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Die Erfindung betrifft eine Klemmvorrichtung gemäß der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art sowie eine Klemmeinheit, insbesondere für diese Klemmvorrichtung, gemäß der im Oberbegriff des Anspruches 3 angegebenen Art.
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Aus der
DE 10 2005 016 719 A1 ist eine derartige Klemmvorrichtung und eine gattungsgemäße Klemmeinheit bekannt. Ein mit einem ersten Bauteil verbindbarer, eine Klemmeinheit bildender Schlitten ist auf einer Schiene als Teil eines zweiten Bauteils geführt. Die Führungen der Schiene und des Schlittens liegen aneinander an und ermöglichen ein relatives translatorisches Bewegen des Schlittens gegenüber der Schiene in zwei zueinander entgegengesetzte Richtungen. Der Schlitten weist ein Gehäuse, einen Antrieb und Bremsbacken als Klemmelemente auf, welche an einer als Widerlager ausgebildete Führungsfläche der Schiene angreifen. Über einen Antrieb werden die Klemmelemente aus einer Öffnungsstellung in eine Schließstellung verfahren, sodass die Bremsbacken an dem Widerlager fest angreifen und somit das erste und zweite Bauteil relativ zueinander fixiert sind. Das Klemmelement wirkt mit einem Stützelement als Teil eines mit dem Antrieb verbundenen Getriebes zusammen. Das Stützelement dient dabei als Kraftübertragungselement zur Übertragung der Antriebskraft, sperrt das Klemmelement in der Schließstellung, indem es sich beispielsweise am Gehäuse abstützt, und gibt in der Öffnungsstellung das Klemmelement frei. Der Antrieb erzeugt eine Antriebskraft, um das Stützelement und darüber das Klemmelement zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung zu verfahren.
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Nachteilig an dieser Konstruktion ist, dass diese sehr aufwendig zu fertigen und somit sehr kostenintensiv ist. Die bekannte Klemmvorrichtung ist zudem sehr schwerbauend und die Antriebsbewegung relativ schwergängig. Zudem sind die Einstellmöglichkeiten der Klemmkraft sehr unpräzise, was die Anwendbarkeit einschränkt und auch zu vorzeitigem Verschleiß führt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Klemmvorrichtung gemäß der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art und eine Klemmeinheit gemäß der im Oberbegriff des Anspruches 3 angegebenen Art derart fortzubilden, dass unter Vermeidung der genannten Nachteile eine einfache Herstellung ermöglicht wird.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich durch Verwendung insbesondere standardisierter, gehärteter Kugeln, eine einfache Klemmvorrichtung und Klemmeinheit schaffen lässt, da es die Kugeln als Massenprodukt zu günstigsten Preisen gibt.
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Nach der Erfindung ist daher bei der Klemmvorrichtung das Klemmelement durch eine Kugel gebildet und das Stützelement weist eine mit der Kugel zusammenwirkende Stellfläche auf, sodass beim Bewegen von der Öffnungsstellung in die Schließstellung die Kugel relativ zur Stellfläche auf dieser in die Schließstellung entlang bewegt wird. Durch die Gestaltung der Stellfläche lässt sich die Bewegung der Kugel auf einfache Weise vorbestimmt festlegen, wobei die Kugel als Gegenstück der Stellfläche auch eine optimierte Ausgestaltung der Stellfläche erlaubt.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Führungen der Klemmvorrichtung durch jeweils sich ergänzende, ineinander eingreifende Teile einer Schwalbenschwanz-Führung, Zylinder-Führung, Prismen-Führung oder Nuten-Führung gebildet. Jeweils ein Teil einer Führung ist einem Bauteil zugeordnet. Die Führungen liegen dabei aneinander an oder greifen ineinander ein und über die Klemmeinheit wird das erste Bauteil relativ zum zweiten Bauteil fixiert.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe bei einer Klemmeinheit dadurch gelöst, dass die Klemmeinheit aufweist: zumindest ein Klemmelement; ein mit dem Klemmelement zusammenwirkendes Stützelement, welches als Kraftübertragungselement zur Übertragung der Antriebskraft dient, das Klemmelement in einer Schließstellung sperrt und in einer Öffnungsstellung freigibt, sowie mit einem mit dem Stützelement zusammenwirkenden, die Antriebskraft erzeugenden Antrieb, um das Stützelement und darüber das Klemmelement zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung zu verfahren. Erfindungsgemäß ist das Klemmelement durch eine Kugel gebildet und das Stützelement weist eine mit der Kugel zusammenwirkende Stellfläche auf, so dass beim Bewegen von der Öffnungsstellung in die Schließstellung die Kugel des Stützelements relativ zur Stellfläche auf dieser in die Schließstellung entlang bewegt wird. Durch das Verwenden einer Kugel kann die Stellfläche optimiert gestaltet und die Übertragungsverluste durch Gleitreibung minimiert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Stellfläche so ausgebildet, dass eine Bewegung des Stützelementes in eine erste Richtung und eine Bewegung des Klemmelementes in eine dazu andere Richtung, beispielsweise in einem Bereich von mehr als 0° bis 90°, insbesondere in eine um 90° hierzu versetzte Richtung, ermöglicht wird.
