DE4117895A1 - Hoehenzylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Höhenzylinder zur Ab­ standshalterung eines Werkstückes und/oder eines Aufspann­ körpers von einer Bezugsebene mit Nut- oder Lochraster, der mit dieser und/oder einem anderen Höhenzylinder lösbar ver­ bindbar ist.

Höhenzylinder dieser Art dienen dazu, in unterschied­ lichen Abständen von einer Bezugsebene, die z. B. von einer Palette oder einem anderen Element gebildet sein kann, eine Basis für ein Stütz-, Positionier- oder ein Spannelement zu schaffen.

Ein bekannter Höhenzylinder dieser Art gemäß dem Kata­ log "HALDER norm + technik" 08/90, Seite 113, der Erwin Halder KG Maschinenfabrik, D-7958 Achstetten-Bronnen, weist an einem Ende ein zentrisches Innengewinde und am anderen Ende einen vorspringenden Gewindebolzen auf, mit denen eine Verschraubung mit entsprechend gestalteten anderen Höhenzy­ lindern erfolgt. Ein derartiges Zusammenfügen dieser Höhen­ zylinder ist nicht nur zeitaufwendig, sondern läßt auch eine exakte Zentrierung der einzelnen zusammengeschraubten Höhenzylinder zueinander nicht zu, zumal dies mit einem me­ trischen Schraubgewinde nicht möglich ist. Außerdem sind die relativ kleinflächigen Schraubgewinde mit einem ent­ sprechenden Verschleiß behaftet.

Von diesem Stand der Technik ausgehend, liegt der Er­ findung die Aufgabe zugrunde, einen Höhenzylinder der ein­ gangs genannten Gattung derart auszugestalten, daß er sowohl ein rasches Ineinanderfügen und Verriegeln sowie eine rasche Demontage bei exakter Zentrierung gewährlei­ stet.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem eingangs ge­ nannten Gattungsbegriff erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sein eines Ende als Patrize mit einer kreiszylindrischen Zentrier-Außenfläche und sein anderes Ende als Matrize mit einer kreiszylindrischen Zentrier-Innenfläche ausgebildet ist, wobei die Zentrier-Außenfläche mit einer sekantenför­ migen Teilfläche mit einer davon unter einem Spann-Stei­ gungswinkel ausgehenden, umfänglichen Spannut versehen ist, in welche ein entsprechend geformter, sekantenförmiger Vor­ sprung der Zentrier-Innenfläche der Matrize eines zweiten Höhenzylinders bei paßgenauer Ineinanderfügung und Relativ­ verdrehung eingreift.

Diese Ausführungsform gestattet nicht nur ein rasches Ineinanderfügen und Verriegeln, sondern eine ebenso rasche Demontage des Höhenzylinders, wobei die paßgenau aufeinan­ der abgestimmten Zentrier-Innenflächen und Zentrier-Außen­ flächen der Höhenzylinder deren exakte zentrische Ausrich­ tung zueinander in bezug auf eine gemeinsame Längsmittel­ achse sicherstellen.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung befindet sich der Spann-Steigungswinkel der Spannut in der Patrize im Bereich der Selbsthemmung und beträgt zur Hori­ zontalen maximal 7°. Der sekantenförmige Vorsprung in der Zentrier-Innenfläche der damit zusammenwirkenden Matrize weist denselben Spann-Steigungswinkel wie den der Spannut der Patrize auf.

Vorteilhaft sind die Querschnittsflächen von Spannut und sekantenförmigem Vorsprung U-förmig gestaltet, wodurch eine relativ großflächige Spannfläche mit entsprechend ge­ ringem Verschleiß gebildet wird.

Zur zusätzlichen Verriegelung in der verspannten Lage von Patrize und Matrize wird in der Matrize eine deren Wan­ dung durchgreifende Stiftschraube vorgesehen, die in der Arretierungsposition von Matrize und Patrize schraubbar ist. Der Einsatz dieser Stiftschraube hängt im wesentlichen von den tangential auf den Höhenzylinder einwirkenden äuße­ ren Kräften auf, die seinen Spannkräften entgegengerichtet sind.

Vorteilhaft besteht der sekantenförmige Vorsprung aus einem Kreisabschnitt einer kreiszylindrischen Platte mit dem gleichen Außendurchmesser der Matrize, der in einen entsprechend geformten Schlitz in der Matrize umfangschlüs­ sig eingefügt und mit mehreren parallel zur Längsmittel­ achse des Höhenzylinders verlaufenden und von der Öffnungs- Stirnseite der Matrize einsetzbaren Fixierstiften festge­ setzt ist. Diese Ausführung gestattet nicht nur eine preis­ werte Herstellung des Vorsprunges im matrizenförmigen Teil des Höhenzylinders, sondern auch dessen Austauschbarkeit.

