DE29715814U1

DE29715814U1 - Vorrichtung zur Verstärkung einer Klemmkraft

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Publication number: DE29715814U1
Application number: DE29715814U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-09-03
Filing date: 1997-09-03
Publication date: 1997-11-06
Anticipated expiration: 2007-09-04

Description

Reinhardt !&· SiS

.PATMEN *

Patentanwälte

Dipl.-Ing. Univ. Udo Söllner
Dipl.-Ing. Univ. Markus Reinhardt

European Patent Attorneys
Patentanwälte Reinhardt & Sollner. P.O.Box 1226. D-85542 Kirehheim b. München

Zugelassene Vertreter vor dem EU-Markenamt (Alicante)

Hausen 5b

85551 Kirchheim b. München

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Deutsches Gebrauchsmuster LIN, Philip DE-1350

Vorrichtung zur Verstärkung einer Klemmkraft

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen einen Mechanismus zur Verstärkung eines Klemmdruckes, und insbesondere eine Vorrichtung zur Verstärkung einer Klemmkraft einer Klemmeinrichtung, wie etwa eines Schraubstocks.

In dem Taiwanesischen Patent, Nr. 80208964 ist ein Schraubstock offenbart, der dazu in der Lage ist, ein Werkstück zu halten, wobei die Klemmkraft einstellbar ist. Der Schraubstock weist einen Nocken und eine Gewindestange auf, wobei die Gewindestange zur Kontrolle der axialen Verlagerung des Nockens eingesetzt 0 ist, um so zu ermöglichen, daß die Nockenfläche gegen zwei Kippglieder andrückt, die sich dann nach außen bewegen, um die Backen des Schraubstockes so unter Druck zu setzen, daß das Werkstück durch den Schraubstock fest gehalten bzw. eingespannt ist.

Email: PATMEN@COMPUSERVE.COM ■ Internet: http://ourwor!d.compuserve.com/homepages/r_s

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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Verstärkung einer Klemmkraft zu schaffen. Die Vorrichtung verwendet dabei eine Abschrägung, um die Haltekraft der Klemmvorrichtung zu verstärken.
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Die Erfindung weist zur Lösung dieser Aufgabe die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß weist die Klemmvorrichtung ein erstes Bauteil, ein zweites Bauteil, eine Mehrzahl von Anordnungselementen, eine Mehrzahl von Stahlkugeln, eine Einsatzstange, sowie eine vorbestimmte Anzahl von elastischen Elementen auf. Das erste Bauteil ist in der Mitte davon mit einer Durchgangsöffnung versehen und weist darüber hinaus vier Nuten bzw. Vertiefungen auf, die sich von der Durchgangsöffnung aus radial nach außen erstrecken, so daß die vier Nuten koplanar angeordnet sind. Die vier Nuten haben einen Querschnitt, der bogenförmig ausgebildet ist und der Radius der Krümmung dieser Nuten entspricht sich.

0 Das zweite Bauteil ist in der Mitte davon mit einer Vertiefung versehen, welche in dem Zentrum einer Innenwand davon eine Durchgangsöffnung aufweist. Die Vertiefung ist an dem offenen Ende davon mit einer kreisförmigen sich im Querschnitt verändernden bzw. konischen Fläche ausgestattet, die sich nach innen 5 neigt. Zwischen den vier Nuten des ersten Bauteiles und der konischen, kreisförmigen Oberfläche des zweiten Bauteils sind vier Stahlkugeln jeweils in den vier Nuten aufgenommen. Vier Anordnungselemente sind eingesetzt, um die Richtung der Verlagerung des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils zu beschränken, so daß die Durchgangsöffnungen in dem ersten Bauteil und in dem zweiten Bauteil auf der gleichen Mittenlinie angeordnet sind. Die Einsatzstange ist in der Durchgangsöffnung des zweiten Bauteils so aufgenommen, daß die Mittenachse der Einsatzstange mit der Mittellinie der Durchgangsöffnungen des ersten Bauteils und des zweiten Bauteils zusammenfällt. Die Ein-

