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Nivellierschuh.
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Die Erfindung betrifft einen zum Ausrichten von Gegenständen, wie
Maschinen und Apparate, dienenden Nivellierschuh, bei dem ein Spannkeil mit seiner
Unterseite an einer eine Dasisfläche aufweisenden Bodenplatte, mit seiner Oberseite
dagegen an einer Tragplatte für den Gegenstand über Auflageflächen anliegt und in
einer zur Basisfläche geneigten Längsrichtung verschiebbar ist, und bei dem die
Tragplatte durch Verschieben des sowohl an ihr als auch sn der Bodenplstte geführten
Spannkeiles in einer zur Basisfläche rechtwinkligen Höhenrichtung verstellbar iat.
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Bei, z.B. aus der Schweizer Patentschrift Nr. 403'405 bekannten Nivellierschuhen
dieser Art sind zur verschiebbaren FUhrung des Spannkeiles an der Bodenplatte und
an der Tragplatte sowohl in die Unterseite als auch in die Oberseite des Spannkeiles
Führungsschienen eingelassen, die in Nuten in den Auflageflächen der Bodenplatte
bezw. der Tragplatte eingreifen. @erartige Führungen sind nicht geeignet, grössere,
seitlich gerichtete Kräfte, wie solche beim Ausrichten schwerer Gegenstinde oder
durch eine Rüttelbewegungen erzeugende Maschine auf den Nivellierschuh übertragen
werden können, aufzunehmen. Zudem besteht bei solchen Fuhrungen die Schwierigkeit,
dass einerseits die Schienen in den Nuten ein gewisses seitliches Spiel aufweisen
Müssen, damit bei Verstellen des Spannkeiles zum Heben oder Senken der Tragplatte
kein Klemmen desselben in den Führungen auftritt. Anderseits führt dieses seitliche
Spiel leicht dazu, dass die Nuten durch die erwähnten, seitlich gerichteten Kräfte
ausgeschlagen werden.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Führung des Spannkeiles
an der Bodenplatte und an der Tragplatte mit Hilfe der Auflageflächen am Spannkeil,
der Bodenplatte und der Tragplatte selbst zu verwirklichen.
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Erfindungsgemäss sind je ein Pasr von zur Längsrichtung parallelen
Auflageflächen an der Bodenplatte und an der Unterseite des Spannkeiles und ferner
je ein Paar von zu einer, zur Längsrichtung wn den Keilwinkel geneigten Richtung
parallelen
Auflageflächen en der Tragplatte und an der Oberseite des Spannkeiles vorgesehen,
und ferner sind die Auflageflächen jedes Paares von Auflageflächen zueinander geneigt
und schliessen mit der Höhenrichtung gleiche Winkel ein.
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Die in dieser Weise erreichte Bohrung des Spannkeiles an der Bodenplatte
und an der Tragplatte ist umso sicherer und zuverlässiger, je stärker die Tragplatte
durch den auf ihr ruhenden Gegenstand belastet wird. Dies ergibt sich daraus, dass
infolge der Neigung der Auflageflächen jedes Paares von Auflageflächen zueinander
die Belastung der Tragplatte schief zur Basisfläche gerichtete Kraftkomponenten
erzeugt, welche die Anpressung der Tragplatte an den Spannkeil, bezw, des Spannkeiles
an die Bodenplatte in zwei verschiedenen seitlichen Richtungen bewirken. Dabei werden
von der Gegenstand ausgehende, quer zur Längsrichtung gerichtete und auf die Tragplatte
übertragene Kräfte von den Autlageflächen selb@t aufgenommen.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung des Nivellierschuhes
ist der Spannkeil mit einem Mittelstück versehen,an dem seitlich zwei mit Auflageflächen
versehene Flügel iM Abstand voneinander angeordnet sind. Der Zwischenraum zwischen
den beiden Flügeln ermöglicht die Unterbringung von Teilen, die zur Gewährleistung
der Stabilität des Nivellier@chuhes möglichst synmetrisch zu den, parallel zur Längsrichtung
verlaufenden Rändern der Bodenplatte angeordnet sein müssen. Solche Teile sind z.B.
eine Schraubenspindel für die Verschiebung des Sparinkeiles oder eine Schraube zur
Verankerung des auf der Tragplatte ruhenden Gegenstandes an der Bodenplatte.
