-
Gegenstand
der Erfindung ist eine Kupplungsvorrichtung sowie ein Multikupplungssystem
mit einer Kupplungsvorrichtung, welche mit einem Verriegelungsblock
mit einer ersten Ausnehmung zur Aufnahme eines Kupplungsstifts und
einer im Wesentlichen senkrecht zur ersten Ausnehmung ausgebildeten
zweiten Ausnehmung mit einer Längsachse ausgebildet ist,
wobei die erste Ausnehmung in einen Mündungsbereich der
zweiten Ausnehmung mündet und in der zweiten Ausnehmung
ein um die Längsachse rotierbares Werkstück angeordnet
ist.
-
Bei
Werkzeugsystemen, insbesondere Multikupplungen, ist eine gute Verbindung
zwischen den zu kuppelnden Teilen von großer Wichtigkeit.
Aus diesem Grunde wird eine Vielzahl von Kupplungsvorrichtungen
angeboten, welche diese Aufgabe übernehmen sollen. Im Stand
der Technik sind sowohl Druckbolzenverriegelungen, Hebelverriegelungen sowohl
mit Zahnstangensystem als auch mit Kugelverriegelungen bzw. Schraubverriegelungen
bekannt. Ein Vorteil bei den vorgenannten Verriegelungsvorrichtungen
ist, dass diese manuell verriegelt werden können, was insbesondere
bei kleineren und mittleren Geräte ein wichtiger Aspekt
ist.
-
Die
Anschlüsse der Multikupplung sind gemeinsam auf einer Werkzeugplatte
angeordnet und werden über den Verriegelungsmechanismus
mit den korrespondierenden Eingriffen bzw. Stiften verbunden. Ein
derartiges System ist beispielsweise aus der
US 3 602 869 bekannt. Dabei liegen
sich die Anschlüsse der unterschiedlichen Werkzeugplatten
jeweils korrespondierend gegenüber und werden über Rastelemente
miteinander verbunden. Die Rastelemente stehen dabei sowohl mit
der ersten als auch mit der zweiten Werkzeugplatte in Verbindung.
Dies hat unter anderem zur Folge, dass die Kupplungsvorrichtungen
an beiden Werkzeugplatten eingerastet werden müssen um
eine gute Dichtigkeit der Kupplungen zu gewährleisten.
Dies ist jedoch mit einem großen Aufwand verbunden.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es eine Kupplungsvorrichtung zu schaffen,
welche zum einen einfach aufgebaut ist und zum anderen ein leichtes
Ein- und Auskoppeln ermöglicht, bei Beibehaltung hoher
Sicherheit. Die Aufgabe wird gelöst mit einer Kupplungsvorrichtung
nach den Merkmalen des Hauptanspruchs.
-
Im
Mündungsbereich der ersten und zweiten Ausnehmung ist an
dem um die Längsachse rotierbaren Werkstück ein
zur Längsachse exzentrisch angeordneter erster Bolzen mit
dem Werkstück verbunden. Hierdurch wird es möglich,
durch die Rotation des Werkstücks einen Exzenterverschluss
zu bilden. Der erste Bolzen ist mit einem zweiten Bolzen verbunden,
wobei der zweite Bolzen zum Hintergreifen des Kupplungsstifts ausgebildet
ist und sich vorzugsweise in festem Abstand zum ersten Bolzen im
Wesentlichen im Mündungsbereich befindet. Der erste und
der zweite Bolzen werden über mindestens eine Kuppelstange
verbunden, welche vorzugsweise starr ausgebildet ist. Hierdurch
ist es mittels der Rotation des Werkstücks und somit mittels
des ersten Bolzens möglich, sowohl Zug- als auch Druckkräfte
auf den zweiten Bolzen zu übertragen. Der erste Bolzen
kann zudem als Teil der Kuppelstange ausgebildet sein. Die Kuppelstange
ist allgemein lediglich an einem zur Längsachse der zweiten
Ausnehmung exzentrischen Punkt am Werkstück rotierbar angeordnet.
