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Die
Erfindung betrifft eine Hebelanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches
1.
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Hebelanordnungen,
insbesondere zum Spannen von Bauelementen, sind hinreichend aus dem
Stand der Technik bekannt.
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Derartige
Hebelanordnungen bestehen beispielsweise aus einem Exzenterhebel,
einem diesen Exzenterhebel exzentrisch zur umfangsseitigen Exzenterfläche durchdringenden
Bolzen und einem Spannelement, beispielsweise einem Zugbolzen, der vorzugsweise
senkrecht zur Längsachse
des Bolzens an ebendiesem angeordnet ist. Zum Verspannen zweier
Elemente gegeneinander wird der Zugbolzen beispielsweise durch beide
Elemente geführt und
an dem vom Exzenterhebel weiter beabstandeten Element befestigt.
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Das
Verspannen beider Elemente erfolgt durch eine Schwenkbewegung des
Exzenterhebels um den Bolzen, wobei durch die exzentrische Ausbildung
des Exzenterhebels ein Gleiten seiner umfangsseitigen Exzenterfläche an der
ein Widerlager bildenden Oberseite des dem Exzenterhebel zugewandten
Elements bewirkt wird, und zwar derart, dass beide Elemente aufeinander
gedrückt
und hierdurch gegeneinander verspannt werden.
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Nachteilig
hierbei ist, dass das Spannverhalten durch den Verlauf der Exzentrizität der umfangsseitigen
Exzenterfläche
festgelegt wird und daher der Spannungshub bzw. das Spannverhalten
für einen bestimmten
Exzenterhebel unveränderlich
ist, wodurch ein gesteuertes Verspannen zweier Elemente über den
Exzenterhebel nahezu unmöglich
ist.
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Ausgehend
vom dargelegten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung
die Aufgabe zu Grunde, eine Hebelanordnung anzugeben, die ein flexibles,
fein justierbares Spannverhalten aufweist. Die Aufgabe wird ausgehend
von den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 durch dessen
kennzeichnende Merkmale gelöst.
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Der
wesentliche Aspekt des erfindungsgemäßen Gegenstands ist darin zu
sehen, dass neben einem ersten Exzenterhebel mit einem Bolzen und
einem mit diesem Bolzen in Wirkverbindung stehenden Spannelement
ein zweiter Exzenterhebel vorgesehen ist, der wenigstens teilweise
im ersten Exzenterhebel aufgenommen ist und ebenfalls mit dem Bolzen
in Wirkverbindung steht. Besonders vorteilhaft kann über die
zwei Exzenterhebel eine Grob- und Feineinstellung der Spannkraft
erfolgen, d. h. das Spannverhalten der Hebeanordnung äußerst flexibel eingestellt
und insbesondere fein justiert werden kann.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform weisen
der erste und zweite Exzenterhebel jeweils zumindest eine Exzenterfläche auf,
die durch eine umfangsseitige, exzentrisch zur Bolzenlängsachse verlaufende,
vorzugsweise gerundete Exzenterfläche gebildet ist, wobei sich
der zweite Exzenterhebel mit der zweiten Exzenterfläche auf
zumindest einer am ersten Exzenterhebel ausgebildeten Fläche abstützt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist der zweite Exzenterhebel in einer vorzugsweise U-förmigen Aussparung
des ersten Exzenterhebels angeordnet. Der Bodenbereich der Aussparung
bildet hierbei vorzugsweise zumindest teilweise die Abstützfläche des
zweiten Exzenterhebels. Durch die Integration des zweiten Exzenterhebels
in den ersten Exzenterhebel kann eine kompakte Bauform und damit
eine gute Handlichkeit der Hebelanordnung erreicht werden.
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Weiterhin
ist vorzugsweise vorgesehen, dass der zweite Exzenterhebel zumindest
eine Bohrung aufweist, die von dem Bolzen durchdrungen ist. Somit
ist der Bolzen sowohl in den ersten als auch in den zweiten Exzenterhebel
eingebracht und bildet dabei für
den zweiten Exzenterhebel die Drehachse.
