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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung zum schnellen
Montieren bzw. Demontieren eines Maschinenteils in Anlage an bzw. von einer
Auflagefläche.
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Obgleich die Erfindung nicht auf eine bestimmte Art von Maschinenteil beschränkt
ist, das an seiner Auflagefläche befestigt werden soll, ist sie vor allem auf die
Befestigung von Werkzeugen an einer dazugehörigen Auflagefläche gerichtet, wobei
diese Werkzeuge schnell und genau an ihrer Auflagefläche angesetzt und
anschließend zuverlässig an dieser befestigt werden müssen. Insbesondere kann
man sich auf Werkzeuge beziehen, mit denen Verpackungsanlagen ausgerüstet
werden, vor allem Anlagen zum Abfüllen oder Verschließen von Behältern. Die
Werkzeuge derartiger Anlagen umfassen üblicherweise Führungsprofile, die in
Form von gebogenen, flachen Profilen vorkommen, sowie Sterne oder Trommeln,
deren gebogene oder zellenartige Einkerbungen dazu dienen, die Behälter
mitzunehmen, die auf dem Förderband der Verpackungsanlage vorgeschoben werden.
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In den vorhandenen Anlagen sind diese Werkzeuge über verschiedene Arten von
lösbaren Verbindungen befestigt. Man unterscheidet Systeme mit einfacher
Verbindung nach Art von Schraube und Mutter, zusammen mit ausrückbaren
Flanschen oder nicht, oder Systeme mit Exzenterscheibe oder auch Systeme mit
Hebel nach Art von Spannzwingen (frz.: sauterelles) oder andere Systeme mit
elastischer Verformung.
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Aus dem Dokument US 4,362,413 ist eine Vorrichtung zur schnellen Montage
bekannt, die einen Einspannmechanismus nach Art von Schraube und Mutter hat,
bei dem die Mutter Nasen hat, die mit einem gegenüberliegenden Außenteil einen
Bajonettverriegelungsmechanismus bilden. Die so gebildete Einheit wird über den
Kopf der Schraube betätigt. Nach dem Eingreifen der Mutter in das Außenteil wird
der Kopf der Schraube in Richtung des Festschraubens gedreht und nimmt
zunächst die Mutter bis zum einem Anschlagen der Nasen drehend mit. Ein
Fortsetzen des Drehens des Schraubenkopfes ruft dann ein Einspannen durch
Schrauben der Schraube in die Mutter hervor.
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Diese Bewegungsfolge der Vorrichtung beruht ausschließlich auf dem relativen
Wert der Widerstandskräfte, denen die Paare aus Schraube-Mutter einerseits und
Nasen-Außenteil andererseits unterliegen, so daß, wenn die Mutter unsachgemäß
mit dem Außenteil in Eingriff steht, die Drehung des Schraubenkopfes ein
Einspannen hervorrufen kann, während die Verriegelung nicht richtig ausgeführt
wird. Ferner kann während der Lockerung nicht sichergestellt werden, daß der
Bajonettmechanismus drehend gesteuert wird. Folglich ist diese Vorrichtung
einzig für eine Montage vorgesehen.
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Das Ziel der Erfindung ist, eine Befestigungsvorrichtung zum Montieren bzw.
Demontieren anzugeben, die schnell und zuverlässig zugleich ist, sowohl was die
Verriegelung als auch das Einspannen während wiederholter Montage- und
Demontagevorgänge betrifft.
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Wenn die Befestigungsvorrichtung dazu bestimmt ist, Verpackungsanlagen oder
andere Anlagen auszurüsten, die das Nahrungsmittelgebiet betreffen, versucht
man ferner, es so einzurichten, daß die erzielte Befestigung nicht schmutzig ist,
d. h. frei von Außenabschnitten, die Schmutzteilchen aufweisen, wie z. B. von
Schmierfett. Um den angestrebten Forderungen nach Schnelligkeit der Montage-
Demontage-Vorgänge nachzukommen, bilden schließlich die Zugänglichkeit der
Betätigungsmittel und die Einfachheit der Bewegungsabläufe natürlich ein
besonders angestrebtes Ziel des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Befestigungsvorrichtung zum
schnellen Montieren bzw. Demontieren eines Maschinenteils in Anlage an bzw.
von einer Auflagefläche gelöst, wobei diese Vorrichtung einen
Verriegelungsmechanismus nach Art eines Bajonettverschlusses und einen dazugehörigen
Einspannmechanismus nach Art von Schraube und Mutter hat, der koaxial zu dem
genannten Verriegelungsmechanismus angeordnet ist, wobei diese beiden
Mechanismen nacheinander durch Betätigung in eine gleiche Richtung eines
gemeinsamen drehbaren Stellorgans gesteuert werden, wobei die Vorrichtung ein
behelfsmäßiges Kopplungsmittel umfaßt, das zwischen dem Stellorgan einerseits
und dem Verriegelungs- und dem Einspannmechanismus andererseits
angeordnet und derart ausgebildet ist, daß in einem ersten Drehbereich des Stellorgans
dieses Stellorgan drehfest mit dem Verriegelungsmechanismus verbunden ist und
daß in einem zweiten Drehbereich des Stellorgans dieses Stellorgan von dem
Verriegelungsmechanismus gelöst ist und den Einspannmechanismus betätigt.