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Eine weitere vorteilhafte Ausbildung des Nivellierschuhes besteht
darin, die an jedes der beiden vorangehend erwähnten Flügel vorgesehenen Autlageflächen
derart zueinander zu neigen, dass die Dicke jedes Flügels von dem ZYischenrauu zwischen
den Kugeln gegen ihren äusseren Rand zu abnimmt. Hierdurch wird die Festigkeit des
8pannkeiles in der Nähe der Ansatzstellen der Flügel aw Mittelstück erhöht; dies
ermöglicht weiter, das Mittelstück für die Aufnahme der erwähnten, zweckmässigerweise
in der Längsrichtung angeordneten Schraubenspindel auszubilden.
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Im weiteren ist es zweckmässig, den Nivellierschuh derart auszubilden,
dsss der Spannkeil unter der alleinigen Wirkung der über die Auflageflächen auf
ihn übertragenen, von der Belastung der Tragplatte durch einen Gegenstand herrührenden
Kräfte nicht verschoben werden kann d.h., dass der Spannteil selbsthemmend ist.
Dies lässt sich durch geeignete, vom verwendeten Material abhängige Wahl der Neigungswinkel
der Auflageflächen des Spannkeiles zur Höhenrichtung erreichen. Beispielsweise kann
die Neigung der an der Bodenplatte anliegenden
Auflageflächen 4
Grad, der xa dar Tragplatte an@iegenden Auflageflächen dagegen 3 Grad betragen.
Die Selbsthemmung bringt den Vorteil mit sich, dass die erwähnte Schraubenspindel
nach Vornahme von Verschiebungen des belasteten Spannkeiles von durch diesen erzeugten
Zugkräften entlastet ist.
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Bin Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist nachfolgend
an tiLnd der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt: Fig. 1 eine Draufsicht auf
den Nivellierschuh bei teilweise weggeschnittener Tragplatte; Pig. 2 einen Längsechnitt
des Nivellierschuhes noch der Linie 2-2 in Fig. 1 zusammen iit dem aufgeschraubten
Fuss einer Maschine; Pig. 3 einen Querschnitt des Nivellierschuhes nach der Linie
3-3 in Fig. 1 und Fig. 4 eine Ansicht der Tragplatte von unten.
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Die Bodenplatte 5 ist mit einem Paar von ebenen Auflageflächen 15,16
versehen, die an ihre vorderen, in Fig. 1 linken Ebde längs einer zu zwei Lingsteilen
13 einer Seitenwand 6 parallelen Kante 18 zusammenstossen. Diese Kante ist zur Rasisfläche
17 der Bodenplatte 5 um einen Winkel von einigen Graden geneigt und fällt mit dor
Verschiebungsrichtung des Spannkeiles 20 zusammen.
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Beide Auflageflächen 15,16 sind zueinander um einen kleinen Winkel
von einigen Graden geneigt, in der Weise, dass sie zusammen n eine Rinne bilden,
deren Grund die Kante 18 ist. Die Auflageflächen 15,16 schliessen im übrigen mit
einer durch die Achse einer zur Basisfläche 17 rechtwinklig stehenden Befestigungsschraube
19 bestimmten Höhenrichtung gleiche Winkel ein. Die Projektion dieser Winkel auf
die Bildebene ist in Pig. 3 mit b bezeichnet.
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Die um dan Rand der Bodenplatte 5 rundum laufende Seitenwand 6 weist
am hinteren Ende der Bodenplatte einen Querteil 7 auf der bis auf eine untere Begrenzung
9 ausgenommen ist. In die in dieser Weise gebildete Ausnehmung ist ein hinterer
Teil lo eines Anschlagstückes 11 eingesetzt, dessen vorderer Teil 12 sich bis zur
Innenseite der beiden Längsteile 13 der Seitenwand 6 erstreckt.
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Äm hinteren Ende der Bodenplatte 5 ist eine weitere Ausnehmung 14
vorgesehen, in der das untere Ende des vorderen Teiles 12 des Anschlagstückes 11
verankert ist.