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Der
erste und zweite Exzenterhebel weisen ferner jeweils einen Griffabschnitt
und einen Hebelabschnitt auf, wobei der jeweilige Hebelabschnitt
zumindest zwei zueinander beabstandete Schenkel umfasst. Hierdurch
wird es möglich,
ein Spannelement zwischen den Schenkel durch die Hebelanordnung
zu führen,
was wiederum die Kompaktheit der Hebelanordnung erhöht.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist der Bolzen im ersten Exzenterhebel in Langlöchern geführt ist. Dadurch kann der Bolzen
in der vom Langloch freigegebenen Richtung bewegt werden, wobei
die Bewegung des Bolzens aus dem Verschwenken des zweiten Exzenterhebels
resultiert.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
ist vorgesehen, dass der Exzenterhub des ersten und zweiten Exzenterhebels
unterschiedlich ist. Dadurch kann insbesondere der erste Exzenterhebel
eine wesentlich größere Exzentrizität aufweisen
als der zweite, wodurch ein mehrstufiges, insbesondere fein abgestimmtes
Spannverhalten ermöglicht
wird.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist das Spannelement bezogen auf die Längsachse des Bolzens näherungsweise
mittig an ebendiesem befestigt und durch eine vorzugsweise radiale
Bohrung des Bolzens geführt,
und zwar vorzugsweise zwischen den beiden Schenkeln des zweiten Exzenterhebels.
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Weiterbildungen,
Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten
der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich
dargestellten Merkmale für
sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung,
unabhängig
von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu
einem Bestandteil der Beschreibung gemacht. Es zeigen:
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1 beispielhaft
eine erfindungsgemäße Hebelanordnung
mit Abstützelement
in einer perspektivischen Darstellung;
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2 beispielhaft
eine erfindungsgemäße Hebelanordnung
in einer perspektivischen Darstellung;
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3 beispielhaft
ein erster Exzenterhebel einer erfindungsgemäßen Hebelanordnung in einer perspektivischen
Darstellung;
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4 beispielhaft
ein zweiter Exzenterhebel einer erfindungsgemäßen Hebelanordnung in einer Seitenansicht;
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5 beispielhaft
ein zweiter Exzenterhebel einer erfindungsgemäßen Hebelanordnung in einer Draufsicht
und
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6 beispielhaft
eine erfindungsgemäße Hebelanordnung
in einer seitlichen Schnittdarstellung.
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In
den 1 und 2 sind jeweils erfindungsgemäße Hebelanordnungen 1 in
einer perspektivischen Darstellung beispielhaft dargestellt. Die Hebelanordnungen 1 weisen
hierbei jeweils denselben Aufbau auf und bestehen jeweils aus einem
ersten Exzenterhebel 2 zur Aufnahme eines Bolzens 3 und
einem Spannelement 4, das mit dem Bolzen 3 in Wirkverbindung
steht. Das Spannelement 4 ist vorzugsweise stabförmig ausgebildet.
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Des
Weiteren ist erfindungsgemäß ein zweiter
Exzenterhebel 6 vorgesehen, der zumindest teilweise im
ersten Exzenterhebel 2 aufgenommen ist. Hierbei weist der
erste Exzenterhebel 2 eine erste Exzenterfläche 2.1 und
der zweite Exzenterhebel 6 eine zweite Exzenterfläche 6.1 auf,
wobei sich der zweite Exzenterhebel 6 mit seiner zweiten
Exzenterfläche 6.1 am
ersten Exzenterhebel 2 abstützt. Dadurch steht der zweite
Exzenterhebel 6 über
den Bolzen 3 mit dem ersten Exzenterhebel 2 in
Wirkverbindung, d. h. der erste und zweite Exzenterhebel 2, 6 sind über einen
gemeinsamen Bolzen 3 zumindest drehbeweglich miteinander
verbunden, und zwar vorzugsweise um eine Drehachse DA.
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Im
gezeigten Ausführungsbeispiel
sind der erste und zweite Exzenterhebel 2, 6 bezogen
auf die erste und zweite Exzenterfläche 2.1, 6.1 axial
exzentrisch vom Bolzen 3 durchdrungen, wobei die erste und
zweite Exzenterfläche 2.1, 6.1 am
ersten bzw. zweiten Exzenterhebel 2, 6 vorzugsweise
als zumindest teilweise umfangseitig und exzentrisch zur Bolzenlängsachse
verlaufende Exzenterflächen
ausgebildet sind.
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Abweichend
hiervon können
die erste und zweite Exzenterfläche 2.1, 6.1 jedoch
auch aus mehreren ebenen Exzenterflächenabschnitten bestehen, wobei
zwei jeweils benachbarte Exzenterflächenabschnitte einen stumpfen
Winkel zueinander einschließen,
und zwar derart, dass sich der Winkel in Richtung des gemeinsamen
Bolzens 3 hin öffnet.