-
Durch
die Rotation des Werkstücks um die Längsachse
wird der zweite Bolzen von einer Anfangsposition in eine Endposition
(bzw. von einer Endposition in eine Anfangsposition) bewegt, wobei der
zweite Bolzen in der Anfangsposition nicht den Kupplungsstift hintergreift
und in der Endposition den Kupplungsstift zum einen hintergreift
und diesen in einer verriegelten Position festhält. Die
Verriegelung ist reversibel, d. h. sie kann durch eine Umkehr des Bewegungsablaufs
gelöst werden.
-
Wie
bereits eingangs erwähnt, wird über die exzentrische
Anordnung des ersten Bolzens und die vorzugsweise starre Verbindung
mit dem zweiten Bolzen ein Exzenterverschluss gebildet. Anders umschrieben
dient die Kuppelstange zwischen dem zweiten und dem ersten Bolzen
als Pleuel. Die Aufgabe des zweiten Bolzens liegt darin, den Kupplungsstift
zu hintergreifen und im Wesentlichen translatorisch weiter in den
Mündungsbereich zu ziehen. Dies bedeutet, dass der Kupplungsstift
zu Beginn des Verrieglungsprozesses nicht vollständig in
der ersten Ausnehmung angeordnet ist und erst durch das translatorische
Hineinziehen durch den zweiten Bolzen bis zu einem Anschlag in der
ersten Aufnehmung und dem Mündungsbereich aufgenommen wird.
-
Der
erste Bolzen wird auf einer exzentrischen Kreisbahn um die Längsachse
des Werkstücks bzw. der zweiten Ausnehmung rotiert. Auf
diese Weise kann – vorzugsweise durch Verwendung eines äußeren
Hebels – eine große Rotationskraft auf das Werkstück
aufgebracht werden. Hierdurch wird gewährleistet, dass
der Kupplungsstift sicher verriegelt bzw. verankert in der ersten
Ausnehmung bzw. im Mündungsbereich gehalten wird.
-
Über
den vorbeschriebenen Exzenterverschluss bzw. die pleuelartige Funktionsweise
wird ein einfacher Verriegelungsmechanismus gebildet, welcher mechanisch
aufgebaut ist, zuverlässig funktioniert und manuell betreibbar
ist.
-
Weitere
Ausführungsformen sind in den untergeordneten Ansprüchen
offenbart. Die verschiedenen Ausführungsformen können
miteinander kombiniert werden.
-
In
einer weiteren Ausführungsform sind der erste und der zweite
Bolzen über zwei, vorzugsweise voneinander beabstandete,
Kuppelstangen verbunden. Hierdurch wird eine bessere Verbindung
zwischen dem ersten und dem zweiten Bolzen gewährleistet,
wobei insbesondere eine Scherung der vorzugsweise parallel zueinander
verlaufenden Längsachsen des ersten und des zweiten Bolzens
verhindert wird. Die Längsachsen des ersten und des zweiten
Bolzens verlaufen vorzugsweise parallel zur Längsachse
der zweiten Ausnehmung.
-
In
einer weiteren Ausführungsform ist der erste Bolzen mit
mindestens einer Aussparung, vorzugsweise zwei fluchtend zueinander
angeordneten Aussparungen des Werkstücks verbunden. Das Werkstück
weist zudem im Mündungsbereich vorzugsweise einen gefrästen
Ausschnitt auf, wobei die Anordnung des ersten Bolzens in dem ausgeschnittenen
Teil des Werkstücks vorgenommen wird. Wird der Bolzen lediglich
in einer Aussparung angeordnet, kann er auch als Zapfen ausgebildet
sein. Bei vorzugsweise zwei fluchtend zueinander angeordneten Aussparungen,
deren Längsachsen zueinander fluchtend und parallel zur
Längsachse des Werkstücks verlaufen, wird eine
besonders stabile und sichere Aufnahme des ersten Bolzens und somit
eine sichere Funktionsweise der Verrieglungsvorrichtung gewährleistet.
Alternativ kann der Bolzen auch einstückig mit dem Werkstück
ausgebildet sein. Allgemein können die Bolzen auch Hohlbolzen
sein.
