DE4011188C2 - Gelenkstativ, insbesondere Meßstativ - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gelenkstativ, insbesondere Meßstativ, mit wenigstens zwei Armen, die über einen Gelenkzapfen miteinander verbunden sind, wobei der Ge­ lenkzapfen mit einem Betätigungsglied und mit einem hydraulisch durch das Betätigungsglied in einem Druck­ raum verstellbaren Stellkolben in seinem Inneren ver­ sehen ist, und wobei an den freien Enden der Arme je­ weils ein Gelenkglied angeordnet ist, das über einen mit dem Stellkolben über eine Hydraulikleitung verbun­ denen Klemmkolben in einer gewünschten Position fest­ klemmbar ist, und wobei durch die Verstellung des Stellkolbens auch die beiden Arme in einer gewünschten Position gegeneinander klemmbar sind.

Ein derartiges Gelenkstativ ist z. B. in der DE 77 16 419 U1 beschrieben.

Ein Gelenkstativ dieser Art wird z. B. an Werkzeugma­ schinen zum Halten von Meßuhren oder dergleichen ver­ wendet. Für eine exakte Positionierung der Meßuhr oder auch eines anderen Meßgerätes weist das Gelenkstativ mehrere Gelenkstellen auf. So dient im allgemeinen ei­ ne der beiden Arme mit dem daran sich befindenden Ge­ lenkglied, das im allgemeinen ein Kugelgelenk mit ei­ nem Schraubzapfen ist, dazu, mit einem Stativfuß ver­ bunden zu werden. Der Stativfuß wird dann auf einer festen Unterlage, z. B. an einem Maschinenständer befe­ stigt.

An dem Gelenkglied des anderen Armes, der ebenfalls im allgemeinen mit einem Schraubzapfen versehen ist, wird dann das Meßgerät, z. B. die Meßuhr, befestigt. Die ge­ wünschte Winkelstellung zwischen den beiden Armen wird über das Betätigungsglied, im allgemeinen eine Klemm­ schraube, und den Stellkolben vorgenommen. Wird z. B. die Klemmschraube so verstellt, daß der Stellkolben in einen zugehörigen Kolbenraum hineingedrückt wird, so werden über die Hydraulikleitungen die beiden Gelenk­ glieder an den Enden der Arme festgeklemmt. Dies wird durch die mit dem hydraulischen Druck beaufschlagtem Klemmkolben erreicht.

Gleichzeitig erfolgt dabei auch eine Arretierung der beiden Arme zueinander. Beim Stand der Technik ist hierfür eine Klemmutter vorgesehen, die auf den Ge­ lenkzapfen aufgeschraubt ist. Ein Arm ist dabei seit­ lich in ein Zapfenteil des Gelenkzapfens einge­ schraubt, während der andere Arm seitlich in ein Ge­ lenkauge des Zapfenteiles eingeschraubt ist. Dabei be­ findet sich das Gelenkauge zwischen dem Zapfenteil und der Klemmutter. Wird nun Hydraulikdruck durch die ent­ sprechende Verstellung der Klemmschraube aufgebracht, so wird ein Druck in einem Druckraum zwischen der Klemmutter und dem Gelenkauge aufgebaut, wodurch das Gelenkauge an das Zapfenteil angepreßt wird. Auf diese Weise erfolgt eine Verklemmung zwischen dem Zapfenteil mit dem einem Arm und dem Gelenkauge mit dem anderen Arm.

Das vorbekannte Gelenkstativ ist jedoch relativ auf­ wendig aufgebaut und besitzt mehrere Einzelteile.

Darüber hinaus ist die Montage des Gelenkstatives um­ ständlich und sehr zeitaufwendig. Gleiches gilt auch für eventuell erforderliche Demontagen für einen Aus­ tausch von Einzelteilen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gelenkstativ der eingangs erwähnten Art zu schaf­ fen, das einfacher im Aufbau ist, insbesondere das leichter zu montieren und bei Bedarf auch zu demontie­ ren ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Gelenkstativ dadurch gelöst, daß der Gelenkzapfen in eine Stufenbohrung einer der bei­ den Arme eingepaßt ist, wobei dessen von dem Betäti­ gungsglied abgewandter Endbereich in eine Sackbohrung des anderen Armes eingesetzt ist, und wobei von dem Druckraum des Stellkolbens aus eine Druckmittelbohrung zu der Bohrungsstufe führt.