Zur Verbindung des Höhenzylinders mit der Bezugsebene ist er über einen Nutspanner lösbar mit einer ein Nutraster aufweisenden Palettenebene verbindbar, dessen dem Höhenzy­ linder zugewandtes Ende als Patrize ausgebildet ist. Umge­ kehrt ist der unmittelbar dem Werkstück zugekehrte Höhenzy­ linder an diesem Ende mit einem Aufnahmeteil, hingegen am anderen Ende mit einer Matrize der vorbeschriebenen Art versehen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Dabei zeigt

Fig. 1 die Explosionsansicht mit jeweils linksseitig teilweise geschnittener Ansicht von unten nach oben auf einen Nutenspanner mit Patrize, auf einen ersten Höhenzy­ linder mit Matrize und Patrize und einen zweiten Höhenzy­ linder mit Matrize Aufnahmeteil,

Fig. 2 die Ansicht in Richtung des Pfeiles II von Fig. 1 auf den ersten Höhenzylinder,

Fig. 3 die Schnittansicht entlang der Linie III-III von Fig. 1 des ersten Höhenzylinders und

Fig. 4 die Draufsicht auf den ersten Höhenzylinder in Richtung des Pfeiles IV von Fig. 1.

Gemäß der Explosionsansicht von Fig. 1 ist der erste Höhenzylinder 10 an seinem einen Ende als Patrize 12 mit einer kreiszylindrischen Zentrier-Außenfläche 13 und an seinem anderen Ende als Matrize 14 mit einer kreiszylindri­ schen Zentrier-Innenfläche 15 ausgebildet. Die Bezugsebene ist in Fig. 1 mit einer strichpunktierten Linie 11 angedeu­ tet. Die Zentrier-Außenfläche 13 weist eine sekantenförmige Teilfläche 18 (s. Fig. 4) mit einer davon unter einem Spann-Steigungswinkel α ausgehenden, umfänglichen Spannut 17 auf. In paßgenau ineinandergefügter Lage greift bei ei­ ner Relativverdrehung des zweiten Höhenzylinders 18 ein entsprechend geformter, sekantenförmiger Vorsprung 19 (s. Fig. 1 und 3) der Zentrier-Innenfläche 15 der Matrize 14 des zweiten Höhenzylinders 18 ein.

Wie insbesondere aus Fig. 1 entnommen werden kann, weist der sekantenförmige Vorsprung 19 in der Zentrier-In­ nenfläche 15 der Matrize 14 zur Horizontalen denselben Spann-Steigungswinkel α wie den der Spannut 17 in der Pa­ trize 12 auf. Die Querschnittsflächen von Spannut 17 und sekantenförmigen Vorsprung 19 sind U-förmig gestaltet, wo­ durch auf einer relativ großen Fläche dieser beiden Teile 17, 19 ein flankenschlüssiger Spannkontakt sichergestellt ist.

Wie besonders vorteilhaft aus den Fig. 3 und 4 er­ sichtlich ist, besteht der sekantenförmige Vorsprung 19 aus einem Kreisabschnitt einer nicht dargestellten kreiszylin­ drischen Platte mit dem gleichen Außendurchmesser der Ma­ trize 14, der in einem entsprechend geformten Schlitz 20 in der Matrize 14 umfangschlüssig, das heißt mit gleicher Außenumfangskonfiguration, eingefügt und mit zwei parallel zur Längsmittelachse 21 der Höhenzylinder 10, 18 verlaufen­ den und von der Öffnungs-Stirnseite 22 der Matrize 14 her einsetzbaren Fixierstiften 23 in Form von Schrauben mit ei­ nem Innensechskantkopf oder Paßstiften festgesetzt ist.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, erstreckt sich die darin strichpunktiert eingezeichnete umfängliche Spannut 17 in der Patrize 12 von der sekantenförmigen Teilfläche 16 an um einen Winkel β von etwa 180°. Bei paßgenauer Ineinander­ fügung der Patrize 12 des Höhenzylinders 10 in die Matrize 14 des Höhenzylinders 18 steht die Stirnfläche 24 des Vor­ sprunges 19 vor der sekantenförmigen Teilfläche 16 (s. Fig. 4) der Patrize 12. Wird in dieser aufeinandergesteckten Lage der zweite Höhenzylinder 18 in Richtung des Pfeiles 25 von Fig. 4 um maximal 180° relativ zum Höhenzylinder 10 verdreht, erfolgt infolge des Spann-Steigungswinkels α von maximal 7° eine Selbsthemmung und damit eine Verspannung des Höhenzylinders 18 mit dem Höhenzylinder 10. In dieser Lage nimmt die sekantenförmige Teilfläche 16 der Patrize 12 gemäß Fig. 3 die dort strichpunktierte Lage ein. Um in die­ ser Position die Patrize 12 zusätzlich verriegeln zu kön­ nen, befindet sich an dieser Stelle der Fig. 3 in der Wan­ dung 26 der Matrize 14 eine Durchgangsbohrung 27 mit Innen­ gewinde 28, in welche die aus Fig. 1 im Höhenzylinder 18 und dem Höhenzylinder 10 ersichtliche Stiftschraube 29 ge­ gen die sekantenförmige Teilfläche 16 der Patrize 12 ver­ schraubbar ist. Dadurch werden die Höhenzylinder 18 und der Höhenzylinder 10 in ihrer Arretierungsposition unverrückt auch dann gehalten, wenn entgegengesetzt zum Pfeil 25 der Fig. 4 erhebliche Tangentialkräfte auf beispielsweise den Höhenzylinder 18 einwirken und versuchen, ihn aus seiner Arretierposition herauszuschwenken.