-
In
einer weiteren Ausführungsform befindet sich zwischen der
ersten und der zweiten Ausnehmung eine in einen Durchtritt zum Mündungsbereich ragende
Zwischenwand. Unter dem Durchtritt zum Mündungsbereich
wird eine Ebene verstanden, welche die Verbindung zwischen der ersten
und der zweiten Ausnehmung bildet.
-
Der
Kupplungsstift weist an seinem der zweiten Ausnehmung zugewandten
Ende zum Durchtritt in den Mündungsbereich eine der Zwischenwand
angepassten Aussparung auf. Hierdurch wird gewährleistet,
dass der Kupplungsstift nicht durch die in den Durchtritt ragende
Zwischenwand am Eintritt in den Mündungsbereich gehindert
wird.
-
Von
der zweiten Ausnehmung zur ersten Ausnehmung blickend, liegt der
zweite Bolzen in der Anfangsposition in einer Ebene hinter einer
der ersten Ausnehmung zugewandten Seite der Zwischenwand. Hierdurch
wird gewährleistet, dass der Kupplungsstift ohne Betätigung
des Verriegelungsmechanismus zumindest zum Teil in den Mündungsbereich eingeschoben
werden kann. Er wird also nicht durch den zweiten Bolzen behindert.
Insbesondere kann der zweite Bolzen an einer der ersten Ausnehmung zugewandten
Seite der Zwischenwand liegen, so dass er von der zweiten Ausnehmung
zur ersten Ausnehmung blickend nicht sichtbar ist. Auf diese Weise wird
bei einem Bewegungsablauf von der Anfangsposition zur Endposition
der zweite Bolzen bei der Rotation des Werkstücks zunächst
entlang der Zwischenwand, vorzugsweise nach oben, bewegt, bis er den
Kupplungsstift hintergreift. Anschließend wird der Kupplungsstift über
den eingreifenden zweiten Bolzen in den Mündungsbereich
gezogen und verriegelt.
-
Eine
Ergänzung dieser Ausführungsform wird dadurch
erreicht, dass sich die der ersten Ausnehmung zugewandte Seite der
Zwischenwand nach oben hin verjüngt, d. h. nach oben schräg
zuläuft, wobei die Schräge derart gestaltet ist,
dass der zweite Bolzen bei Rotation des Werkstücks nach
oben in den Durchtritt rutscht und nicht durch die Verjüngung behindert
wird. Dies verbessert die Hebelwirkung bei der Rotation des Werkstücks.
-
In
einer weiteren Variante dieser Ausführungsform weist die
Zwischenwand eine sich vom Durchtritt in den Mündungsbereich
hin erstreckende Zwischenplatte auf, welche vorzugsweise mit der Zwischenwand
verschraubt ist. Die Zwischenplatte erstreckt sich dabei im Wesentlichen
parallel zu einer Längsachse der ers ten Ausnehmung. Hierdurch
wird eine Führung der translatorischen Bewegung des durch
den zweiten Bolzen in den Mündungsbereich gezogenen Kupplungsstifts
erreicht. Die Zwischenplatte dient somit beim Heranziehen des Kupplungsstifts
als Ablage und Führung des zweiten Bolzens. In einer speziellen
Ausführungsform kann die Zwischenplatte derart ausgebildet
sein, dass sie zudem als Anschlag für das ausgeschnittene
Werkstück dient, so dass dieses nicht überdreht
werden kann.
-
In
einer weiteren Variante dieser Ausführungsform wird der
zweite Bolzen durch Rotation des Werkstücks von der Anfangsposition
entlang der Zwischenwand in eine Zwischenposition, in welcher der zweite
Bolzen den Kupplungsstift hintergreift und fixiert, bewegt, wobei
der Kupplungsstift während dieses Vorgangs ruht und erst
durch weitere Rotation des Werkstücks der zweite Bolzen
von der Zwischenposition in die Endposition bewegt wird und der Kupplungsstift
translatorisch mitbewegt und anschließend verriegelt wird.
Hierdurch wird eine definierte Bewegung des Kupplungsstifts und
des zweiten Bolzens festgelegt.
