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Die
Erfindung betrifft ein Verstell- und Ausgleichselement, mit welchem
laterale Verlagerungen von Bauteilen oder Elementen, sowie ein Ausgleich von
Freiräumen
möglich
ist.
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Ein
derartiges Verstell- und Ausgleichselement kann beispielsweise verwendet
werden, um eine Justierung von Bauteilen oder Elementen zueinander
im Hinblick auf die durch den Einsatzzweck vorgegebenen Bedingungen
zu justieren, oder um Fertigungstoleranzen auszugleichen.
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Das
erfindungsgemäße Verstell-
und Ausgleichselement umfasst zwei gegeneinander verlagerbare Teile,
die Keilflächen
aufweisen, über
die die beiden Teile unmittelbar oder mittelbar aneinander liegen.
Die Keilflächen
sind derart ausgestaltet und angeordnet, dass die Teile relativ
zueinander in einer in Richtung der Steigung der Keilflächen verlaufenden
Verstellrichtung verlagerbar sind, wobei die Teile über die
Keilflächen
unmittelbar oder mittelbar aufeinander abgleiten. Durch dieses Abgleiten
in Richtung der Steigung ändert
sich bei einer Verlagerung der Teile zueinander die Dicke des die
beiden Teile umfassenden Verstell- und Ausgleichselements.
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Der
Verlagerung der beiden Teile relativ zueinander dient eine Betätigungseinrichtung,
die bei einer ersten Variante eine Exzenteranordnung umfasst.
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Das
erfindungsgemäße Verstell-
und Ausgleichselement umfasst daher in seiner einfachsten Ausführung lediglich
drei Bauteile: die zwei gegeneinander verlagerbaren Teile und das
Betätigungselement.
Das Verstell- und Ausgleichselement ist daher besonders kostengünstig herstellbar.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verstell- und Ausgleichselements
sind die beiden Teile jedoch in Verstellrichtung verlagerbar auf
einer Basis angeordnet. Die Basis kann ein separates Bauteil sein.
Je nach der Art des Einsatzes kann sie jedoch auch von einem Bestandteil
des Elements gebildet sein, bei welchem eine Verstellung oder ein
Toleranzausgleich bewerkstelligt werden soll.
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Die
Basis umfasst vorzugsweise Mittel zur Führung mindestens eines der
Teile in Verstellrichtung. Hierdurch kann sichergestellt werden,
dass bei der Betätigung
der Exzenteranordnung die Teile lediglich in Verstellrichtung verlagert
werden, auch wenn über
die Exzenteranordnung Kräfte
quer zur Verstellrichtung auf die Teile wirken.
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Die
Mittel zur Führung
weisen vorzugsweise an der Basis vorgesehene, parallel zueinander
in Verstellrichtung verlaufende Längsvorsprünge auf, zwischen denen das
mindestens eine Teil geführt
ist. Eine Führung
beider Teile kann dann auf einfache Weise dadurch bewerkstelligt
werden, dass die Längsvorsprünge geeignet
hoch ausgeführt
sind.
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Eine
bevorzugte konstruktive Variante der Exzenteranordnung umfasst mindestens
ein bezüglich
einer Drehachse exzentrisch angeordnetes Betätigungselement, das sich mit
einem der Teile in Eingriff befindet.
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Besonders
bevorzugt ist es jedoch, für
jedes der Teile ein Betätigungselement
vorzusehen, da somit der Verlagerungsweg der beiden Teile zueinander vergrößert werden
kann.
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Das
Betätigungselement
kann eine exzentrisch zu einer Exzenterwelle angeordnete Exzenterscheibe
sein.
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Die
Exzenterscheibe kann dann in eine langlochförmige Ausnehmung in dem jeweiligen
Teil eingreifen, deren Längsrichtung
senkrecht zur Verstellrichtung verläuft.
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Ist
die Exzenterwelle, wie besonders bevorzugt, an der Basis um die
Drehachse drehbar gelagert, so ist hierdurch der Nullpunkt des Verstellweges definiert.
Ist des weiteren – wie
besonders bevorzugt – für jedes
Teil eine separate Exzenterscheibe vorgesehen, so kann durch die
Lagerung der Exzenterwelle an der Basis eine antiparallele Bewegung
der beiden Teile bei Betätigung
der Exzenteranordnung sichergestellt werden.
