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Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannkluppe zum klemmenden Halten eines Bürstenkörpers, insbesondere eines Zahnbürsten-Körpers in dessen Kopfbereich, mit zumindest zwei in Längsrichtung des zu haltenden Bürstenkörpers zueinander beabstandeten Spannbacken.
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Bürsten, insbesondere Zahnbürsten, werden bei der Herstellung nacheinander mehreren Bearbeitungsstationen zugeführt, beispielsweise einer Stopfeinrichtung, einer Abschereinrichtung und einer Schleifeinrichtung. Der Transport der Bürstenkörper kann dabei an einem Transportband oder einer Transportkette erfolgen, wobei die einzelnen Bürstenkörper jeweils in einer Spannkluppe gehalten sind.
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Dabei ist es wünschenswert, möglichst viele Spannkluppen auf möglichst engem Raum nebeneinander anzuordnen, so dass die Taktweite reduziert und die Schaltzeiten verkürzt werden können und die Bearbeitung von mehr Bürstenkörpern pro Zeiteinheit möglich ist. Zudem kann so der Verschleiß reduziert werden und es können mehr Bürsten an einer Schleifscheibe mit bestimmtem Durchmesser gleichzeitig bearbeitet werden, wenn die Spannkluppen, in denen die Bürstenkörper gehalten sind, näher aneinander angeordnet sind.
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Problematisch ist jedoch, dass zum Öffnen der Spannkluppen zum Einsetzen und Entnehmen eines Bürstenkörpers mechanische Vorrichtungen erforderlich sind, die einen gewissen Mindestabstand zwischen benachbarten Spannkluppen erfordern.
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Es besteht daher die Aufgabe, eine Spannkluppe der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine dichtere Anordnung der Spannkluppen nebeneinander ermöglicht.
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Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass zumindest eine der Spannbacken beweglich und zwischen einer Offenstellung und einer den Bürstenkörper klemmend zwischen den Spannbacken haltenden Schließstellung verstellbar ist, dass eine zwischen den Spannbacken angeordnete, zwischen einer die Rückseite des Bürstenkörpers beaufschlagenden Schließstellung und einer demgegenüber zurückgezogenen Offenstellung verstellbare Bürstenkörper-Auflage vorgesehen ist, und dass ein gemeinsamer Betätigungsmechanismus zum gemeinsamen Verstellen der Spannbacken und der Bürstenkörper-Auflage gegen eine Rückstellkraft aus der jeweiligen Schließstellung in die Offenstellung vorgesehen ist.
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Durch die Bürstenkörper-Auflage ist der zu haltende Bürstenkörper rückseitig abgestützt, so dass die Spannbacken vergleichsweise klein ausgebildet sein können, der Bürstenkörper trotzdem sicher in der Spannkluppe gehalten ist. Da für die Spannbacken und die Bürstenkörper-Auflage ein gemeinsamer Betätigungsmechanismus vorgesehen ist, ist der Platzbedarf hierfür gering, so dass der Abstand zwischen zwei Spannkluppen an einer Transportkette oder dergleichen Transporteinrichtung entsprechend gering gehalten werden kann.
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Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn der Betätigungsmechanismus ein in Längsrichtung des gehaltenen Bürstenkörpers betätigbares Betätigungselement aufweist. Somit sind zum Betätigen der Spannkluppe keine seitlich über diese überstehende Elemente nötig, so dass zwei Spannkluppen sehr dicht, gegebenenfalls sogar ohne Abstand zueinander, seitlich nebeneinander angeordnet werden können.
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Denkbar wäre auch ein von oben oder unten, also zumindest etwa senkrecht zur durch den gehaltenen Bürstenkörper aufgespannten Halte-Ebene, betätigbares Betätigungselement. Auch hier wären keine seitlich über die Spannkluppe überstehenden Elemente erforderlich.
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Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass das Betätigungselement ein gegen die Rückstellkraft einer Rückstellfeder linearverschiebbar gelagerter Schieber mit einem Beaufschlagungsende für ein Beaufschlagungselement der verstellbaren Spannbacke und mit einer Auflaufschräge für ein Beaufschlagungselement zum Verstellen der Bürstenkörper-Auflage ist.