-
In
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das
Werkstück einen vorzugsweise an- und absteckbaren Hebel
zur Rotation des Werkstücks auf. Zum einen wird hierdurch
eine erleichterte Ankupplung zwischen Kupplungsstift und Verriegelungsblock
erreicht, da der Hebel zur Rotation des Werkstücks verlängert
ist. Zum anderen kann durch das An- und Abstecken die Bedienungssicherheit
erhöht werden, da eine einmal in Position, d. h. verriegelt
oder geöffnet, gebrachte Kupplungsvorrichtung nicht mehr
durch den Hebel bewegt werden kann. Hierbei kann der Hebel sowohl
an einem nicht in der zweiten Ausnehmung gelagerten Teil des Werkstücks
befestigt werden als auch über einen Ausschnitt des Verriegelungsblocks
in das in der zweiten Ausnehmung gelagerte Werkstück eingreifen.
-
In
einer weiteren Ausführungsform weist der Verriegelungsblock
einen Rastbolzen und das Werkstück mindestens eine zum
Rastbolzen korrespondierende Rastaussparung auf. Durch diese Maßnahme
wird die Sicherheit weiter erhöht. Ein zufälliges Lösen
des Werkstücks und somit der Verriegelung zwischen dem
Kupplungsstift und dem zweiten Bolzen wird verhindert. In einer
Variante dieser Ausführungsform weist der Verriegelungsblock
mindestens eine erste und eine zweite Rastaussparung auf, wobei
die erste Rastaussparung mit dem Rastbolzen im Eingriff ist, wenn
der zweite Bolzen in der Endposition ist, und die zweite Rastaussparung
mit dem Rastbolzen im Eingriff ist, wenn der zweite Bolzen in der
Zwischenposition ist. Hierdurch wird erreicht, dass nicht nur die
Anfangs- und Endposition definiert sind, sondern Kupplungsstift
und zweiter Bolzen derart fixiert werden können, dass der
Kupplungsstift nicht über seine gesamte Länge
in der ersten Ausnehmung und dem Mündungsbereich liegt
sondern lediglich ein Teilabschnitt des Kupplungsstifts, welcher
weiterhin teilweise durch den zweiten Bolzen hintergriffen wird und
somit nicht frei hinausgezogen werden kann.
-
Die
vorhergehend beschriebene Kupplungsvorrichtung wird vorzugsweise
in einem Multikupplungssystem eingesetzt. Dabei ist der Kupplungsstift an
einer Werkzeugplatte montiert und der Verriegelungsblock an einer
Kupplungsplatte montiert, wobei auf der Werkzeugplatte mindestens
ein weiteres zu einem auf der Kupplungsplatte montierten funktionalen
Element korrespondierendes Kupplungselement vorhanden ist. Auf die se
Weise können beim Rotieren des Werkstücks von
der Anfangs- in die Endposition und dem sich in der Ausnehmung befindenden Kupplungsstift
mindestens eine, vorzugsweise eine Vielzahl von Kupplungen zwischen
der Werkzeugplatte und Kupplungsplatte miteinander dicht verbunden
werden.
-
In
einer besonderen Variante des Multikupplungssystems ist mindestens
eines der weiteren Kupplungselemente und das dazu korrespondierende
funktionale Element zur elektronischen bzw. elektrischen Signal-
und/oder Versorgungsübertragung ausgebildet.
-
Im
Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
genauer erläutert werden. Es zeigen:
-
1 ein
Multikupplungssystem mit einer Kupplungsvorrichtung;
-
2 ein
Bewegungsablauf eines Hebels des Verriegelungsblocks;
-
3 ein
Längsschnitt durch den Verriegelungsblock;
-
4a und 4b Ausbildungsformen
des Werkstücks und des Kupplungsstifts; und
-
5a bis 5f einen
detaillierten Bewegungsablauf in der Anfangsposition zur Endposition.
-
Die 1 zeigt
eine Multikupplungsvorrichtung 100 mit einer Ausführungsform
der Kupplungsvorrichtung 1. Die Kupplungsvorrichtung 1 weist
einen Kupplungsstift 10 auf, welcher auf einer Werkzeugplatte 110 montiert
ist. Die Werkzeugplatte 110 weist mehrere Kupplungselemente 111 auf,
welche unterhalb des Kupplungsstifts 10 angeordnet sind. Des
Weiteren sind ein Busstecker 112 und ein Versorgungsstecker 113 auf
der Werkzeugplatte 110 montiert.