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In 3 ist
beispielhaft ein erster Exzenterhebel 2 losgelöst von der übrigen Hebelanordnung 1 in
einer perspektivischen Gesamtdarstellung gezeigt. Der erste Exzenterhebel 2 besteht
im Wesentlichen aus einem länglichen
Griffabschnitt 2.5 und einem von diesem länglichen
Griffabschnitt 2.5 gekröpft
abstehenden Hebelabschnitt 2.6, wobei dieser gekröpft abstehende
Hebelabschnitt 2.6 im Wesentlichen aus zwei parallel zueinander
verlaufenden Schenkeln 2.7, 2.7' gebildet ist, die eine vorzugsweise
U-förmige Aussparung 2.3 einschließen, wobei
der längliche Griffabschnitt 2.5 in
den Hebelabschnitt 2.6 übergeht.
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Die
beiden Schenkel 2.7, 2.7' weisen jeweils zur Aufnahme und
Führung
des Bolzens 3 ein Langloch 2.4, 2.4' auf, wobei
beispielsweise die Längsachse
des Langloches 2.7, 2.7' näherungsweise parallel zur Längsachse
des länglichen
Griffabschnittes 2.5 verläuft. Die U-förmige Aussparung 2.3 weist
ferner einen Bodenbereich 2.2 mit einer nutförmigen Aussparung 2.8 auf,
die zur Durchführung
des vorzugsweise stabförmigen
Spannelementes 4 ausgebildet ist. Diese nutförmige Aussparung 2.8 ist
vorzugsweise auf dem vom länglichen
Griffabschnitt 2.5 wegweisenden Abschnitt des Bodenbereiches 2.2 geöffnet. Dadurch
ist ein Schwenken des ersten Exzenterhebels 2 um eine vorgegebene
Drehachse DA nahezu uneingeschränkt
möglich.
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Die
U-förmige
Aussparung 2.3 des ersten Exzenterhebels 2 dient
der Aufnahme des zweiten Exzenterhebels 6 und ist entsprechend
passgenau ausgebildet. 4 und 5 zeigen
jeweils einen zweiten Exzenterhebels 6 in unterschiedlichen
Ansichten. Der zweite Exzenterhebel 6 besteht aus einem
länglichen
Griffabschnitt 6.4, an dessen einem freien Ende ein im
Querschnitt näherungsweise
ringförmig
ausgebildeter Hebelabschnitt 6.6 vorgesehen ist, dessen
vorzugsweise gerundete Umfangsfläche die
zweite Exzenterfläche 6.1 bildet.
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Der
ringförmige
Hebelabschnitt 6.6 weist ferner eine vorzugsweise im Querschnitt
U-förmige Aussparung 6.5 auf,
die durch zwei Schenkel 6.3, 6.3' begrenzt ist. In die beiden Schenkel 6.3, 6.3' ist jeweils eine
Bohrung 6.2, 6.2' eingebracht,
und zwar derart, dass beide Bohrungen 6.2, 6.2' zueinander
fluchtend und somit achsgleich ausgebildet sind. In den Bohrungen 6.2, 6.2' wird somit
der Bolzen zur passgenauen Aufnahme des Bolzens 3. Die
Bohrungen 6.2, 6.2' sind
hierbei exzentrisch zu den an den durch die Umfangsfläche der
Schenkel 6.3, 6.3' gebildete
zweite Exzenterfläche 6.1 vorgesehen.
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Der
Bolzen 3 dient somit der Herstellung der Wirkverbindung
zwischen dem ersten und zweiten Exzenterhebel 2, 6.
Hierzu ragen die freien Enden des Bolzens 3 jeweils in
die Schenkel 2.7, 2.7' des ersten Exzenterhebels 2 hinein
und durchdringen diese vorzugsweise vollständig. Dabei ist der Bolzen 3 über die
Langlöcher 2.4, 2.4' in den jeweiligen Schenkeln 2.7, 2.7' geführt, deren
Langlochlängsachse
im Wesentlichen senkrecht zur Bolzenlängsachse verläuft. Die
Breite der Langlöcher 2.4, 2.4' ist bevorzugt
derart dimensioniert, dass der Bolzen 3 passgenau darin
aufgenommen ist. Die Längsachse des
Bolzens 3 bildet gleichzeitig die Drehachse DA des zweiten
Exzenterhebels 6 aus.