Durch diese Ausgestaltung kann der Gelenkzapfen we­ sentlich einfacher ausgebildet sein. Darüber hinaus wird auch die Arretierung zwischen den beiden Armen einfacher und besser. So entfallen z. B. im Vergleich zu dem bekannten Gelenkstativ die Klemmutter und das Gelenkauge. Während in einem der beiden Arme der Ge­ lenkzapfen eingepaßt ist, wird der andere Arm direkt mit dem Endbereich des Gelenkzapfens verbunden. Die Arretierung zwischen den beiden Armen erfolgt dabei ebenfalls direkt durch eine Druckbeaufschlagung zwi­ schen der Stirnfläche der Stufenbohrung in dem Gelenk­ zapfen und dem Gelenkbund des Gelenkzapfens in der Stufenbohrung. Wird nun durch eine entsprechende Ver­ stellung des Betätigungsgliedes, z. B. einer Klemm­ schraube Druck in den Bereich der Stufenbohrung gege­ ben, so werden die beiden Arme auf den einander zuge­ kehrten Berührungsflächen aneinandergepreßt, womit die Arretierung in einer Stärke erfolgt, die abhängig ist von dem aufgebrachten Hydraulikdruck.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß von der Bohrungsstufe aus eine Verbindungsbohrung zu der Hydraulikleitung in den Arm führt, in dem sich die Stufenbohrung befindet.

Durch die Verbindungsbohrung erfolgt auf einfache Wei­ se eine direkte Verbindung zu der zu dem Klemmkolben in der Spannhülse führenden Hydraulikleitung. Eine ge­ sonderte Leitung kann auf diese Weise entfallen.

Die Verbindung des Endabschnittes des Gelenkzapfens mit dem anderen Arm kann auf beliebige Weise erfolgen.

Eine einfache und bei Bedarf wieder schnell zu lösende Verbindung ergibt sich, wenn vorgesehen ist, daß der Endabschnitt des Gelenkzapfens mit einem Außengewinde versehen ist, das mit einem Innengewinde in der Sack­ bohrung in dem anderen Arm zusammenarbeitet.

In einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfin­ dung kann dabei vorgesehen sein, daß zwischen dem End­ abschnitt des Gelenkzapfens und dem Boden der Sackboh­ rung ein Freiraum ist, in den eine Längsbohrung in dem Gelenkzapfen mündet, die mit dem Druckraum des Stell­ kolbens in Verbindung steht, und daß von dem Freiraum aus die zu dem Klemmkolben des anderen Armes führende Hydraulikleitung abzweigt.

Durch diese Ausgestaltung ergibt sich ebenfalls eine einfache Verbindung bzw. Weiterleitung des Hydraulik­ druckes in die für den Klemmkolben des anderen Armes führende Hydraulikleitung. Insbesondere können bei dieser Ausgestaltung gesonderte Maßnahmen für eine Ab­ dichtung nach außen entfallen.

