DE3043620C2 - Klemmvorrichtung zur Klemmbefestigung eines Maschinenteils an einem stangenförmigen Führungselement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Klemmvorrichtung zur Klemmbefestigung eines Maschinenteils an einem stangenförmigen Führungselement, insbesonders für die verstellbare Lagerung von Kreismessern zum Schneiden von Papierbahnen, mit einem am Maschinenteil anbaubaren Grundkörper mit einem Klemmflächenträger zur Ausübung einer Klemmkraft auf das stangenförmige Führungselement von einer Seite her, mit einem am Grundkörper um eine Schwenkachse schwenkbar gelagerten Klemmhebel, der einen Klemmbereich zum Angriff an dem stangenförmigen Führungselement von der anderen Seite her aufweist, und mit einem zwischen dem Klemmhebel und einer Betätigungsvorrichtung angeordneien Schwenkantrieb für den Klemmhebel zum Verspannen des stangenförmigen Führungselements zwischen den Klemmflächen des Klemmflächenträgers einerseits und des Klemmbereichs des Klemmhebels andererseits.

Eine solche Klemmvorrichtung ist aus der DE-OS 26 55 774 bekannt. Ferner zeigt die GB-PS 9 65 960 eine zangenartige Klemmvorrichtung mit einem Exzenternocken, der auf einer federnd gelagerten Kugel abrollt Dabei tritt keine Hebekwirkung ein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Klemmvorrichtung so zu gestalten, daß mit einer kleineren Betätigungskraft eine ber.er haltbare Klemmverbindung geschaffen wird, wobei die Vorrichtung konstruktiv einfach und kompakt sein soll.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß sich der Klemmhebel auf der genannten anderen Seite des stangenförmigen Führungselements, von seinem Klemmbereich aus, quer zur Längsachse des Führungselements nach beiden Seiten über dieses Führungselement hinauserstreckt, daß in seinem einen hinausragenden Teil die Schwenkachse des Klemmhebels parallel zur Achse des stangenförmigen Führungselements angeordnet ist und an seinem anderen hinausragenden Teil der Schwenkantrieb angreift, und daß der Schwenkantrieb eine Übersetzung zur Klemmkraftverstärkung aufweist.

Durch die schwenkbare Festlegung des Klemmhebels an dem Klemmglied selbst gelangt man zu einer einheitlichen Klemmvorrichtung als Ganzes, wie auch durch den Angriff des Klemmhebels über einen mittleren Einspannbereich eine Hebelübersetzung gegeben ist, welche die Klemmkraft eines Kraftantriebes nach dem Hebelgesetzt steigert.

Weiterbildungen der Klemmvorrichtung gemäß der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Hierbei ist eine besonders geschickte Art der Hebelübersetzung zum Antrieb des Klemmhebels über eine schwimmend eingesetzte Rolle nach Unteranspruch 2 hervorzuheben, die eine Übersetzung des Schwenkantriebes zur Klemmkraftverstärkung ermöglicht, obwohl

die Kraftrichtung des Kraftantriebes das stangenförmige Führungselement schneidet Die Klemmwirkung ».ann gemäß Anspruch 5 verbessert werden, indem der Klemmhebel durch seine schwenkbare Festlegung gegen zwei konvergierende Kiemmflächen eines freien Durchganges im Klemmflächenträger drückt bzw. diese Klemmflächen an das feststehende führungselement heranzieht, so daß die Klemmvorrichtung über drei umfangverteiite Spannflächen wirksam wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Klemmvorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht der Klemmvorrichtung mit verstellbarem Maschinenteil an stangenförmigen Führungselementen, teiiweise geschnitten,

F i g. 2 einen vergrößerten Teilschnitt nach der Linie H-II in Fig. 1.

F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in F i g. 2,

Fig.4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig.2 zur Darstellung des Klemmzustandes, und

F i g. 5 ein Schnitt nach der Linie V-V in F i g. 4.