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Mit
dem Bolzen 3 steht das Spannelement 4 in Wirkverbindung,
das im gezeigten Ausführungsbeispiel
durch eine vorzugsweise mittig bezogen auf die Bolzenlängsachse
angeordnete Bohrung 3.1 geführt ist und mit dem Bolzen 3 fest
verbunden ist. Dieses vorzugsweise stabförmige Spannelement 4 dient zur Übertragung
der durch die Hebelanordnung 1 aufgebrachten Spannkräfte auf
ein weiteres, in den Figuren nicht dargestelltes Bauteil. Im gezeigten Ausführungsbeispiel
verläuft
das Spannelement 4 im Wesentlichen senkrecht zur Bolzenlängsachse.
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Im
Folgenden soll anhand der 6 die Funktion
der Hebelanordnung 1 näher
beschrieben werden. In 6 ist eine seitliche Längsschnittdarstellung
durch die Hebelanordnung 1 gezeigt. Die Hebelanordnung 1 bildet
bezogen auf ihre Funktionsweise eine Kaskadierung beider Exzenterhebel 2, 6.
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Die
gerundet ausgebildete erste Exzenterfläche 2.1 des ersten
Exzenterhebels 2 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel derart ausgeführt, dass
der Abstand a zwischen dem Bolzenmittelpunkt M und einer Tangentialfläche, die
hier als Fläche 5 beispielhaft angedeutet
ist, größer ist
als der Abstand b zwischen dem Bolzenmittelpunkt M und einer senkrecht
zur Fläche 5 verlaufenden
Tangentialebene der ersten Exzenterfläche 2.1.
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Durch
ein Verdrehen des ersten Exzenterhebels 2 gleitet die erste
Exzenterfläche 2.1 auf
der Fläche 5 ab,
wodurch sich der radiale Abstand zwischen dem Bolzenmittelpunkt
M und der Fläche 5 ändert, insbesondere
verkleinert und über
das Spannelement 4, das fest mit dem Bolzen 3 verbunden
ist, Kräfte,
insbesondere Spannkräfte, übertragen
werden können.
Für die
Erzeugung der Spannkräfte
bildet die Fläche 5 ein
Widerlager, wobei diese Fläche 5 Teil
eines Abstützelementes 7 (vgl. 1)
sein kann.
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Der
gegenüber
dem ersten Exzenterhebel 2 drehbar mittels des Bolzens 3 gelagert
zweite Exzenterhebel 6 ist insbesondere mit der zweiten
Exzenterfläche 6.1 nahezu
vollständig
im Exzenterbereich des ersten Exzenterhebels 2 aufgenommen.
Lediglich der Griffabschnitt 6.4 des zweiten Exzenterhebels 6 ragt
aus dem ersten Exzenterhebel 2 heraus. Die Exzentrizität der zweiten
Exzenterfläche 6.1 bezogen auf
den Bolzenmittelpunkt M zeichnet sich insbesondere dadurch aus,
dass zwei senkrecht zueinander stehende Tangentialflächen der
zweiten Exzenterfläche 6.1 unterschiedliche
Abstände
zum Bolzenmittelpunkt M aufweisen, insbesondere die Abstände a' und b'.
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In
der in 1, 2 und 6 gezeigten Stellung
der Exzenterhebel 2, 6 zueinander sowie die relative
Stellung des ersten Exzenterhebels 2 zur Fläche 5 ist
der Abstand des Bolzens 3 zur Fläche 5 maximal, da
sich die Exzentrizität
des ersten Exzenterhebels 2 dadurch auszeichnet, dass der
Abstand a größer ist
als der Abstand b. Ebenso ist beim zweiten Exzenterhebel 6 der
Abstand a' größer als
der Abstand b'.
Der die Exzentrizität
definierende Exzenterhub des ersten Exzenterhebels 2 ergibt
sich aus der Differenz der Abstände
a und b. Der Exzenterhub des zweiten Exzenterhebels 6 ergibt
sich aus der Differenz der Abstände
a' und b'.
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Der
zweite Exzenterhebel 6 ist mit seiner zweiten Exzenterfläche 6.1 im
Bodenbereich 2.2 des ersten Exzenterhebels 2 abgestützt, so
dass dieser Bodenbereich 2.2 ein Widerlager für die zweite
Exzenterfläche 6.1 bildet.