-
Der
zum Kupplungsstift 10 korrespondierende Verriegelungsblock 20 ist
auf der Kupplungsplatte 120 angeordnet. Auf der Kupplungsplatte 120 befinden
sich zu den Kupplungselementen 111 korrespondierende funktionale
Elemente 201, in welche die Kupplungselemente 111 eingreifen.
Selbiges gilt für die funktionalen Elemente 202 bzw. 203,
welche korrespondierend zum Busstecker 112 und zum Versorgungsstecker 113 ausgebildet
sind. Über den Busstecker 112 und den Versorgungsstecker 113 werden elektronische
Steuerungssignale übermittelt sowie die elektrische Versorgung
gewährleistet.
-
An
der Außenseite des Verriegelungsblocks befindet sich ein
Hebel 30, durch dessen Rotation ein sich im Verriegelungsblock
angeordnetes Werkstück rotiert wird und eine damit verbundene
Mechanik den Kupplungsstift 10 hintergreift und verriegelt.
Eine zusätzliche Verriegelung findet durch den Rastbolzen 40 statt,
welcher in Rastaussparungen des nicht näher dargestellten
Werkstücks eingreifen kann. Das eingezeichnete Koordinatensystem
wird auch für die restlichen Figuren beibehalten.
-
In
der 2 wird der Bewegungsablauf des Hebels 30 von
der Anfangsposition AP in die Endposition EP mittels Rotation R
gezeigt. Es ist erkennbar, dass die in der 1 gezeigte
Stellung des Hebels 30 die verriegelte Stellung des Verriegelungsblocks zeigt.
-
Dies
bedeutet, dass der Hebel erst in Z-Richtung nach oben rotiert werden
muss, so dass der Kupplungsstift 10 der 1 in
die hier nicht weiter dargestellte erste Ausnehmung eingeführt
und anschließend durch Rotation des Hebels 30 von
der Anfangsposition AP in die Endposition EP in die erste Ausnehmung
und deren Mündungsbereich gezogen und verriegelt wird.
-
In
der 3 wird der Schnitt III durch den Verriegelungsblock 20 der 2 gezeigt.
Der Verriegelungsblock 20 weist einen ersten Teil 21 und
einen zweiten Teil 22 auf, welche aus zwei unterschiedlichen
Materialstücken bestehen. Der Verriegelungsblock kann jedoch
auch einstückig ausgebildet werden. Der erste Teil 21 weist
eine erste Ausnehmung 210, der zweite Teil 22 eine
zweite Ausnehmung 220 auf, wobei sowohl die erste Ausnehmung 210 als auch
die zweite Ausnehmung 220 vorzugsweise durch Bohren hergestellt
werden. Dies bedeutet unter anderem, dass das Einbringen der Ausnehmungen
besonders ökonomisch vorgenommen wird. In der zweiten Ausnehmung 220 ist
ein Werkstück 25 angeordnet. Das Werkstück 25 erstreckt
sich um eine zur Y-Achse parallele Längsachse 221,
welche mit der Längsachse der zweiten Ausnehmung 220 identisch
ist. Vorzugsweise wird das Werkstück 25 durch Drehen
hergestellt.
-
Die
erste Ausnehmung 210 beginnt am unteren Teil der Figur
und erstreckt sich in negativer X-Richtung verlaufend in die zweite
Ausnehmung hinein, wobei der Kreuzungsbereich zwischen der ersten
Ausnehmung 210 und der zweiten Ausnehmung 220 im
Mündungsbereich 23 endet. Die Ebene, bei welcher
der Eintritt der ersten Ausnehmung in die zweite Ausnehmung stattfindet,
wird als Durchtritt 24 bezeichnet.
-
In
der 3 befindet sich der Hebel 30 in der Endposition.