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Bei
einer zweiten Variante umfasst die Betätigungseinrichtung eine Gewindespindel,
deren Gewindeteil sich in Eingriff mit einem an dem einen der Teile
vorgesehenen, komplementären
Gewinde in Eingriff steht und die derart mit dem anderen der Teile wirkverbunden
ist, dass die beiden Teile beim Ein- oder Ausdrehen der Gewindespindel
relativ zueinander verlagert werden. Gegenüber einer Exzenteranordnung
hat die Gewindespindel den Vorteil, dass aufgrund der erheblich
größeren Untersetzung
beim Umformen der Dreh- in die Linearbewegung eine wesentlich feinfühligere
Verlagerung der beiden Teile relativ zueinander und damit eine wesentlich
exaktere der mittels des Verstell- und Ausgleichselements zu bewirkenden
Justierung möglich
ist. Ferner weist die Gewindespindel eine derart große Selbsthemmung auf,
dass sichergestellt ist, dass selbst unter Vibrationen die Keilflächen nicht
selbsttätig
aneinander abgleiten.
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Die
Montierbarkeit dieses Verstell- und Ausgleichselements wird deutlich
vereinfacht, wenn das komplementäre
Gewinde in einem in das eine Teil einsetzbaren Einsatz vorgesehen
ist.
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Bei
einer besonders bevorzugten Variante weist die Gewindespindel einen
Kopf mit einer umlaufenden Nut auf.
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An
dem anderen der Teile ist dann vorzugsweise ein Mitnehmer vorgesehen,
der in die umlaufende Nut eingreift.
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Bei
einer konstruktiv besonders bevorzugten Variante ist der Mitnehmer
an einem in das andere Teil einsetzbaren Einsatz ausgebildet. Durch
diese Maßnahme
wird abermals die Montierbarkeit des erfindungsgemäßen Verstell-
und Ausgleichselements vereinfacht.
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Zur
Ausbildung des Mitnehmers umfasst der Einsatz vorzugsweise eine
langlochförmige,
an einer Schmalseite offene Ausnehmung, deren Längsränder in die umlaufende Nut
des Kopfes der Gewindespindel eingreifen und somit eine formschlüssige Verbindung
in Längsrichtung
und damit Verlagerungsrichtung der beiden Teile zueinander bilden.
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In
der Zeichnung sind zwei Varianten des erfindungsgemäßen Verstell-
und Ausgleichselements dargestellt. Es zeigen:
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1 – schematisch – die erste
Variante in einer Einzelteildarstellung in perspektivischer Ansicht;
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2 eine
Seitenansicht dieser Variante bei minimaler Auslenkung;
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3 eine
Aufsicht gemäß 2 von
oben;
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4 eine
Seitenansicht gemäß 3 von links;
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5 eine
perspektivische Ansicht;
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6 bis 9 diese
Variante bei nahezu maximaler Auslenkung in 2 bis 5 entsprechenden
Ansichten;
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10 – schematisch – die zweite
Variante in einer Einzelteildarstellung in perspektivischer Ansicht;
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11 eine
entsprechende perspektivische Ansicht dieser Variante bei maximaler
Auslenkung;
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12 eine
Ansicht gemäß 11 von oben;
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13 den
Schnitt X-X in 12;
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14 eine
Ansicht gemäß 12 von
unten;
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15 eine 11 entsprechende
Darstellung, wobei unsichtbare Linien gestrichelt dargestellt sind
sowie
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16 bis 19 diese
Variante bei minimaler Auslenkung in 12 bis 15 entsprechenden
Ansichten.
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Die
in 1 bis 9 dargestellte Variante des
Verstell- und Ausgleichselements 100 umfasst ein erstes,
in 1 rechts dargestelltes Teil 1 um ein in 1 links
dargestelltes Teil 2. Die Teile 1, 2 weisen
zueinander komplementär
ausgerichtete Keilflächen 3, 4 auf,
wobei die komplementäre
Ausrichtung dadurch bewirkt wird, dass die Teile 1, 2 identische Formen
aufweisen, jedoch mit den Keilflächen
zueinander und in umgekehrter Ausrichtung zum Einsatz kommen. Die
Keilflächen 3, 4 weisen
eine Steigung auf, die bewirkt, dass die Keilflächen 3, 4 unter
einer statischen Kraft selbsthemmend zusammenwirken.
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Die
den Keilflächen 3, 4 gegenüberliegenden Seiten 5, 6 der
Teile 1, 2 sind flach ausgebildet und dienen als
Anlageflächen
für die
zu justierenden oder auszugleichenden Bauteile.
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Die
Teile 1, 2 weisen ferner jeweils eine langlochförmige Ausnehmung 7, 8 auf,
deren Längsrichtungen
sich senkrecht zu der mit dem Doppelpfeil P symbolisierten Verstellrichtung
erstrecken.