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Dies ermöglicht eine einfache mechanische Konstruktion des Betätigungsmechanismus’. Die bewegliche Spannbacke wird üblicherweise horizontal und die Bürstenkörper-Auflage vertikal verschoben. Somit kann das Betätigungselement mit seinem freien Beaufschlagungsende die in Betätigungsrichtung hintere Spannbacke betätigen und die zwischen dem Beaufschlagungsende und dem Betätigungsende befindliche Auflaufschräge die Vertikalbewegung der Bürstenkörper-Auflage auslösen. Bei Wegfall der äußeren Kraft am Betätigungsende zum Öffnen der Spannkluppe wird das Betätigungselement durch die Rückstellkraft in seine Ausgangsposition zurückbewegt und die bewegliche Spannbacke sowie die Bürstenkörper-Auflage in die jeweilige Schließstellung zurückbewegt.
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Die bewegliche(n) Spannbacke(n) können vorzugsweise linearverschiebbar gelagert sein. Dies ermöglicht eine einfache Bewegung zwischen der Offenstellung und der Schließstellung und somit eine besonders einfache und kostengünstige Konstruktion des Betätigungsmechanismus’.
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Es ist jedoch auch möglich, dass die bewegliche(n) Spannbacke(n) verschwenkbar gelagert ist (sind).
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Dabei können die bewegliche(n) Spannbacke(n) auch mehrteilig ausgebildet sein. Insbesondere können zwei im Endbereich des einzuspannenden Bürstenkörper-Bereichs angreifende Backen-Flügel vorgesehen sein.
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Moderne Zahnbürsten haben an der dem Borstenfeld gegenüberliegenden Seite häufig Funktionselemente, beispielsweise weiche Kunststoffnoppen oder Lamellen zur Pflege des Zahnfleisches oder zur Zungenreinigung. Damit solche Bürstenkörper sicher in der Spannkluppe gehalten werden können, ohne die Funktionselemente zu beschädigen, ist es vorteilhaft, wenn die Bürstenkörper-Auflage eine dem jeweiligen Bürstenkörper formangepasste Auflagefläche aufweist. Die Bürstenkörper-Auflage kann dabei eine entsprechend der Profilierung der ihr zugewandten Bürstenkörper-Seite ausgebildete Gegenprofilierung aufweisen.
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Um eine Spannkluppe schnell an unterschiedliche Bürstenkörper mit unterschiedlich geformten Rückseiten anpassen zu können, ohne die gesamte Spannkluppe wechseln zu müssen, ist es zweckmäßig, wenn die Bürstenkörper-Auflage ein Basisteil und ein lösbar daran gehaltenes, die Auflagefläche aufweisendes Wechselteil aufweist. Somit ist es möglich, lediglich das Wechselteil mit der Auflagefläche auszutauschen.
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Dabei kann zwischen dem Basisteil und dem Wechselteil ein Klick-Verschluss vorgesehen sein, der ein Clip-artiges Verbinden und Lösen der beiden Teile ohne Werkzeuge ermöglicht.
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Alternativ kann die Bürstenkörper-Auflage mit der Auflagefläche ein einstückig ausgebildetes Laser-Sinter-Teil sein. Dies ermöglicht eine einfache Herstellung und eine stabile Ausgestaltung der Bürstenkörper-Auflage.
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Um die Spannkluppe an unterschiedlich große Bürstenkörper anpassen zu können, kann eine Spannbacke unabhängig von der Öffen- und Schließbewegung einer anderen, zwischen einer Öffen- und einer Schließstellung beweglichen Spannbacke positionierbar und in einer jeweiligen Arbeitsposition festlegbar sein. Somit kann der Abstand der Spannbacken in Schließstellung zueinander durch Positionieren einer der Spannbacken variiert werden. Die Arretierung kann beispielsweise über eine Rasterung mit Kugeldruckschraube erfolgen, die über ein Einstellrad betätigt werden kann.