An dem Werkstück 25 selbst befindet sich ein erster
Bolzen 26, welcher in zwei Aussparungen 260, 261 des
Werkstücks 25 gelagert ist. An dem ersten Bolzen 26 sind
zwei Kuppelstangen 28, 28' angeordnet, wobei am
vom ersten Bolzen 26 in positiver Richtung X-Richtung laufend
gesehen zweiten Ende der Kuppelstangen 28, 28' ein
zweiter Bolzen 27 angeordnet ist. Für die Wirkungsweise
der Erfindung ist es unerheblich, ob der erste Bolzen 26 in
den Aussparungen 260, 261 gleitend angeordnet
ist oder die Kuppelstangen 28, 28' um den ersten
Bolzen 26 beweglich ausgebildet sind.
-
Der
zweite Bolzen 27 zeigt zwischen den voneinander beabstandeten
Kuppelstangen 28, 28' einen Bereich, welcher zum
Hintergreifen eines Hinterschnitts eines Kupplungsstifts ausgebildet
ist.
-
Wie
weiterhin zu erkennen ist, sind die Längsachsen des ersten
Bolzens 26 und des zweiten Bolzens 27 parallel
zur Längsachse 221 der zweiten Ausnehmung 220 bzw.
des Werkstücks 25 ausgebildet. Da der erste Bolzen 26 im
dargestellten Ausführungsbeispiel fest mit dem Werkstück 25 verbunden ist,
wird der erste Bolzen 26 um die Längsachse 221 auf
einer Kreisbahn geführt.
-
In
positiver X-Richtung vor dem zweiten Bolzen 27 befindet
sich die Zwischenwand 29, welche sich in Z-Richtung am
Durchtritt zwischen der ersten Ausnehmung 210 und der zweiten
Ausnehmung 220 befindet. Hierbei ist ein sich verjüngender
Abschnitt 291 der der zweiten Ausnehmung abgewandten Seite
der Zwischenwand erkennbar. Eine Zwischenplatte 292 wird über
eine Schraube 293 fixiert. Die Zwischenplatte 292 ist
ebenfalls Teil der Zwischenwand. Dies bedeutet insbe sondere, dass
die Zwischenplatte 292 sowohl ein eigenständiges
Bauteil als auch einstückig mit dem zweiten Teil 22 des
Verriegelungsblocks 20 ausgebildet sein kann. In vorliegendem
Fall ist die Zwischenplatte 292 ein separates Bauteil,
da so die zweite Ausnehmung durch Bohren hergestellt werden kann,
was die Herstellungskosten reduziert.
-
Weiterhin
zeigt die 3 einen Rastbolzen 40,
welcher in eine Rastaussparung 41 des Werkstücks 25 eingreift.
Hierbei ist die Rastaussparung derart ausgebildet, dass der Rastbolzen 40 formschlüssig
in diese eingreifen kann, so dass sich das durch den Rastbolzen 40 fixierte
Werkstück 25 nicht bewegen kann. Es sind verschiedene
Positionen der Rastaussparung 41 möglich, wobei
die hier gezeigte mit der Endposition des Hebels bzw. des zweiten
Bolzens 27 korrespondiert. An einem aus dem zweiten Teil 22 des
Verriegelungsblocks 20 herausstehenden Teils des Werkstücks 25 ist
der Hebel 30 in einer Bohrung 31 angeordnet. Über
den Hebel 30 lässt sich der aufzubringende Kraftaufwand
zum Verriegeln der Kupplungsvorrichtung stark reduzieren. Um ein
zufälliges oder versehentliches Öffnen der Kupplungsvorrichtung
zu vermeiden ist der Hebel 30 dabei derart in der Bohrung 31 gelagert,
dass er an- oder abgesteckt werden kann.
-
In
der 4a wird eine Ausführungsform des Kupplungsstifts 10 dargestellt,
welche zum Eingreifen in die in den Figuren dargestellte erste Ausnehmung
dem Mündungsbereich ausgebildet ist. Der Kupplungsstift 10 west
eine Aussparung 11 auf, so dass der Kupplungsstift 10 in
die erste Ausnehmung 210 an der Zwischenwand 29 der 3 vorbei
in den Mündungsbereich 23 geschoben werden kann.
