DE2228656A1 - Druckmittelbetaetigte klemmvorrichtung - Google Patents

Description

Dr.-lng. E. BERKENFELD · Dipi.-lng. H, BEF.KF^FELD, Patentanwälte, Köln Anlage Aktenzeichen

zur Eingabe vom 12. Juni 1972 VA. Name d. Anm. ThOmaS & BettS

Corporation

'Druckmittelbetätigte Klemmvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine druckmittelbetätigte Klemmvorrichtung mit einer Halterung mit einer Aufnahmeöffnung für den durch Druckmitteleinwirkung zu klemmenden Gegenstand und mit einer von der Außenseite der Halterung bis zu der Aufnahmeöffnung durchgehenden Druckmittelzuführung.

Mit einer solchen durch ein hydraulisches oder pneumatisches Druckmittel betätigten Klemmvorrichtung wird zum Beispiel eine ein- oder mehrteilige Hülse auf einen elektrischen Leiter aufgeklemmt. Eine solche Hülse besteht zum Beispiel aus zwei konzen- ' trisch umeinanderliegenden Hülsen. Zwischen den beiden Hülsen bleibt ein ringförmiger Raum frei, der über eine öffnung in der äußeren Hülse zugänglich ist. über diese öffnung wird ein Druckmittel eingepreßt, das seinerseits auf die innere-Hülse einwirkt und diese unter Verformung zum Beispiel auf den in ihr befindlichen elektrischen Leiter bzw. ein Kabel aufpreßt. Mit einer solchen Klemmvorrichtung lassen sich auch Muffen, Schellen und dergleichen auf Kabel allgemein und auch auf metallische Rohre, Leitungen usw. aufpressen. Als Druckmittel können auch die bei einer Sprengstoffexplosion entstehenden Gase verwendet werden.

1- geändert gemäß Eingab*

•Ingegangen am ΑθήΛ^%

Die bekannten KJanmvorrichtungen enthalten im allgemeinen ein düsenartiges Rohrstück, das mit seinem einen Ende an die Druckmittelquelle angeschlossen wird und mit seinem anderen Ende auf eine angepaßte öffnung in dem zu klemmenden Gegenstand aufgesetzt wird. Beim öffnen der Druckraittelquelle wird diese Verbindung unter

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Druck gesetzt. Am Übergang zwischen der Austrittsöffnung der Düse und der diese aufnehmenden Öffnung des zu klemmenden Gegenstandes leckt das Druckmittel durch. Dies ergibt sich einmal aus dem durch die Druckmittelquelle ausgeübten Druck und zum anderen durch den Rück- oder Staudruck, der beim Eintritt des Druckmittels in den zu klemmenden Gegenstand erzeugt wird. Man hat versucht, dieses Durchlecken des Druckmittels durch Dichtungen, durch festes Anklemmen der Klemmvorrichtung bzw. der Düse an den zu klemmenden Gegenstand und durch andere Maßnahmen zu vermeiden. Erfolge blieben jedoch aus.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannten Klemmvorrichtungen zu verbessern und insbesondere eine Klemmvorricntung so auszubilden, daß das Druckmittel nicnt mehr an Übergang in den zu klemmenden Gegenstand austritt bzw. durchleckt.

Zur Lösung dieser Aufgab·? si-ihs die Erfindung bei einerKlemmvorrichtung der eingangs genannten Gattung vor, daß die Halterung eine Zylinderbohrung und einen in dieser verschiebbaren Differentialkolben aufweist, der Differentialkolben eine Längsbohrung aufweist, da3 stirnseitige Ende größerer Oberfläche des Differentialkolbens am Druckinittaleinlaßende der Zylinderbohrung liegt und sein die kleinere Oberfläche aufweisendes stirnseitiges anderes Ende zur Wirkungsverbindung mit dem zu Klemmenden Gegenstand in die Aufnahmeöffnung ragt.