Wie aus F i g. 1 mit 2 ersichtlich, ist eine Klemmvorrichtung 10 mit einem Grundkörper 13 vorgesehen, der in ein verstellbares Maschinenteil 12 eingebaut ist und dazu dient, dieses Maschinenteil 12 an einem länglichen Führungselement 11 durch Verklemmen festzulegen. Der Grundkörper 13 hat einen Klemmflächenträger 14 (F i g. 3 und 4) zum Verklemmen des stangenförmigen Führungselementes 11 von der rechten Seite her. Der Klemmflächenträger 14 ist praktisch identisch mit der flächigen Verlängerung 34 eines vom Grundkörper *3 umfaßten Tragkörpers 31. Am Grundkörper bzw. am Klemmflächenträger 14 bzw. der Verlängerung 34 ist ein Klemmhebel 15 mit seinem unteren Ende schwenkbar gelagert. Etwa in der Mitte hat der Klemmhebel 15 einen Klemmbereich 17 zum Angriff an dem stangenförmigen Führungselement 11 von der linken Seite her, wie F i g. 4 zeigt. Bei einer Ausführung des stangenförmigen Führungselementes 11 als Rundführung, wie in der Zeichnung dargestellt, wird im Klemmzustand nach Fig.4 die Rundführung 11 zwischen zwei konvergierenden Klemmflächen 37 des Klemmflächenträgers 14 und dem mittleren Klemmbereich 17 des Klemmhebels i5 entlang von drei umfangsverteilten Klemmflächen zangenartig eingespannt. Zum Schwenken des Klemmhebels 15 gegen die Rundführung 11 und den Klemmflächenträger 14 ist ein Schwenkantrieb 18 vorgesehen, dessen Aufbau im einzelnen noch näher erläutert wird. Indem die von dem verstellbaren Maschinenteil 12 mitwandernd getragene Klemmvorrichtung 10 an der Rundführung 11 festgespannt wird, ist das Maschinenteil 12 gegen Relativbewegung gesichert.

Im einzelnen wird die in Fig. 1 dargestellte Gesamtanordnung von verstellbarem Maschinenteil 12 und Klemmvorrichtung 10 wie folgt erläutert:

Das stangenförmige Führungselement 11 hat im wesentlichen den Umriß einer zylindrischen Stange mit angeformter Leiste 19 zum Anschluß an eine Rahmenplatte 20 einer Maschine oder einer Vorrichtung, in der eine Klemmvorrichtung 10 benutzt werden soll. Die Leiste 19 ist über Schrauben 21 mit der Rahmenplatte 20 verbunden. Um das Maschinenteil 12 auf bestimmter Höhe zu tragen, ist eine zweite Rundführung 22 vorgesehen, die im Abstand von der gleichen Rundführung 11 an der Rahmenplatte 20 befestigt wird derart, daß beide Rundführungen parallel zueinander verlaufen.

Das Maschinenteil 12 hat zwei auslegeartige Lagerböcke 23 für die Lagerung eines Kreismessers 24 einer Spaltschere zum Schneiden einer Papierbahn 27, das axial zum sauberen Schnitt genau ausgerichtet werden muß gegenüber einem unleren Kreismesser 25. Der Anschluß der Lagerböcke 23 an die Rundführungen 11 und 22 ist nicht nur für eine stabile Halterung ausgelegt, sondern erlaubt auch eine praktisch reibungsfreie Einstellung des Maschinenteils 12 entlang der Rundführungen. Hierfür sind an der Rückseite der Lagerböcke 23 mittels Schrauben 29 Stehlager 28 befestigt, die offene Lagerschalen 30 zur gleitbeweglichen Führung der Rundführungsstangen 11 und 22 aufweisen. Wie am besten aus F i g. 2 und 5 zu ersehen ist, flankiert ein Paar von Stehlagern 28 in gebührendem Abstand den Teil der Klemmvorrichtung 10, der mit der Rundführung 11 in Klemmverbindung gelangt.

Die Klemmvorrichtung 10 ist gegenüber dem Maschinenteil 12 mitwandernd schwimmend eingesetzt, um eine Wirkungsweise der Klemmvorrichtung 10 ohne kräftemäßige Beanspruchung weder der Rundführung 11 noch des Maschinenteils 12 zu ermöglichen. Hierzu ist der Tragkörper 3i zylindrisch ausgeführt und von einer Länge, daß er senkrecht in eine entsprechende Sockelöffnung 32 eines sich nach rückwärts erstreckenden Sockelflansches 33 der Lagerböcke 23 einsetzbar ist und die Rundführung 11 im Abstand übergreift. Die Sockelöffnung 32 ist so dimensioniert, daß der Tragkörper 31 mit gegenüberliegenden Seiten auf einem Durchmesser parallel zur Achse der Rundführung 11 eng geführt ist, wogegen für etwaige Kippbewegungen des Tragkörpers 31 in senkrechter Richtung sowie nach vorn und hinten ein Bewegungsspiel besteht.