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Der Spannkeil 20 besteht aus einem an seinem vorderen Ende liegenden
Mittelstück 21 und zwei sich an dieses seitlich anschliessenden Flügeln 22,23, velch
letztere sich parallel zu den Längsteilen 13 der Seitenwand 6 erstrecken, und deren
Dicke vom Mittolsück 21 nsch hinten abninat. Die Länge der Flügel 22,23 beträgt
ein Mehrfaches der Länge des Mittelstückes 21, sodass zwischen ihnen ein Zwischenraum
30 besteht, durch den sowohl die Befestigungsschraube 19 als auch eine Schraubenspindel
25 hindurchgehen.
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An der Unterseite der Flügel 22,23 ist ein @aar von Auflageflächen
46,47 vorgesehen, die an den Auflageflächen 15,16 der Bodenplatte 5 anliegen und
daher zueinander in derselben Weise geneigt sind wie die Auflageflächen 15,16 und
auch zur Verschiebungsrichtung des Spannkeiles parallel verlaufen. Das Mittelstück
21 ist an seiner Unterseite durch eine Fläche 24 abgeschlossen, die im Abstand von
der Kante 18 verläuft, sodass du Mittelstück nicht an den Auflageflächen 15,16 anliegt.
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Das Mittelstück 21 ist im weiteren mit einer zur Kante 18 parallelen,
ein Gewinde aufweisenden Bohrung versehen, in welche die Schraubenspindel 25 eingreift.
Die letztere ist in ein.. an der Bodenplatte 5 angeordneten, in den Zwischenraum
30 reich enden Lqer 26 geführt und mit eine Schraubenkopf 27 mit Innensechskant
versehen. Während des vordere Ende des Schraubenkopfes 27 am Layer 26 anliegt, steht
seinem hinteren Ende ein - vorderen Teil 12 des Anschlagstückes 11 vorgesehener
Ansatz 28 oit seiner Endfläche gegenüber. In dieser Weise ist der Schraubenkopf
27 zwischen des Lager 26 und des Ansatz 28 unverschiebbar gehalten. Eine Bohrung
29 in Anschlagstück 11 dient zur Einführen eines Schlüssels in du Sechskant des
Schraubenkopfes 27.
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Die Flügel 22,23 des Spannkeiles 20 sind an ihrer Oberseite mit einem
weiteren Paar von Auflageflächen 31,32 versehen, die zueinander um denselben Winkel
geneigt sind wie die Auflageflächen 15,16 der, Bodenplatte 5 und mit der Achse der
Befestigungsschraube 19 gleiche Winkel einschliessen. Die Neigung der Auflageflächen
31,32 zur Achse der Schraube 19 ist jedoch so gewählt, dass die Dicke der Flügel
22,23 vom Zwischenraum um 30 gegen den äusseren, den Längsteilen 13 der Seitenwand
6 benachbarten Rand zu abnimmt. Ii weiteren verlaufen die beiden Auflageflächen
31,32 parallel zu einer um den Keilwinkel a des Spannkeiles 2c zur Kante 18 geneigten
Richtung. Zu dieser Richtung ist auch die ebene, die beiden Auflageflächen seitlich
begrenzende Oberseite 55 des Mittel stückes 21 parallel.
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Die Tragplatte 33 weist sui ihrer Oberseite eine im wesentlichen
flache, sich über die ganze, durch die Innenseite der Seitenwand 6 begrenzte Fläche
erstreckende Oberfläche auf, zu der auch eine ebene, durch einen rechteckigen Rand
34 begrenzte Fläche 35 gehört. In eine kreisrunde Vertiefung in der Fläche 35 ist
eine mit einer konischen Bohrung versehene, untere Scheibe 38 eingesetzt, die als
Unterlage für eine obere Scheibe 39 von auf der Unterseite kalottenförmiger Gestalt
dient. Durch zylindrische Bohrungen 40 in der Scheibe 39 bzw. 41 in der Tragplatte
33 greift die Befestigungsschraube 19 hindurch, deren unteres Ende in eine, in eine
Ausnehmung in der Basisfläche 17 der Bodenplatte 5 eingesetzte Mutter 42 eingeschraubt
ist. Das hintere Ende der Tragplatte 33 wird
durch einen Fortsatz
36 gebildet, der an seinem Ende durch eine ebene, an der zur Achse der Befestigungsschraube
19 parallelen Endfläche 37 des Änschlagstückes 11 anliegenden Führungsfläche begrenzt
wird.