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Der
Verlagerung der Teile 1, 2 relativ zueinander
in Richtung der Verstellrichtung P dient ein eine Exzenteranordnung
umfassendes Betätigungselement 9.
Es umfasst eine um eine Drehachse D drehbare Exzenterwelle 10,
die an zumindest einem stirnseitigen Ende einen Innensechskant 11 zum
Ansatz eines Drehwerkzeugs aufweist. Auf der Exzenterwelle 10 sind
Exzenterscheiben 12, 13 um einen Winkel von 180° um die Drehachse
D verlagert und einen Abstand in Richtung der Drehachse D voneinander
aufweisend angeordnet. Der Durchmesser der Exzenterscheiben 12, 13 ist
geringfügig
kleiner als die Breite der langlochförmigen Ausnehmungen 7, 8, so
dass die Exzenterscheibe 12 mit nur geringem Spiel oder
quasi spielfrei in die Ausnehmung 7 und die Exzenterscheibe 13 in
entsprechender Weise in die Ausnehmung 8 eingreifen kann.
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Ferner
umfasst das Verstell- und Ausgleichselement eine Basis 14,
die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
als separates Bauteil ausgebildet ist. Die Basis 14 umfasst
zwei parallel zueinander in Verstellrichtung verlaufende Längsvorsprünge 15, 16,
die einen Innenabstand A voneinander aufweisen, der nur geringfügig größer als
die Breite B ist, so dass die Teile 1, 2 in Verstellrichtung
zumindest nahezu spielfrei relativ zueinander verlagerbar sind.
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Die
Basis 14 weist ferner eine Lagerbohrung 17 auf,
deren Durchmesser an den Durchmesser der Exzenterwelle 10 angepasst
ist, so dass ein Ende der Exzenterwelle 10 in der Lagerbohrung 17 drehbar
gelagert werden kann.
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Es
versteht sich, dass ein der Basis 14 entsprechendes Bauteil
auch dem Teil 1 zugeordnet sein kann, wodurch das Teil 1 separat
in Verstellrichtung P geführt
und auch das andere Ende der Exzenterwelle 10 gelagert
würde.
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Die
Funktion des Verstell- und Ausgleichselements 100 soll
nun anhand der 2 bis 5 einerseits
und 6 bis 9 andererseits erläutert werden.
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Die 2 bis 5 zeigen
das Verstell- und Ausgleichselement 100 mit minimaler Ausdehnung der
Teile 1, 2 in Wirkrichtung W. In dieser befinden sich
die Keilflächen 3, 4 in
vollständigem
Eingriff miteinander, d.h. die Stufen 3', 4' der Keilflächen 3, 4 befinden
sich in Anlage. Das Betätigungselement 9 befindet
sich in einer Position, in der die Exzenterscheiben 12, 13 in
Verstellrichtung P voneinander beabstandet sind.
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Wird
nun die Exzenterwelle 10 durch Ansatz eines in der Zeichnung
nicht dargestellten Drehwerkzeugs an den Innensechskant 11 um
die Drehachse D gedreht, so werden die Teile 1, 2 relativ
zueinander in Verstellrichtung P verlagert, wie insbesondere durch
Vergleich mit den 6 bis 9 sinnfällig wird,
in welcher das Verstell- und Ausgleichselement nahe seiner maximalen
Ausdehnung in der Wirkrichtung W zeigt. In dieser Position befinden
sich die Teile 1, 2 in einer relativen Lage zueinander,
in welcher die Keilflächen 3, 4 nur
noch über
einen Teil ihrer Fläche
aufeinander liegen und zwischen den Stufen 3', 4' Abstände bestehen.
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Bei
der in 10 bis 19 dargestellten, als
Ganzes mit 200 bezeichneten Variante des Verstell- und
Ausgleichselements sind Vorteile, die in ihrer Funktion solchen
der ersten Variante entsprechen, mit denselben Bezugsziffern, jedoch
um 100 erhöht,
bezeichnet. Um Wiederholungen zu vermeiden soll in Ergänzung zur
nachfolgenden Beschreibung auf die Ausführungen zum Verstell- und Ausgleichselement 100 verwiesen
werden.
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Bei
dem Verstell- und Ausgleichselement 200 weisen die Teile 101, 102 wiederum
zueinander komplementär
ausgerichtete Keilflächen 103, 104 auf,
wobei die komplementäre
Ausrichtung auch bei dieser Variante dadurch bewirkt wird, dass
die Teile 101, 102 identische Formen aufweisen,
jedoch mit den Keilflächen
zueinander und in umgekehrter Ausrichtung eingesetzt werden.
