoben. Eine vorteilhaft spielfreie Lagerung wird dadurch erzielt,
daß die
Lagerelemente mit unterschiedlich großen Außenabmessungen eingesetzt werden.
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Die
Lagerelemente sind in bevorzugter Ausgestaltung von kreisförmigem Querschnitt.
Auch nicht kreisförmige
Querschnitte sind denkbar.
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Anstelle
von stabförmigen
Lagerelementen können
auch Wälzkörper zum
Einsatz kommen.
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Da
die Belastungen gering bleiben, können vorteilhaft Lagerelemente
aus Kunststoff verwendet werden, vorzugsweise aus POM.
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Die
Grundplatte der X- und Y-Verstellelemente weist jeweils eine Nut
in Längsrichtung
auf, in welcher ein Betätigungselement
verschiebegeführt angeordnet
ist. Dieses ist fest mit der auf der Grundplatte verschiebegeführten Verstellplatte
verbunden.
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Das
Betätigungselement
wird, nach dem Ineinanderschieben der Verstellplatte auf die Grundplatte
durch die Verstellplatte in die Nut der Grundplatte eingeschoben
und mit der Verstellplatte form- und kraftschlüssig fixiert. Somit kann dieses
Verstellelement vorteilhafterweise nicht auseinanderfallen und ist
besonders einfach in der Handhabung beim Aufbau.
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Das
Betätigungselement
der Verstellplatte wird in der Nut der Grundplatte beidseitig jeweils
von einer Verstellschraube berührt,
womit beim Lösen der
Verstellschrauben eine Verstellung und beim Anziehen beider Verstellschrauben
eine Arretierung des Verstellelementes ermöglicht wird. Die Verstellschrauben
sind in der Längsrichtung
des Verstellelementes im Steg der Grundplatte angeordnet und liegen
sich gegenüber.
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Jedes
der Verstellelemente weist eine Bohrung für eine sogenannte Nullzentrierung
auf. Auch diese ist vorteilhaft von der Seite her zugänglich.
Eine Verstiftung der Verstellelemente nach erfolgter Einstellung
ist hiermit ebenfalls möglich.
Hierzu kann in einer weiteren Ausführungsform auch eine zusätzliche
Bohrung angeordnet sein.
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Die
Verstellelemente für
die X- und Y-Richtung sind aus identischen Teilen aufgebaut. Somit
ist es vorteilhafterweise einfach möglich, diese um 90° versetzt
zueinander zusammenzufügen,
indem in einer bevorzugten Ausführungsform
die Verstellplatten miteinander verbunden, vorzugsweise verklebt
werden.
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Zur
Befestigung am Verstellelement für
die Z-Richtung sowie für
weitere Anschlusselemente dienen ebenfalls vorteilhaft von der Seite
her zugängliche
Befestigungselemente.
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Das
Verstellelement für
die Z-Richtung besitzt ein Stellelement mit Flanken, welche in einem Wirkungszusammenhang
mit Verstellschrauben zur Verstellung und Arretierung stehen. Auch
diese Verstellschrauben sind von der Seite her vorteilhaft zugänglich.
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Das
Verstellelement für
die Z-Richtung kann in unterschiedlichen Abmessungen ausgebildet
werden, so daß vorteilhafterweise
keine Distanzelemente benötigt
werden.
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Eine
Befestigung der Verstelleinrichtung auf bekannten Trägersystemen
ist mittels geeigneter Verbindungsplatte möglich. Diese Verbindungsplatte kann
asymmetrisch angeordnete Befestigungselemente aufweisen, die eine
weitere vorteilhafte Anpassung der Verstelleinrichtung ermöglichen.
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Somit
ist eine besonders vorteilhafte und vielseitige Verstelleinrichtung
geschaffen, die eine vorteilhafte seitliche Zugänglichkeit der Verstellschrauben
und ein separates Verstellen und Arretieren der einzelnen Verstellelemente
ermöglicht.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematisch
dargestellten Ausführungsbeispielen
beschrieben. Hierbei zeigt:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung auf
einem Tragelement und mit einem Halteelement;
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2 eine
perspektivische Ansicht eines Verstellelementes;
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3 einen
Längsschnitt
des Verstellelementes gemäß 2;
und
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4 eine
Teilschnittansicht eines weiteren Verstellelementes.
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Eine
beispielhafte Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung 1 ist
in 1 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt.
Dabei ist die Verstelleinrichtung 1 mittels einer Verbindungsplatte 6 auf
einem Tragelement 5, beispielsweise einem Hohlkammerprofil,
angeordnet.
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Um
eine einfache und eindeutige Zuordnung der Verstellrichtungen der
Verstelleinrichtung 1 zu den Raumachsen in der 1 vornehmen
zu können,
ist in der 1 ein dreidimensionales Koordinatensystem
mit den Raumachsen X, Y und Z abgebildet. Diese Zuordnung ist ein
Hilfsmittel für
die Beschreibung.
