DE102011018987A1

DE102011018987A1 - Spannvorrichtung

Info

Publication number: DE102011018987A1
Application number: DE102011018987A
Authority: DE
Inventors: Richard Kaiser
Original assignee: DE STA CO Europe GmbH; DESTACO Europe GmbH
Current assignee: DESTACO Europe GmbH
Priority date: 2011-04-28
Filing date: 2011-04-28
Publication date: 2012-10-31
Also published as: CN102765062B; BR102012010044A2; CN102765062A; CA2775528A1; US8454003B2; MX2012004942A; US20120272782A1; EP2517829A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung, umfassend eine drehbar in einem Gehäuse gelagerte Hohlwelle (1), an der ein Spannelement befestigbar und die zur Ausbildung einer Kniehebelmechanik mit einem Hebelarm (2) versehen ist, wobei ein Zwischenglied einerseits gelenkig mit dem Hebelarm (2) und andererseits gelenkig mit einem axialbeweglichen Stellglied eines Antriebselements verbunden ist, wobei in der Hohlwelle (1) eine mit einem Handhebel (5) verbundene Innenwelle (6) angeordnet ist, die ein Zapfenelement (7) aufweist, das eine Kulissenführung an der Hohlwelle (1) durchgreift und mit der Kniehebelmechanik in Wirkverbindung bringbar ist, wobei ein die Innenwelle (6) gegen die Hohlwelle (1) in Hauptaxialrichtung verspannendes Federelement (9) vorgesehen ist. Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass das Federelement (9) im Innern der Hohlwelle (1) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine Spannvorrichtung der eingangs genannten Art ist nach der DE 196 45 778 A1 bekannt. Diese besteht aus einer drehbar in einem Gehäuse gelagerten Hohlwelle (Spannarmwelle), an der ein Spannelement (Spannarm) befestigbar und die zur Ausbildung einer Kniehebelmechanik mit einem Hebelarm (Stellfortsatz) versehen ist, wobei ein Zwischenglied einerseits gelenkig mit dem Hebelarm und andererseits gelenkig mit einem axialbeweglichen Stellglied (Stellstange) eines Antriebselements verbunden ist, wobei in der Hohlwelle eine mit einem Handhebel verbundene Innenwelle angeordnet ist, die ein Zapfenelement (Stellzapfen) aufweist, das eine Kulissenführung (Kulissenschlitz) an der Hohlwelle durchgreift und mit der Kniehebelmechanik in Wirkverbindung bringbar ist, wobei ein die Innenwelle gegen die Hohlwelle in Hauptaxialrichtung verspannendes Federelement vorgesehen ist.
Wie ausführlich in der DE 196 45 778 A1 beschrieben, ist es mit dieser Konstruktion möglich, die Kniehebelmechanik mit Hilfe des Handhebels wahlweise zu lösen oder auch in die so genannte Übertotpunktposition zu bringen, und zwar insbesondere dann, wenn das Stellglied des Antriebselements (Pneumatikzylinder, Hydraulikzylinder, Elektroantrieb oder dergleichen) unbehindert beweglich ist. Dabei wird insbesondere dem Aspekt Rechnung getragen, dass bei einer nicht hohlen Spannarmwelle eine Drehmomenteinbringung in diese untauglich ist, um Einfluss auf die Kniehebelmechanik zu nehmen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung der eingangs genannten Art zu verbessern. Insbesondere soll eine kompaktere Bauform geschaffen werden.
Diese Aufgabe ist mit einer Spannvorrichtung der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass das Federelement im Innern der Hohlwelle angeordnet ist.
Mit anderen Worten zeichnet sich die erfindungsgemäße Lösung dadurch aus, dass das ursprünglich außen an der Hohlwelle angeordnete Federelement (siehe insbesondere 5 der DE 196 45 778 A1 ) nunmehr innen in der Hohlwelle platziert ist, und zwar besonders bevorzugt in der Weise, dass das Federelement als in einem Ringspalt zwischen Innen- und Hohlwelle angeordnete Schraubendruckfeder ausgebildet ist.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüche.
Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung einschließlich ihrer vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Patentansprüche wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigt
1 im Schnitt das Kopfstück der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung;
2 in Seitenansicht (teilweise geschnitten) die erfindungsgemäße Spannvorrichtung;
3 in Draufsicht die erfindungsgemäße Hohlwelle mit Innenwelle und Handhebel; und
4 im Schnitt die erfindungsgemäße Hohlwelle mit Innenwelle und Handhebel gemäß 3.
Die in den 1 bis 4 dargestellte Spannvorrichtung besteht in bekannter Weise aus einer drehbar in einem Gehäuse gelagerten Hohlwelle 1, an der ein Spannelement (insbesondere Spannarm 17) verdrehfest befestigbar und die zur Ausbildung einer Kniehebelmechanik mit einem Hebelarm 2 versehen ist. Wie das Spannelement ist auch der Hebelarm 2 verdrehfest mit der spannarmseitig im Querschnitt vieleckig, vorzugsweise quadratisch ausgebildeten Hohlwelle 1 verbunden. Weiterhin ist ein Zwischenglied 3 einerseits gelenkig mit dem Hebelarm 2 und andererseits gelenkig mit einem axialbeweglichen Stellglied 4 eines Antriebselements verbunden. Weiterhin ist in der Hohlwelle 1 eine mit einem Handhebel 5 verbundene, verdrehbar zur Hohlwelle 1 ausgebildete Innenwelle 6 angeordnet, die ein Zapfenelement 7 aufweist, das eine Kulissenführung 8 an der Hohlwelle 1 durchgreift und mit der Kniehebelmechanik in Wirkverbindung bringbar ist, wobei ein die Innenwelle 6 gegen die Hohlwelle 1 in Hauptaxialrichtung verspannendes Federelement 9 vorgesehen ist. Wie auch aus der DE 196 45 778 C2 bekannt, weist die genannte Kulissenführung 8 einerseits einen parallel und andererseits einen quer zur Hauptachsrichtung der Hohlwelle 1 orientierten Führungsabschnitt 14, 15 auf (siehe 3), wobei das Zapfenelement 7 wahlweise mit dem Zwischenglied 3 oder dem Stellglied 4 zusammenwirkend ausgebildet ist. Dazu ist das Stellglied 4 zwischengliedseitig gabelförmig ausgebildet, wobei zwischen zwei Gabelteilen ein Widerlager 16 für das Zapfenelement 7 angeordnet ist (siehe 1). Wie sich ferner aus 1 und 3 ergibt, ist der Hebelarm 2 zwischengliedseitig gabelförmig (bzw. aus zwei Laschen) gebildet, wobei zwischen zwei Gabelteilen bzw. Laschen das Zwischenglied 3 gelenkig gelagert ist. Wie aus 4 ersichtlich, ist an der Hohlwelle 1 eine zylindrische Durchgangsbohrung 13 zur Ausbildung der Hohlwelle 1 vorgesehen, wobei die Innenwelle 6 beidseitig aus der Hohlwelle 1 herausstehend ausgebildet ist.
Nach der Erfindung ist nun wesentlich, dass das bevorzugt als die Innenwelle 6 umschließende Schraubendruckfeder ausgebildete Federelement 9 im Innern der Hohlwelle 1 angeordnet ist. Wie eingangs erläutert, hat diese Maßgabe den Vorteil, dass die Spannvorrichtung insgesamt kompakter ausgebildet werden kann.
Besonders bevorzugt ist dabei – wiederum mit Verweis auf 4 – zwischen der Hohlwelle 1 und der Innenwelle 6 ein das Federelement 9 aufnehmender Ringspaltraum 10 vorgesehen. Zu dessen Ausbildung sind zwischen der Hohlwelle 1 und der Innenwelle 6 zwei Buchsen 11 angeordnet, wobei eine der beiden Buchsen 11 als Gegenlager für das Federelement 9 ausgebildet ist. Genauer betrachtet, entspricht dabei der Innendurchmesser der Buchse 11 dem Außendurchmesser der Innenwelle 6, so dass letztere leicht (in Bezug auf die Hohlwelle 1) gedreht werden kann, wobei gleichzeitig jede Buchse 11 kraftschlüssig (zum Beispiel durch Einpressen) mit der Hohlwelle 1 verbunden ausgebildet ist.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Innenwelle 6 als Gegenlager für das Federelement 9 eine Wellenschulter 12 aufweist. Diese Wellenschulter 12 ist dabei als zylindrische Anlagefläche zur Innenwandung der Hohlwelle 1 ausgebildet, wobei die Wellenschulter 12 einen zum Innendurchmesser der Hohlwelle 1 passenden Außendurchmesser aufweist. Außerdem entspricht der Außendurchmesser der Buchse 11 dem Außendurchmesser der Wellenschulter 12. Schließlich ist vorgesehen, dass das Zapfenelement 7 im Bereich der Wellenschulter 12 an der Innenwelle 6 angeordnet ist.
Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung funktioniert wie folgt:
Ausgehend von der in 1 dargestellten Spannstellung (Kniehebelmechanik in Übertotpunktposition) wird mit dem Handhebel 5 ein Drehmoment auf die Innenwelle 6 übertragen. Die Innenwelle 6 kann sich in diesem Moment innerhalb der Hohlwelle 1 drehen, und zwar so lange, bis das Zapfenelement 7 das Widerlager 16 am Stellglied 4 berührt. Das Zapfenelement 7 bewegt sich in dieser Phase in dem quer zur Hauptachsrichtung der Hohlwelle 1 orientierten Führungsabschnitt 15 der Kulissenführung 8. Kommt das Zapfenelement 7 in Kontakt mit dem Widerlager 16, kann durch Weiterdrehen des Handhebels 5 das Stellglied 4 nach unten gedrückt werden, wobei die freie Beweglichkeit des Stellgliedes 4, wie erwähnt, vorausgesetzt wird. Durch die Bewegung nach unten löst sich die Übertotpunktposition und das Zwischenglied 3 überträgt eine Zugkraft auf den Hebelarm 2, so dass sich nunmehr auch die Hohlwelle 1 bewegt. Inzwischen hat sich auch das Zapfenelement 7 in den parallel zur Hauptachsrichtung der Hohlwelle 1 orientierten Führungsabschnitt 14 bewegt, wobei diese Position des Zapfenelements 7 durch die Kraft des Federelements 9 unterstützt wird. In dieser Position kann die Spannvorrichtung vollständig geöffnet werden, da nunmehr auch eine drehfeste Verbindung zwischen der Innen- 6 und der Hohlwelle 1 besteht.
Um die Spannvorrichtung wieder zu schließen bzw. in Übertotpunktposition zu bringen, wird wieder der Handhebel 5 betätigt, diesmal selbstverständlich in die andere Drehrichtung. Zu Beginnn der Drehbewegung ist das Zapfenelement 7 aufgrund der Kraft des Federelements 9 im parallel zur Hauptachsrichtung der Hohlwelle 1 orientierten Führungsabschnitt 14 fixiert. Erst in dem Moment, wenn eine weitere Drehbewegung des Handhebels 5 (aufgrund der Kniehebelmechanik) nicht mehr ausreichend ist, um das Stellglied 4 weiter nach oben zu bewegen, muss die Kraft des Federelements 9 überwunden werden, damit das Zapfenelement 9 in den quer zur Hauptachsrichtung der Hohlwelle 1 orientierten Führungsabschnitt 15 gelangen kann. Dort angekommen, kann es auch in Kontakt mit dem Zwischenglied 3 bzw. einer Unterkante des Zwischengliedes 3 treten, um dieses nach oben zu drücken, wobei gleichzeitig auch das Stellglied 4 nach oben gezogen wird, so dass die Übertotpunktposition wieder erreicht ist.
Die Montage der erfindungsgemäßen Wellenkonstruktion geschieht wie folgt: Zunächst wird auf einer Seite der Hohlwelle 1 eine Buchse 11 eingepresst, und zwar am äußeren Rand, der auch zur verdrehfesten Anordnung eines Spannarms 17 dient. Zwischen den beiden Rändern und dem Hebelarm 2 sind jeweils zylindrische Lagerflächen zur Verbindung mit dem Gehäuse der Spannvorrichtung vorgesehen.
Als nächstes wird das bevorzugt als Schraubendruckfeder ausgebildete Federelement 9 auf die Innenwelle 6 aufgesteckt und diese in die auf einer Seite noch buchsenfreie Hohlwelle 1 eingesteckt. Das Zapfenelement 7 wird durch die Kulissenführung 8 geführt und in eine entsprechende Gewindebohrung an der Innenwelle 6 eingeschraubt. Abschließend wird noch auf der bisher buchsenfreien Seite der Hohlwelle 1 eine Buchse 11 eingepresst. Der Handhebel 5 kann auf einer der beiden Seiten verdrehfest an der Innenwelle 6 befestigt werden.
Bezugszeichenliste