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Das behelfsmäßige Kopplungsmittel gewährleistet so ein präzises Anwenden des
Verriegelungsmechanismus und des Schraubmechanismus, derart, daß diese
beiden Funktionen in der richtigen Reihenfolge gewährleistet werden können,
sowohl während der Montage als auch der Demontage durch eine einfache
Umkehrung der Steuerung des Stellorgans.
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Gemäß einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel enthält das
behelfsmäßige Kopplungsmittel einen Kranz, der drehfest mit der Schraube des
Einspannmechanismus verbunden und zwischen dem Stellorgan, das die Mutter des
Einspannmechanismus bildet, und einem ortsfesten Kopf angeordnet ist, der starr
mit dem zu befestigenden Maschinenteil oder der Auflagefläche verbunden ist,
sowie ein Kopplungsorgan, das durch eine dazugehörige, quer verlaufende
Bohrung des Kranzes hindurchgeht, wobei das genannte Kopplungsorgan teilweise
entweder in dem ersten Drehbereich des Stellorgans in einer Blindbohrung des
Stellorgans oder in dem zweiten Drehbereich des Stellorgans in einer
dazugehörigen Blindbohrung des ortsfesten Kopfes aufgenommen ist. Insbesondere kann
das Kopplungsorgan aus einer Stahlkugel gebildet sein. Dann ist es vorteilhaft
vorzusehen, daß der Kranz und der ortsfeste Kopf einander entsprechende
Anschlagmittel und/oder Indexierungsmittel haben, die dazu dienen, den ersten
Drehbereich des Stellorgans zu begrenzen, vorzugsweise über einen kurzen
Winkel nach Art einer Vierteldrehung.
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Ferner tragen der Kranz und das Stellorgan vorzugsweise einander
entsprechende Drehmitnehmer, die während des Losschraubens des genannten
Stellorgans ineinander eingreifen. Der Vorgang der Demontage kann dann auf äußerst
einfache Weise ablaufen, ohne daß irgendein äußerliches Werkzeug verwendet
werden muß.
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Ebenso ist es vorteilhaft vorzusehen, daß der Kranz drehfest mit der Schraube
über eine Rastverbindung verbunden ist, die eine Relativbewegung in Richtung
der Achse der Schraube zuläßt.
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Wenn es sich um eine Befestigungsvorrichtung handelt, in der der ortsfeste Kopf
starr mit dem zu befestigenden Maschinenteil verbunden ist, ist es vorteilhaft
vorzusehen, daß der Verriegelungsmechanismus eine Stange hat, die koaxial zur
Schraube des Einspannmechanismus und fest mit dieser verbunden ist, wobei die
genannte Stange ein freies Ende mit vorspringenden Abschnitten aufweist, die
durch einen angepaßten Ausschnitt der Auflagefläche hindurchgehen.
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Wenn es sich alternativ dazu um eine Vorrichtung handelt, in der der ortsfeste
Kopf starr mit der Auflagefläche verbunden ist, ist es vorteilhaft vorzusehen, daß
der Verriegelungsmechanismus eine Stange hat, die koaxial zur Schraube des
Einspannmechanismus und fest mit dieser verbunden ist, wobei die genannte
Stange ein freies Ende mit vorspringenden Abschnitten aufweist, die durch einen
angepaßten Ausschnitt des zu befestigenden Maschinenteils hindurchgehen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante der
Befestigungsvorrichtung, in der der ortsfeste Kopf starr mit der Auflagefläche verbunden ist,
sieht man vor, daß der Kranz des behelfsmäßigen Kopplungsmittels
vorspringende Umfangsabschnitte aufweist, die ein Verriegeln des zu befestigenden
Maschinenteils ermöglichen, das an der Auflagefläche anliegt und dank eines
angepaßten Ausschnittes des genannten Teils um den genannten ortsfesten Kopf
herum angeordnet ist, wobei der genannte Kranz dann einen Bestandteil des
Verriegelungsmechanismus bildet.