Selbstverständlich ist es im Rahmen der Erfindung nicht unbedingt erforderlich, daß die Sackbohrung in dem anderen Arm eine reine Sackbohrung ist. So kann z. B. der Arm auch im Bedarfsfalle mit einer Durch­ gangsbohrung versehen sein, die anschließend mit einem Stopfen wieder verschlossen wird, womit man auf indi­ rekte Weise eine Sackbohrung erhält.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Meßstati­ ves läßt sich auch noch ein anderes Problem lösen. Bei bekannten Konstruktionen muß z. B. der Haltering, der zur Positionierung der Spannhülse auf dem dazugehöri­ gen Arm dient, zur Montage von innen her aufgeschoben werden, wonach erst der Arm in das Zapfenteil bzw. das Gelenkauge des Gelenkzapfens eingeschraubt werden kann. Da zum Abdichten grundsätzlich noch die beiden Arme in die Gewinde eingeklebt werden müssen, ist eine spätere Demontage relativ aufwendig.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Konstruktion liegt auch darin, daß die beiden Arme bezüglich ihrer Dicke bzw. ihres Durchmessers Beschränkungen unterworfen sind, da ja die Möglichkeit gegeben sein muß, den Hal­ tering von innen her über den entsprechenden Arm zu schieben.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist deshalb vorgesehen, daß der Haltering zweiteilig in Form von Halbschalen ausgebildet ist, und daß jeweils der Arm in seinem vorderen Bereich in dem das hintere Ende der Spannhülse endet, eine Umfangsnut aufweist, in der der Haltering gelagert ist.

Durch die zweiteilige Ausbildung des Halteringes und dessen Lagerung in einer Umfangsnut in dem Arm kann dessen Aufschieben von innen her entfallen. Dies be­ deutet, der Arm kann vorher auf beliebige Weise mit dem Gelenkzapfen verbunden werden. Dies hat den erheb­ lichen Vorteil, daß man dabei nunmehr auch Befesti­ gungsarten zwischen dem Arm und dem Gelenkzapfen wäh­ len kann, die konstruktiv einfacher sind und/oder den gewünschten Anforderungen besser anpaßbar sind. Zum Positionieren der Spannhülse wird der dazugehörige Haltering einfach von außen her in die Umfangsnut eingesetzt, wonach die Spannhülse auf den Gewindeab­ schnitt des Halteringes aufgeschraubt wird. Damit wird sowohl eine Positionierung der Spannhülse auf den Arm erreicht als auch eine Positionierung des zweiteiligen Halteringes in der Umfangsnut, da ja die Spannhülse auf den Gewindeabschnitt des Halteringes geschraubt ist und damit die beiden Halbschalen zusammenhält.

Ein weiterer erheblicher Vorteil durch diese Einsetz­ art des Halteringes ergibt sich dadurch, daß man damit nunmehr bezüglich der Form und Ausgestaltung des Armes zwischen der Spannhülse und dem Gelenkzapfen frei ist.

So kann z. B. vorgesehen sein, daß sich der Arm von der Umfangsnut in Richtung zu dem Gelenkzapfen aus ver­ dickt. Auf diese Weise ergibt sich eine höhere Stabi­ lität des Meßstatives. Darüber hinaus kann man z. B. von einer kreisrunden Form abweichen und im Bedarfs­ falle auch eine abgeflachte Form für die Arme verwen­ den.

Von Vorteil ist es, wenn vorgesehen ist, daß der Außenumfang des Halteringes mit dem Außenumfang der Spannhülse wenigstens annähernd bündig ist.

Durch die Bündigkeit wird zum einen eine optisch an­ sprechende Form erreicht und zum anderen werden vor­ stehende Kanten, die zu Verletzungen oder Beschädigun­ gen führen können, bzw. die auch in der Handhabung störend sind, vermieden.

In einer konstruktiven Ausgestaltung kann hierfür vor­ gesehen sein, daß der Gewindeabschnitt des Halteringes als Absatz mit gegenüber dem Außendurchmesser des Hal­ teringes reduzierten Durchmesser ausgebildet ist.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße Gelenkstativ;

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II der Fig. 1.

Von dem erfindungsgemäßen Gelenkstativ sind lediglich die für die Erfindung wesentlichen Teile dargestellt. So fehlen z. B. die an einem Ende eines Armes zu befe­ stigende Meßuhr und der an dem anderen Arm zu befesti­ gende Stativfuß, welcher z. B. ein Permanentmagnet sein kann.