Dies bedeutet;, daß das Druckmittel wie bisher durch die Längsbohrung des Differentialkolbens dem zu klemmenden Gegenstand zugeführt wird. Gleichzeitig wirkt das Druckmittel aber auch auf die beiden Stirnflächen unterschiedlicher Oberfläche und insbesondere auf die dem Druckmitteleinlaßende zugekehrte größere Oberfläche ein. Das heißt, daß der Differentialkolben durch die auf diese Oberfläche einwirkenden Kräfte oder durch die Differenz der auf seine beiden Enden einwirkenden Kräfte in Richtung auf den Gegenstand gepreßt wird. Damit entsteht eine dichte Verbindung zwischen

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dem Austrittsende des Differentialkolbens und diesem Gegenstand. Ein erhöhter Rückdruck hat zwar nach wie vor das Bestreben, den Differentialkolben vom Gegenstand abzuheben. Er wirkt ^.ber auf die beiden unterschiedlichen Oberflächen an beiden Enden des Differentialkolbens ein und führt damit zwangsläufig dazu, den Differen-, tialkolben in Richtung auf den Gegenstand zu verschieben bzw. ihn gegen diesen anzupressen.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, daß die Halterung einen uie Zylinderbohrung enthaltenden Abschnitt und einen die Aufnahmeöffnung umschließenden Aufnahmeabschnitt umfaßt.

Dieser Aufnahmeabschnitt weist gemäß einer weiteren Ausgestaltung auswechselbare Bogenstücke unterschiedlicher Form auf, so daß zur Anpassung an verschiedene Gegenstände Aufnahmeöffnungen unterschiedlicher Form geschaffen werden können.

Der die Zylinderbohrung enthaltende Abschnitt der Halterung weist gemäß einer weiteren Ausgestaltung einen Anschluß zur Verbindung mit einer Druckmittelquelle auf.

Eine weitere Ausgestaltung sieht ein entweder sich verjüngend zulaufendes Ende des Differentialkolbens und/oder an seiner Spitze angeordnete Dichtmittel vor, um eine dichte Verbindung mit dem zu klemmenden Gegenstand zu gewährleisten.

Zur Erfindung gehört damit eine Druckmittel-betätigte Klemmvorrichtung mit einem eine Längsbohrung aufweisenden Differentialkolben, der bei Verbindung seines einen Endes mit einer Druckmittelquelle einen vergrößerten einstellbaren Anpreßdruck zwischen seinem anderen Ende und dem zu klemmenden Gegenstand erzeugt. Das den größeren Querschnitt aufweisende Ende dieses Differentialkolbens liegt gleitbar in einer Zylinderbohrung einer Halterung, die noch einen eine Aufnahmeöffnung umschließenden Abschnitt aufweist.

Weitere Ausgestaltungen bilden das Kennzeichen von Unteransprüchen

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- 4 - und werden in der folgenden Beschreibung erläutert.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsformen wird die Erfindung weiter beschrieben. In der Zeichnung ist:

Fig. 1 eine perspektivische Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung,

Fig. 2 eine Stirnansicht auf eine Ausführungsform mit einer abgewandelten Aufnahmeöffnung,

Fig. 3 eine Stirnansicht, teilweise im Schnitt,

Fig. 4 ein Teilschnitt durch funktionswichtige Teile der Klemmvorrichtung,

Fig. 5 ein Teilschnitt im Bereich des den größeren Querschnitt aufweisenden Endes des Differentialkolbens,

Fig. 6 ein Teilschnitt ähnlich Fig. 5 durch eine andere Ausführungsform,

Fig. 7 ein Teilschnitt im Bereich des den kleineren Querschnitt aufweisenden Endes des Differentialkolbens,

Fig. 8 ein Teilschnitt ähnlich Fig. 7 durch eine andere Ausführungsform,

Fig. 9 eine Stirnansicht, teilweise im Schnitt, einer Ausführungsform mit einer anders ausgebildeten Aufnahmeöffnung und

Fig.10 eine Stirnansicht einer weiteren Ausführungsform.

Die Figuren 1 und 3 zeigen Gesamtansichten der Klemmvorrichtung 20 mit dem Differentialkolben 22. Einzelheiten dieses Differentialkolbens 22 sind besonders deutlich in Fig. 3 zu erkennen. Der