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Ein Bürstenkörper kann allein durch die seitlich von den Spannbacken einwirkenden Kräfte klemmend gehalten werden. Um ein versehentliches Herauslösen des Bürstenkörpers aus der Spannkluppe insbesondere durch die von unten über die Bürstenkörper-Auflage einwirkende Kraft sicher zu vermeiden, können die Spannbacken oberseitig und/oder unterseitig den Haltebereich des Bürstenkörpers in Schließstellung bereichsweise überlappende Überstände aufweisen. Die Spannkraft der Spannbacken kann dadurch reduziert und Beschädigungen des Bürstenkörpers durch zu hohe Spannkräfte vermieden werden. Trotzdem ist der Bürstenkörper sicher in der Spannkluppe gehalten, Zum Einlegen eines Bürstenkörpers in die Spannkluppe müssen die Spannbacken in Offenstellung so weit zueinander beabstandet sein, dass der zu haltende Bürstenkörper-Bereich an den Überständen vorbei zwischen die Spannbacken eingeführt werden kann, bis der Bürstenkörper auf der Bürstenkörper-Auflage aufliegt. Durch die Schließbewegung der beweglichen Spannbacke wird der Bürstenkörper unter die Überstände der Spannbacken geschoben, so dass der Bürstenkörper einerseits von den Spannbacken klemmend gehalten ist, andererseits in Querrichtung dazu in der Spannkluppe festgelegt ist. Der Bürstenkörper wird zudem von der in deren Schließstellung bewegten Bürstenkörper-Auflage in dieser Querrichtung gegen die Überstände gedrückt, so dass der Bürstenkörper in jeder Richtung fest in der Spankluppe gehalten ist.
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Dabei ist es für einen optimalen Halt des Bürstenkörpers in der Spannkluppe zweckmäßig, wenn der Betätigungsmechanismus derart ausgebildet ist, dass bei der Schließbewegung die Bürstenkörper-Auflage zeitlich nach den Spannbacken in die jeweilige Schließstellung gelangt. Somit wird der Bürstenkörper zunächst zwischen den Spannbacken fixiert und anschließend erfolgt die Abstützung durch die Bürstenkörper-Auflage.
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Es kann zweckmäßig sein, wenn die Rückstellkraft zum Verstellen der Spannbacken und/oder der Bürstenkörper-Auflage aus der Schließstellung in die jeweilige Offenstellung einstellbar ist. Auch dies ermöglicht eine Anpassung der Spannkluppe an unterschiedliche Bürstenkörper. Beispielsweise kann die Rückstellkraft für Bürstenkörper aus weicherem Material reduziert werden, um Beschädigungen durch zu starken Druck zu vermeiden.
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Zum einfachen Einstellen der Rückstellkraft kann vorzugsweise jeweils ein mit einem Einstellrad positionierbarer, eine Rückstellfeder beaufschlagender Federstift vorgesehen sein.
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Das Verhältnis der Breite des zu haltenden Bürstenkörpers und der Breite der Spannkluppe kann insbesondere zwischen 0,7 und 1,0 betragen. Somit ist einerseits Platz für ein sicheres Aufnehmen eines Bürstenkörpers und für die mechanischen Komponenten für den Betätigungsmechanismus vorhanden, andererseits ist die Spannkluppe nur so breit wie notwendig, so dass eine optimierte Anzahl von Spannkluppen nebeneinander an einer Transporteinrichtung angeordnet werden können.
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Die erfindungsgemäßen Spannkluppen können an unterschiedlichen Trägern montiert werden, beispielsweise einer Transportkette (Transport Chain, TO), einem Shuttle-System, Rundschalttischen, Schiebeschlitten, Roboteraufnahmen oder selbstfahrenden Transporteinheiten. Je nach Art der Anordnung der Spannkluppen kann ein Bürstenkörper auch während er in der Spannkluppe gehalten ist mit Borstenbündeln bestopft werden.
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Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Spannkluppe anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigt:
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1 eine Aufsicht einer Spannkluppe mit darin gehaltenem Bürstenkörper,
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2 eine perspektivische Ansicht der Spannkluppe aus 1,
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3 eine Detailansicht der Spannkluppe aus 2 im Bereich der Spannbacken.
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4 eine seitliche Schnittdarstellung der Spannkluppe in Offenstellung der Spannbacken und der Bürstenkörper-Auflage und
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5 eine seitliche Schnittdarstellung der Spannkluppe in Schließstellung der Spannbacken und der Bürstenkörper-Auflage.