Das dargestellte Gelenkstativ weist zwei Arme 1 und 2 auf, die einen inneren, dickeren Bereich aufweisen, wobei sie jeweils an entsprechenden Abflachungen an ihren aufeinander zugekehrten Seiten aneinanderliegen. Während der Arm 2 mit einer Stufenbohrung 3 versehen ist, weist der Arm 1 eine Sackbohrung 4 auf, die mit einem Innengewinde versehen ist. In die Stufenbohrung 3 ist ein Gelenkzapfen 5 eingesetzt, dessen Bund 6 in die größere Bohrung der Stufenbohrung 3 des Armes 2 eingepaßt ist. Der Schaft 7 des Gelenkzapfens 5 er­ streckt sich durch die Stufenbohrung 3 mit dem kleine­ ren Durchmesser und dessen Endbereich 8 ragt in die Sackbohrung 4 des anderen Armes 1. Der Endbereich 8 des Gelenkzapfens 5 ist mit einem Außengewinde verse­ hen, das mit dem Innengewinde der Sackbohrung 4 zusam­ menarbeitet. Auf diese Weise ist der Arm 1 mit dem Ge­ lenkzapfen 5 verbunden, wobei er gleichzeitig an dem Arm 2 mit seiner Abflachung anliegt.

Auf der aus dem Arm 2 ragenden Seite des Gelenkzapfens 5 ist diese mit einer Klemmschraube 9 als Betätigungs­ glied versehen. Die Klemmschraube 9 besitzt einen freien Innenraum, in den ein Stellkolben 10 eingesetzt ist. Der Stellkolben 10 liegt auf seiner einen Seite an dem Boden einer Innenbohrung der Klemmschraube 9 an, während er mit seinem anderen Endbereich in einen Druckraum 11 im Inneren des Gelenkzapfens 5 ragt. Von dem Druckraum 11 aus erstreckt sich eine Längsbohrung 12 durch den Gelenkzapfen 5 bis zu der Stirnseite des Endabschnittes 8. Wie ersichtlich, ist die Tiefe der Sackbohrung 4 bzw. die Länge des Endabschnittes 8 der in den Arm 1 ragt, so gewählt, daß ein Freiraum 13 zwischen dem Boden der Sackbohrung 4 und der Stirnsei­ te des Endabschnittes 8 verbleibt.

Von der Umfangswand des Freiraumes 13 zweigt eine sich in Längsrichtung des Armes 1 erstreckende Hydrauliklei­ tung 24 ab, die im Bereich des freien Endes des Armes 1 in einen weiteren Kolbenraum 14 mündet. In dem Kolben­ raum 14 befindet sich ein Klemmkolben 15, an dessen von dem Kolbenraum 14 abgewandten Bereich ein Gelenk­ glied 16, das z. B. als Kugelgelenk ausgebildet sein kann, anliegt. Das Kugelgelenk 14 ist mit einem Gewinde­ zapfen 17 versehen, auf das z. B. eine nicht darge­ stellte Meßuhr geschraubt werden kann.

Zur Sicherung gegen ein Herausfallen des Klemmkolbens 15 und des Kugelgelenkes 16 dient eine Spannhülse 18, die auf das freie Ende des Armes 1 aufschiebbar ist, wobei die Öffnung der Spannhülse 18 eine geringere Öff­ nungsweite besitzt als der Durchmesser des Kugelgelen­ kes 16. Auf diese Weise sind der Klemmkolben 15 und das Kugelgelenk 16 sicher im Inneren der Spannhülse 18 gehalten, wobei lediglich noch für eine Abdichtung durch einen über den Klemmkolben 15 gelegten Dichtring 19 zu sorgen ist.