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Differentialkolben 22 ist als ein eine Längsbohrung 24 aufweisender Zylinder ausgebildet. Die Längsbohrung 24 läuft völlig durch " den Differentialkolben 22 bzw. die beiden Abschnitte 26 und 28 größeren und kleineren Querschnittes durch. Der Abschnitt 26 grö- · ßeren Durchmessers liegt gleitbar in einem Abschnitt 30 einer Zylinderbohrung 32 einer Außengewinde aufweisenden Büchse 34. Zur Abdichtung sitzt ein Dichtring 36 aus einem elastomeren Materials wie zum Beispiel Gummi, Neopren oder dergleichen, in einer Nute Gegebenenfalls können auch mehrere Dichtringe 36 verwendet werden. Statt oder zusätzlich eines oder mehrerer Dichtringe 36 können gemäß der Darstellung in Fig. 5 auch eine oder mehrere flache.Scheiben 40, 42 verwendet werden, die am Druckmitteleintrittsende 48 des Differentialkolbens 46 auf dessen Stirnseite 44 angeordnet sind. Jedes geeignete Verfahren läßt sich zum Befestigen der Scheiben 40, 42 auf der Stirnfläche 44 verwenden. Zum Beispiel wird ein Bindemittel wie ein Klebstoff verwendet oder eine Hohlniete 50 wird durch die Scheiben durchgeführt und in das stirnse,itige Ende des Differentialkolbens eingeschoben. Pig. 4 zeigt, daß das dem zu klemmenden Gegenstand zugekehrte Ende 28 des Kolbens 22 eine abgeschrägte Form 54 aufweist. Der Kolben ist weiter so ausgebildet, daß er an seinem dem Gegenstand zugekehrten Ende einen Durchmesser A und an seinem anderen Ende 26 einen etwas größeren Durchmesser B aufweist. Bei Durchleitung von Druckmittel durch den Differentialkolben 22 entstehen damit an seinen beiden Enden verschieden große Kräfte. Bei Eintritt von Druckmittel.in die Zylinderbohrung 32 in Richtung des Pfeiles 52 trifft dieses gemäß der Darstellung in Fig. 4 auf die Stirnfläche 56 am Ende 26 auf und erzeugt eine Krfat, die den Kolben bei Blickrichtung auf Fig. 4 nach unten schiebt. Diese Kraft ist der Differenz der auf die beiden Stirnseiten einwirkenden Drücke proportional, die wiederum von den betreffenden Oberflächen abhängen. Gleichzeitig tritt das Druck mittel durch die Längsbohrung 24 durch und über eine öffnung 58 in ein Druckmittel-Aufnahmegeiftfäß 60. Bei Zunahme des Druckes in diesem Gefäß 60 wird auch auf das in der öffnung 58 liegende Ende 28 eine Kraft ausgeübt, die der auf die andere Stirnseite 56 einwirkenden Kraft entgegenwirkt und proportional dem Produkt aus der in

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die Öffnung 58 projizierten Fläche des stirnseitigen Endes 28 und dem im Gefäß 60 herrschenden Druck ist. Da die Stirnfläche 56 größer als die projizierte Fläche des Endes 28 ist, ist auch die auf das Ende 26 ausgeübte Kraft größer als die auf das Ende 28 einwirkende Kraft, und es entsteht eine Kraft, die das sich verjüngende Ende 28 des Differentialkolbens 22 in eine noch stärker abdichtende Berührung mit der öffnung 28 drückt. Diese Dichtkraft nimmt mit steigendem Druck sogar noch zu. Sie läßt sich durch Verändern der Fläche, der Stirnseite 56 gegenüber der projizierten Fläche der Stirnseite 28 leicht ändern. Zum Beispiel läßt sich die Fläche 56 gemäß der Darstellung bei Position 62 in Fig. 6 vergrößern, während die ursprünglichen Abmessungen der Stirnssite 28 beibehalten werden. Damit wird der Anpreßdruck erhöht. Andererseits sinkt dieser Druck bei einem Verkleinern der Fläche 56. Zum Erzielen gleicher Ergebnisse läßt sich auch das stirnseitige Ende 28 des Differentialkolbens 22 verändern, Es leuchtet ein, daß sich innerhalb dieses Grundgedankens eine praktisch unbegrenzte Anzahl von Möglichkeiten zum Verändern des Änpreßdruckes bzw. der Dichtkraft ergibt. Ebenso läßt sich auch das verjüngende Ende 28 des Differentialkolbens 22 ohne weiteres anders gestalten. Zum Beispiel kann es die in den Figuren 7 und 8 gezeigte Form eines Zylinders 64 annehmen. Zusätzlich läßt sich auch eine Dichtung vorzugsweise in Form eines elastischen Ringes 66 oder einer Ringschneide 68 auf der vorderen Endfläche 70 des Kolbenendes 64 zwecks Anlage an den angrenzenden Flächen 72 bzw. 73 des Gefäßes 60 anordnen.