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Vorteilhafterweise sind dann die Außenprofile des Kranzes und des Stellorgans in
dem Profil des Ausschnittes des zu befestigenden Maschinenteils eingeschlossen,
derart, daß ein Einsetzen oder ein Herausziehen des genannten Teils in der
entsprechenden Winkelposition ermöglicht wird, ohne daß das Stellorgan demontiert
werden muß.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden beim Studium der folgenden
Beschreibung und der beigefügten Ansprüche deutlicher, die unter Bezugnahme
auf die Figuren ein besonderes Ausführungsbeispiel betreffen, wobei in den
Figuren zeigen:
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Fig. 1 eine perspektivische Darstellung in auseinandergezogener
Anordnung einer erfindungsgemäßen
Befestigungsvorrichtung, die insbesondere zur Befestigung eines
Maschinenteils bestimmt ist, im vorliegenden Fall eines Werkzeugs,
das aus zwei übereinander angeordneten Führungsprofilen
besteht, in Anlage an einer Auflagefläche,
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Fig. 2a, 2b, 2c Perspektivansichten, die das Ansetzen des Maschinenteils an
seiner Auflagefläche, das Betätigen des
Verriegelungsmechanismus nach Art eines Bajonettverschlusses bzw. letztlich das
Betätigen des dazugehörigen Einspannmechanismus nach Art
von Schraube und Mutter zeigen,
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Fig. 3 eine Ausführungsvariante, bei der die Befestigungsvorrichtung
nicht wie im Falle des vorhergehenden Ausführungsbeispiels
integriert ist, sondern fest mit der Auflagefläche verbunden ist,
an der ein Maschinenteil aufgehängt ist, das beispielsweise
eine Führungsbahn für die Behälter einer Verpackungsanlage
sein könnte,
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Fig. 4 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer
Ausführungsvariante der vorhergehenden
Befestigungsvorrichtung, in der der Kranz des behelfsmäßigen
Kopplungsmittels ein Bestandteil des Verriegelungsmechanismus
ist, wobei die gezeigte Position die des Ansetzens des
Maschinenteils ist, im vorliegenden Fall ein Werkzeug, das aus
einem Doppelstern einer Anlage zur Verpackung von
Behältern gebildet ist,
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Fig. 5a und 5b Perspektivansichten in Explosionsdarstellung, die die
Befestigungsvorrichtung der Fig. 4 zeigen, in einer Position des
Ansetzens des Maschinenteils bzw. in einer Position des
Verriegelns dieses Teils an seinem Träger nach dem Betätigen des
Verriegelungsmechanismus nach Art eines
Bajonettverschlusses, und
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Fig. 6a und 6b Perspektivansichten der vorhergehenden
Befestigungsvorrichtung, am Ende des Betätigens des
Verriegelungsmechanismus bzw. am Ende des Betätigens des
dazugehörigen Einspannmechanismus.
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Im folgenden wird ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter
Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 2c beschrieben.
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Das zu befestigende Maschinenteil ist ein Werkzeug, das im vorliegenden Fall aus
zwei übereinander angeordneten Profilen 1 gebildet ist, die beispielsweise eine
Einheit aus zwei gebogenen Führungsprofilen bilden, wie z. B. diejenigen, die in
den Verpackungsanlagen eingesetzt werden, insbesondere den Anlagen zum
Abfüllen oder Verschließen von Behältern, um die vorbeilaufenden Behälter in
Höhe eines Sterns oder einer dazugehörigen Trommel zu halten. Im vorliegenden
Fall sind die Profile 1 durch ein hohles Verbindungsrohr 2 getrennt, durch das eine
bestimmte Anzahl von Organen verläuft, die zur Befestigung dieses Werkzeugs
an einer mit 5 bezeichneten Auflagefläche dienen.
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Die Befestigungsvorrichtung hat zunächst einen Verriegelungsmechanismus 10,
von dem man in Fig. 1 einen Teil der Bestandteile erkennt. Denn das untere
Profil 1 wird zwischen einem starr mit dem Hohlrohr 2 verbundenen Anlagebund 3
und einer Mutter 14 gehalten. Jenseits der Mutter 14 erkennt man das freie Ende
17 einer zentralen Stange, die im Inneren des Hohlrohres 2 verläuft und
vorspringende Abschnitte hat, die im vorliegenden Fall in Form eines Querstiftes 13
realisiert sind. Die Auflagefläche 5, hier schematisch in Form einer einfachen
Platte dargestellt, hat einen Ausschnitt 6, dessen Profil so angepaßt ist, daß es
einerseits den Durchtritt des Verriegelungsteils des Bajonettmechanismus 10
gestattet, d. h. das untere Ende 17 mit seinem Stift 13, und andererseits nach dessen
Drehung die axiale Verriegelung gemäß dem üblichen Prinzip von
Bajonettmechanismen. Die Auflagefläche 5 ist dann zwischen einer an der Mutter 14
anliegenden Unterlegscheibe 11 und den beiden Armen des Stifts 13
eingeschlossen.
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Ferner ist ein mit 15 bezeichneter, dazugehöriger Einspannmechanismus nach Art
von Schraube und Mutter vorgesehen, der koaxial zum
Verriegelungsmechanismus 10 angeordnet ist. Die gemeinsame Achse dieser Mechanismen, die der
Achse des Hohlrohres 2 entspricht, ist mit X bezeichnet.
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Wie dies detaillierter unter Bezugnahme auf die Fig. 2a bis 2c beschrieben
wird, werden die beiden Mechanismen 10 und 15 nacheinander durch Betätigung
in eine gleiche Richtung eines mit 20 bezeichneten, gemeinsamen drehbaren
Stellorgans gesteuert, das die Mutter des Einspannmechanismus 15 bildet, unter
Zwischenlage eines behelfsmäßigen Kopplungsmittels 30, von dem man in Fig.
