DE602005004738T2 - Mechanische Vorrichtung mit mehreren, in relativ präziser Position zusammengesetzten Teilen - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine beliebige mechanische Vorrichtung, die eine Verbindung aus mehreren zueinander festen Teilen umfaßt und eine präzise Relativpositionierung der genannten Teile erfordert, um einen mechanischen Aufbau komplexer Form zu bilden, der durch Formen und/oder maschinelle Bearbeitung schwer einstückig herzustellen wäre. Die Erfindung ermöglicht eine sofortige und absolut präzise Positionierung der zusammengefügten Teile, die mit der gleichen Leichtigkeit, Genauigkeit und Zuverlässigkeit wiederholt werden kann, wenn die Teile demontiert und anschließend wieder montiert werden müssen.
• Eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus dem Dokument FR-A-2 373 311 bekannt.
• Um zwei Teile präzise und wiederholt schnell zu verbinden, sind mehrere Lösungen bekannt, die das Hinzufügen zusätzlicher Komponenten erfordern. Es können beispielsweise kegelförmige Stifte verwendet werden. Die Aufnahmen dieser Stifte müssen an den zwei zusammengefügten Teilen in einem einzigen Arbeitsschritt präzise mit Hilfe spezieller mechanischer Mittel ausgebildet werden, was die Montage eines entsprechend der Art der zusammenzufügenden Teile mehr oder weniger komplexen Geräts erfordert. Sobald der Schritt vollzogen ist, ermöglichen die kegelförmigen Stifte bei jedem Montagevorgang das Auffinden einer absolut identischen Positionierung der beiden zusammenzufügenden Teile.
• Die kegelförmigen Bohrungen können die zusammenzufügenden Teile brüchig oder spröde machen, insbesondere wenn diese kleine Abmessungen aufweisen. Andererseits können die kegelförmigen Stifte bei den Demontage-/Montage-Vorgängen verlorengehen.
• Eine weitere Lösung besteht darin, ein Verriegeln durch zylindrische Stifte herzustellen, die unter Krafteinwirkung in eines der zusammenzufügenden Teile eingesetzt werden und sich mit geringer Reibung in entsprechenden Bohrungen des anderen Teils positionieren.
• Die Risiken einer Versprödung bleiben bestehen, und die Bearbeitungs- und Justierschritte sind relativ aufwendig. Des weitern ist die Qualität der Positionierung der zwei Teile von dem Justierspiel des Stiftes in der ihn aufnehmenden Bohrung abhängig.
• In allen Fällen ist es äußerst schwierig, einen Aufbau mit komplexer Form und relativ geringen Abmessungen in eine bestimmte Anzahl von einfacheren, zueinander positionierten Teilen „aufzuteilen", und zwar aufgrund der Vermehrung der Bohrungen, die hieraus resultierten würde.
• Die Erfindung ermöglicht, diese Probleme zu lösen. Die Grundidee der Erfindung besteht darin, die Positionierungsmittel in den Teilen selbst auszubilden (auszuarbeiten), so daß auf jedwedes angesetzte Positionierungselement verzichtet werden kann.
• Genauer gesagt betrifft die Erfindung eine mechanische Vorrichtung mit einer Verbindung aus mehreren zueinander festen Teilen, die eine präzise Relativpositionierung erfordern, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil zwei pfeilspitzenförmig angeordnete Rippen aufweist und daß wenigstens ein weiteres Teil zwei pfeilspitzenförmig angeordnete Nuten mit ergänzenden Formen und entsprechende Abmessungen aufweist, wobei sich die Teile bei der Montage durch Ineinanderstecken der pfeilspitzenförmig angeordneten Rippen und Nuten zueinander positionieren.
• Vorteilhafterweise weisen die Rippen und Nuten ein V-förmiges Profil auf.
• Die Nuten und Rippen können durch Einsatz moderner NC-Bearbeitungsmaschinen mit einer sehr hohen Genauigkeit gearbeitet werden. Sie können auch unter Verwendung einer herkömmlichen einfacheren Einrichtung erhalten werden, unter der Bedingung, daß die Nuten und Rippen an den beiden zusammenzufügenden Teilen im Laufe einer gleichen Reihe von Bearbeitungsschritten (Fräsen), die an den zwei an der Maschine angebrachten Teilen durchgeführt werden, ohne sie zu demontieren, ausgebildet werden.
• Anhand der nachfolgenden, lediglich als Beispiel gegebenen Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erfolgt, wird die Erfindung besser verständlich und werden weitere Vorteile dieser klarer hervorgehen, in den Zeichnungen zeigen:
• 1 eine mechanische Vorrichtung mit relativ komplexer Form, die durch Zusammenfügen von vier zueinander positionierten Teilen gemäß dem Prinzip der Erfindung gebildet wird, wobei die Vorrichtung in perspektivischer Darstellung in Einzelteile aufgelöst gezeigt ist,
• 2 zwei der Teile der 1 unter einem anderen Blickwinkel, um andere Seiten derer sichtbar zu machen, und
• 3 eine Bearbeitungsphase von einem der Teile der 1.