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Eine im Ganzen mit 1 bezeichnete Spannkluppe zum klemmenden Halten eines Bürstenkörpers 2 weist gemäß den Figuren zwei zueinander beabstandete Spannbacken 3a, 3b auf, die an einem Grundkörper 4 gelagert sind.
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Eine der Spannbacken, im folgenden feste Spannbacke 3a genannt, ist an dem Grundkörper 4 in einer Arbeitsposition festlegbar und die andere, bewegliche Spannbacke 3b ist mittels eines Betätigungsmechanismus’ 6 (4, 5) zwischen einer Offenstellung (4) und einer Schließstellung (5) verstellbar.
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Der Bürstenkörper 2, hier ein Zahnbürsten-Körper, wird mit seinem Kopfbereich zwischen die in Offenstellung befindlichen Spannbacken 3a, 3b gebracht. Nach dem Verstellen der beweglichen Spannbacke 3b in deren Schließstellung ist der Bürstenkörper 2 klemmend zwischen den Spannbacken 3a, 3b gehalten. Zudem liegt der Bürstenkörper 2 auf einer Bürstenkörper-Auflage 5 auf (2 bis 5), die ihrerseits zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung verstellbar ist und in Schließstellung den Bürstenkörper 2 von unten beaufschlägt.
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Zum Verstellen der beweglichen Spannbacke 3b und der Bürstenkörper-Auflage 5 aus der jeweiligen Schließstellung in die Offenstellung ist ein gemeinsamer Betätigungsmechanismus 6 vorgesehen, der nachfolgend genauer beschrieben wird.
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Gemäß 4 befindet sich die bewegliche Spannbacke 3b in ihrer Offenstellung, ebenso die Bürstenkörper-Auflage 5. Hierzu wird ein als linearverschiebbar in dem Grundkörper 4 gelagertes, als Schieber ausgebildetes Betätigungselement 7 an seinem außerhalb des Grundkörpers 4 befindlichen Ende 8 gegen die Rückstellkraft einer Rückstellfeder 9 kraftbeaufschlagt (Pfeil Pf1). Mit seinem dem äußeren Ende 8 gegenüberliegenden Beaufschlagungsende 10 drückt das Betätigungselement 7 gegen ein Beaufschlagungselement 11 der verstellbaren Spannbacke 3b und schiebt diese damit von der festen Spannbacke 3a weg.
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Eine Auflaufschräge 12 an dem Betätigungselement 7 wirkt mit einem als Öffnungsrolle ausgebildeten Beaufschlagungselement 13 der Bürstenkörper-Auflage 5 zusammen. Die Bürstenkörper-Auflage 5 weist dabei einen vertikal in dem Grundkörper 4 verschiebbar gelagerten Zylinder 14 auf, wobei das Betätigungselement 7 durch eine Ausnehmung 15 des Zylinders 14 hindurchgeführt ist. Sowohl dem Zylinder 14 wie auch dem Beaufschlagungselement 11 der beweglichen Spannbacke 3b ist jeweils eine Rückstellfeder 16, 17 zugeordnet, die das jeweilige Element in die jeweilige Schließstellung drücken.
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Durch Beaufschlagung des Betätigungselements 7 werden sowohl die bewegliche Spannbacke 3b wie auch die Bürstenkörper-Auflage 5 in ihre jeweilige Offenstellung gebracht (4). In dieser Stellung wird ein Bürstenkörper 2 in die Spannkluppe 1 eingelegt. Beide Spannbacken 3a, 3b weisen oberseitig und unterseitig jeweils einen den zu haltenden Bereich des Bürstenkörpers 2 überlappenden überstand 18 auf. Daher wird der Bürstenkörper 2 beim Einlegen zunächst beabstandet zu den in Schließrichtung orientierten Stirnseiten der Spannbacken 3a, 3b eingeführt und auf der Bürstenkörper-Auflage 5 abgelegt oder etwas darüber gehalten. Durch Wegfall der Beaufschlagungskraft auf das Ende 8 des Betätigungselements 7 wird die bewegliche Spannbacke 3b auf die feste Spannbacke 3a zubewegt und der Bürstenkörper 2 zwischen die Überstände 18 der Spannbacken 3a, 3b geschoben. Somit ist der Bürstenkörper 2 einerseits in Längsrichtung zwischen den Spannbacken 3a, 3b klemmend gehalten, andererseits auch in vertikaler Richtung zwischen den Überständen 18 festgelegt. Der Betätigungsmechanismus 6 ist so konstruiert, dass der Zylinder 14 erst nach dem Verstellen der beweglichen Spannbacke 3b in deren Schließstellung von der Rückstellfeder 17 nach oben gedrückt wird und die Bürstenkörper-Auflage 5 so in ihre Schließstellung gelangt, in der sie den Bürstenkörper 2 von unten beaufschlagt und abstützt (5).