1 den Kranz 31 erkennt, der drehfest mit der Schraube des
Einspannmechanismus 15 verbunden ist. Wie man sieht, ist das behelfsmäßige Kopplungsmittel
30 derart ausgebildet, daß in einem ersten Drehbereich des Stellorgans 20 dieses
Stellorgan drehfest mit der Schraube des Einspannmechanismus 15 mit Schraube
und Mutter verbunden ist, wobei die Mutter von dem gemeinsamen Stellorgan 20
gebildet ist, und dann den Verriegelungsmechanismus 10 betätigt, und daß in
einem zweiten Drehbereich des Stellorgans 20 dieses Stellorgan sich frei auf der
Schraube des Einspannmechanismus 15 schrauben bzw. losschrauben kann und
so den Einspannmechanismus betätigt.
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Die Struktur und die Funktionsweise des behelfsmäßigen Kopplungsmittels 30
werden unter Bezugnahme auf die Fig. 2a bis 2c besser verstanden.
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Das obere Profil 1 trägt einen ortsfesten Kopf 21, der starr mit diesem verbunden
ist, wobei dieser ortsfeste Kopf im vorliegenden Fall die Form einer flachen,
kreisförmigen Scheibe hat. In der Mitte des ortsfesten Kopfes 21 verläuft das
obere Ende einer Stange 12, deren unteres Ende das vorstehend genannte Ende
17 ist, das den Verriegelungsstift 13 trägt. Dieses obere Ende endet in einem mit
einem Gewinde versehenen Abschnitt 16, der genau die Schraube des
Einspannmechanismus 15 ist, dessen Mutter von dem gemeinsamen Stellorgan 20
gebildet ist. Das Stellorgan 20 weist nämlich ein zentrales Innengewinde 26 auf,
das sein Schrauben auf den mit dem Gewinde versehenen Abschnitt 16
ermöglicht. Die Stange 12, über der der mit dem Gewinde versehene Abschnitt 16
angeordnet ist, kann im Inneren des Hohlrohres 2 frei drehen, wodurch die
Winkelposition des Verriegelungsstiftes 13, der dazu bestimmt ist, mit den Rändern des
Ausschnittes 6 zusammenzuwirken, verändert werden kann. Diese Stange 12 ist
ferner derart gelagert, daß sie über eine gewisse axiale Bewegung entlang der
Achse X verfügt, wodurch das Einspannen der bereits verriegelten Verbindung
durch den Mechanismus 15 nach Art von Schraube und Mutter ermöglicht wird,
nach dem Betätigen des Verriegelungsmechanismus 10 nach Art eines
Bajonettverschlusses.
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Das behelfsmäßige Kopplungsmittel 30 hat einen Kranz 31, der hier die Form
einer flachen, kreisförmigen Scheibe, vorzugsweise aus Metall, hat, die drehfest
mit der Schraube 16 des Einspannmechanismus 15 verbunden ist. Dies ergibt
sich im vorliegenden Fall aus dem Vorhandensein einerseits eines
vorspringenden Stiftes 22 an der Stange 12 und andererseits von entsprechenden
Einkerbungen 32, die in der zentralen Bohrung 36 des Kranzes 31 vorgesehen sind. Ein
Kopplungsorgan 25, das im vorliegenden Fall in Form einer Stahlkugel realisiert
ist, geht durch eine dazugehörige, quer verlaufende Bohrung 38 des Kranzes 31
hindurch. Dieses Kopplungsorgan 25 ist ferner teilweise entweder in einem ersten
Drehbereich des genannten Stellorgans in einer dazugehörigen Blindbohrung
(oder Vertiefung) 18 des Stellorgans 20 oder in einem zweiten Drehbereich des
Stellorgans 20 in einer dazugehörigen Blindbohrung (oder Vertiefung) 28· des
ortsfesten Kopfes 21 aufgenommen.
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Während des Ansetzens, wie dies in Fig. 2a gezeigt ist, und bis zum Ende des
ersten Drehbereichs des Stellorgans 20 ruht das Kopplungsorgan (Kugel) 25 auf
der ebenen Oberfläche des ortsfesten Kopfes 21 und erzeugt so eine Kopplung
zwischen dem Kranz 31 und dem Stellorgan 20. Dies entspricht dem alleinigen
Betätigen des Verriegelungsmechanismus 10. Am Ende dieses ersten
Drehbereiches des Stellorgans 20 (Position der Fig. 2b) kommt die quer verlaufende
Bohrung 38 an der Stelle der Blindbohrung 28 des ortsfesten Kopfes 21 an, und
die Kopplungskugel 25 verschiebt sich, um dann teilweise in dieser Blindbohrung
28 aufgenommen zu sein, wobei so die drehfeste Verbindung zwischen dem
Stellorgan 20 und dem Kranz 31 aufgelöst und die Kopplung zwischen dem
genannten Kranz 31 und dem ortsfesten Kopf 21 hergestellt wird. Das Fortsetzen
des Drehens des gemeinsamen Stellorgans 20, wie in Fig. 2c gezeigt, entspricht
dann einer Einspannphase, wobei die Bestandteile, welche die Verriegelung nach
Bajonettart realisieren, selbst vollkommen rotationsunbeweglich bleiben.
