Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gelenk für eine Halte- , Spann- oder Positioniervorrichtung für Geräte, Werkstü- cke und Werkzeuge, mit einem ersten Gelenkteil und einem zweiten Gelenkteil mit jeweils einer Mittenbohrung, durch welche die Gelenkteile mit einer zentralen Schraube zur individuellen Festlegung einer Winkelstellung relativ zueinander verbunden sind, wobei jedes Gelenkteil an einem aus einem an einer Basis befestigbaren Basisschenkel und einem rechtwinklig dazu angeordneten Anlageschenkel besteht.

Im Allgemeinen dienen Halte-, Positionier- und Spannvor- richtungen dem Positionieren bzw. Einstellen und Verbinden des Gerätes, Werkstückes oder des Werkzeuges in Ma- schinenelementen, Anlagen, Vorrichtungen und dergleichen während der Bearbeitung. Oft stützen sie nicht nur die Bearbeitungskräfte ab, sondern bringen außerdem das Ge- rät, Werkstück oder Werkzeug selbsttätig beim Halte-, Positionier- und Spannvorgang in eine bestimmte, zur einwandfreien Bearbeitung erforderliche Lage. Eine Halte-, Positionier- und Spannvorrichtung ist stets für verschiedene Formen und Abmessungen von Werkstücken oder Werkzeu- gen innerhalb eines bestimmten Bereiches verwendbar. Geräte, Werkstücke, Werkzeuge, Maschinenteile und dergleichen, werden häufig über eine Konsole an einem feststehenden Teil, z.B. der Karosserie eines Fahrzeuges, einem Maschinentisch, der Wand eines Gebäudes, einer Tisch- platte usw. angeordnet. Zur veränderbaren Positionierung des jeweiligen Gerätes, Werkstücks, Werkzeugs oder Maschinenteils kann deren Halterung gegenüber der Konsole in gewissen Grenzen bzw. Freiheitsgraden verschwenkbar angeordnet sein und in seiner jeweiligen Verstellposition z.B. mittels einer Schraubverbindung fixiert werden. Solche Einrichtungen zum Halten und Positionieren von Geräten, Werkstücken und Werkzeugen sind beispielsweise aus WO 2007/082577 Al und DE 20 2008 011 381 Ul bekannt.

Komplexere Spannvorrichtungen ermöglichen ein Spannen des Werkstückes oder Werkzeuges auch in zwei Ebenen, nämlich in X- und Y-Richtung, manchmal auch räumlich in X-, Y- und Z-Richtung. Allerdings sind solche komplexen Spanngebilde nichts anderes als aus mehreren Spannern kombinier- te Vorrichtungen, die dadurch zwangsläufig technisch sehr aufwändig, großvolumig und kostenintensiv sind. Für kleinere und hochpräzise Bearbeitungsschritte und kompaktere Arbeitsmaschinen sind solche komplexen Spannvorrichtungen meist nicht geeignet.

Häufig weisen Halte-, Positionier- und Spannvorrichtungen Gelenk, wie beispielsweise Dreh-, Kugel- oder Kreuzgelenke, auf, um Relativbewegungen, wie Winkel, Längsabstände, Rotation usw., sowie Freiheitsgrade zwischen zwei mitein- ander in Wirkverbindung stehenden Maschinenteilen zu ermöglichen. Dabei ist jeweils eine Vielzahl von Gelenken bekannt, die in unterschiedlichsten Ausführungen angeboten werden.

Nachteilig ist bei vielen Gelenken, dass diese sehr groß gebaut sind, viel Platz beanspruchen und zur Umsetzung der bezweckten Relativbewegung technisch kompliziert und die Zahl der Freiheitsgrade beschränkt sind.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Gelenk zu schaffen, das kompakt ausgebildet ist und dennoch individuell einstellbare Freiheitsgrade für Halte-, Spann- oder Positioniervorrichtungen für Geräte, Werkstücke und Werkzeuge erlaubt darüber hinaus vielseitig anwendbar ist

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass im jeweiligen Anlageschenkel der Gelenkteile um die Mittenbohrung herum eine unterschiedliche Anordnung und Anzahl von Bohrungen ausgebildet sind, zwischen den Anlageschenkeln der Gelenkteile eine austauschbare Scheibe mit einer Mittenbohrung für die zentrale Schraube angeordnet ist, welche eine Mehrzahl von Bohrungen aufweist, die mit mindestens einer der Bohrungen im ersten und/oder zweiten Gelenkteil in Deckungsgleichheit bringbar ist, und - die ausgewählten deckungsgleichen Bohrungen in der Scheibe und dem ersten und/oder zweiten Gelenkteil mittels Stift verbunden sind.