Die Verbindung der Spannhülse 18 mit dem Arm 1 und dessen Positionierung auf dem Arm 1 erfolgt über einen Haltering 20, der aus zwei Halbschalen 20A und 20B ge­ bildet ist. Der Haltering 20 ist auf seiner nach außen gerichteten Seite mit einem Gewindeabschnitt 21 in Form eines Absatzes versehen, der einen gegenüber dem Außendurchmesser des Halteringes 20 reduzierten Durch­ messer besitzt. Der Arm 1 ist mit einer Umfangsnut 22 versehen, dessen Breite so groß ist, daß der Haltering 20 zusammen mit seinem Gewindeabschnitt 21 darin aufgenommen ist. Zusätzlich ist der Haltering 20 noch auf der von dem Gewindeabschnitt 21 abgewandten Seite mit einem Bund 23 versehen, der außenseitig auf dem Arm 1 diesen umschließt. Die Spannhülse 18 wird zur Positionierung auf den Arm 1 auf dem Gewindeabschnitt 21 des Halte­ ringes 20 aufgeschraubt. Hierzu ist es lediglich er­ forderlich, daß die beiden Halbschalen 20A und 20B des Halteringes 20 entsprechend in die Umfangsnut 22 des Armes 1 vorher eingelegt worden sind. Durch die Schraubverbindung zwischen der Spannhülse 18 und dem Haltering 20 und die Positionierung des Halteringes 20 in der Umfangsnut 22 ist auf diese Weise eine einfache und bei Bedarf schnell wieder zu lösende Befestigung der Einzelteile möglich.

Der Arm 2 ist in seinem freien Endbereich in gleicher Weise wie der Arm 1 aufgebaut. Dies bedeutet, er be­ sitzt ebenfalls einen Kolbenraum 14, einen Klemmkolben 15, ein als Kugelgelenk ausgebildetes Gelenkglied 16 mit einem Gewindezapfen 17, eine Spannhülse 18 und den aus zwei Halbschalen 20A und 20B gebildeten Haltering 20. Die Montage und Funktionsweise sind ebenfalls identisch. Wenn an dem Gewindezapfen 17 des Armes 1 ein Meßgerät, z. B. eine Meßuhr angeordnet ist, dann ist der Gewindezapfen 17 des Armes 2 entsprechend mit einem nicht dargestellten Stativfuß versehen.

Ebenso wie der Arm 1 ist auch der Arm 2 mit einer sich in dessen Längsrichtung erstreckenden Hydraulikleitung 24 versehen, die in den Kolbenraum 14 mündet.

Von dem Druckraum 11 des Stellkolbens 10 aus führt eine Druckmittelbohrung 25 als Schrägbohrung zu der Bohrungsstufe 26 der Stufenbohrung 3. Weiterhin führt noch von der Bohrungsstufe 26 aus eine Verbindungsboh­ rung 27 in Form einer Querbohrung zu der Hydrauliklei­ tung 24.

Das dargestellte Gelenkstativ funktioniert nun auf folgende Weise:
Soll eine Arretierung des Gelenkstatives in einer ge­ wünschten Position erfolgen, so wird die Klemmschraube 9 entsprechend so verdreht, daß der Stellkolben 10 in den Druckraum 11 hineinbewegt wird. In den Druckraum 11 und in den damit verbundenen Bohrungen und Leitun­ gen befindet sich ein Fluid, im allgemeinen Öl. Durch die Druckbeaufschlagung des Druckraumes 11 wird ein entsprechender Druck in den Arm 1 über die Längsboh­ rung 12, den Freiraum 13 und die Hydraulikleitung 24 in den Kolbenraum 14 geleitet. Auf diese Weise ver­ schiebt sich der Klemmkolben 15 nach außen und preßt nun das Kugelgelenk 16 innenseitig an die Wand der Öffnung der Spannhülse 18 an. Damit erfolgt eine Arre­ tierung des Kugelgelenkes 16 durch Klemmung in der ge­ wünschten Position.

Ähnlich wird über die Druckmittelbohrung 25, die von der Bohrungsstufe 26 abzweigende Verbindungsbohrung 27, und die Hydraulikleitung 24 Druck in den Kolbenraum 14 des Armes 2 geleitet. Dadurch erfolgt in gleicher Wei­ se wie vorstehend beschrieben auch die Arretierung bzw. die Klemmung des Kugelgelenkes 16 an dem Arm 2.