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Zum Befestigen des Werkzeuges an seiner Auflagefläche 5 reicht es somit aus,
das gemeinsame Stellorgan 20 drehend über einen ersten Drehbereich zu
betätigen, wodurch die Betätigung des Verriegelungsmechanismus 20 nach Art eines
Bajonettverschlusses ausgeführt wird (von der in Fig. 2a gezeigten Position in
die in Fig. 2b gezeigte Position), dann die Drehung dieses gemeinsamen
Stellorgans 20 fortzusetzen, immer in die gleiche Richtung, um den
Einspannmechanismus zu betätigen, der die bereits durch den Verriegelungsmechanismus
10 hergestellte positive Verriegelung blockiert (von der in Fig. 2b gezeigten
Position in die in Fig. 2c gezeigte Position). In dem ersten Drehbereich kommt es zu
keinem Schrauben des Stellorgans 20 auf das mit einem Gewinde versehene
Ende 16 aufgrund der behelfsmäßigen Kopplung, die durch den Kranz 31 erzeugt
ist, während die behelfsmäßige Kopplung zwischen dem Stellorgan 20 und dem
Kranz 31 in dem zweiten Drehbereich aufgehoben wird, und dieser Kranz 31 sich
aufgrund seiner Kopplung durch die selbige Kugel 25 an dem ortsfesten Kopf 21
nicht weiter um die Achse X drehen kann. Während dieses zweiten Drehbereiches
ist das Stellorgan 20 in Anlage an der Oberfläche des Kranzes 31, und das
Schrauben des genannten Organs hat zur Wirkung, daß die Bestandteile des
Verriegelungsmechanismus, d. h. die Stange 12 mit ihrem Stift 13, leicht ansteigen,
wie dies durch den Pfeil in Fig. 2c gezeigt ist, wodurch die Befestigung des
Werkzeugs an seiner Anlagefläche abgeschlossen wird.
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Darüber hinaus ist es vorteilhaft, Anschlagmittel und/oder Indexierungsmittel
vorzusehen, die dazu dienen, den ersten Drehbereich des Stellorgans 20 zu
begrenzen, wobei der erste Bereich aus einem kurzen Winkel nach Art einer
Vierteldrehung gebildet ist.
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Man erkennt zu diesem Zweck einander entsprechende Anschlagmittel, die aus
einem vorspringenden Zapfen 24 gebildet sind, der von dem ortsfesten Kopf 21
getragen wird, sowie aus einem kreisförmigen Schlitzloch 34 (Viertelkreisfläche),
das an dem Kranz 31 vorgesehen ist. Es versteht sich von selbst, daß man diese
Mittel vertauschen und einen unten von dem Kranz vorspringenden Zapfen 31 und
ein kreisförmiges Schlitzloch vorsehen kann, das maschinell in dem ortsfesten
Kopf 21 gefertigt ist. Um die beiden äußersten Positionen dieses ersten
Drehbereichs des Kranzes 31 in bezug auf den ortsfesten Kopf 21 mit größtmöglicher
Genauigkeit zu markieren, was insbesondere wichtig ist, um die korrekte
Abwärtsbewegung ohne ein Verklemmen der Kopplungskugel 25 zu ermöglichen, wenn
diese an der Stelle der Blindbohrung 28 ankommt, hat man ferner einander
entsprechende Indexierungsmittel vorgesehen, die im vorliegenden Fall aus einer
federbelasteten Kugel 23 gebildet sind, die in dem ortsfesten Kopf 21
untergebracht ist, sowie aus zwei Bohrungen oder Vertiefungen 33, die in der
Innenfläche des Kranzes 31 ausgebildet sind. Wie im Falle der Anschlagmittel kann
man die vorstehend genannten einander entsprechenden Indexierungsmittel
selbstverständlich vertauschen.
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Wenn man die Demontage durchführen will, reicht es aus, das Stellorgan 20 in die
entgegengesetzte Richtung zu drehen, um zunächst die zuvor erzeugte,
angezogene Verbindung zu lösen. In diesem Drehbereich greift nur der
Einspannmechanismus 15 ein, da der Kranz 31 drehfest mit dem ortsfesten Kopf 21
gekoppelt bleibt.
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Anschließend muß man die Kopplung zwischen dem Kranz 31 und dem
Stellorgan 12 wiederherstellen, um die Betätigung des Verriegelungsmechanismus 10
zu ermöglichen.