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Die
Verstelleinrichtung 1 besteht aus einem Verstellelement 2 für die Z-Achse,
einem Verstellelement 3 für die Y-Achse und einem Verstellelement 4 für die X-Achse.
In dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Verstelleinrichtung 1 mit dem
Verstellelement 2 für
die Z-Achse auf der Verbindungsplatte 6 befestigt. Auf
der gegenüberliegenden Fläche des
Verstellelementes 2 ist das Verstellelement 4 für die X- Achse und darüber das
Verstellelement 3 für
die Y-Achse angeordnet. Auf dem Verstellelement 3 für die Y-Achse
ist ein Halteelement 7 zur Aufnahme von nicht dargestellten
Werkzeugen und/oder Messmitteln oder dergleichen angeordnet. Die
Form des Halteelementes 7 ist in unterschiedlichen Anwendungsfällen ebenfalls
unterschiedlich, was hier nicht dargestellt ist. Weiterhin kann/können zwischen
dem Halteelement 7 und dem Verstellelement 3 für die X-Achse
ein Ausgleichstück 8 oder auch
mehrere Ausgleichstücke 8 angeordnet
sein.
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Die
Befestigung der Verstellelemente 2, 3, 4 untereinander
und mit der Verbindungsplatte 6 sowie mit dem Halteelement 7 wird
in bekannter Weise ausgeführt.
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Es
ist besonders vorteilhaft, daß die
Verstellelemente 3 für
die Y-Achse und 4 für
die X-Achse aus gleichen Bauelementen bestehen und nur um 90° in ihrer
Hochachse, d. h. in der Raumachse Z, verdreht angeordnet sind.
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Die
Verstellelemente 2, 3, 4 weisen voneinander
unabhängige
Verstellungen und Arretierungen auf, welche durch Verstellschrauben 9, 10, 11, 12, 13, 14 betätigbar sind.
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Das
Verstellelement 2 für
die Z-Achse weist mindestens an einer senkrechten Außenkante
jeweils mindestens eine erste Verstellschraube 9 und mindestens
eine zweite Verstellschraube 10 auf. Hiermit wird die Verstellung
und Arretierung in der Richtung der Z-Achse der Verstelleinrichtung 1 vorgenommen.
Dieses wird weiter unten mit Bezug auf die 4 näher erläutert. Die
erste Verstellschraube 9 und die zweite Verstellschraube 10 des
Verstellelementes 2 für
die Z-Achse sind vorteilhafterweise seitlich zu erreichen und zu
betätigen.
Es ist in anderer Ausgestaltung möglich, daß weitere Verstellschrauben
an der gegenüberliegenden
Kante oder auch an allen Kanten angeordnet sind.
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Am
Verstellelement 3 für
die Y-Achse ist eine dritte Verstellschraube 11 und ihr
gegenüberliegend, jedoch
nicht dargestellt, eine vierte Verstellschraube 12 parallel
zur Y-Achse liegend
angeordnet. Mit diesen ebenfalls vorteilhaft von der Seite zu betätigenden
Verstellschrauben 11, 12 wird die Verstellung
in der Y-Richtung vorgenommen. Der Verstellvorgang wird weiter unten
im Zusammenhang mit den 2 und 3 näher erläutert.
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Ebenso
weist das Verstellelement 4 für die X-Achse eine fünfte Verstellschraube 13 und
ihr gegenüberliegend
eine nicht dargestellte sechste Verstellschraube 14 zur
Verstellung in der X-Richtung auf.
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Das
Verstellelement 3 für
die Y-Achse und das Verstellelement 4 für die X-Achse bestehen jeweils
aus einer Grundplatte 17, 17' und einer Verstellplatte 18, 18'. Ein solches
Verstellelement 3, 4 wird in 2 beispielhaft
gezeigt und im folgenden näher beschrieben.
Die Grundplatte 17, 17' hat einen annähernd T-förmigen
Querschnitt mit einem Steg 28, welcher in der Längsachse
des Verstellelementes 2, 3 angeordnet ist. Dieser
Steg 28 der Grundplatte 17, 17' ist ebenfalls
T-förmig
und greift in eine Führungsnut 27 ein,
welche an der Unterseite der Verstellplatte 18, 18' angeordnet
ist. Beidseitig der sich in der Längsachse des Verstellelementes 3, 4 erstreckenden
Führungsnut 27 und
des Stegs 28 sind spiegelsymmetrisch zueinander vier zylindrische
Lagerelemente 19 in entsprechenden zylindrischen Aufnahmekanälen angeordnet.
