DE2604821B2

DE2604821B2 - Baukasten-system

Info

Publication number: DE2604821B2
Application number: DE19762604821
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Schüssler, Bernd, 7530 Pforzheim
Priority date: 1976-02-07
Filing date: 1976-02-07
Publication date: 1978-02-02
Also published as: FR2378233B1; DE2604821C3; FR2378233A1; DE2604821A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Baukasten-System zum Aufbau von Maschinen und Präzisionsvorrichtungen im Maschinenbau, dessen Bauelemente plan bearbeitete Kontaktflächen sowie Mittel zur gegenseitigen Verbindung aufweisen und deren Gestalt auf einem Grundelement bzw. einem Vielfachen desselben basiert.

Durch ein Prospektblatt der Firma Erwin Halder in 7958 Laupheim wurde ein Baukasten-System dieser Art bekannt, bei welchem auf einer mit rasterförmig angeordneten Nuten versehenen Grundplatte quaderförmige Bauelemente angeordnet werden können. Die Bauelemente sind ebenfalls wieder mit Nuten versehen und können durch besondere Spannklötze sowohl untereinander als auch mit der Grundplatte verbunden werden. Mit dem bekannten System können auch Vorrichtungen gebaut werden, wie sie im Maschinenbau üblicherweise zum Spannen der Werkstücke beim Bohren, Fräsen etc. benötigt werden. Ferner können nicht mehr benötigte Aufbauten wieder in ihre Bauelemente aufgelöst und alle Bestandteile für neue Verwendungen freigestellt werden.

Die Bauelemente des bekannten Baukasten-Systems gestatten aber nicht an jeder Stelle den Anschluß von Nachbarelementen in beliebiger Lage in allen drei Raumrichtungen, und die Verbindung derselben kann hinsichtlich der Zugänglichkeit schwierig sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Baukasten-System gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 derart weiterzubilden, daß eine Verbindung der Bauelemente in allen drei Raumachsen und dadurch ein schneller und kostensparender Zusammenbau von Maschinen und Vorrichtungen ermöglicht wird. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Eine weitere Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Anspruches 6 angegeben.

Mit dem hier vorgeschlagenen Baukasten-System wird es möglich, Vorrichtungen und Maschinen verschiedenster Art in kurzer Zeit zusammenzubauen, wobei ausgehend von einem Bauelement in jeder Koordinatenrichtung weitergebaut werden kann und auch die erforderliche Festigkeit erzielbar ist, da eine allseitige Zugänglichkeit für das Einbringen von Verankerungselementen gegeben ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 5 und 7 bis 9.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein Grundelement in einer bevorzugten Ausgestaltung in räumlicher Darstellung,

Fig. 2 bis 5 Bauelemente, welche jeweils auf einem Vielfachen eines Grundelementes gemäß Fig. 1 basieren,

Fig. 6 eine andere Ausgestaltung eines Grundelementes in räumlicher Darstellung und

F i g. 7 eine mögliche Verbindung eine.5 Bauelementes entsprechend Fig. 2 mit einem Bauelement gemäß Fig. 4.

Mit Bezug auf Fig. 1 ist das Grundelement des Systems bei einer ersten Ausgestaltung geometrisch betrachtet aus drei quadratischen einstückig miteinan-

der verbundenen Platten 10*, 1Oy, 10z zusammengesetzt, welche wie die Ebenen X, Y, Z eines Cartesius-Koordinatensystems einander senkrecht durchdringen und mittig teilen, wobei ein würfelartiger Körper mit kreuzförmigen Stirnflächen entsteht, welche ggf. die Kontaktflächen 11 zu einem Nachbarelement bilden.