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Zu diesem Zweck ist zunächst vorgesehen, daß der Kranz 31 und das Stellorgan
20 einander entsprechende Drehmitnehmer tragen, die während des
Losschraubens des genannten Stellorgans ineinander eingreifen. Im vorliegenden
Fall sind diese einander entsprechenden Mittel aus einem Stift 19, der von dem
Stellorgan 20 getragen wird, und aus einem vorspringenden Mitnehmer 39
gebildet, der fest mit dem Kranz 31 verbunden ist. Am Ende des Losschraubens
kommt der Stift 19 in Kontakt mit dem Mitnehmer 39, derart, daß das Fortsetzen
des Drehens des Stellorgans 20 dann den Kranz 31 drehend mitnimmt. Dank
einer passenden Form der Blindbohrung 28 des ortsfesten Kopfes 21, die
vorzugsweise in Form einer beispielsweise konischen Schale hergestellt ist, ruft
dieses Fortsetzen des Drehens des Kranzes 31 das fortschreitende Wiederansteigen
der Kopplungskugel 25 und ihr Austreten aus der Blindbohrung 28 hervor. Folglich
kann das Fortsetzen des Drehens des Stellorgans 20 mit Drehmitnahme des
Kranzes 31 normal weitergeführt werden, wodurch die Betätigung des
Verriegelungsmechanismus 10 nach Art eines Bajonettverschlusses ermöglicht wird, und
demzufolge die Freigabe des Maschinenteils, das an der Auflagefläche 5 anliegt.
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Es versteht sich, daß die Stange 12 des Verriegelungsmechanismus 10 nach Art
eines Bajonettverschlusses während des Festschraubens bzw. des
Losschraubens eine leichte axiale Bewegung in Richtung der Achse X ausführt, und
diese Bewegung wird gerade durch die Rastverbindung zwischen dem Kranz 31
und der Schraube 16 ermöglicht, eine Verbindung, die im vorliegenden Fall durch
den Stift 22 und die dazugehörigen Einkerbungen oder Rillen 32 realisiert ist,
wobei diese Verbindung eine Relativbewegung in Richtung der Achse X der
Schraube 16 gestattet.
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Bei dem soeben unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2a bis 2c
beschriebenen Ausführungsbeispiel war die Befestigungsvorrichtung integriert, d. h. an dem
zu befestigenden Maschinenteil angebracht. Es versteht sich von selbst, daß man
diese Anordnung vertauschen kann, und Fig. 3 zeigt gerade eine solche
Möglichkeit.
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In Fig. 3 trägt die Auflagefläche 5 ein hier einziges Teil 1 mittels einer
Befestigungsvorrichtung, deren Bestandteile vollkommen identisch zu denen der
Vorrichtung sind, die soeben beschrieben wurde. Jedoch ist der ortsfeste Kopf 21,
der Teil des behelfsmäßigen Kopplungsmittels 30 ist, nun starr mit der
Auflagefläche 5 verbunden. In diesem Fall hat der Verriegelungsmechanismus 10 wie
zuvor eine Stange, die koaxial zur Schraube des Einspannmechanismus 15 und
fest mit dieser verbunden ist, jedoch weist diese Stange ein freies Ende 17 mit
vorspringenden Abschnitten 13 auf, das durch einen angepaßten Ausschnitt 6
hindurchgeht, der nun an dem zu befestigenden Maschinenteil 1 vorgesehen ist.
Man kann die in Fig. 3 gezeigte Anordnung außerdem vertauschen und ein zu
befestigendes Teil vorsehen, das von oben an einer Auflagefläche anliegt, wobei
das gemeinsame Stellorgan dann unten unter der Auflagefläche angeordnet ist.
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Die soeben beschriebene Befestigungsvorrichtung eignet sich vor allem zum
schnellen und zuverlässigen Befestigen von Führungsprofilen, mit denen eine
Verpackungsanlage, insbesondere eine Anlage zum Abfüllen und Verschließen
von Behältern ausgerüstet wird. Die erfindungsgemäße Befestigungsvorrichtung
kann auch zur Befestigung anderer Arten von Werkzeugen angepaßt werden,
insbesondere von Werkzeugen, die drehbar um eine vertikale Achse gelagert sind.
Im Falle von Verpackungsanlagen sind die betroffenen, drehbaren Werkzeuge
beispielsweise einfache oder doppelte Sterne mit gebogenen
Umfangseinkerbungen.
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Beispielhaft wird eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Befestigungsvorrichtung aufgezeigt, die auf besondere Weise ausgebildet ist, um eine solche
Art der Werkzeugsbefestigung auszuführen, und dies erfolgt unter Bezugnahme
auf die Fig. 4 bis 6b.
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In Fig. 4 erkennt man ein Werkzeug 50, das im vorliegenden Fall aus zwei
übereinander angeordneten Sternen 52 mit einer Achse X besteht, die miteinander
über axiale Säulen 53 verbunden sind. Im unteren Teil des Werkzeugs erkennt
man einen flachen Sockel 51, an dem die vier Säulen 53 im Bereich
dazugehöriger Bohrungen 53.1 angebracht sind. Dieser Sockel 51 weist einen zentralen
Ausschnitt 60 auf, der auf die Achse X zentriert ist und diametral
gegenüberliegende Einkerbungen 55, 56 hat, auf die man im weiteren Verlauf der
Beschreibung zurückkommen wird. Das Werkzeug 50 kann über seinen Sockel 51 an eine
Auflagefläche 105 angesetzt werden. Diese Auflagefläche 105 bildet im
vorliegenden Fall einen Teil eines drehbaren Gehäuses 70, das so angeordnet ist, daß es
sich um die Achse X dreht (der Antrieb erfolgt beispielsweise durch einen Motor,
der über Hacken angekoppelt wird, die im Bereich von Einkerbungen 71
eingreifen). Im Bereich ihrer Anlagefläche hat die Auflagefläche 105 Indexierungszapfen
65, die in dazugehörige, durchgehende Bohrungen 54 des Sockels 51 eingreifen.