Der Tragkörper 31 ist somit in Achsrichtung des stangenförmigen Führungselementes 11 gegen Relativbewegung gesichert, hat jedoch in allen anderen Richtungen Freiheitsgrade. Aus F i g. 2 ist beispielsweise ersichtlich, daß der Tragkörper 31 auf einem Durchmesser parallel zur Achse der Rundführung 11 an Seitenflächen der Sockelöffnung 32 quasi spielfrei geführt ist, wogegen nach F i g. 3 und 4 in der Richtung

·»'· quer zur Rundführung 11 seitliche Spiele zur Selbsteinstellung des Tragkörpers 31 in der Sockelöffnung 32 erkennbar sind.

An dem Tragkörper 31 ist eine sich senkrecht erstreckende flächige Verlängerung 34 angeformt, die

■" den Klemmflächenträger 14 repräsentiert und den Klemmhebel 15 trägt. Die Verlängerung 34 verläuft im Abstand zwischen der Rundführung 11 und der Grundplatte der Lagerböcke 23. Um einen möglichst engen Abstand zwischen den Stehlagern 28 zu erhalten,

'" hat die Verlängerung 34 in der Ebene normal zur Achse der Rundführung 11 einen möglichst flachen Rechteckquerschnitt. Ferner ist die Verlängerung 34 so lang, daß sie sich zu gegenüberliegenden Seiten der Rundführung 11 erstreckt, d. h. bis oberhalb und bis unterhalb dieser

5'¹ Rundführung. Zwischen ihren Enden ist die Verlängerung 34 mit einem freien Durchgang 35 zur Aufnahme der Rundführung 11 versehen, wobei dieser freie Durchgang aufgrund seiner Klemmflächer; 37 als Klemmflächenträger 14 anzusprechen ist. Beide

feo Klemmflächen 37 konvergieren im Ausführungsbeispiel, jedoch kommt es wesentlich darauf an, daß der freie Durchgang 35 sich entgegen der Schwenkbewegung des Klemmhebeis 15 beim Vorgang des Feslklemmens verengt. Die konvergierenden Klemmflächen 37 geben

*>5 der Leiste 19 der Rundführung 11 freie Beweglichkeit, jedoch sind sie um soviel weniger als der Durchmesser der Rundführung 11 voneinander entfernt, daß sie beim Klemmvorgang der Klemmvorrichtung 10 von der

rückwärtigen, der Leiste t9 zugewandten Seite auf die Rundführung 11 einen Einspanneffekt hervorrufen können. Im entspannten Zustand erlaubt der Durchgang 35 einschließlich seiner Klemmflächen 37 eine freie Beweglichkeit der Verlängerung 34 entlang der ^r> Rundführung 11. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Rundführung 11 die gesamte Klemmvorrichtung 10 über die Verlängerung 34 trägt, da eine Abwärtsbewegung der schwimmend angeordneten Klemmvorrichtung begrenzt ist durch den Anschlag oberer Seitenflächen des Durchganges 35 an der Rundführung 11.

Der Klemmhebel 15 besteht aus zwei beiderseits der Verlängerung 34 verlaufenden, gleichlangen Laschen 38, die an dem dem Tragkörper 31 abgewandten Ende zu beiden Seiten der Verlängerung 34 mittels des gemeinsamen Schwenkbolzens 3S schwenkbar gelagert sind. Hierdurch ist der Schwenkhebel 15 quer zur Rundführung 11 schwenkbar, insbesondere sein mittlerer Klemmbereich 17.