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Die Tragplatte 33 wird au ihrer Unterseite durch eine Anzahl ebener
Flächen begrenzt. Es sind dies die beiden Auflageflächen 43,44, eine mittlere Fläche
48 und eine Randfläche 56. Die beiden Äuflageflächen erstrecken sich längs des seitlichen
Randes der Tragplatte 33 und gehen an ihren hinteren Enden in die Randfläche 36
über. Än'ihres vorderen Ende sind die beiden Auflageflächen verbreitert und stossen
an der über der unteren Kante 18 liegenden und zu dieser um den Keilwinkel a geneigten
oberen Kante 45 zusammen. Die beiden Auflageflächen, deren Breite mit derjenigen
der beiden oberen Auflageflächen 31,32 des Spannkeiles 20 übereinstimmt, liegen,
mit Anaabse des verbreiterten Teiles am vorderen Ende,der mit der Oberseite 55 des
Mittel stückes 21 einen Zwischenraum einschliesst, auf den Auflageflächen 31,32
des Spannkeiles 20 auf und sind somit in bezug aufeinender und in bezug auf die
Achse der Befestigungsschraube 19 in derselben Weise geneigt wie die Auflageflächen
31,32. In den zwischen den Auflageflächen 43,44 ausgesparten Zwischenraum 30 liegt
die zur Verschiebungsrichtung des Spannkeiles 20 parallele, mittlere Fläche 48,
in welche die Bohrung 41 mündet, und die an ihre vorderen Ende in die Randfläche
56 pm Fortsatz 36 Ubergeht. Der Keilwinkel a ist so gewählt, dass die obere Kante
45 bezüglich der Basiafläche 17 eine Neigung aufweist, die grösser ist als die Neigung
der unteren Kante 18 und zu dieser Neigung entgegengesetzt ist.
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Nachfolgend ist die Wirkungsweise des beschriebenen Nivellierschuhes
erläutert. Soll eine Maschine, von der in Fig. 2 nur ein Teil des Randes einer Grundplabte
49 dargestellt ist, in der Hbbe mit Hilfe des Nivellierschuhes ausgerichtet werden,
so wird vorerst die Tragplatte 33 durch Drehen der Schraubenspindel 25 in ihre tiefste
Stellung gebracht, in der sich der Spannteil 20 am Ende der Schraubenspindel befindet.
Hierauf wird der Nivellierschuh mit seinem vorderen Ende soweit unter den Rand 49
geschoben, bis sich die Scheibe 39 unter einer im Rand 49 vorgesehenen Bohrung 51
befindet. Anschliessend wird die Befestigungsschraube 19 durch diese Bohrung hindurch
in den Nivellierschuh gesteckt und in die Mutter 42 eingeschraubt. Durch Drehen
der Schraubenspindel 25 wird nun der Spannteil nach hinten verschoben, wobei dessen
Auflageflächen 46,47 auf den Auflageflächen 15,16 der Bodenplatte 5 gleiten.
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Die dabei infolge der Neigung der Auflageflächen 15,16 zur Basisfläche
17 erfolgende Hebung des Spannkeiles ha; auch eine Hebung der Tragplatte zur Folge,
die sich dank der FUhrung des Fortsatzes 36 an der Endfläche 37 des
Anschlagstückes
11 nur in vertikaler Ri@htung verschieben kann. Die Schraubenspindel 25 wird solang
gedreht, bis die Maschine die gevun"schte Lage einnimmt.
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Der Spannkeil 20 wird hierbei durch das Gewicht der Maschine in die
durch die Auflageflächen 15,16 der Bodenplatte gebildete Rinne gedrückt und in dieser
in der Verschiebungsrichtung geführt. Ein Ausschlagen des Grundes der Rinne wird
durch die an der Unterseite 24 des Mittelstückes 21 des Spannkeiles vorgesehene
Abrlschung verhindert.