F.ig. 3 zeigt nun noch ein Verbindungsstück 74 mit einem Außengewinde 76, das in einen entsprechenden Abschnitt 78 der Längsbohrung 32 der Büchse 34 eingeschraubt ist. Das andere Ende 80 des Verbindungsstückes 74 tritt aus der Büchse 34 aus und endet in einer Schulter 82. Damit wird eine Anlage geschaffen für ein aufschraubbares Anschlußstück 84. Das Verbindungsstück 74 und das Anschlußstück 84 können jede passende übliche Form aufweisen, wie sie zum Herstellen von Druckmittel-Verbindungen verwendet werden. Die Büchse 34 sitzt in einer Gewindebohrung 86 in einem Abschnitt 88 des Aufnahmeabschnittes 90. Vom Abschnitt 88 gehen zwei armartige Schenkel 92 und 94 aus, mit deren freien Enden 96 und 98 ein Bogen-

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stück 100 verrastet ist. Die Innenflächen 102, 104 und 106 der Schenkel 92, 94 und des Bogenstückes 100 bilden eine Aufnahmeöffnung 108. Die Form dieser Aufnahmeöffnung 108 ist auf^den zu halternden und zu verklemmenden Gegenstand 110 abgestimmt. Zur Aufnahme eines breiten Bereiches von unterschiedlich geformten und unterschiedliche Größe aufweisenden Gegenständen werden eine Anzahl von gegeneinander austauschbaren Bogenstücken 100 verwendet. Als Beispiel sei auf Fig. 2 verwiesen. Diese zeigt ein Bogenstück 112 mit einer Innenfläche 114, die von der Innenfläche 106 des in Fig. 3 gezeigten Bogenstüc <:es 100 abweicht. Das Bogenstück 100, 114 kann jede beliebige Form aufweisen. Ebenso kann das Bogenstück auch ganz wegbleiben, sofern die Schenkel die in Fig. 9 gezeigte Form 116, 118 annehmen. Fig. 9 zeigt damit zwei hakenartige Schenkel lib und 118, die einen Teller 120 untergreifen, der an dem Gegenstand 122 befestigt ist. Ebenso läßt sich aucTi ein einziger Schenkel verwenden, falls dieser die zum Beispiel in Fig. 10 gezeigte Form 124 aufweist. Dieser Schenkel 124 schließt eine Aufnahmeöffnung 126 ein. In den Figuren 9 und 10 werden die Schenkel 116, 118 und 124 als einstückige Gebilde dargestellt. Selbstverständlich können sie auch mehrteilig sein. Zusätzlich läßt sich auch das in Fig. 10 gezeigte Segment 128 verwenden.

An der Büchse 34 sitzt eine Einstelleinrichtung in Form eines Knopfes 130 mit einer Schürze 132. Diese Schürze 132 umschließt den Abschnitt 88 des Aufnahmeabschnittes 90. Bei einer Drehung des Knopfes 130 werden der Kolben 22, die Büchse 34 und das Verbindungsstück 74 in die Aufnahmeöffnung 108 hineingeschoben oder aus dieser zurückgezogen. Damit wird das Einsetzen oder Herausnehmen eines Gegenstandes 110 erleichtert. Gleichzeitig wird damit das Ende 28 des Differentialkolbens 22 in die Öffnung 134 (Fig. 3) hineingeschoben, die zum Gegenstand 110 führt. Für dieses Einstellen und Verschieben des Kolbens 22 lassen sich auch andere Möglichkeiten verwenden. Gemäß der Darstellung in Fig. 9 ist eine zweckmäßig abgeflachte Schulter 136 vorgesehen, die an einem Ende I38 einer Halterung l40 liegt. Ändere Möglichkeiten schließen eine oder mehrere Einsparungen oder Vorsprünge ein, die am Außenumfang der HaI-

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terungen 3^ oder 1^0 vorgesehen werden und zum Eingriff mit einem Werkzeug bestimmt sind.