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Um ein einfaches Bewegen des Klemmelementes relativ zum Stützelement zu ermöglichen, weist die Stellfläche eine Kugelform auf.
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Vorzugsweise liegen das Stützelement und das Klemmelement versetzt zueinander angeordnet aneinander an, insbesondere in zwei Richtungen versetzt, z. B. in x- und y-Richtung, insbesondere in der Schließstellung und/oder der Öffnungsstellung, vorzugsweise permanent. Je nach Versatz kann im Zusammenwirken mit einem Gehäuse der Winkel der Bewegungsrichtung des Klemmelements zur Bewegungsrichtung des Stützelements eingestellt werden. Zudem kann dadurch auch die Bewegung in Längsrichtung und die Bewegung in Breitenrichtung der Klemmeinheit festgelegt werden.
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Insbesondere um eine gewisse Kraftverteilung über die Länge zu erreichen, können mehrere Stützelemente nebeneinander angeordnet sein. Günstig ist es dabei, wenn das Stützelement als Kugel ausgebildet ist oder zumindest einige Stützelemente als Kugel ausgebildet sind.
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Um die Kraftübertragung vom Antrieb zu dem Klemmelement oder zu den Klemmelementen über einen längeren Bereich einfach zu realisieren, ist das dem Antrieb nächst gelegene Stützelement als Stift mit einer Stellfläche, insbesondere einer kugelförmigen Stellfläche, ausgebildet, welche an dem folgenden weiteren Stützelement anliegt.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind mehrere Kugeln als Klemmelemente vorgesehen, welche jeweils mit zumindest einem Stützelement zusammenwirken. Hierdurch werden die Flächenpressung und ein sich möglicherweise ergebender Verschleiß durch die Einwirkung der Klemmelemente auf ein Widerlager einer Führung des zweiten Bauteils verringert. Verschleiß kann beispielsweise an der Kugel und der zugeordneten Widerlagerfläche der zweiten Führung eines zweiten Bauteils, auf welche die Kugel einwirkt, auftreten.
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Vorzugsweise sind die Klemmelemente nebeneinander anliegend in Reihe angeordnet. Hierdurch ergibt sich eine gegenseitige Abstützung im Betrieb, so dass keine weiteren Führungsmittel oder Stützmittel notwendig sind. Die Klemmelemente führen sich gegenseitig im Zusammenwirken mit einem Gehäuse der Klemmeinheit. Dadurch kann der Aufbau weiter vereinfacht und damit kostengünstiger gestaltet werden.
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Um eine Sicherung gegen ein unbeabsichtigtes Lösen der Schließstellung der Klemmeinheit zu schaffen, ist der Antrieb in Richtung Schließstellung federbelastet. Somit erfolgt ein Bewegen des Antriebs in Richtung Öffnungsstellung gegen die Federkraft. Mit der Federkraft wird somit die Schließstellung aufrechterhalten. Sollten sich in der Schließstellung durch Vibrationen Setzbewegungen in der Klemmeinheit ergeben, beispielsweise im Antriebsstrang, bei aneinander liegenden Stütz- und Klemmelementen oder ein Nachgeben der Widerlagerfläche, erfolgt ein Nachführen der Klemmelemente durch die anliegende Federkraft, d.h. die Stützelemente und die Klemmelemente bewegen sich weiter in Richtung Schließstellung.
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Vorzugsweise ist die maximale Antriebsbewegung durch einen Anschlag festgelegt. Hierdurch wird ein Beschädigen der Klemmeinheit durch eine zu groß aufgebrachte Antriebskraft verhindert. Dabei wird jedoch die Schließstellung bei einer Bewegung von der Öffnungsstellung in die Schließstellung erreicht, bevor der Anschlag wirksam ist. Hierdurch kann die anliegende Federkraft in der Schließstellung weithin in Richtung Schließstellung auf das Klemmelement oder die Klemmelemente wirken. Das oben beschriebene Nachführen bei Setzbewegungen in der Klemmeinheit wird dadurch gewährleistet.
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Die Klemmeinheit ist mit einem Gehäuse versehen, in dem das Stützelement und das Klemmelement gelagert sind. Hierdurch sind das Stützelement und das Klemmelement jeweils vor mechanischer Beeinträchtigung geschützt.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind zumindest einige Klemmelemente und/oder Stützelemente durch das Gehäuse bei einer Bewegung aus der Öffnungsstellung in die Schließstellung geführt gelagert. Das Gehäuse dient somit als Führung für die Klemmelemente und/oder Stützelemente.