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Sobald der Sockel 51 einmal korrekt angesetzt ist, kann so die Befestigung durch
eine zur zuvor beschriebenen Vorrichtung analoge Vorrichtung durchgeführt
werden. Um unnötige Ausführungen in der Beschreibung zu vermeiden, wird auf die
vorhergehende, detaillierte Beschreibung Bezug genommen, wobei die einander
entsprechenden Teile die gleichen, um 100 erhöhten Bezugszeichen haben.
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Wie dies besser in den Fig. 5a und 5b zu erkennen ist, stellt man fest, daß
über dem Gehäuse 70 und der Auflagefläche 105 ein kreisförmiger ortsfester Kopf
121 angeordnet ist. Der Sockel 51 des Werkzeugs 50 liegt an der Auflagefläche
105 an und ist aufgrund des kreisförmigen Abschnittes 57 des Ausschnittes 60
des Sockels 51 um den ortsfesten Kopf 121 herum angeordnet. Auf der oberen
Anlagefläche des ortsfesten Kopfes 121 erkennt man den Zapfen 124, der ein
Bestandteil der Anschlagmittel ist, die federbelastete Kugel 123, die ein
Bestandteil der Indexierungsmittel ist, und die Blindbohrung in Form einer konischen
Vertiefung 128, die für die Kopplung durch die Kugel 125 vorgesehen ist. In dem
Gehäuse 70 ist die Mittelstange 112 drehbar gelagert, und über dieser Stange ist ein
mit einem Gewinde versehener Abschnitt 116 angeordnet.
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Das gemeinsame Stellorgan 120 hat wie zuvor ein zentrales Innengewinde 126,
eine zur Kopplungskugel 125 gehörige Blindbohrung 118 und einen Stift 119, der
dazu bestimmt ist, während des Losschraubens mit einem entsprechenden
Mitnehmer 139 zusammenzuwirken, der fest mit dem Kranz 131 des behelfsmäßigen
Kopplungsmittels 130 verbunden ist.
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Wie zuvor hat der Kranz 131 des behelfsmäßigen Kopplungsmittels 130 eine
zentrale Öffnung 136, die dem Außendurchmesser der Stange 112 entspricht, und
die Rastverbindung mit dieser letztgenannten wird dann durch zwei einander
gegenüberliegende Vorsprünge 132 sichergestellt, die in Einkerbungen 122
aufgenommen sind. Man erkennt in den Figuren das Vorhandensein von vier
Einkerbungen 122, wodurch vier verschiedene Referenzpositionen ermöglicht werden
(im Gegensatz zu zwei in der zuvor beschriebenen Ausführungsvariante). Der
Kranz 131 weist außerdem eine zur Kopplungskugel 125 gehörige, quer
verlaufende Bohrung 138 sowie zwei zur Indexierungskugel 123 gehörige Bohrungen
bzw. Vertiefungen 133 auf, um den Beginn und das Ende des ersten
Drehbereichs des Stellorgans 120 zu markieren, entsprechend dem alleinigen
Betätigen des Verriegelungsmechanismus.
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Im Unterschied zum zuvor beschriebenen Mechanismus stellt man fest, daß der
Kranz 131 des behelfsmäßigen Kopplungsmittels 130 vorspringende
Umfangsabschnitte 113, 114 aufweist, die ein Verriegeln des zu befestigenden
Maschinenteils 51 in Anlage an der Auflagefläche 105 derart ermöglichen, daß der Kranz
131 dann einen Bestandteil des Verriegelungsmechanismus 110 mit
Bajonettverschluß bildet.
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In der Position der Fig. 5a werden das Stellorgan 120 und der Kranz 131 von der
Kopplungskugel 125 derart drehfest miteinander verbunden, daß die Drehung des
Stellorgans 120 eine entsprechende Drehung des Kranzes 131 erzeugt, und
demzufolge deren vorspringender Abschnitte 113, 114.
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Man stellt fest, daß der Ausschnitt 60 des Sockels 51 zwei Einkerbungen 55, 56
aufweist, die während des Einsetzens senkrecht unterhalb der vorspringenden
Abschnitte 113, 114 angeordnet werden. Das Drehen des drehbaren Stellorgans
120 läßt dann diese vorspringenden Abschnitte 113, 114 über die Oberfläche des
Sockels 51 hinweggehen, wodurch die gewünschte positive Verriegelung durch
diesen neuen Verriegelungsmechanismus 110 nach Art eines
Bajonettverschlusses realisiert wird.