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satzstange kann deshalb durch Beaufschlagung mit einer Kraft von außen entlang der Mittenlinie in Richtung des ersten Bauteils verlagert werden, so daß die vier Stahlkugeln durch die Einsatzstange nach außen gedrückt werden, entlang den Nuten, wodurch der Abstand zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil vergrößert wird. Die elastischen Elemente sind vorgesehen, um das erste Bauteil und das zweite Bauteil mit einer Vorspannung bzw. elastischen Kraft zu versehen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen in den bzw. zeigt in der:

Fig.l eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung;
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Fig. 2 eine Draufsicht auf das erste Bauteil der ersten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 eine Querschnittansicht entlang der Linie 3-3 in der Figur 2;

Fig. 4 eine Draufsicht auf das zweite Bauteil der ersten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 eine Querschnittansicht entlang der Linie 5-5 in der Figur 4;

Figuren 6 bis 11 schematische Ansichten der vorliegenden Erfindung, die sich im Einsatz befindet;
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Fig. 12 eine schematische Ansicht der Mechanik der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 13 eine strukturelle schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung.

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Wie es in allen Zeichnungen dargestellt ist, ist ein Mechanismus, wie er nach der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist, vorgesehen, um eine Klemmkraft zu erhöhen bzw. zu verstärken, wobei sich dieser Mechanismus aus Bauteilen zusammensetzt, die im folgenden detailliert beschrieben werden.

Ein erstes Bauteil 10 mit einer kreisförmigen, plattenförmigen Konstruktion ist in der Mitte davon mit einer Durchgangsöffnung 11 versehen und weist darüber hinaus vier Nuten 12 auf, die sich von der Durchgangsöffnung 11 aus radial nach außen erstrecken, so daß die vier Nuten 12 in einer koplanaren Art und Weise angeordnet sind. Die vier Nuten 12 haben einen bogenförmigen Querschnitt und entsprechen sich im Radius der Krümmung. Ein Kreis wird durch die Nuten 12 in vier gleich große Sektoren 13 geteilt, die jeweils eine Bohrung 14 mit Gewinde aufweisen (siehe Fig. 2).

Ein ,zweites Bauteil 20 mit einem tassenförmigen Aufbau ist in der Mitte davon mit einer Vertiefung 21 versehen, welche in dem Zentrum davon eine Innenwand mit einer Durchgangsöffnung 22 aufweist. Die Vertiefung 21 ist an dem offenen Ende davon mit einer konischen, kreisringförmigen Fläche 23 versehen, die sich nach innen neigt. In einer Endfläche 24 sind vier abgestufte Bohrungen 25 angeordnet, die gleichbeabstandet angeordnet sind, so daß die vier abgestuften Bohrungen 25 die Durchgangsöffnung 22 umgeben (siehe Fig. 4).

Wie es in den Figuren 8 und 11 gezeigt ist, sind vier Anord-0 nungselemente 30, die bei der vorliegenden Ausführungsform Schraubbolzen sind, in den vier abgestuften Bohrungen 25 des zweiten Bauteils 2 0 angeordnet, so daß die vier Anordnungselemente 3 0 mit den vier Gewindebohrungen 14 des ersten Bauteils 10 in Eingriff stehen, und so daß die konische kreisförmige Fläche 23 des zweiten Bauteils 20 gegenüberliegend den Nuten 12

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des ersten Bauteils 10 angeordnet ist, und so daß darüber hinaus die beiden Durchgangsöffnungen 22 und 11 auf der gleichen Mittenlinie angeordnet sind, wobei das zweite Bauteil 20 und das erste Bauteil 10 dazu in der Lage sind, sich entlang dieser Mittenlinie zu verlagern.

Zwischen den vier Nuten 12 des ersten Bauteils 10 und der konischen kreisringförmigen Fläche 23 des zweiten Bauteils 20 sind jeweils (vier) Stahlkugeln 40 aufgenommen.