Bei der gegenseitigen rechtwinkligen Durchdringung der drei quadratischen Platten 10 entlang ilver Mittellinien verbleiben auf jeder derselben vier gleiche quadratische Plattenabschnitte. In jedem dieser vier Plattenabschnitte ist eine Bohrung 12 vorgesehen, die im Bedarfsfall dem Durchtritt einer (nicht gezeigten) Ankerschraube dient, welche eine übliche Maschinenschraube mit Mutter sein kann. Somit verfügt das ι■> Grundelement in dieser Ausgestaltung über insgesamt zwölf solche Ankerbohrungen.

Auf den quadratischen Plattenabschnitten sind die Bohrungen 12 an geometrisch einander entsprechenden Stellen und vorzugsweise in gleicher Entfernung vom Plaüenmittelpunkt atif den Pfattendiagonalen angeordnet. Der geometrische Ort der Bohrungen 12 kann also auch der Mittelpunkt der quadratischen Plattenabschnittesein.

Die kreuzförmigen Kontaktflächen 11 des Grundelementes liegen sich in zueinander parallelen Ebenen in einem dem Rastermaß A entsprechenden Abstand gegenüber. Auf jedem der vier Flügel der Kreuzform einer Kontaktfläche U ist eine Sackbohrung 13 vorgesehen, die im Bedarfsfall einen nicht gezeigten J0 Paßstift aufnehmen kann. Das Grundelement verfügt somit über vierundzwanzig Sackbohrungen 13. Die Sackbohrungen 13 einer jeden Platte 10 liegen in deren Mittelebene. Auch sind alle vier Sackbohrungen einer Kontaktfläche 11 vom Mittelpunkt der Kreuzform gleich weit entfernt. Die Kontaktflächen U selbst sind plangeschliffen.

Infolge der genannten geometrischen Zusammenhänge ist es leicht möglich, zwei der in Fig. 1 gezeigten Grundelemente gegenseitig exakt auszufluchten und w miteinander zu verbinden, indem in eine der kreuzförmigen Kontaktflächen 11 Paßstifte eingesetzt werden, woraufhin ein gleichartiges Grundelement über die Paßstifte gleitend angesetzt werden kann. Sobald sich die einander zugekehrten Kontaktflächen berühren, ist eine hochgenaue gegenseitige Ausrichtung der beiden Grundelemente gewährleistet. Durch Einführen von Ankerschrauben in einige der Löcher 12 kann die gegenseitige Lage der beiden Grundelemente fixiert werden.

Wenn man zwei derart zusammengefügte Grundelemente nicht mit Ankerschrauben verbindet, sondern einstückig miteinander gestaltet, kommt man zu einem weiteren Bauelement des Systems, welches in Fig. 2 dargestellt ist. Wie man dort erkennt, liegen hierbei die oeiden Platten \0x beider Grundelemente ebenso in einer gemeinsamen Ebene, wie die beiden Platten 1Oy der beiden Grundelemente. Die beiden Platten 10z der beiden Grundelemente aber liegen in verschiedenen Ebenen, die im Abstand A parallel zueinander verlaufen, wi Hierdurch ist ein Raumkörper entstanden, dessen Außenabmessungen 2A χ Α χ Α betragen.

Es ist vorteilhaft, häufig vorkommende Kombinationsformen einstückig auszubilden und als weitere Bauelemente in das System einzubeziehen. Eine durch ι.ί einstückiges Zusammenfügen von acht Grundelementen entstandene Form ist beispielsweise in Fig. 3 gezeigt. Das dort hochkant dargestellte Element kann ebensogut in waagerechter Ausrichtung angeordnet werden und als Montagebasis für weitere Elemente dienen.

Bei dem in F i g. 4 gezeigten Bauelement sind die vier in der Mitte des Elementes zusammentreffenden quadratischen Plattenabschnitte der vier in der gemeinsamen Hauptebene liegenden Platten ausgespart, wodurch ein viereckiges Fenster 21 gebildet ist. In entsprechender Weise können auch die bei dem in F i g. 5 gezeigten Bauelement, welches aus acht einstükkig zusammengefaßten Grundelementen besteht, alle im Mittelfeld zusammentreffenden Plattenabschnitte ausgespart sein, wodurch in allen drei Raumachsen einander durchdringende quadratische Fenster gebildet sind Durch derartige Aussparungen in den Bauelementen wird es möglich, elektrische Leitungen, Rohre, Antriebswellen und ähnliche Dinge durch den Innenraum derselben zu verlegen.

