DE3510643A1 - Klemmkopf - Google Patents

Description

• Klemmkopf
• Die Erfindung betrifft einen Klemmkopf zur Fixierung einer Stange, bei dem im Gehäuse des Klemmkopfes ein an der Stange angreifendes, an seiner Außenseite eine schräge Führungsfläche aufweisendes Klemmelement radial bewegbar angeordnet und durch ein mit einem Servokolben verschiebbares Spannelement festspannbar ist.
• Klemmvorrichtungen der eingangs beschriebenen Art dienen zum Feststellen oder Abbremsen von Maschinen- teilen oder Lasten, die durch eine Stange, insbesondere über eine Kolbenstange bewegbar sind. Dabei handelt es sich sowohl um Einstellvorrichtungen für Werkzeugmaschinenteile, als auch um die Höhenjustierbarkeit von Bauteilen.Eine solche Klemmvorrichtung kann außerdem als Sicherheitseinrichtung bei hydraulisch oder pneumatisch anhebbaren Kolbenstangen für Hebebühnen, Maschinenoberteile und dergleichen verwendet werden, bei denen ein plötzlicher fehlerhafter Druckabfall des Antriebsmediums eine u.U. gefährliche Betriebsstörung hervorruft.
• Zum Stande der Technik gehört ein Klemmkopf nach der FR-PS 1 103 -862. Dabei wird die Kolbenstange eines Aufzuges durch einen einseitig angreifenden, an einer schrägen Führungsfläche des Gehäuses geführtenKlemmkeil festgespannt, wenn die dem Servokolben entgegenwirkende Vorspannung einer Schraubenfeder nicht durch ein hydraulisches Antriebsmedium überwunden wird. Die Kolbenstange des Servokolbens steht über ein als einseitiger Hebel ausgebildetes Spannelement mit dem Klemmkeil in Verbindung. Bei dieser Ausführung besteht die Gefahr, daß bei einem Bruch des hebelförmigen Spannelementes die Kolbenstange unzulässig freigegeben wird.
• Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, einen Klemmkopf der eingangs erläuterten Art derart auszubilden, daß in einembelastungstechnisch günstigen koaxialen Aufbau ein sicheres Festspannen und Lösen der Stange erreicht wird. Außerdem soll der Klemmkopf in einer günstigen raumsparenden Kompaktausführung herstellbar sein.
• Die Lösung dieser Aufgabenstellung erfolgt dadurch, daß das Klemmelement ein die Stange in einer Mittelausnehmung umfassender außen konischer, radial elastischer Klemmkörper ist, welcher an einer innen konischen Führungsfläche eines mit dem Servokolben verschiebbare, die Klemmhülse und die Stange umgreifenden umfangsseitig geschlossenen Spannkonus anliegt. Eine solche Anordnung ermöglicht eine gleichmäßige Umsetzung der bei der Verschiebung des Servokolbens auftretenden, den Klemmkörper verf#rmenden Kräfte, so daß ein sattes umfangsseitiges Festpressen der Stange eintritt.
• Der Klemmkörper kann in verschiedener Weise ausg-ebildet sein. Bevorzugt ist eine Ausführungiorm als Spann -zange, bei der an ein zylinderförmiges Befestigungsstück über zwei oder mehrere elastische Stegteile Zangenteilstücke angesetzt sind. Ein Zangenteilstück und der damit verbundene Stegteil bildet dabei ein von den übrigen Zangenteilstücken unabhängig federelastisch auslenkbares Bauelement.
• Eine andere gegebenenfalls zweckmäßige Ausbildung des Klemmkörpers kann darin bestehen, daß dieser als mit Längsnuten versehene und längsgeschlitzte federelastische Klemmhülse ausgebildet ist. Eine solche Klemmhülse ergibt im Gegensatz zu den vorbekannten unterteilten Spannkonen ein weitgehend gleichmäßiges umfangsseitiges Festpressen und ist auch bei Ausfall des Servomediums durch die Wirkung der Last selbstsperrend. Die erreichte Festspannlage wird sicher eingehalten.
• Bevorzugt sind sowohl die Spannzange als auch die geschlitzte Klemmhülse Bauteile aus metallenen federelastischen Werkstoffen.