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Zumindest ein Klemmelement ist durch eine Aussparung im Gehäuse aus der Öffnungsstellung in die Schließstellung und vice versa bewegbar. Hierdurch bleiben die Stützelemente und die Klemmelemente nicht nur vor mechanischer Beeinträchtigung geschützt, sondern auch vor einem Verschmutzen während des Betriebes, welcher die Funktion der Klemmeinheit beeinträchtigen könnte.
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Um ein unbeabsichtigtes Schließen der Klemmeinheit zu verhindern, ist eine Sicherung, wie eine Raste, für den Antrieb vorgesehen, welche den Antrieb in der Öffnungsstellung hält.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Antrieb durch einen manuellen Antrieb gebildet, der eine Handhabe aufweist.
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Vorzugsweise ist die maximale Bewegung des Stützelementes bzw. der Stützelemente und/oder des Klemmelements bzw. der Klemmelemente in Öffnungsrichtung durch einen Anschlag begrenzt, der insbesondere einstellbar ausgebildet ist. Hierdurch wird eine weitere Einstellungsmöglichkeit geschaffen, um die Klemmeinheit auf die den Einsatzfall und die auftretenden Kräfte abzustimmen.
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Weiterhin kann auch die Klemmkraft über die einstellbare Vorspannung der Feder festlegbar sein.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
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In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet. In der Zeichnung bedeutet:
- 1 eine schematische Seitenansicht mit Teilschnitt des Antriebs einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
- 2 eine Schnittansicht von 1;
- 3a eine vergrößerte Schnittansicht von 1 in einer um 180° gedrehten Position in der Öffnungsstellung;
- 3b eine vergrößerte Schnittansicht von 1 in einer um 180° gedrehten Position in der Schließstellung;
- 4 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, und
- 5 eine Querschnittsansicht von 4.
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In den 1 bis 3 ist eine erste Ausführungsform der Erfindung in Form einer Klemmeinheit 10 in unterschiedlichen Darstellungen gezeigt. Die Klemmeinheit 10 ist mit einem hier nicht dargestellten ersten Bauteil verbindbar und mit einem Gehäuse 12 versehen, welches eine Verbindungsplatte 14 mit dem ersten Bauteil und eine Führung 16 auf der einem Verbindungsbereich 14a mit dem ersten Bauteil entfernt gelegenen Seite aufweist. Die Außenform der Führung 16 entspricht einem Teil einer Schwalbenschwanzführung, welche dem anderen Teil einer Schwalbenschwanzführung eines ebenfalls nicht gezeigten zweiten Bauteils zugeordnet ist.
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Die Führung 16 ist mit der Verbindungsplatte 14 über Schrauben 18 verbunden. Zudem ist die Verbindungsplatte 14 über Schrauben 20 mit dem ersten Bauteil verbunden.
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Die Führung 16 begrenzt einen Innenraum 22, in dem mehrere Kugeln 24 als Klemmelemente und mehrere Kugeln 26 als Stützelemente gelagert sind. Seitlich ist eine Seitenwandung 16a zur Begrenzung vorgesehen, oben eine Deckenwandung 16b und auf der der Seitenwandung gegenüberliegenden Seite eine Stützleiste 16c. Die Klemmelemente 24 liegen in Reihe nebeneinander aneinander an und sind benachbart einer Aussparung 16d in der Führung 16 angeordnet. Die Aussparung 16d wird durch die Stützleiste 16c, die Verbindungsplatte 14 und seitlich durch Seitenwandungen 16e und 16f der Führung 16 begrenzt.
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Die Stützelemente 26 liegen in Reihe nebeneinander aneinander an, sind zu den Klemmelementen 24 in Längsrichtung und in Breitenrichtung des Innenraums 22 versetzt, und liegen jeweils an zwei Klemmelementen 24 an. An der den Klemmelementen 24 entfernt gelegenen Seite liegen die Stützelemente 26 an der Seitenwand 16a der Führung 16 im Innenraum 22 an.
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An dem einen Ende bezogen auf die Längserstreckung der Klemmeinheit 10, in 1 unten, ist der Innenraum 22 durch die Vorderwandung 16f begrenzt. Auf der der Vorderwandung 16f entfernt gelegenen Seite des Innenraums 22 ist dieser durch die Rückwandung 16e begrenzt. Die Stützleiste 16c und die Aussparung 16d der Führung 16 erstrecken sich im Wesentlichen von der Vorderwandung 16f zur Rückwanderung 16e. Ein mit einem Handantrieb 28 verbundener Stift 30 ragt in den Innenraum 22 der Führung 16 hinein. Der vordere Bereich des Stiftes 30 ist mit einer kugelförmigen Stellfläche 30a versehen, welche an dem nächstliegenden Stützelement 26 anliegt.