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Die Tragplatte 33 ihrerseits wird durch da Gevicht der Maschine auf
die Auflageflächen 31,32 des Spannkeiles gedrückt. Dabei entsteht infolge der Neigung
dieser Auflageflächen zur Basisfläche 17 einerseits eine die Tragplatte an dte Endfläche
37 des Anschlastückes 11 drUckende Krattkompouente und anderseits eine den Spannkeil
nach vorn drückende, weitere Kraftkomponente. Die Neigung der Auflageflächen 31,32
zueinander hat zur Folge, dass der Spanakeil während einer Verschiebung auch an
der Tragplatte geführt wird. Hierbei bietet der Umstand, dass die Dicke der Flügel
22,23 voa Zwischenraum 30 gegen ihren äusseren Rand zu abnimmt, für den Spannkeil
festigkeitsmässig insofern einen Vorteil, als der Querschnitt des Mittelstückes
21 in der Umgebung der diesen Querschnitt schwächenden Bohrung für die Schraubenspindel
25 am stärksten ist.
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Ferner verhindert die doppelte Führung des Spannkeiles an der Bodenplatte
und an der Tragplatte, dass während Verschiebungen des Spannkeiles die Tragplatte
seitlichen Verschiebungen oder Drehungen um die Höhenrichtung unterliegt. Diese
Wirkung der Führung ist umso stärker, je grösser die Belastung der Tragplatte durch
die Maschine ist.
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Nach endgültiger Verschiebung des Spannkeiles wird die Mutter 52
auf die Befestigungsschraube 19 aufgeschraubt. Die Mutter 52 kommt dabei über eine
an ihrer Unterseite kalottenföraig ausgebildete Scheibe 53 und eine weitere Scheibe
54 am Maschinenrand 49 zum Anliegen und bewirkt eine starre Verankerung der Maschine
an der Bodenplatte.
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Die Neigung der Autlagrlächen 46,47 an der Unterseite des Spennkeiles
zur Basisfläche 17, der Keilwinkel a und die Neigung der Auflageflächen jedes der
verschiedenen Paare von Auflageflächen zueinander sind so klein gewählt, dass sich
der Spannkeil bei belasteter Tragplatte sowohl gegenüber dieser als auch gegenüber
der Bodenplatte im Berei@h der Selbsthemmung befindet. Infolgedessen vermag die
bei aufgeschraubter Mutter 52 entstehende Zugkraft in der Schraube 19 nicht, über
die Tragplatte eine nach vorn gerichtete Kraft auf den Spannkeil zu übertragen Die
Schraubenspindel 25 bleibt daher unbelastet. Vorteilhnfterweise werden die Bodenplatte,
der Spannkeil und die Tragplatte aus Aluminiumguss hergestellt und die lutlageflächen
an diesen Teilen gehärtet.
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Zur Vermeidung einseitiger, seitlicher Belastungen des Spannkeiles,
wie solche bei nicht vollkommen parallel zur Basisfläche 17 stehendem Maschinenrand
49 oder bei nicht vollkommen horizontaler Aufstellung der Basisfläche auf des Grund
auftreten können, weist die Befestigungsschraube 19 in den Bohrungen der Scheiben
39,3 und 34 und ebenfalls im Maschinenrand 49 Spiel auf. Dieses ermöglicht bei gelöster
Mutter 52 eine Verschwenkung der Scheibe 39 auf dem Ring 38 unter gleichzeitiger
Verschwenkung und Verschiebung des Ringes 54 bezüglich der Scheibe S3. Anstelle
dieser, eine Schwenkung der Maschine relativ zur Nivellierschuh zulassenden Anordnung
kann auch an den Auflageflächen der Bodenplatte und der Unterseite des Spannkeiles
eine leichte Krthiung vorgesehen werden, in der Weise, dass die Auflageflächen jedes
der beiden Paare von Auflageflächen an ihren inneren, des Zwischenraum 30 benachbarten
Rändern zueinander geneigt sind und mit der Höhenrichtung gleiche oder annähernd
gleiche Winkel einschliessen.
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Eine solche Ausbildung ermöglicht eine Schwenkung des Spannkeiles
zusammen mit der Tragplatte und der darauf ruhenden Maschine um die Längsrichtung.
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Bei verhältnismässig kleinen Belastungen der Tragplatte durch den
auf ihr ruhenden Gegenstand kann die Verankerung des letzteren an der Bodenplatte
auch weggelassen werden. Treten an des Gegenstand Drehbewegungen um die ilöhenrichtung
oder Rüttelbewegungen auf, so werden diese zufolge der Führung des Spannkeiles an
der Bodenplatte und der Tragplatte nicht auf den Nivellierschuh übertragen.
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L e e r s e i t e