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Die Bürstenkörper-Auflage 5 kann auch in Beabstandungsrichtung der Spannbacken 3a, 3b verschiebbar gelagert sein, um die Schließbewegung der Spannbacke 3b besser mitmachen zu können, wenn der Bürstenkörper 2 beim Schließen der Spannbacke 3b bereits auf der Bürstenkörper-Auflage 5 aufliegt, Dabei kann eine Rückstellkraft die Bürstenkörper-Auflage 5 gegen die Schließbewegung in die Einsetzposition drücken.
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Die Rückstellfedern 16, 17 sind jeweils in einem Federgehäuse 28 an dem Grundkörper 4 gelagert (2, 4, 5). Über ein Einstellrad 29, das über nicht näher dargestellte Gewinde und Gegengewinde mit einem die jeweilige Rückstellfeder 16, 17 beaufschlagenden Federstift 30 zusammenwirkt, kann die Grundspannung der Rückstellfedern 16, 17 eingestellt werden. Somit kann die zum Verstellen der Spannbacke 3b und der Bürstenkörper-Auflage 5 in die jeweilige Offenstellung erforderliche Kraft beziehungsweise die Kraft, mit der die Spannbacke 3b und die Bürstenkörper-Auflage 5 in Schließstellung gegen den Bürstenkörper 2 drücken und diesen halten, eingestellt werden.
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Es ist auch möglich, die Federgehäuse 28 von dem Grundkörper 4 abzunehmen und die Rückstellfedern 16, 17 auszutauschen. Die Federgehäuse 28 können dazu beispielsweise über ein Gewinde oder einen Bajonettverschluss lösbar an dem Grundkörper 4 befestigt sein.
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Da das Betätigungselement 7 in Längsrichtung des Bürstenkörpers 2, praktisch in dessen Verlängerung, betätigbar ist, sind zum Verstellen der Spannkluppe 1 in Offenstellung keine seitlich über die Spannkluppe 1 überstehenden Elemente erforderlich, so dass mehrere Spannkluppen 1 sehr dicht oder sogar unmittelbar aneinander angeordnet werden und trotzdem noch betätigt werden können.
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Zum Betätigen der Spannkluppe 1 kann das äußere Ende 8 des Betätigungselements 7 eine nicht näher dargestellte Rolle aufweisen, die beim Vorschub der Spannkluppe beispielsweise auf einer Transportkette gegen eine ortsfeste Auflaufschräge fährt und das Betätigungselement 7 in den Grundkörper 4 hinein bewegt. Beim Weiterbewegen der Spannkluppe 1 gelangt das Betätigungselement 7 wieder außerhalb des Bereichs der Auflaufschräge und wird durch die Rückstellfedern 9, 16, 17 wieder in die Ruheposition zurückgestellt.
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Zur Anpassung an unterschiedliche Bürstenkörper 2 ist die Spannbacke 3a positionierbar und in einer jeweiligen Arbeitsposition festlegbar. Hierzu ist die Spannbacke 3a an einem linearverschiebbar in dem Grundkörper 4 gelagerten Gleitschieber 19 angeordnet (2, 4, 5). Dieser ist über eine Schraube 20 verstellbar, wobei die Arretierung in einer gewünschten Arbeitsposition über eine Rasterung 21 an der Schraube 20 erfolgt, in die eine Rastkugel 22 eingreift, die mit einer Druckfeder 23 an die Rasterung 21 der Schraube 20 gedrückt wird. Eine Feder 24 am Schraubenschaft eliminiert ein eventuelles Gewindespiel und eine Gleitscheibe 25 verhindert, dass die Feder 24 beim Einstellen der Spannbacke 3a auf Torsion beansprucht wird. Betätigungsseitig weist die Schraube 20 ein Einstellrad 26 auf, das zudem eine Innenprofilierung 27 aufweist. Diese Innenprofilierung 27 ermöglicht ein Eingreifen eines Verstellwerkzeugs, um die Spannbacke 3a automatisiert in eine gewünschte Arbeitsposition zu verstellen. Auch hierbei ist ein Verstellen der Spannbacke 3a möglich, wenn mehrere Spannkluppen 1 dicht nebeneinander angeordnet sind.