Das erfindungsgemäße Gelenk ist besonders für Halte-, Spann- oder Positioniervorrichtungen für Geräte, Werkstücke und Werkzeuge geeignet. Besonders kompakt ist das Ge- lenk durch die jeweiligen Mittenbohrungen in den Gelenkteilen und der jeweiligen zwischen den Gelenkteilen angeordneten Scheibe, durch welche die Gelenkteile mit einer zentralen Schraube zur individuellen Festlegung einer Winkelstellung relativ zueinander verbunden sind.

Durch die im jeweiligen Anlageschenkel der Gelenkteile um die Mittenbohrung herum ausgebildete unterschiedliche Anordnung und Anzahl von Bohrungen und der Mehrzahl von Bohrungen in der Scheibe, die mit mindestens einer der Bohrungen im ersten und/oder zweiten Gelenkteil in Deckungsgleichheit bringbar ist, ergeben sich eine Vielzahl von einstellbaren Winkeln bzw. Freiheitsgrade der Gelenkteile relativ zueinander, sodass eine ebenso große Viel- zahl von Winkelstellungen der beiden Gelenkteile zueinander ermöglicht werden. Da die beiden Basisschenkel der Gelenkteile jeweils an einem Basisteil, z.B. einer Konsole, einem Halteteil, einer Positioniereinrichtung oder dergleichen, befestigt sind, ist das Gelenk vielseitig anwendbar, um Geräte, Werkstücke, Werkzeuge, Maschinenelemente usw. relativ zueinander anzuordnen. Die Fixierung der Gelenkteile und der dazwischen befindlichen Scheibe erfolgt mittels Stiften und die Befestigung der Gelenkteile mit der Scheibe durch die zentrale Schraube.

Dennoch erlaubt dieses Gelenk auch eine stufenlose Verstellung der Gelenkteile zueinander, nämlich dann, wenn die Stifte entfernt oder gar nicht erst eingesetzt werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gelenks ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Demnach kann die Anzahl und/oder Anordnung von Bohrungen um die jeweilige Mittenbohrung herum in dem einen Gelenk- teil anders sein als die Anzahl und/oder Anordnung von Bohrungen im anderen Gelenkteil. Daher kann eine der Bohrungen im ersten Gelenkteil mittels Stift mit einer der Bohrungen in der Scheibe oder eine der Bohrungen im zweiten Gelenkteil mittels Stift mit einer der Bohrungen in der Scheibe in Eingriff gebracht werden. Dadurch ergibt sich eine Vielzahl von Einstellmöglichkeiten des Winkels des ersten Gelenkteils zum zweiten Gelenkteil.

Um die beiden Gelenkteile und die Scheibe passgenau mit- einander verbinden zu können, weisen die Bohrungen zur

Aufnahme der Stifte um die jeweilige Mittenbohrung herum im ersten Gelenkteil, im zweiten Gelenkteil und in der Scheibe die gleichen Durchmesser auf.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Gelenks weisen die zwischen das erste Gelenkteil und das zweite Gelenkteil einsetzbaren Scheiben jeweils eine andere Anordnung der Bohrungen und/oder Anzahl von Bohrungen um die Mittenbohrung herum auf. Dem entsprechend sind die Bohrungen um die Mittenbohrung der Scheiben nach einem bestimmten Distanzraster und/oder Winkelraster angeordnet. Vorzugsweise werden die Bohrungen in der Scheibe in einem bestimmten Winkelraster, z.B. einem 15°-Raster, bezogen auf die Achse der Mittenbohrung um diese herum ausgebildet. Auch die Anzahl der Bohrungen kann von Scheibe zu Scheibe unterschiedlich sein. Hierdurch ergibt sich eine weitere Vielzahl von unterschiedlichen Einstellpositionen des ersten Gelenkteils zum zweiten Gelenkteil.