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Die
Grundplatte 17, 17' und
die Verstellplatte 18, 18' sind somit durch die Lagerelemente 19 beabstandet
und auf diesen gegeneinander verschiebegeführt. Die Lagerelemente 19 sind
vorzugsweise zylindrische, stabförmige
Lagerkörper
aus einem Kunststoffmaterial, vorzugsweise POM. Es ist besonders vorteilhaft,
daß durch
die Auswahl unterschiedlich großer
Durchmesser dieser Lagerelemente 19 eine spielfreie Lagerung
zwischen der Grundplatte 17, 17' und der Verstellplatte 18, 18' erzielt wird.
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Es
ist weiterhin denkbar, daß die
Lagerelemente 19 auch einen anderen Querschnitt und/oder auch
ein anderes Material aufweisen können.
Es sind ebenfalls bekannte geeignete Wälzkörper als Lagerelemente 19 denkbar.
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Die
Grundplatte 17, 17' und
die Verstellplatte 18, 18' sind untereinander aufgrund ihrer
Profilierung formschlüssig
verbunden und weisen nur einen Freiheitsgrad als Verschiebung in
ihrer Längsachse
auf. Zum Zusammenbau werden die Grundplatte 17, 17' und die Verstellplatte 18, 18' in ihrer Längsachse
zusammengeschoben.
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Die
Führungsplatte 17, 17' weist im Verlauf ihrer
Längsachse
innerhalb des Steges 28 eine Nut 21 auf. In diese
Nut erstrecken sich im Verlauf der Längsachse der Grundplatte 17, 17' von beiden Stirnseiten
her jeweils eine Verstellschraube 11, 13 und 12, 14.
Zwischen den Enden dieser Verstellschrauben 11, 13 und 12, 14 innerhalb
der Nut 21 befindet sich ein Betätigungselement 22,
welches einerseits innerhalb der Nut 21 in Längsrichtung
der Nut 21 bewegbar angeordnet ist und andererseits mit
der Verstellplatte 18 fest verbunden ist.
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Die
innerhalb der Nut 21 befindlichen Enden der Verstellschrauben 11, 13 und 12, 14 liegen
jeweils an dem Betätigungselement 22 an
und arretieren somit das Betätigungselement 22 und
die an diesem befestigte Verstellplatte 18, 18'. Durch Lösen einer
der Verstellschrauben 11, 13 oder 12, 14 und gleichzeitigem
Verstellen der jeweiligen gegenüberliegenden
Verstellschraube 12, 14 oder 11, 13 wird das Betätigungselement 22 und
somit die Verstellplatte 18, 18' in Längsrichtung der Längsachse
der Grundplatte 17, 17' verstellt.
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Das
Betätigungselement 22 wird
erst nach erfolgtem Zusammenbau der Grundplatte 17, 17' und der Verstellplatte 18, 18' von
der Verstellplatte 18, 18' her eingesetzt und mit dieser
letzteren verbunden. Somit ist in vorteilhafter Weise ein kompaktes
Verstellelement 3, 4 geschaffen, welches aufgrund
des Formschlusses der profilierten Grundplatte 17, 17' und der dazu
komplementär
profilierten Stellplatte 18, 18' sowie des in der Nut 21 eingebrachten
Betätigungselementes 22 keine
weiteren Mittel zum Zusammenhalten benötigt. Weiterhin ist über die
Verstellschrauben 11, 13 und 12, 14 eine
vorteilhafte seitliche Betätigung
bzw. Verstellung und Arretierung des Verstellelementes 3, 4 gebildet.
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Das
Betätigungselement 22 ist
vorzugsweise ein in der Verstellplatte 18, 18' befestigbarer
Bolzen, welcher mit der Verstellplatte 18, 18' form- und kraftschlüssig verbunden
ist.
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An
einer Seite parallel zur jeweiligen X- und Y-Achse der Verstellelemente 3, 4 befindet
sich (1) jeweils ein Ansatz an der Grundplatte 17, 17' und ein dazu
korrespondierender Ansatz an der Verstellplatte 18, 18', welcher mittig
eine Bohrung 16 aufweist. Diese Bohrung 16 dient
zur Einführung
eines Stiftes zur Festlegung einer sogenannten Nullzentrierung.
Es ist auch möglich,
nach erfolgter Verstellung die Verstelleinheit in bekannter Weise, über diese Bohrung 16 oder über eine
zusätzliche
Bohrung zu verstiften.
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Beidseitig
neben der Bohrung 16 sind die Ansätze in bevorzugter Ausführungsform
abgeschrägt zur
Aufnahme einer Verstellskala.
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Zur
Verbindung der Verstellelemente 3, 4 untereinander
sind auf der Verstellplatte 18, 18' Bohrungen für Zentrierelemente 20 angeordnet.