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Wie insbesondere in 3 zu erkennen ist, weist die Bürstenkörper-Auflage 5 eine dem jeweiligen Bürstenkörper 2 formangepasste Auflagefläche 33 auf. Die Bürstenkörper-Auflage 5 weist dazu ein Basisteil 31 und ein lösbar daran gehaltenes, die Auflagefläche 33 aufweisendes Wechselteil 32 auf. Dadurch kann die Spannkluppe 1 schnell und einfach an unterschiedliche Bürstenkörper 2 angepasst werden, so dass auch bei Bürstenkörpern 2 mit rückseitigen Profilierungen oder vorstehenden Funktionsteilen eine stabile Auflage und ein sicherer Halt des Bürstenkörpers 2 sichergestellt ist. Am Basisteil 31 ist ein zylindrisches Halteelement 34 und an dem Wechselteil 32 eine entsprechende Ausnehmung vorgesehen, so dass das Wechselteil 32 clipartig mit dem Basisteil 31 verbunden und wieder von diesem getrennt werden kann. Diese Befestigungsart erlaubt zudem eine leichte Drehung beziehungsweise ein „Wippen” des Wechselteils, was einerseits das Einsetzen des Bürstenkörpers 2 insbesondere bei stärkerer Profilierung erleichtern kann und andererseits bewirkt, dass Toleranzen unterschiedlicher Bürstenkörper 2 bei Beaufschlagung in Schließstellung ausgeglichen werden können.
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An dem Grundkörper sind gemäß 3 Stützelemente 35 vorgesehen, auf denen das Wechselteil 32 in Offenstellung aufliegt (4), damit dieses in einer definierten Lage und Ausrichtung angeordnet ist.
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Wie in 1 zu erkennen ist, ist die Spannkluppe 1 nur geringfügig breiter als der darin gehaltene Bürstenkörper 2. Das Verhältnis der Breite b2 des zu haltenden Bürstenkörpers 2 und der Breite b1 der Spannkluppe 1 kann vorzugsweise zwischen 0,7 und 1 betragen. Somit ergibt sich eine besonders schmale und platzsparende Ausgestaltung der Spannkluppe 1. Da zum Betätigen des Betätigungsmechanismus’ 6 keine seitlich über die Spannkluppe 1 überstehenden Elemente erforderlich sind, können mehrere Spannkluppen, beispielsweise an einer Transportkette, sehr eng aneinander oder auch direkt aneinander angeordnet werden, so dass mehr Bürstenkörper in kürzerer Zeit bearbeitet werden können. Taktweiten und damit Schaltzeiten können reduziert werden, wodurch auch ein niedrigerer Verschleiß auftreten kann.
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Wenn beborstete Bürstenkörper an einer Schleifscheibe bearbeitet werden sollen, können mehrere, beziehungsweise bei einem vorgegebenen Schleifscheiben-Durchmesser eine größere Anzahl, in benachbarten Spannkluppen 1 angeordnete Bürstenkörper gleichzeitig bearbeitet werden.
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Zum lösbaren Anbringen der Spannkluppe 1 an einer Transportkette oder dergleichen Transportvorrichtung sind gemäß 4 und 5 am Grundkörper 4 unterseitig zwei Befestigungsbohrungen 36 vorgesehen, mit denen die Spannkluppe 1 auf entsprechende Zapfen der Transportvorrichtung aufgesetzt werden kann. Dadurch ist ein schnelles und präzises Anbringen und Entfernen der Spannkluppen 1 möglich.