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Der Handantrieb 28 weist eine Handhabe 32 auf, innerhalb der eine Flachfeder 34 in Schließrichtung gespannt angeordnet ist, wobei die Flachfeder an der Handhabe 32 angreift und an einem mit dem Gehäuse 12 fest verbundenen Spannstift 36. Die Handhabe 32 und die Flachfeder 34 sind mit dem Stift 30 verbunden. Der Spannstift 36 dient auch als Anschlag für den maximalen Antriebswinkel der Handhabe 32, um die Klemmeinheit 10 aus der Schließstellung in die Öffnungsstellung zu verfahren.
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Der Stift 30 ist in einem Handhabegehäuse 32a axial verstellbar gelagert. Mit Drehen der Handhabe 32 in die eine oder andere Richtung erfolgt eine Bewegung des Stiftes in Schließrichtung, gemäß 1 nach unten, oder in Öffnungsrichtung, gemäß 1 nach oben. Zudem kann die Öffnungsstellung des Stiftes 30 auch eingestellt werden. In der Regel wird versucht den Stift 30 in der Öffnungsstellung so zu positionieren, dass die vordere Stellfläche 30a an der ersten Kugel 26 anliegt, die Kugeln 24 sich aber gerade nicht in der Schließstellung befinden. Dadurch wird gewährleistet, dass die Stellbewegung des Handantriebs 28 minimiert wird und das erste Bauteil mit der Klemmeinheit 10 gegenüber dem zweiten Bauteil relativ beweglich ist.
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Wird die Handhabe 32 aus der Öffnungsstellung in Schließrichtung gedreht, verfährt der Stift 30 nach unten, drückt die Stellfläche 30a des Stiftes unmittelbar auf die erste Kugel 26 und diese sowohl auf die nächste Kugel 26 als auch auf die versetzt angeordnete Kugel 24. Entsprechend wird die Antriebskraft bis auf die letzte Kugel 26 in der Reihe der Stützelemente 26 und die letzte Kugel 24 in der Reihe der Klemmelemente 24 übertragen. Hierdurch verschieben sich die Kugeln 26 entlang einer Achse parallel zur Längsachse der Klemmeinheit 10 und die Kugeln 24 verschieben sich jeweils senkrecht hierzu. Dabei bewegen die Kugeln 24 relativ zur Oberfläche, die eine Stellfläche 26a der Kugel 26 bildet.
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Zudem treten die Kugeln 24 bereichsweise durch die Aussparung 16d hindurch und kommen in Anlage mit dem Widerlager der zweiten Führung des zweiten Bauteils. Die Flachfeder 34 wirkt weiter in Schließrichtung und drückt den Stift 30 und die Kugeln 24 weiter entlang der zur Längsachse parallelen Achse und die Kugeln 26 weiter gegen das Widerlager der zweiten Führung des zweiten Bauteils.
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In den 4 und 5 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit Zylinderführung dargestellt, die auf dem gleichen Prinzip beruht. Die Klemmeinheit 10 verbindet das erste Bauteil 38 mit dem zweiten Bauteil 40. Auch hier werden das Stützelement 26 und das Klemmelement 24 mittels einer Vielzahl von Kugeln 24, 26 gebildet, die versetzt zueinander angeordnet aneinander anliegen. Vorliegend sind zwei diametral gegenüberliegende Klemmelemente 24 an einem Stützelement 26 angeordnet. Die Antriebskraft der Feder 34 wirkt mittels eines Stiftes auf das Stützelement 26, und sperrt dadurch die beiden Klemmelemente 24. Für jedes der beiden Klemmelemente 24 ist ein Widerlager 42 vorgesehen, um die Schließstellung zu bewirken.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Klemmeinheit
- 12
- Gehäuse
- 14
- Verbindungsplatte
- 14a
- Verbindungsbereich
- 16
- Führung
- 16a
- Seitenwandung
- 16b
- Deckenwandung
- 16c
- Stützleiste
- 16d
- Aussparung
- 16e
- Vorderwandung - oben
- 16f
- Rückwandung - unten
- 18
- Schrauben
- 20
- Schrauben
- 22
- Innenraum
- 24
- Kugel, Klemmelement
- 26
- Kugel, Stützelement
- 26a
- Stellfläche
- 28
- Handantrieb
- 30
- Stift
- 30a
- Stellfläche
- 32
- Handhabe
- 32a
- Handhabegehäuse
- 34
- Flachfeder
- 36
- Spannstift
- 38
- erstes Bauteil
- 40
- zweites Bauteil
- 42
- Widerlager
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005016719 A1 [0002]