Die Verbindung zweier Verstellelemente 3, 4 erfolgt
dadurch, daß die
Verstellplatten 18 und 18' miteinander verbunden sind, wobei
die Längsachsen
der Verstellelemente 3, 4 um 90° versetzt
angeordnet sind. Als Verbindungen dienen bekannte Befestigungsmittel
wie beispielsweise Schrauben. In einer bevorzugten Ausführungsform
werden die Verstellplatten 18, 18' miteinander verklebt.
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Zur
Befestigung der Verstellelemente 3, 4 an weiteren
Anschlußelementen
wie z. B. dem Verstellelement 2 der Z-Achse und/oder dem
Halteelement 7 sind entsprechende bekannte Mittel an den
Grundplatten 17, 17' vorgesehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform
werden diese Befestigungen über Befestigungselemente 15 in
den Grundplatten 17 und 17' ebenfalls vorteilhaft von der
Seite her erreicht, wie 3 darstellt.
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3 zeigt
einen Längsschnitt
durch ein Verstellelement 4 mit der oben angeordneten Verstellplatte 18,
dem in ihr eingebrachten und mit ihr verbundenen Betätigungselement 22,
welches in die Nut 21 der Grundplatte 17 hineinragt
und beiderseits von den Verstellschrauben 11, 12 in
arretierter Position gezeigt ist.
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Die
Grundplatte 17 ist auf einem Stellelement 26 des
Verstellelementes 2 für
die Z-Achse über
Verschließelemente 29,
welche in Bohrungen an der Unterseite der Grundplatte 17 aufgenommen sind,
und darin eingreifende Befestigungselemente 15 fest verbunden.
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Die
Verschließelemente 29 sind
vorzugsweise Einschraubbolzen mit einer Einkerbung, in welche das
Befestigungselement 15, vorzugsweise eine Madenschraube
mit konischer Spitze eingreift.
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In
der 4 ist die Verstellung des Verstellelementes 2 für die Z-Achse
beispielhaft dargestellt. Innerhalb des Verstellelementes 2 befindet
sich ein in Z-Richtung verschiebegeführtes Stellelement 26 mit einer
ersten Flanke 24 und einer zweiten Flanke 25, in
welche jeweils die erste Verstellschraube 9 und die zweite
Verstellschraube 10, jeweils in Gewindebohrungen einer
Wand 23 eingeschraubt, mit beispielsweise konischen Spitzen
eingreifen und aneinander liegen. Durch Lösen (Herausdrehen) beispielsweise der
ersten Verstellschraube 9 wird eine Bewegung des Stellelementes 26 nach
unten bewirkt, wobei ein danach erfolgendes Eindrehen der zweiten
Verstellschraube 10 eine Arretierung des Stellelementes 26 erzeugt.
Zur Verstellung des Stellelementes 26 nach oben in Z-Richtung
wird zunächst
die zweite Verstellschraube 10 gelöst und dann die erste Verstellschraube 9 eingedreht,
bis die gewünschte
Stellung erreicht ist. Dann wird die zweite Verstellschraube 10 zur
Arretierung eingedreht.
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Das
Verstellelement 2 für
die Z-Achse kann unterschiedliche Längen aufweisen, wobei eine
vorteilhafte Anpassung an unterschiedliche Einsatzfälle ermöglicht wird.
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Die
Anordnung der Verstellelemente 2, 3, 4 kann
auch in einer anderen als gezeigten Reihenfolge ausgeführt sein.
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Die
Verbindungsplatte 6 kann in einer weiteren Ausführungsform
mit asymmetrisch angeordneten Verbindungselementen versehen sein,
um eine vorteilhaft große
Anpassungsfähigkeit
der Verstelleinrichtung 1 auf unterschiedlichen Tragelementen zu
ermöglichen.
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Ebenfalls
ist es denkbar, ein bekanntes Verstellelement zur Drehung um die
Z-Achse mit einzubauen.
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- 1
- Verstelleinrichtung
- 2
- Verstellelement
Z-Achse
- 3
- Verstellelement
Y-Achse
- 4
- Verstellelement
X-Achse
- 5
- Tragelement
- 6
- Verbindungsplatte
- 7
- Halteelement
- 8
- Ausgleichsstück
- 9
- erste
Verstellschraube
- 10
- zweite
Verstellschraube
- 11
- dritte
Verstellschraube
- 12
- vierte
Verstellschraube
- 13
- fünfte Verstellschraube
- 14
- sechste
Verstellschraube
- 15
- Befestigungselement
- 16
- Bohrung
- 17,
17'
- Grundplatte
- 18,
18'
- Verstellplatte
- 19
- Lagerelement
- 20
- Zentrierelement
- 21
- Nut
- 22
- Betätigungselement
- 23
- Wand
- 24
- erste
Flanke
- 25
- zweite
Flanke
- 26
- Stellelement
- 27
- Führungsnut
- 28
- Steg
- 29
- Verschließelement