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Nach einer Drehung, im vorliegenden Fall einer Vierteldrehung, erreicht man die
Position der Fig. 5b, wobei sich nach Abschluß der Vierteldrehung die
Kopplungskugel 125 nach unten verschiebt, um teilweise in der Blindbohrung 128 des
ortsfesten Kopfes 121 aufgenommen zu sein. Der Endabschnitt 116 wird dann in
seiner Drehung blockiert, wodurch das Betätigen des Organs 120 in Richtung
eines Schraubens ermöglicht wird, um das endgültige Einspannen auszuführen.
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Die beiden aufeinanderfolgenden Drehbereiche sind insbesondere gut in den
Darstellungen der Fig. 6a und 6b erkennbar:
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- in Fig. 6a entspricht die Position dem Ende des gemeinsamen Drehbereichs
des Stellorgans 120 und des Kranzes 131, ein Bereich, im Laufe dessen allein der
Verriegelungsmechanismus 110 nach Art eines Bajonettverschlusses eingreift,
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- in Fig. 6b nimmt das Fortsetzen des Drehens des Stellorgans 120 den Kranz
131 nicht mehr drehend mit, der mit dem ortsfesten Kopf 121 drehfest verriegelt
ist, und dies entspricht einer Einspannphase durch alleiniges Betätigen des Einspannmechanismus
nach Art von Schraube und Mutter. Das Spiel zwischen dem
Kranz 131 und dem Sockel 51 ist folglich auf Null reduziert, und nach im
allgemeinen weniger als einer Halbdrehung erreicht man, daß der Sockel 51 mit einer
permanenten Andruckkraft gegen die Auflagefläche gespannt wird.
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Zum Demontieren des Werkzeugs reicht es aus, das Stellorgan 120 in die andere
Richtung zu drehen, wodurch zunächst der Einspannmechanismus 115 und
anschließend der Verriegelungsmechanismus 110 mit Bajonettverschluß betätigt
wird.
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Man wird auch feststellen, daß die Außenprofile des Kranzes 131, insbesondere
die Form seiner zentralen, vorspringenden Umfangsabschnitte 113 und 114, und
das Stellorgan 120, insbesondere seine Umfangsstellvorsprünge 127 und 129, in
dem Profil des Ausschnittes 60 des Sockels 51 eingeschlossen sind. Dies
ermöglicht folglich ein Einsetzen oder ein Herausziehen des Teils 51 in der
entsprechenden Winkelposition, ohne daß das Stellorgan 120 demontiert werden
muß. Man erreicht so ein äußerst schnelles Einsetzen mit einer perfekten
Zentrierung und einem sofortigen Referenzeingriff.
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In allen Fällen ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung den Erhalt einer
besonders zuverlässigen Befestigung. Denn selbst wenn das Bedienungspersonal
keine hohe Festspannkraft ausübt, wird der Kopplungskranz 31 bzw. 131 die
Schraube 16 bzw. 116 drehfest verriegeln, wenn das Maschinenteil an seiner
Auflagefläche befestigt ist. Diese Blockierung stellt eine sehr große Sicherheit dar
(irreversibles Einspannen), die jegliches zufällige Lösen des Maschinenteils
untersagt, insbesondere wenn die Einheit Schwingungen ausgesetzt ist oder zufällige
Stöße empfängt.
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So ist es gelungen, eine Verriegelung und ein starres Einspannen ohne Spiel
miteinander zu kombinieren, mit einer einzigen und schnellen Betätigung durch
einfaches Drehen, während gleichzeitig die Möglichkeit einer nicht schmutzanfälligen
Geometrie mit geringem Raumbedarf gelassen wurde.
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Die Erfindung ist nicht auf die soeben beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt, sondern umfaßt vielmehr jede Ausführungsvariante, die mit äquivalenten
Mitteln die wesentlichen, weiter oben angeführten Merkmale aufnimmt.
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Man kann insbesondere ein unverlierbares System für die geschraubte
Verbindung zwischen dem gemeinsamen Stellorgan und dem dazugehörigen, mit einem
Gewinde versehenen Abschnitt vorsehen, beispielsweise mit einem seitlichen
Ansatz, der von diesem mit einem Gewinde versehenen Abschnitt vorspringt und in
eine dazugehörige Vertiefung des Stellorgans hineingeht.
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Ebenso kann man im Falle eines Ausführungsbeispiels nach Art der Fig. 4 und
folgende zusätzliche Kugelstößel an dem ortsfesten Kopf vorsehen, die dazu
dienen, den behelfsmäßigen Kopplungskranz zu Beginn der Drehung leicht
anzuheben.
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Schließlich kann man eine Vorrichtung vorsehen, bei der das Stellorgan nicht die
Mutter des Einspannmechanismus bildet. In diesem Fall kann das Stellorgan
dauerhaft mit dem behelfsmäßigen Kopplungsorgan verbunden sein, wobei dieses
letztgenannte abwechselnd mit einem Element des Verriegelungsmechanismus
und einem Element des Einspannmechanismus verbunden wird.