Im unteren Teil der Fig. 1 ist ein Nutenspanner 30 dargestellt, der über einen in der Ansicht und im Quer­ schnitt T-förmigen Fuß 31 mit einer entsprechend gestalte­ ten Palettenebene mit Nutraster verbindbar ist und dessen dem Höhenzylinder 10 zugekehrtes Ende als Patrize 12 ausge­ bildet ist. Über einen Schraubbolzen 32 ist der T-förmige Fuß 31 des Nutenspanners 30 in ähnlicher Weise mit der Pa­ trize 12 verschraubt, wie dies bei den beiden Nutensteinen des Gegenstandes der DE-PS 38 36 055 offenbart ist. Dabei wirkt der Nutenspanner 30 mit T-Nuten zur Aufnahme von ent­ sprechend gestalteten Nutsteinen in Paletten zusammen, wie sie der DE-PS 40 04 323 entnehmbar sind.

Beide Höhenzylinder 10, 18 sind in an sich bekannter Weise an ihren Außenumfangsflächen mit sekantenförmig abge­ flachten Flächen 33 zum Ansatz eines Maulschlüssels oder eines anderen entsprechenden Werkzeuges zur Relativverdre­ hung versehen.

Vorteilhaft weist der unmittelbar dem nicht darge­ stellten Werkstück zugekehrte Höhenzylinder, hier der zweite Höhenzylinder 18, an diesem Ende ein Aufnahmeteil 34 auf, an welchem entweder das Werkstück oder ein Aufspann­ körper fixierbar ist.

Claims (8)

1. Höhenzylinder zur Abstandshalterung eines Werk­ stückes und/oder eines Aufspannkörpers von einer Be­ zugsebene mit Nut- oder Lochraster, der mit dieser und/oder einem anderen Höhenzylinder lösbar verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß sein eines Ende als Patrize (12) mit einer kreiszylindrischen Zentrier-Außenfläche (13) und sein anderes Ende als Matrize (14) mit einer kreiszylindrischen Zentrier-Innenfläche (15) ausgebildet ist, wobei die Zen­ trier-Außenfläche (13) mit einer sekantenförmigen Teilflä­ che (16) mit einer davon unter einem Spann-Steigungswinkel (α) ausgehenden, umfänglichen Spannut (17) versehen ist, in welche ein entsprechend geformter, sekantenförmiger Vor­ sprung (19) der Zentrier-Innenfläche (15) der Matrize (14) eines zweiten Höhenzylinders (18) bei paßgenauer Ineinan­ derfügung und Relativverdrehung eingreift.

2. Höhenzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Spann-Steigungswinkel (α) der Spannut (17) in der Patrize (12) zur Horizontalen maximal 7° beträgt.

3. Höhenzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der sekantenförmige Vorsprung (19) in der Zentrier-Innenfläche (15) der Matrize (14) zur Horizontalen denselben Spann-Steigungswinkel (α) wie den der Spannut (17) der Patrize (12) aufweist.

4. Höhenzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Querschnittsflächen von Spannut (17) und sekantenförmigem Vorsprung (19) U-förmig gestaltet sind.

5. Höhenzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß zur zusätzlichen Verriegelung in der Matrize (14) eine deren Wandung (26) durchgreifende Stiftschraube (29) vorgesehen ist, die in der Arretierposi­ tion von Matrize (14) und Patrize (12) gegen die sekanten­ förmige Teilfläche (16) der Patrize (12) schraubbar ist.

6. Höhenzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der sekantenförmige Vorsprung (19) aus einem Kreisabschnitt einer kreiszylindrischen Platte mit dem gleichen Außendurchmesser (D) der Matrize (14) besteht, der in einen entsprechend geformten Schlitz (20) in der Matrize (14) umfangschlüssig eingefügt und mit mehreren parallel zur Längsmittelachse (21) des Höhenzylin­ ders (10, 18) verlaufenden und von der Öffnungs-Stirnseite (22) der Matrize (14) einsetzbaren Fixierstiften (23) fest­ gesetzt ist.

7. Höhenzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß er (10) über einen Nutenspanner (30) lösbar mit einer Palettenebene (bei 11) verbindbar ist, dessen dem Höhenzylinder (10) zugewandtes Ende als Pa­ trize (12) ausgebildet ist.

8. Höhenzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der unmittelbar dem Werkstück zu­ gekehrte Höhenzylinder (18) an diesem Ende einen Aufnahme­ teil (34) aufweist und am anderen Ende mit einer Matrize (14) versehen ist.