1: Hohlwelle
2: Hebelarm
3: Zwischenglied
4: Stellglied
5: Handhebel
6: Innenwelle
7: Zapfenelement
8: Kulissenführung
9: Federelement
10: Ringspaltraum
11: Buchse
12: Wellenschulter
13: Durchgangsbohrung
14: Führungsabschnitt
15: Führungsabschnitt
16: Widerlager
17: Spannarm

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19645778 A1 [0002, 0003, 0007]
DE 19645778 C2 [0015]

Claims

Spannvorrichtung, umfassend eine drehbar in einem Gehäuse gelagerte Hohlwelle (1), an der ein Spannelement befestigbar und die zur Ausbildung einer Kniehebelmechanik mit einem Hebelarm (2) versehen ist, wobei ein Zwischenglied (3) einerseits gelenkig mit dem Hebelarm (2) und andererseits gelenkig mit einem axialbeweglichen Stellglied (4) eines Antriebselements verbunden ist, wobei in der Hohlwelle (1) eine mit einem Handhebel (5) verbundene Innenwelle (6) angeordnet ist, die ein Zapfenelement (7) aufweist, das eine Kulissenführung (8) an der Hohlwelle (1) durchgreift und mit der Kniehebelmechanik in Wirkverbindung bringbar ist, wobei ein die Innenwelle (6) gegen die Hohlwelle (1) in Hauptaxialrichtung verspannendes Federelement (9) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (9) im Innern der Hohlwelle (1) angeordnet ist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Hohlwelle (1) und der Innenwelle (6) ein das Federelement (9) aufnehmender Ringspaltraum (10) vorgesehen ist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Hohlwelle (1) und der Innenwelle (6) mindestens eine Buchse (11) angeordnet ist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (11) als Gegenlager für das Federelement (9) ausgebildet ist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (11) kraftschlüssig mit der Hohlwelle (1) verbunden ausgebildet ist.
Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwelle (6) als Gegenlager für das Federelement (9) eine Wellenschulter (12) aufweist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenschulter (12) als zylindrische Anlagefläche zur Innenwandung der Hohlwelle (1) ausgebildet ist.
Spannvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenschulter (12) einen zum Innendurchmesser der Hohlwelle (1) passenden Außendurchmesser aufweist.
Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zapfenelement (7) im Bereich der Wellenschulter (12) an der Innenwelle (6) angeordnet ist.
Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (9) als Schraubendruckfeder ausgebildet ist.