Zusätzlich zur Aussparung 11 befindet sich ein
Hinterschnitt 12 am Kupplungs stift 10, wobei der
zweite Bolzen 27 in diesen Hinterschnitt 12 eingreift,
bei leichtem Zug des zweiten Bolzen 27 durch den Vorsprung 12' in
Position gehalten wird und anschließend den Kupplungsstift 10 durch
eine translatorische Bewegung in den Mündungsbereich 23 zieht. Des
Weiteren ist eine Abstufung 13 erkennbar, welche lediglich
als Endbereich der Aussparung 11 zu verstehen ist.
-
In
der 4b wird ein Ausschnitt des Werkstücks 25 dargestellt,
wobei der im Mündungsbereich 23 angeordnete Teilbereich 250 einen
Ausschnitt 251 aufweist, wobei der Ausschnitt 251 mehr
als die Hälfte des Materials des Teilbereichs 250 umfasst.
In dem Ausschnitt 251 sind die Aussparungen 260 bzw. 261 (angedeutet)
gezeigt, in welche der erste Bolzen 26 eingebracht wird.
Das Werkstück 25 ist bis auf den Ausschnitt 251,
welcher in das Werkstück 25 gefräst wird,
durch Drehen hergestellt.
-
Anhand
der 5a bis 5f soll
nun der Bewegungsablauf der Mechanik von der Anfangsposition bis
zur Endposition erläutert werden.
-
In
der 5a ist die Anfangsposition dargestellt. Der Kupplungsstift 10 wird über
einen rückwärtig in den Kupplungsstift 10 eingreifenden
Bolzen 15 an der Werkzeugplatte fixiert. Der Verriegelungsblock 20 befindet
sich an der Kupplungsplatte 120. Der Kupplungsstift 10 weist
zudem einen Anschlag 16 auf, wobei vom Anschlag 16 bis
zum in negativer X-Richtung gelegenen Ende des Kupplungsstifts 10 die
maximal eingreifende Länge des Kupplungsstifts 10 in
die erste Ausnehmung bzw. den Mündungsbereich 23 definiert
wird.
-
Der
Hebel 30 befindet sich in der Anfangsposition, so dass
der zweite Bolzen 27 auf der der zweiten Ausnehmung 220 abgewandten
Seite der Zwischenwand 29 zum Liegen kommt. Der zweite
Bolzen 27 ist über die Kuppelstange 28 mit
dem ersten Bolzen 26 verbunden, welcher, wie in den vorhergehenden
Figuren erläutert, an dem Werkstück 25 montiert
ist. Dabei ist die in Y-Richtung verlaufende Längsachse
des ersten Bolzens 26 parallel zur Längsachse 221,
jedoch von dieser beabstandet, so dass die exzentrische Bewegung
des ersten Bolzens erzwungen wird.
-
Alternativ
zu der hier gezeigten Ausführungsform der Kupplungsvorrichtung
mit einer Zwischenwand 29 kann wie angedeutet auch ein
Hinterschnitt 29' im Bereich des Durchtritts 24 zwischen erster
Ausnehmung 210 und zweiter Ausnehmung 220 die
Zwischenwand ersetzen oder ergänzen.
-
Wie
der 5a entnehmbar ist, ist der Kupplungsstift 10 nicht
mit dem zweiten Bolzen 27 im Eingriff. Durch ein weiteres
Einschieben des Kupplungsstifts 10 in negativer X-Richtung
bzw. ein Aufschieben der ersten Ausnehmung 210 auf den
Kupplungsstift 10 in positiver X-Richtung wird der Zustand
der 5b erreicht. Hierbei befindet sich das in negativer
X-Richtung liegende Ende des Kupplungsstifts 10 in Z-Richtung über
der Zwischenplatte 292 liegend. Somit kann der zweite Bolzen 27 in
den Hinterschnitt 12 eingreifen. Dabei ist der Hinterschnitt
derart ausgebildet, dass die Form des Bolzens 27 sicher
gelagert in diesen eingreift, was durch den Vorsprung 12' unterstützt
wird. Durch Rotation R des Hebels 30 wird der zweite Bolzen 27 entlang
der der zweiten Ausnehmung abgewandten Wand der Zwischenwand 29 in
positiver Z-Richtung nach oben gezogen, wobei die schräg ausgebildete
Verjüngung 291 diese Bewegung unterstützt.