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Im
Unterschied zu der oben beschriebenen, ersten Variante sind jedoch
keine senkrecht zur Verstellrichtung ausgerichteten langlochförmigen Ausnehmungen
vorgesehen, sondern ein sich in der Verlagerungsrichtung der Teile 101, 102 erstreckender, langgestreckter
Durchbruch 118, der der Aufnahme eines Spindelantriebs 119 zur
Verlagerung der Teile 101, 102 zueinander dient.
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Der
Spindelantrieb 119 umfasst einen Einsatz 120,
der eine sich in Verlagerungsrichtung der beiden Teile 101, 102 erstreckende
Gewindebohrung 121 aufweist. Der Einsatz 120 weist
eine im wesentlichen quaderförmige
Gestalt auf und ist so bemessen, dass er in den Durchbruch 118 formschlüssig eingefügt werden
kann und sich etwa über
die Hälfte der
Länge des
Durchbruchs 118 erstreckt. Zur Arretierung des Einsatzes 120 in
Längsrichtung
des Durchbruchs 118 dienen seitliche Vorsprünge 122, die
in komplementäre
Ausnehmungen 123 in den Durchbruch eingreifen.
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Der
Bewirkung der Verlagerung der beiden Teile 101, 102 zueinander
dient eine Gewindespindel 124, die ein zur Gewindebohrung 121 komplementäres Außengewinde 125 aufweist.
An ihrem von dem Einsatz 120 fortweisenden Ende weist die
Gewindespindel einen Kopf 126 auf, in den eine umlaufende Nut 127 eingearbeitet
ist.
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Zwecks
Einleitung der Verstellbewegung in das andere Teil 101 ist
ein Einsatz 128 vorgesehen, dessen Breite an die Breite
des Durchbruchs 118 angepasst ist. Zwecks Arretierung in
Längsrichtung
des Durchbruchs 118 weist der Einsatz 128 seitliche
Vorsprünge 129 auf,
die in die in der Zeichnung nicht erkennbaren Ausnehmungen am gemäß 10 rechten
Ende eingreifen.
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Der
Einsatz 128 weist eine gemäß 10 nach
unten offene, langlochförmige
Ausnehmung auf, deren Ränder
so bemessen sind, dass sie im montierten Zustand in die Nut 127 des
Kopfes 126 der Gewindespindel 124 eingreifen.
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Wie
insbesondere aus den 12 und 13 erkennbar
ist, führt
ein Herausdrehen der Gewindespindel 124 aus der Gewindebohrung 121 des Einsatzes 120 dazu,
dass die beiden Teile 101, 102 unter Vergrößerung der
von dem Verstell- und Ausgleichselement 200 gebildeten
Dicke gegeneinander verschoben werden. Dabei verbleibt die Gewindespindel 124 in
ihrer durch den Einsatz 120 vorgegebenen Ebene. Der Einsatz 128 verlagert
sich relativ zur Gewindespindel senkrecht zu deren Längsrichtung
unter Abgleiten der Ränder
der Ausnehmung 130 in der Nut 127, bis etwa die
in den 11 bis 15 dargestellte
Maximalauslenkung des Verstell- und Ausgleichselements 200 erreicht
ist. Wird ausgehend aus dieser Maximalposition die Gewindespindel 124 in
die Gewindebohrung 121 hineingedreht, so bewirkt dies eine
Relativverschiebung der beiden Teile 101, 102,
bis schließlich
die in den 16 bis 19 dargestellte
Endstellung erreicht ist.
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- 100
- Verstell-
und Ausgleichselement
- 1,
101
- Teil
- 2,
102
- Teil
- 3,
103
- Keilfläche
- 3'
- Stufe
- 4,
104
- Keilfläche
- 4'
- Stufe
- 5
- Seite
- 6
- Seite
- 7
- Ausnehmung
- 8
- Ausnehmung
- 9
- Betätigungseinrichtung
- 10
- Exzenterwelle
- 11
- Innensechskant
- 12
- Exzenterscheibe
- 13
- Exzenterscheibe
- 14
- Basis
- 15
- Längsvorsprung
- 16
- Längsvorsprung
- 17
- Lagerbohrung
- 118
- Durchbruch
- 119
- Spindelantrieb
- 120
- Einsatz
- 121
- Gewindebohrung
- 122
- Vorsprünge
- 123
- Ausnehmungen
- 124
- Gewindespindel
- 125
- Außengewinde
- 126
- Kopf
- 127
- Nut
- 128
- Einsatz
- 129
- Vorsprünge
- 130
- Ausnehmung
- A
- Abstand
- B
- Breite
- D
- Drehachse
- P
- Verstellrichtung
- W
- Wirkrichtung