Eine sehr wirkungsvolle Einrichtung des Schwenkan- 2" triebes 18 zur Klemmkraftverstärkung über eine kinematische Übersetzung besteht darin, daß die dem Tragkörper 31 gegenüberliegenden Enden der Laschen 38 vorkragende freie Endteile 40 aufweisen, zwischen denen eine frei drehbare kraftaufnehmende Rolle 42 auf -i einer Achse 41 gelagert ist, wobei die Rolle frei oberhalb einer darunter befindlichen Kantenoberfläche 43 einer Ausnehmung der Verlängerung 34 angeordnet ist. Die Kantenoberfläche 43 erstreckt sich rückwärts von einer Stützschulter 44 die im senkrechten Abstand zur Rolle 42 angeordnet ist und sich in Längsrichtung der Verlängerung 34 von einer Durchgangsöffnung 45 im inneren Ende des Tragkörpers 31 erstreckt, wobei dieses innere Ende des Tragkörpers 31 über das benachbarte freie Ende des Klemmhebels 15 vorspringt.³⁵ Zwischen der hebelseitigen Rolle 42 und der Stützschulter 44 der Ve.längerung 34 ist eine kraftübertragende Rolle 47 schwimmend eingesetzt, deren Durchmesser so bemessen ist, daß sie aus ihrer stabilen Lage zwischen Rolle 42 und Stützschulter 44 nicht austreten kann. Die seitlich der Rolle 47 vorstehenden abgekröpften Endteile 40 des Hebels 15 bzw. der Laschen 38 sichern die axiale Lage der Rolle 47, indem sie die Stirnflächen dieser Rolle umfassen. An der kraftübertragenden Rolle 47 greift ein Stößel 48 eines kurzhubigen druckmittelbetriebenen Kraftzylinders 49 an, wobei die Stößelrichtung quer zur Achse der Rolle 47 verläuft Der Kraftzylinder 49 ist mit einem in eine Gewindebohrung 51 des äußeren Endes des Tragkörpers 31 eingeschraubten Gewindestopfen 50 versehen, der konzentrisch zur Durchgangsöffnung 45 angeordnet ist Der Stößel 48 erstrecki sich plungenartig durch diesen Gewindestopfen 50. Indem der Kraftzylinder 49 über den Gewindestopfen 50 mit dem Tragkörper 31 und der Verlängerung 34 verbunden ist und diese Verlängerung den Klemmhebel 15 trägt, stellt die Klemmvorrichtung 10 ein kräftemäßig in sich geschlossenes System dar. Der Kraftzylinder 49 ist im Ausführungsbeispiel druckluftbetrieben und erhält die Druckluft über eine Leitung 52 und ein Steuerventil 53, über das der Kraftzylinder 49 auch entlüftet werden kann, um die Klemmwirkung aufzuheben.

Die Wirkungsweise der Klemmvorrichtung 10 gemäß der Erfindung ist folgende:

Bei der Konstellation nach Fig. 3 ruht die schwimmend angeordnete Klemmvorrichtung 10 über die oberen Flächen des freien Durchganges 35 in der Verlängerung 34 auf der Rundführung U auf, wobei diese oberen Flächen dachförmig gestaltet sind. Indem die Rundführung 11 in diese dachartige Stützfläche einfällt, drückt sie den Klemmhebel 15 nach links weg, wodurch die kraftübertragende Rolle 47 einen Aufwärtshub macht und den Stößel 48 in die Ausgangsstellung im Kraftzylinder 49 zurückdriickt. Wenn der Kraftzylinder 49 mit Druckluft beaufschlagt wird, bewirkt der Schwenkantrieb 18 eine Verstärkung der auf den Klemmhebel 15 einwirkenden Klemmkraft. Der kinematische Schwenkantrieb 18 bewirkt also eine Multiplizierung der Kraft des Luftzylinders 49. Indem der Stößel 48 gegen die schwimmende kraftübertragende Rolle 47 einwirkt, wird der Kontaktwinkel zwischen der Rolle 47 und der hebelseitigen Rolle 42 mehr und mehr wirksam in dem Sinne, daß eine resultierende Kraft, die auf den Klemmhebel 15 einwirkt, proportional ansteigt. Dies hängt damit zusammen, daß der Klemmhebel 15 ein Lastarm mit einem langen Hebelarm darstellt der von dem Abstand der Achse 41 zur Schwenkachse 39 bestimmt ist. Die Kraftübersetzung ist somit unmittelbar abhängig von dem Verhältnis des Abstandes zwischen der Zylinderkraft und dem Schwenkbolzen 39 einerseits und dem Abstand zwischen dem Schwenkbolzen 39 und der Berührungslinie zwischen dem mittleren Klemmbereich 17 des Hebels 15, der von links an der Rundführung 11 angreift und den Klemmzustand hervorruft Eine weitere Verstärkung der Zylinderkraft ergibt sich aus dem Konvergenzwinkel der Klemmflächen 37 innerhalb des freien Durchganges 35 in der Verlängerung 34. In F i g. 4 sind alle Kraftangriffslinien, die eine Verstärkung der Zylinderkraft begründen, durch Richtungspfeile verdeutlicht und zwar an dem Stößel 48, den Rollen 42 und 47, dem Hebel 15 und den Klemmflächen 37. All dies sichert eine extrem rutschfeste zangenartige Verklemmung der Klemmvorrichtung 10 und somit des verstellbaren Maschinenteils 12 an der Rundfuhrung U.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Klemmvorrichtung zur Klemmbefestigung eines Maschinenteils an einem stangenförmigen Führungselement (U), insbesondere für die verstellbare Lagerung von Kreismessern zum Schneiden von Papierbahnen, mit einem am Maschinenteil (12) anbaubaren Grundkörper (13) mit einem Klemmflächenträger (14) zur Ausübung einer Klemmlcraft auf das stangenförmige Führungselement (11) von einer Seite her, mit einem am Grundkörper (13) um eine Schwenkachse (39) schwenkbar gelagerten Klemmhebel (15), der einen Klemmbereich (17) zum Angriff an dem stangenförmigen Führungselement (11) von der anderen Seite her aufweist, und mit einem zwischen dem Klemmhebel (15) und einer Betätigungsvorrichtung (49) angeordneten Schwenkantrieb (18) tür den Klemmhebe! (15) zum Verspannen des stangenförmigen Führungselements zwischen den Klemmflächen (37) des Klemniflächenträgers