Des weiteren kann vorgesehen sein, dass um die Mittenboh- rung beidseitig der Scheibe jeweils ein hervorstehender Bund ausgebildet ist, der in eine entsprechende Vertiefung im zugeordneten Gelenkteil eingreift, wobei der eine Bund an der Scheibe und die zugehörige Vertiefung im ersten Gelenkteil einen anderen Durchmesser aufweist als der andere Bund der Scheibe und die zugehörige Vertiefung im zweiten Gelenkteil. Umgekehrt ist es möglich, dass die Gelenkteile jeweils den Bund und die Scheibe jeweils die Vertiefungen aufweisen.

Durch die unterschiedlichen Durchmesser der Bunde und der entsprechenden Vertiefungen erfolgt ein sichere Lagefixierung und Zuordnung der jeweiligen Scheibenseite zum zugehörigen Gelenkteil, so dass Verwechslungen hinsichtlich der Zuordnung ausgeschlossen werden. Weiterhin die- nen die Bunde bzw. Vertiefungen der Scheibe und Gelenkteile der Lagefixierung und übertragen den Kraftschluss zueinander.

Bevorzugt sind die zwischen dem ersten Gelenkteil und dem zweiten Gelenkteil einsetzbaren Scheiben kreisrund und mit unterschiedlicher Dicke ausgebildet. Letzteres Merkmal erlaubt eine veränderliche Distanz - ähnlich der Shimstechnik - des ersten Gelenkteils in Bezug zum zweiten Gelenkteil, indem eine mit gewünschter Dicke versehe- ne Scheibe zwischen die Gelenkteile eingesetzt wird. Die Einstellmöglichkeiten des ersten Gelenkteils relativ zum zweiten Gelenkteil kann auch dadurch erreicht werden, dass am Basisschenkel des ersten Gelenkteils und am Anlageschenkel des zweiten Gelenkteils oder am Anlageschenkel des ersten Gelenkteils und am Basisschenkel des zweiten Gelenkteils jeweils ein Anschlag, vorzugsweise ein Stift oder Bolzen, angeordnet ist, zwischen die ein Abstand bestimmendes Element, beispielsweise ein Endmaß, einsteckbar ist. Das kann besonders bei einer stufenlosen Ver- Stellung der Gelenkteile zueinander gewünscht sein, wenn die Stifte entfernt oder gar nicht erst eingesetzt werden.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nach- stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Der der Erfindung zu Grunde liegende Gedanke wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines Ausführungsbeispieles, das in den Zeichnungen dargestellt ist, näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Perspektivansicht des Gelenks im montierten Zustand mit Sicht auf das erste Gelenkteil,

Fig. 2 eine Perspektivansicht des Gelenks im montierten Zustand mit Sicht auf das zweite Gelenkteil, und Fig. 3 und 4 Explosivansichten des Gelenks.

Das Gelenk 1 besteht zunächst aus einem ersten Gelenkteil

2 und einem separaten zweiten Gelenkteil 3. Das erste Gelenkteil 2 besitzt einen Basisschenkel 4 und eine rechtwinklig sich davon erstreckenden Anlageschenkel 5 mit halbkreisförmigen Rand. In gleicher Weise weist das zwei- te Gelenkteil 3 einen Basisschenkel 6 und eine rechtwinklig sich davon erstreckenden Anlageschenkel 7 mit halbkreisförmigen Rand auf. Der Basisschenkel 4 des ersten Gelenkteils 2 hat eine mittige Befestigungsbohrung 8 und der Basisschenkel 6 des zweiten Gelenkteils 3 hat eine Befestigungsbohrung 9. Mit der Befestigungsbohrung 8 kann der Basisschenkel 4 des ersten Gelenkteils 2 an einer Basis 10 befestigt werden. Ebenso kann mit der Befestigungsbohrung 9 der Basisschenkel 6 des zweiten Gelenkteils 3 an einer anderen Basis 11 befestigt werden. Die Basen 10 und 11 können beispielsweise Teile einer nicht näher gezeigten Halte-, Spann- oder Positioniervorrichtung für Geräte, Werkstücke und Werkzeuge sein und sind schematisch in Strich-Punkt-Strich-Linien dargestellt.