Wie in F i g. 6 gezeigt, ist das Grundelement bei einer anderen Ausgestaltung als Hohlwürfel mit einer der Rastereinheit entsprechenden Kantenlänge A gestaltet. Die Außenwände dieser Hohlwürfel haben jeweils ein mittiges Fenster 35 sowie auf zu den Würfelkanten parallelen Ortslinien angeordnete Bohrungen 32 zum Einsetzen der Ankerschrauben. Ebenso können die Außenwände der würfelförmigen Hohlkörper mit auf zu den Würfelkanten parallelen Ortslinien angeordneten Sackbohrungen 33 zur Aufnahme von Paßstiften versehen sein.

Wie Versuche zeigten, ist der Aufbau eines Element-Systems aus Grundelementen der in Fig. 1 gezeigten Art zwar vorteilhafter, doch können in besonderen Fällen Grundelemente der in F i g. 6 gezeigten Art geeigneter sein. Somit entspricht es einem weiteren Gedanken der Erfindung, sowohl die in Fi g. 1 als auch die in F i g. 6 dargestellte Form eines Grundelementes in ein gemeinsames System einzubeziehen und diese hinsichtlich des Rastermaßes sowie der Anordnung der Ankerbohrungen 12 bzw. 32 und der Anordnung der Sackbohrungen 13 bzw. 33 aufeinander abzustimmen.

Wenn die gewählte Größe A für das Rastermaß zu klein ist, um einen bequemen Zugriff durch das Fenster 35 in den Innenraum der Hohlwürfel zum Einsetzen der Ankerschrauben zu ermöglichen, kann es vorteilhafter sein, die Kantenlänge der Hohlwürfel nicht mit A, sondern mit 2A zu bemessen. So ist beispielsweise der in Fig.6 dargestellte Hohlwürfel unmittelbar mit dem in gleichem Maßstab in Fig.5 dargestellten Bauelement koppelbar. Wenn das Rastermaß A hingegen genügend groß ist, kann das in F i g. 6 gezeigte Grundelement unmittelbar auf das in Fig. 1 gezeigte Grundelement abgestimmt werden. In diesem Fall wird sich aber eine andere Anordnung der Bohrungen 32 und 33 ergeben.

Dem System kann ferner ein entsprechendes System von Abdeckplatten zugeordnet werden, die der Verkleidung der Aufbauten dienen. Diese Ankerplatten sind quadratisch oder rechteckig, wobei ihre Abmessungen natürlich wieder dem Rastermaß A bzw. einem Vielfachen davon entsprechen. Die Ränder der Abdeckplatten sind unter einem Winkel von 45° gebrochen, um den Anschluß an solche Abdeckplatten zu ermöglichen, die in einer anderen Ebene liegen. Die Befestigung der Abdeckplatten an den räumlichen Bauelementen des Systems kann durch Spreizdübel erfolgen, die in Sackbohrungen 13 eingesetzt werden, woraufhin eine durch eine Bohrung in der Abdeckplatte greifende Schraube in den Spreizdübel eingeschraubt wird.