Eine Einsatzstange 50 ist an einem Ende davon mit einem konischen Abschnitt 51 versehen, und ist in der Durchgangsöffnung 22 des zweiten Bauteils 20 aufgenommen, so daß der konische Abschnitt 51 der Einsatzstange 50 in der Vertiefung 21 aufgenommen ist, und so daß der konische Abschnitt 51 dem ersten Bauteil 10 gegenüberliegt, und daß darüber hinaus die Mittenachse der Einsatzstange 50 mit der Mittenlinie der Durchgangsöffnungen 11 und 22 zusammenfällt. Die Einsatzstange 50 kann durch eine Kraft von außen entlang der Mittenlinie in Richtung des 0 ersten Bauteils 10 so weit verlagert bzw. verschoben werden, daß die vier Stahlkugeln 40 durch den konischen Abschnitt 51 der Einsatzstange 50 weggedrückt werden, so daß die Stahlkugeln 40 nach außen, entlang den Nuten 12, bewegt werden, wodurch sich der Abstand zwischen dem ersten Bauteil 10 und dem zweiten Bauteil 2 0 vergrößert.

Eine vorbestimmte Anzahl von elastischen Elementen 60 wird eingesetzt, um eine Vorspannung aufzubauen, um zu ermöglichen, daß das erste Bauteil 10 und das zweite Bauteil 20 in ihre Ausgangslagen zurückkehren. Zum Beispiel ist eine vorbestimmte Anzahl von Federn 60 zwischen dem zweiten Bauteil 2 0 und einer Abstützung 71 montiert, wie es in der Figur 1 dargestellt ist. Die bewegliche Backe 73 eines Schraubstockes stellt den Kontakt zu einem Werkstück (nicht dargestellt) her. Der Abschnitt 72 ist der Abschnitt, der verlagert werden kann.

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Wie es in den Figuren 6 bis 8 dargestellt ist, wenn sich die Vorrichtung bzw. der Mechanismus nach der vorliegenden Erfindung im Ausgangszustand befindet, ist der Abstand zwischen dem ersten Bauteil 10 und dem zweiten Bauteil 20 am kleinsten, während die Stahlkugeln 40 in der Nähe der Mittenlinie angeordnet sind.

Wie es in den Figuren 9, 10 und 11 gezeigt ist, wenn die Einsatzstange 50 in Richtung des ersten Bauteils 10 gedrückt wird, werden die Stahlkugeln 40 durch den konischen Abschnitt 51 weggedrückt, so daß sie sich nach außen und entlang den Nuten 12 bewegen, wodurch der Abstand zwischen dem ersten Bauteil 10 und dem zweiten Bauteil 20 vergrößert wird.
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Wenn die vorliegende Erfindung bei einem Schraubstock Anwendung findet, so funktioniert die vorliegende Erfindung derart mit der beweglichen Backe des Schraubstockes, daß sich die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung gemeinsam mit der bewegli-0 chen Backe bewegt, und zwar dann, wenn sich der Schraubstock im Ausgangszustand befindet. Nachdem das Werkstück durch die bewegliche Backe 73 festgehalten wird, kann die Einsatzstange 50 in Richtung des ersten Bauteils 10 bewegt bzw. angetrieben werden, indem die Gewindestange des Schraubstockes ständig gedreht wird. Die Einsatzstange 50 kann beispielsweise an dem vorderen Ende der Gewindestange so montiert sein, daß die Einsatzstange 50 direkt durch die Gewindestange des Schraubstockes angetrieben werden kann. Die Einsatzstange 50 kann jedoch auch durch andere, indirekte Verfahren angetrieben sein bzw. verlagert werden. Die Einsatzstange 50 wird benutzt, um die Stahlkugeln 40 wegzudrücken, so daß diese nach außen bewegt werden, um so zu bewirken, daß sich das zweite Bauteil 20 nach rechts bewegt, wie es in der Figur 9 dargestellt ist, um die elastischen Elemente 60 zu komprimieren. Die elastische Kraft wird durch die 5 komprimierten bzw. zusammengedrückten elastischen Elemente 60

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gespeichert. Diese elastische Kraft, die durch die vorliegende Erfindung vorgesehen ist, stellt sicher, daß das Werkstück sicher festgehalten wird.