Dieses Abstützen
erfolgt beispielsweise durch Aufliegen der Schenkel 6.3, 6.3', wobei die
Umfangsseiten der Schenkel 6.3, 6.3' zumindest teilweise die zweite
Exzenterfläche 6.1 bilden.
Durch die Führung
des Bolzens 3 in Langlöchern 2.4, 2.4' in den Schenkeln 2.7, 2.7' des ersten Exzenterhebels 2 kann
der Abstand zwischen dem Bodenbereich 2.2 und dem Bolzenmittelpunkt
M verändert
werden, und zwar in den von den Langlöchern 2.4, 2.4' vorgegebenen
Grenzen.
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Durch
ein Verschwenken des zweiten Exzenterhebels 6 um die Drehachse
DA wird der Abstand dieser Drehachse DA bezogen auf den Bodenbereich 2.2 des
ersten Exzenterhebels 2 verändert, wobei die Dimensionierung
der Langlöcher 2.4, 2.4' vorzugsweise
auf die Exzentrizität
der zweiten Exzenterfläche 6.1,
d. h. auf den Exzenterhub a'–b', abgestimmt ist,
so dass der gesamte, von den Langlöchern 2.4, 2.4' freigegebene
Bereich beim Verschwenken des zweiten Exzenterhebels 6 vom
Bolzen 3 durchlaufen wird.
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Ein
Verspannen zweier Elemente kann beispielsweise dadurch erfolgen,
dass der erste Exzenterhebel 2 auf der als Widerlager dienenden
Fläche 5 derart
aufliegt, dass der Bolzen 3 zur Fläche 5 den kleinstmöglichen
Abstand b einnimmt. Bezogen auf das gezeigte Ausführungsbeispiel
in 6 würde
die Längsachse
des Griffabschnittes 2.5 dabei näherungsweise parallel zur Fläche 5 verlaufen.
In der derartigen Stellung befindet sich der Bolzen 3 in
minimal möglichem
Abstand zur Fläche 5.
In diesem Schwenkzustand des ersten Exzenterhebels 2 wird das
Spannelement 4 an dem zu spannenden Element befestigt.
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Ein
grobes Spannen erfolgt nun zunächst durch
Verschwenken des ersten Exzenterhebels 2, der vorzugsweise
einen größeren Exzenterhub
aufweist, um die Drehachse DA. Anschließend kann mittels des zweiten
Exzenterhebels 6, der vorzugsweise einen kleineren Exzenterhub
hat, die Spannung fein dosiert werden.
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Durch
die beschriebene Ausbildung der Hebelanordnung 1 ist es
möglich,
durch geeignete Stellung der ersten und zweiten Exzenterhebels 2, 6 eine nahezu
beliebige Spannkraft einzustellen. Der Exzenterhub des ersten Exzenterhebels 2 kann
hierzu beispielsweise zwischen 2 und 10 mm und der des zweiten Exzenterhebels 6 zwischen
0,2 und 0,8 mm betragen. Das erfindungsgemäße Prinzip zweier ineinander
liegender Exzenterhebel 2, 6 ist natürlich keinesfalls
auf die angegebenen Größenordnungen beschränkt, sondern
kann je nach Anwendungsbereich und benötigtem Spannungshub geeignet
gewählt
werden.
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Die
Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben,
es versteht sich, dass zahlreiche Variationen und Änderungen
des Anmeldungsgegenstandes möglich
sind, ohne hierdurch den Erfindungsgedanken zu verlassen.
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- 1
- Hebelanordnung
- 2
- erster
Exzenterhebel
- 2.1
- erste
Exzenterfläche
- 2.2
- Bodenbereich
- 2.3
- Aussparung
- 2.4,
2.4'
- Langlöcher
- 2.5
- Griffabschnitt
- 2.6
- Hebelabschnitt
- 2.7,
2.7'
- Schenkel
- 2.8
- nutartige
Aussparung
- 3
- Bolzen
- 3.1
- Bohrung
- 4
- Spannelement
- 5
- Fläche
- 6
- zweiter
Exzenterhebel
- 6.1
- zweite
Exzenterfläche
- 6.2,
6.2'
- Bohrungen
- 6.3,
6.3'
- Schenkel
- 6.4
- Griffabschnitt
- 6.5
- Aussparung
- 6.6
- Hebelabschnitt
- 7
- Abstützelement
- DA
- Drehachse
- M
- Bolzenmittelpunkt