• Die in 1 dargestellte mechanische Vorrichtung ist dazu bestimmt, eine Art bewegliches Organ zu bilden, das Rollen trägt und eine zylindrische Achse aufnimmt. Die Rollen und die Achse sind nicht dargestellt. Die Rollen sind in einem Gehäuse oder Bügel angeordnet. Die Achse muß durch das Zentrum des beweglichen Organs verlaufen.
• Zur Ausbildung einer solchen Vorrichtung wurde diese in vier Teile aufgeteilt, die dazu bestimmt sind, unter Verwendung von Positionierungsmitteln gemäß dem Prinzip der Erfindung zueinander zusammengefügt zu werden. Es sind zwei symmetrische Längsteile 12, 13 zu sehen, die jeweils zwei Gehäuse oder Bügel 15 zur Aufnahme von zwei Rollen aufweisen. Insgesamt nimmt die Vorrichtung vier Rollen auf, die von den zwei Längsteilen getragen werden. Diese werden durch zwei Querteile 18, 19 parallel zueinander gehalten. Die Form und die Abmessungen dieser Querteile sind derart, daß die zwei Längsteile nach dem Zusammenfügen voneinander beabstandet gehalten werden, wodurch ein Zwischenraum für den Durchgang der Achse geschaffen wird, die zwischen zwei, jeweils in der Mitte eines Querteils ausgebildeten Bohrungen 21, 22 gehalten wird.
• Erfindungsgemäß wird jedes Querteil 18, 19 mit Hilfe eines Systems aus pfeilspitzenförmig angeordneten Nuten und Rippen gegenüber einem Längsteil 12, 13 positioniert. So umfaßt das Längsteil 12 an seiner Oberseite (bei Betrachtung der 1) zwei pfeilspitzenförmig angeordnete Rippen 24, die mit zwei pfeilspitzenförmig angeordneten Nuten 26 mit ergänzenden Formen und entsprechenden Abmessungen, die an der Unterseite des Querteils 18 ausgebildet sind, zusammenwirken. Die Montage zwischen dem anderen Längsteil 13 und dem Querteil 18 ist die gleiche.
• Darüber hinaus sind die Unterseiten der zwei Längsteile 12, 13 mit pfeilspitzenförmig angeordneten Nuten 28 versehen, die mit pfeilspitzenförmig angeordneten Rippen 30, die an der Oberseite des unteren Querteils ausgebildet sind, zusammenwirken.
• So positionieren sich alle Teile bei der Montage durch einfaches Ineinanderstecken der oben beschriebenen pfeilspitzenförmig angeordneten Rippen und Nuten zueinander. Wie dargestellt weisen die Rippen und die Nuten ein V-förmiges Profil auf. Des weiteren bilden die eine gleiche Pfeilspitze bildenden Rippen und Nuten miteinander einen vorbestimmten Winkel, der in Abhängigkeit der Geometrie der zusammenzufügenden Teile gewählt werden kann. In der Praxis wird dieser Winkel vorzugsweise zwischen 40 und 140° betragen. Ein Winkel nahe 90° wird mechanisch empfohlen.
• Die vier Teile weisen sich zwischen den Pfeilspitzen erstreckende Bohrungen 31, 32, 33 auf. Bei der Montage fluchten diese Bohrungen, um zwei Bolzendurchgänge zu definieren. Es ist jedoch klar, daß die Bolzen nicht an der Relativpositionierung der Teile beteiligt sind, diese ist lediglich den Pfeilspitzen übertragen.
• Wie 3 zeigt liegen die am nahesten beieinander liegenden Enden der eine gleiche Pfeilspitze definierenden Rippen (oder Nuten) um einen Abstand D voneinander entfernt, der ausreichend ist, um das Entfernen des Werkzeugs 35 zu ermöglichen.

Claims (3)

1. Mechanische Vorrichtung mit einer Verbindung aus mehreren zueinander festen Teilen, die eine präzise Relativpositionierung erfordern, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil (12, 13, 18, 19) zwei pfeilspitzenförmig angeordnete Rippen (24, 30) aufweist und daß wenigstens ein weiteres Teil zwei pfeilspitzenförmig angeordnete Nuten (26, 28) mit ergänzenden Formen und entsprechende Abmessungen aufweist, wobei sich die Teile bei der Montage durch Ineinanderstecken der pfeilspitzenförmig angeordneten Rippen und Nuten zueinander positionieren.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen und Nuten ein V-förmiges Profil aufweisen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen und Nuten, die eine gleiche Pfeilspitze bilden, zwischen sich einen vorbestimmten, zwischen 40 und 140° gewählten Winkel bilden.