Durch die Rotation R wandert die Längsachse des ersten
Bolzens 26 auf einer Kreisbahn in negativer X- und positiver
Z-Richtung. Die Rotation R wird fortgesetzt bis der in der 5c dargestellte
Zustand erreicht wird. In dieser Zwischenposition greift der zweite
Bolzen 27 in den Hinterschnitt 12 ein.
-
Die
Zwischenposition, wie in der 5c dargestellt,
weist bereits eine erste Verriegelung auf, da durch das Hintergreifen
des zweiten Bolzens 27 im Hinterschnitt 12 der
Kupplungsstift 10 nicht mehr aus der ersten Ausnehmung 210 herausgezogen
werden kann. Allerdings befinden sich die Werkzeugplatte 110 und
die Kupplungsplatte 120 noch nicht in minimaler Entfernung
zueinander, wie durch den Abstand zwischen der Kupplungsplatte 120 und
dem Anschlag 16 ersichtlich ist. In der hier dargestellten
Zwischenposition, welche durch eine Rastaussparung und den in diese
eingreifenden Rastbolzen 40 als fixierte Position beibehalten
werden kann, kann die Werkzeugplatte 110 von der Kupplungsplatte 120 derart
beabstandet werden, dass beispielsweise der Busstecker 112 und
der Versorgungsstecker 113 der 1 nicht
länger mit den dazu korrespondierenden funktionalen Elementen 202 und 203 im
Eingriff stehen. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn Wartungsarbeiten
an einem an der Werkzeugplatte befestigten Werkzeug vorgenommen
werden sollen und dieses nicht unter Strom stehen darf.
-
Zwischen
den Positionen des zweiten Bolzens 27 der 5b und 5c wird
der Kupplungsstift 10 nicht in X-Richtung bewegt. Von der 5c wird
der Kupplungsstift 10 durch weitere Rotation R des Hebels 30 nun
translatorisch in negativer X-Richtung von der ersten Ausnehmung 210 in
den Mündungsbereich 23 der zweiten Ausnehmung 220 bewegt.
Dabei wird die Bewegung des zweiten Bolzens 27 durch die
Zwischenplatte 292 unterstützt. Durch weitere
Rotation R des Hebels 30 werden anschließend die
Positionen der 5e und abschließend der 5f erreicht,
wobei die 5f die Endposition darstellt.
Dies ist zum einen daran erkennbar, dass die Kupplungsplatte 120 mit
dem Anschlag 16 in Verbindung steht. Des Weiteren ist erkennbar,
dass der Teilbereich 250 des Werkstücks 25 am
in Z-Richtung betrachtet unteren Ende der Zwischenplatte 292 anschlägt.
Durch den Anschlag wird unter anderem ein Überdrehen der
Kupplungsvorrichtung sichergestellt. In der Endposition ist der
Kupplungsstift 10 sicher in dem Verriegelungsblock verriegelt.
Dies kann beispielsweise durch die Rastaussparung 41 der 3 zusätzlich
gewährleistet sein.
-
Bei
der hier dargestellten Ausführungsform der Kupplungsvorrichtung
sind der Verriegelungsblock und der Kupplungsstift vorzugsweise
aus Metall, besonders vorzugsweise aus Stahl oder Aluminium bzw.
Titan oder Legierungen der vorgenannten Materialien. Bis auf wenige
Ausnahmen können die meisten Ausnehmungen bzw. die in die
Ausnehmungen eingreifenden Bauteile, wie beispielsweise der Kupplungsstift
oder das Werkstück, durch Bohren bzw. Drehen hergestellt
werden. Die Hinterschnitte bzw. die Ausschnitte werden anschließend
gefräst bzw. CNC-gefräst. Mit der hier dargestellten
Kupplungsvorrichtung kann die zu Anfang gestellte Aufgabe in besonders
vorteilhafter Weise gelöst werden. Es wird jedoch darauf
hingewiesen, dass nicht sämtliche Elemente zur Funktionsweise
der Kupplungsvorrichtung vonnöten sind. Hierzu wird auf
die Ansprüche verwiesen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-