Am Anlageschenkel 5 des ersten Gelenkteils 2 ist ein Anschlag 12 und am Basisschenkel 6 des zweiten Gelenkteils

3 ist ein Anschlag 13 in Form jeweils eines Stiftes ausgebildet. Zwischen diesen Anschlägen 12 und 13 kann ein Distanz bestimmendes Teil, beispielsweise ein nicht dar- gestelltes Endmaß, eingeschoben werden, um einen bestimmten Winkelabstand zwischen dem ersten Gelenkteil 2 und dem zweiten Gelenkteil 3 festzulegen.

Des Weiteren weisen das erste Gelenkteil 2, das zweite Gelenkteil 3 und eine zwischen diesen angeordnete Scheibe 14 eine gemeinsame gleiche Mittenbohrung 15, 16 und 17 auf. Mittels einer zentralen Schraube 18 sind diese Teile fest miteinander verbindbar.

Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, weisen der An- lageschenkel 5 des ersten Gelenkteils 2 und der Anlageschenkel 7 des zweiten Gelenkteils 3 an ihren zugewandten Seiten jeweils eine unterschiedliche Anzahl von Bohrungen 19 bzw. 20 gleichen Durchmessers auf. Darüber hinaus sind die Bohrungen 19 bzw. 20 in ihrer Anordnung unterschied- lieh ausgebildet. Beispielsweise können die Bohrungen 19 bzw. 20 in Bezug auf die Mittenbohrungen 15 bzw. 16 in einem 15°-Raster angeordnet sein.

Die Mittenbohrungen 15 und 16 in den Anlageschenkeln 5 und 7 des ersten und zweiten Gelenkteils 2 und 3 sind jeweils an ihren zugewandten Seiten mit einer Vertiefung 21 bzw. 22 versehen.

Die Scheibe 14 ist kreisrund ausgebildet, um sich der Form der Anlageschenkel 5 und 7 der beiden Gelenkteile 2 und 3 anzupassen. In der Mitte der Scheibe 14 befindet sich die Mittenbohrung 17, die beidseitig der Scheibe 14 mit jeweils einem hervorstehenden Bund 23 und 24 umgeben ist, die jeweils in die entsprechende Vertiefung 21 bzw. 22 im zugeordneten Gelenkteil 1 bzw. 2 eingreift. Der eine Bund 23 an der Scheibe 14 und die zugehörige Vertie- fung 21 im ersten Gelenkteil 2 besitzt einen anderen Durchmesser als der andere Bund 24 der Scheibe 14 und die zugehörige Vertiefung 22 im zweiten Gelenkteil 3.

Die Scheibe 14 besitzt ebenfalls eine Anzahl von Bohrungen 25 um die Mittenbohrung 17 herum. Diese Anzahl von Bohrungen 25 und auch deren Anordnung kann unterschiedlich zu den Bohrungen 19 bzw. 20 in den Gelenkteilen 2 bzw. 3 sein, aber ebenfalls nach einem bestimmten Raster in der Scheibe 14 angeordnet sein.

Je nach gewünschter Position des ersten Gelenkteils 2 relativ zum zweiten Gelenkteil 3 wird eine der Bohrungen 25 in der Scheibe 14 mit einem Stift 26 entweder mit einer der Bohrungen 19 im Anlageschenkel 5 des ersten Gelenkteils 2 oder mit einer Bohrung 20 im Anlageschenkel 7 des zweiten Gelenkteil 3 verbunden.

Liste der Bezugszeichen

1 Gelenk

2 erstes Gelenkteil

3 zweites Gelenkteil

4 Basisschenkel zu 2

5 Anlageschenkel zu 2

6 Basisschenkel zu 3

7 Anlageschenkel zu 3

8 Befestigungsbohrung zu 2

9 Befestigungsbohrung zu 3

10 Basis zu 2

11 Basis zu 3

12 Anschlag zu 2

13 Anschlag zu 3

14 Scheibe

15 Mittenbohrung zu 2

16 Mittenbohrung zu 3

17 Mittenbohrung zu 14

18 zentrale Schraube

19 Bohrungen zu 2

20 Bohrungen zu 3

21 Vertiefung zu 2

22 Vertiefung zu 3

23 Bund zu 2

24 Bund zu 3

25 Bohrungen zu 14

26 Stift