(14) einerseits und des Klemmbereichs (17) des Klemmhebels (15) andererseits, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Klemmhebel (15) auf der genannten anderen Seite des stangenförmigen Führungselements (11), von seinem Klemmbereich (17) aus, quer zur Längsachse des Führungselements (11) nach beiden Seiten über dieses Führungselement hinauserstreckt, daß in seinem einen hinausragenden Teil die Schwenkachse (39) des Klemmhebels (15) parallel zur Achse des stangenförmigen Führungselements (11) angeordnet ist und an seinem anderen hinausragenden Teil (38) der Schwenkantrieb (18) angreift, und daß der Schwenkantrieb (18) eine Übersetzung (41, 42, 44, 47) zur Klemmkraftverstärkung aufweist.

2. Klemmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzung des Schwenkantriebes (18) gebildet ist aus einer am genannten anderen hinausragenden Teil s,38) des Klemmhebels

(15) gelagerten Rolle (42), die um eine parallel zur Schwenkachse (39) des Klemmhebels (15) parallele Achse (41) drehbar ist, und einer zwischen der Rolle (42) und einer Stützschulter (44) des Grundkörpers (13) sowie einem Stößel (48) der Betätigungsvorrichtung (49) schwimmend angeordneten, kraftübertragenden Rolle (47).

3. Klemmvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung (49) von dem Grundkörper (13) getragen wird.

4. Klemmvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte andere hinausragende Teil (38) des Klemmhebels (15) zwei gabelförmig angeordnete Laschen (38) aufweist und daß die drehbar gelagerte Rolle (42) zwischen diesen Laschen angeordnet ist und von ihnen getragen wird.

5. Klemmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die von der einen Seite her auf das stangenförmige Führungselement ω (11) wirkenden Klemmflächen (37) des Klemmflächenträgers (14) durch Seitenwände (37) einer im Grundkörper (13) vorhandenen Ausnehmung (35) gebildet sind, welche in Richtung vom Klemmhebel (15) weg unter Bildung einer keilförmigen Verengung der Ausnehmung schräg aufeinander zulaufen.

6. Klemmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper

(13) in das verstellbare Maschinenteil (12) schwimmend einsetzbar ist in der Weise, daß der Grundkörper nur in Achsrichtung des stangenförmigen Führungselements (11) gegen Relativbewegung gesichert ist.

7. Klemmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das stangenförmige Führungselement (U) eine Rundführung ist und durch Lager (28, 30) zum Anschluß des Maschinenteils (12) hindurchgeführt ist.