Patentansprüche

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Claims (18)

Dr.-lng. E. BERKENFELD * Dipl.-lng. II. BERfCENFELD, Patentanwälte, Köln -3- " ■ Anlage Aktenzeichen zur Eingabe vom 12. Juni 1972 VA . Name d. Anm. TilOmaS & Bett S Corporation PATENTANSPRÜCHE

1.) Druckmittelbetätigte Klemmvorrichtung mit einer Halterung mit einer Aufnahmeöffnung für den durch Druckmitteleinwirkung zu klemmenden Gegenstand und mit einer von der Außenseite der Halterung bis zu der Aufnahmeöffnung durchgehenden Druckmittelzuführung,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Halterung eine Zylinderbohrung (32) und einen in dieser verschiebbaren Differentialkolben (22, 46) aufweist, der Differentialkolben (22, 46) eine Längsbohrung (24) aufweist, das stirnseitige Ende größerer Oberfläche des Differentialkolbens (22, 46) am Druckmitteleinlaßende der Zylinderbohrung (32) liegt und sein die kleinere Oberfläche aufweisendes stirnseitiges Ende zur Wirkungsverbindung mit dem zu klemmenden Gegenstand (110) in die Aufnahmeöffnung (108) ragt.

2. Klemmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung einen die Zylinderbohrung (32) enthaltenden Abschnitt und einen die Aufnahmeöffnung (108) umschließenden Aufnahmeabschnitt (90) umfaßt.

3. Klemmvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderbohrung (32) einen Abschnitt (30) größeren Durchmessers zur Aufnahme des Abschnittes (26) größeren Durchmessers des Differentialkolbens (22, 46) aufweist und einen am Druekmitteleinlaßende liegenden und einen Anschlag für den Differentialkolben (22, 46) bildenden Abschnitt kleineren Durchmessers.

4. Klemmvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet

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durch eine Dichtung an dem Abschnitt (26) größeren Durchmessers des Differentialkolbens (22, 46).

5. Klenraivorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung ein Dichtring (36) ist.

6. Klemmvorrichtung nach Anspruch 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (26) des Differentialkolbens (22, 46) eine Nute (38) zur Aufnahme des Dichtringes (36) aufweist.

7. Klemmvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (26) größeren Durchmessers des Differenfialkolbens (22, 46) eine plane Stirnseite (56) hat und die Dichtung eine auf dieser Stirnseite (56) aufliegende Scheibe (40, 42) ist.

8. KlemmvorrichtungH nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Zylinderbohrung (32) enthaltende Abschnitt und de* die Aufnahmeöffnung (IO8) umschließende Aufnahmeabschnitt (90) einstellbar miteinander verbunden sind.

9- Klemmvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der die Zylinderbohrung (32) enthaltende Abschnitt und der die Aufnahmeöffnung (108) umschließende Aufnahmeabschnitt (90) miteinander verschraubt sind.

10. . Klemmvorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmeabschnitt (90) mindestens zwei Schenkel (92, 94) aufweist.

11. Klemmvorrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Differentialkolben (22, 46) eine abgeschrägte Spitze (54) aufweist.

12. Klemmvorrichtung nach Anspruch 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine Dichtung (66, 68) an der die kleinere Oberfläche aufweisenden Stirnseite des Differentialkolbens (22, 46).

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13· Klemmvorrichtung nach Anspruch 1 bis 12, gekennzeichnet durch ein Gewinde am Druckmitteleinlaßende der Zylinderbohrung (32) zum Anschluß eines Verbindungsstückes

14. Klemmvorrichtung nach Anspruch 1 bis 13, gekennzeichnet durch eine an der Halterung angeordnete Ein&elleinrichtung.

15. Klemmvorrichtung nach Anspruch 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß an die beiden Schenkel (92, 9¹O Bogenstücke (100) zur Bildung von Aufnahmeöffnungen (108) verschiedener Form anschließbar sind.

Id. Klemmvorrichtung nach Anspruch 8 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung eine in einem Abschnitt (88) der Halterung verschiebbare Buchse (3*0 aufweist und die Buchse die den Differentialkolben (22, 46) aufnehmende Zylinderbohrung (32) enthält.

17. Klemmvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (3¹O in den Abschnitt eingeschraubt und mit einem Drehknopf (130) verbunden ist.

18. Klemmvorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmeabschnitt (i9Q) einen die Aufnahmeöffnung (108) fast völlig umschließenden Sehenkel (4-2-3- 12¹I) aufweist.

19· Klemmvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (116, II8) hakenförmig nach innen abgewinkelte Enden aufweisen.

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