Die Mechanik nach der vorliegenden Erfindung ist in der Figur 12 illustriert. Es wird angenommen, daß die von außen einwirkende Kraft Fl bewirkt, daß sich die Einsatzstange 50 nach links bewegt, wie es in der Figur 12 dargestellt ist, und zwar um den Abstand Ll, und daß die geneigte Ebene des konischen Abschnittes 51 der Einsatzstange 50 und die Mittenlinie einen Winkel von 15° einnehmen. Die konische Fläche des zweiten Bauteils 20 hat einen Winkel von 65°. Das zweite Bauteil 20 wird um den Abstand L2 verlagert. Die Kraft F2 bezeichnet die Erhöhung bzw. Verstärkung der Klemmkraft oder die gespeicherte elastische Kraft in den Federn:

L2 = Ll &khgr; tan 15° &khgr; tan 25°

(D

Die Kräfte stehen im Gleichgewicht, mit:

Fl &khgr; Ll = F2 &khgr; L2

(2)

Die obige Gleichung (1) wird in die Gleichung (2) eingesetzt, so daß sich die folgende Gleichung ergibt:

F2 = Fl / (tan 15° &khgr; tan 25°) = 8 &khgr; Fl

0 Folglich wird bei einer extern aufgebrachten Kraft von (äquivalent) 100 kg, wenn die elastische Kraft der Federn groß genug ist, eine Klemmkraft von 800 kg erreicht. Mit der Gewindestange des Schraubstockes, wenn diese mittels einer Kurbel mit einem Hebelarm gedreht wird, kann sehr einfach die Kraft Fl erreicht werden, wobei mehrere 100 kg leicht erreichbar sind. Mit anderen Worten ausgedrückt, kann mit der vorliegenden Er-

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findung eine Klemmkraft von mehreren tausend Kilogramm erreicht werden.

Wie es in der Figur 13 dargestellt ist, sind die elastischen Elemente 60 in den abgestuften Bohrungen 25 des zweiten Bauteils 20 so aufgenommen, daß ein Ende der elastischen Elemente 60 das zweite Bauteil 20 mit Druck beaufschlagen, während das andere Ende der elastischen Elemente 60 die Anordnungselemente 30 mit Druck beaufschlagen. Ein solcher Mechanismus zur Druckverstärkung, wie oben beschrieben, ist bei einem Schraubstock oder ähnlichem anwendbar.

Die Klemmvorrichtung zur Verstärkung der Klemmkraft weist ein erstes Bauteil, ein zweites Bauteil, vier Anordnungselemente, vier Stahlkugeln, eine Einsatzstange, sowie elastische Elemente auf. Das erste Bauteil ist mit einer Durchgangsöffnung versehen und weist darüber hinaus vier Nuten auf, die sich radial nach außen erstrecken, so daß die vier Nuten koplanar angeordnet sind. Das zweite Bauteil ist mit einer Vertiefung versehen, welche eine Durchgangsöffnung und eine konische kreisringförmige Fläche aufweist. Vier Anordnungselemente sind an dem ersten Bauteil befestigt, und befinden sich verschiebbar mit dem zweiten Bauteil in Eingriff. Die Anordnungselemente sind mit einem Anschlag versehen. Die Stahlkugeln sind zwischen den Nuten und der konischen kreisringförmigen Fläche angeordnet. Die Einsatzstange weist einen konischen Abschnitt auf, der in der Vertiefung des zweiten Bauteils angeordnet ist, und kann durch eine extern aufgebrachte Kraft bewegt werden, um in Richtung des ersten Bauteils bewegt zu werden, um die Stahlkugeln wegzudrük-0 ken, wodurch das zweite Bauteil verlagert wird. Die elastischen Elemente sind vorgesehen, um das erste Bauteil oder das zweite Bauteil mit einer elastischen Kraft zu versehen, so daß diese in ihre Ausgangspositionen zurückkehren können.

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Hinsichtlich vorstehend im einzelnen nicht näher erläuterter ' Merkmale der Erfindung wird in übrigen ausdrücklich auf die Ansprüche und die Zeichnung verwiesen.