Die Verbindung der verschiedenen Grundeiemente

untereinander einerseits und mit den Funktionselementen andererseits kann auf verschiedene Art erfolgen. So können zwei Grundelemente entsprechend Fig. 1 im einfachsten Fall durch zwei Paßstifte und zwei Maschinenschrauben mit Mutter verbunden werden. Bei einer Abwandlung dieser Verbindung können auch jeweils zwei Maschinenschrauben halber Länge mit einer Gewindehülse zusammenwirken. Bei schwierigeren Verbindungen kann die Verwendung von Gewinde

blöcken von Vorteil sein, wie es in Fig. 7 veranschaulicht ist. Hierbei können je nach Bedarfsfall flache quadratische Gewindeblöcke oder aber würfelförmige Gewindeblöcke verwendet werden. Diese Gewindeblöcke können Massivteile sein, in welche zu den Löchern 12 der Grundelemente entsprechend F i g. ausgerichtete und mit Gewinde versehene Löcher eingelassen sind.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Saukasten-System zum Aufbau von Maschinen und Präzisionsvorrichtungen im Maschinenbau, dessen Bauelemente plan bearbeitete Kontaktflä- ΐ chen sowie Mittel zur gegenseitigen Verbindung aufweisen und deren Gestalt auf einem Grundelement bzw. einem Vielfachen desselben basiert, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundelement (1) aus drei quadratischen, einstückig verbundenen Platten (1Ox, iOy, 1Oz,) gebildet ist, die wie die Ebenen eines Cartesius-Koordinatensystems einander senkrecht durchdringen und mittig teilen, wodurch sechs kreuzförmige Stirnflächen entstehen, welche die Kontaktflächen (11) bilden, und daß in i'> den durch die gegenseitige Durchdringung gebildeten quadratischen Plattenabschnitten jeweils an einander entsprechenden Stellen eine Bohrung (12) zum Durchführen einer Ankerschraube vorgesehen ist. 2i)

2. Baukasten-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kontaktflächen (11) Sackbohrungen (13) zur Aufnahme von Paßstiften vorgesehen sind.

3. Bauelemente für ein Baukasten-System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß seine Gestalt aus einem Mehrfachen des Grundelementes gebildet ist.

4. Bauelement für ein Baukasten-System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vier in der gleichen Ebene liegende Grundelemente (1) in Viereck-Anordnung einstückig zusammengefaßt sind und der hierdurch sich ergebende Mittelplattenabschnitt ausgespart ist, wodurch ein quadratisches Fenster(21)gebildet ist (F i g. 4). J5

5. Bauelement für ein Baukasten-System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Bauelemente gemäß Anspruch 4 mit ihren Fenstern (21) übereinanderliegend einstückig zusammengefaßt sind und die hierdurch entstehenden weiteren vier Mittelplattenabschnitte ebenfalls ausgespart sind, wodurch in allen drei Raumachsen quadratische Fenster gebildet sind.

6. Baukasten-System zum Aufbau von Maschinen und Präzisionsvorrichtungen im Maschinenbau, dessen Bauelemente plan bearbeitete Kontaktflächen sowie Mittel zur gegenseitigen Verbindung aufweisen und deren Gestalt auf einem Grundelement bzw. einem Vielfachen desselben basiert, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundelement ein würfelförmiger Hohlkörper ist, dessen Kontaktflächen (31) bildende Außenwände jeweils ein mittiges Fenster (35) sowie auf zu den Würfelkanten parallelen Ortslinien angeordnete Bohrungen (32) zum Einsetzen von Ankerschrauben aufweisen.

7. Baukasten-System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kontaktflächen (31) auf zu den Würfelkanten parallelen Ortslinien angeordnete Sackbohrungen (33) zur Aufnahme von Paßstiften vorgesehen sind. wi

8. Bauelement für ein Baukasten-System nach Anspruch 1 oder 2 bzw. 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß an ihm ein oder mehrere Funktionselemente wie Motoren, Getriebe, Lagerungen, Wellen, Spindeln, Spannfutter etc. ange- ni formt sind.

9. Bauelement für ein Baukasten-System nach Anspruch 1 oder 2 bzw. 6 oder 7, gekennzeichnet durch seine Gestaltung als Adapter zur Ankopplung von Funktionselementen, die einer anderweitigen Norm unterliegen.