Mit der Unterdrucksetzung des Druckraumes 11 wird auch Druckmittel unter Druck in die Bohrungsstufe 26 ge­ bracht, und zwar zwischen den Bund 6 des Gelenkzapfens 5 und den Boden der Stufenbohrung 3 mit dem größeren Durchmesser. Durch die Druckbeaufschlagung wird der Arm 2 an der Berührungsfläche zu dem Arm 1 an diesen angepreßt, wodurch damit auch eine Arretierung bzw. Klemmung zwischen den beiden Armen 1 und 2 in der ge­ wünschten Lage erfolgt.

Zum Lösen der Arretierung ist es lediglich wieder er­ forderlich, die Klemmschraube 9 in der umgekehrten Richtung zu drehen, womit entsprechend Druck abgebaut wird. Der Druckaufbau und der Druckabbau erfolgt dabei stufenlos und ist entsprechend in den Druckwerten auch variierbar, so daß sämtliche Möglichkeiten zwischen einer losen, einer schwergängigen und einer arretier­ ten Verbindung gewählt werden können.

Claims (6)

1. Gelenkstativ, insbesondere Meßstativ, mit wenig­ stens zwei Armen, die über einen Gelenkzapfen mit­ einander verbunden sind, wobei der Gelenkzapfen mit einem Betätigungsglied und mit einem hydraulisch durch das Betätigungsglied in einem Druckraum ver­ stellbaren Stellkolben in seinem Inneren versehen ist, und wobei an den freien Enden der Arme jeweils ein Gelenkglied angeordnet ist, das über einen mit einen mit dem Stellkolben über eine Hydrauliklei­ tung verbundenen Klemmkolben in einer gewünschten Position festklemmbar und wobei durch die Verstel­ lung des Stellkolbens auch die beiden Arme in einer gewünschten Position gegeneinander klemmbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkzapfen (5) in eine Stufenbohrung (3) ei­ ner der beiden Arme (1, 2) eingepaßt ist, wobei des­ sen von dem Betätigungsglied (9) abgewandter Endbe­ reich (8) in eine Sackbohrung (4) des anderen Armes (1) eingesetzt ist, und wobei von dem Druckraum (11) des Stellkolbens (10) aus eine Druckmittelboh­ rung (25) zu der Bohrungsstufe (26) führt.

2. Gelenkstativ nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der Bohrungsstufe (26) aus eine Verbindungsboh­ rung (27) zu der Hydraulikleitung (24) in den Arm (2) führt, in dem sich die Stufenbohrung (3) befin­ det.

3. Gelenkstativ nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (8) des Gelenkzapfens (6) mit ei­ nem Außengewinde versehen ist, das mit einem Innen­ gewinde in der Sackbohrung (4) in dem anderen Arm (1) zusammenarbeitet.

4. Gelenkstativ nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Endabschnitt (8) des Gelenkzapfens (6) und dem Boden der Sackbohrung (4) ein Freiraum (13) ist, in den eine Längsbohrung (12) in dem Gelenk­ zapfen (6) mündet, die mit dem Druckraum (11) des Stellkolbens (10) in Verbindung steht, und daß von dem Freiraum (13) aus die zu dem Klemmkolben (15) des anderen Armes (1) führende Hydraulikleitung (24) abzweigt.

5. Gelenkstativ nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jeweils das an den freien Enden jedes Armes angeordnete Gelenkglied in einer Spannhülse ange­ ordnet und in dieser festklemmbar ist, und wobei die Spannhülse durch einen über den Arm geschobenen Haltering mit einem Gewindeabschnitt, der mit einem Gewindeteil in der Spannhülse zusammenarbeitet, auf dem Arm positionierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering (20) zweiteilig in Form von Halbscha­ len (20A, 20B) ausgebildet ist, und daß jeweils der Arm (1, 2) in seinem vorderen Bereich, in dem das hintere Ende der Spannhülse (18) endet, eine Um­ fangsnut (22) aufweist, in der der Haltering (20) gelagert ist.

6. Gelenkstativ nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenumfang des Halteringes (20) mit dem Außen­ umfang der Spannhülse (18) wenigstens annähernd bündig ist.