Claims

Patentanwälte Reinhardt & Söllner DE-1350 Seite -10- Deutsches Gebrauchsmuster LIN, Philip DE-1350 Schutzansprüche

1. Vorrichtung zur Verstärkung einer Klemmkraft, mit:

einem ersten Bauteil (10), welches in einer Mitte davon mit einer Durchgangsöffnung (11) versehen ist, wobei das erste Bauteil (10) darüber hinaus mit drei oder mehr Nuten (12) versehen ist, die sich von der Durchgangsöffnung (11) ausgehend radial nach außen erstrecken und die koplanar angeordnet sind, wobei die Nuten (12) voneinander gleichbeabstandet sind und bogenförmige Querschnitte aufweisen, die sich hinsichtlich des Krümmungsradius entsprechen;

einem zweiten Bauteil (20), welches eine Vertiefung (21) aufweist, welche in einem Zentrum einer Innenwand davon mit einer Durchgangsöffnung (22) versehen ist, wobei die Vertiefung (21) darüber hinaus an einem offenen Ende davon eine konische kreisringförmige Fläche (23) aufweist, die sich nach innen neigt, und die hinsichtlich der Anordnung einer Oberfläche des

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ersten Bauteils (10) gegenüberliegt, wobei diese Oberfläche des ersten Bauteils (10) die Nuten (12) aufweist;

einer Mehrzahl von Stahlkugeln (40), die hinsichtlich der Anzahl der Anzahl der Nuten (12) des ersten Bauteils (10) entspricht, wobei die Stahlkugeln (40) jeweils zwischen den Nuten (12) des ersten Bauteils (10) und der konischen kreisringförmigen Fläche (23) des zweiten Bauteils (20) angeordnet sind;

einer Mehrzahl von Anordnungseleinenten (30), die bewirken, daß sich das erste Bauteil (10) und das zweite Bauteil (20) entlang einer Richtung einer Mittenlinie der Durchgangsöffnung

(11) des ersten Bauteils (10) verlagern, und die bewirken, daß sich die Durchgangsöffnung (11) des ersten Bauteils (10) und die Durchgangsöffnung (22) des zweiten Bauteils (20) auf einer Mittenlinie befinden;

einer Einsatzstange (50), die an einem Ende davon mit einem konischen Abschnitt (51) versehen ist, und die in der Durchgangsöffnung (22) des zweiten Bauteils (20) so aufgenommen ist, daß der konische Abschnitt (51) in der Vertiefung (21) aufgenommen ist, und daß dieses eine Ende der Einsatzstange

(50) dem ersten Bauteil (10) gegenüberliegt, und daß darüber hinaus eine Mittenachse der Einsatzstange (50) mit einer Mittenlinie zusammenfällt, auf der die Durchgangsöffnung (11) des ersten Bautteils (10) und die Durchgangsöffnung (22) des zweiten Bauteils (20) angeordnet sind, und daß zudem die Einsatz-5 stange (50) durch eine extern aufgebrachte Kraft verlagert werden kann, und zwar entlang der Mittenlinie und in Richtung des ersten Bauteils (10), wodurch erreicht wird, daß der konische Abschnitt (51) der Einsatzstange (50) die Stahlkugeln (40) wegdrückt, die sich dann entlang den Nuten (12) nach außen bewe-0 gen, um so einen Abstand zwischen dem ersten Bauteil (10) und dem zweiten Bauteil (20) zu vergrößern; und

einer vorbestimmten Anzahl von elastischen Elementen (60), die bewirken, daß das erste Bauteil (10) und das zweite Bauteil (20) in ihre Ausgangspositionen zurückkehren.
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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Anordnungselernente (30) an einem Ende mit dem ersten Bauteil (10) fest verbunden sind und an dem anderen Ende mit einem Anschlag versehen sind; und wobei das zweite Bauteil (20) verschiebbar mit den Anordnungselementen (30) in Eingriff steht, so daß es ermöglicht ist, daß das zweite Bauteil (20) entlang einer axialen Richtung der Anordnungselemente (30) verschiebbar ist, und daß das zweite Bauteil (20) durch den Anschlag gehalten ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die elastischen Elemente

(60) in dem zweiten Bauteil (20) so angeordnet sind, daß ein Ende der elastischen Elemente (60) das zweite Bauteil (20) mit Druck beaufschlagt, während das andere Ende der elastischen Elemente (60) den Anschlag der Anordnungselernente (30) mit Druck beaufschlagt.