• In weiterer Ausbildung der Erfindung kann es zweckmäßig sein, daß der Spannkonus unter einseitiger Vorspannung eines Federelementes steht, welches am Spannkonus und am Gehäuse abgestützt ist und den -Spannkonus in die Festspannlage drängt.
• Damit die Bewegungsvorgänge der Klemmhülse, insbesondere beim Festspannen der Stange, möglichst unbehindert von radial wirkenden Reibungskräften ablaufen, erscheint es zweckmäßig, bei der Ausbildung des Klemmkörpers als Klemmhülse wenigstens an ihrer einen Stirnseite, gegebenenfalls auch beidseitig, eine kegelförmige Führungsfläche vorzusehen, die gegen eine angepaßte Führungsfläche eines gehäusefesten Bauteils anliegt. Dadurch wird beim Auffedern der federelastischen Klemmhülse ein gleichmäßiges radiales Loslösen erreicht. Bei der Ausbildung des Klemmkörpers als Spannzange erscheint die zusätzliche Verwendung von Führungsflächen im allgemeinen nicht erforderlich.
• Zur Vereinfachung der Montage kann es ferner vorteilhaft sein, daß der Span#nkonus in seiner Freigabe lage durch mindestens ein lösbares Blockierelement, beispielsweise durch ein oder mehrere in den Spannkonus eingreifende Blockierschrauben, gegenüber dem Gehäuse fixierbar ist. Dadurch läßt sich der Klemmkopf in der Freigabelage des Klemmkörpers leicht auf die Stange aufsetzen und in der gewünschten Position ausrichten. Nach dem Lösen des Blockierelementes erfolgt der Übergang in die Festspannlage.
• Zweckmäßig ist auf der Führungsfläche des Spannkonus ein Gleitbelag, insbesondere aus dem unter der geschützten Warenbezeichnung "Teflon" bekannten Werkstoff, aufgebracht.
• Eine vorteilhafte Ausbildung kann vorsehen, daß der Gleitbelag auf einer im Spannkonus formschlüssig gehalterten Lagerschale angeordnet und mit dieser fest verbunden ist. Die formschlüssige Halterung kann dabei durch einen Außenwulst der Lagerschale erreicht werden, welcher in eine rinnenförmige Ausformung an der Innenseite des Spannkonus eingreift.
• Die Mittelausnehmung der Klemmhülse bzw. die Oberflächen der Zangenteilstücke können zweckmäßig mit einem Kupplungs- bzw. Bremsbelag aus bekannten Werkstoffen versehen sein.
• Zur Überwachung und Fernsteuerung erscheint es ferner günstig, am Ende des Bewegungsweges des Spannkonus einen Freigabelage-Sensor, beispielsweise in Form eines induktiven Sensors oder eines Read-Kontaktes, vorzusehen, so daß mit Hilfe dieses Freigabelage-Sensors das Erreichen der Freigabelage festgestellt werden kann.
• Durch die Merkmale der Erfindung wird ein, auch unter rauhen Betriebsbedingungen wenig störanfälliger Klemmkopf geschaffen, welcher hohe Betriebssicherheit und günstigen Lastangriff beim Festspannen und Lösen,insbesondere auch für kleinere Aggregate mit einem Stangendurchmesser unterhalb von 30 mm ermöglicht.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Klemmkopfes gemäß der Erfindung schematisch dargestellt; es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Klemmkopf mit Spannzange, Fig. 2 einen Querschnitt durch den Klemmkopf längs der Linie 2-2 in Fig. 1, Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Klemmkopf mit längsgeschlitzter Klemmhülse, Fig. 4 einen Querschnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 3.
• In Fig. 1 und 2 ist ein Gehäuse 1 dargestellt, in dem ein durch einen Anschluß 2 einseitig mit einem Antriebsmedium beaufschlagbarer Servokolben3verschiebbar gelagert ist. Gegen diesen verschiebbaren Servokolben 3 liegt ein Spannkonus 4 an, auf dessen flanschartigem Randteil 5 eine am Gehäuse 1 einseitig anliegende Schraubendruckfeder 6 abgestützt ist. Die Schraubendruckfeder 6 drängt den Spannkonus 4 in die im unteren Teil der Fig. 1 dargestellte Festspannlage.
• Der obere Teil von Fig. 1 deutet die Freigabelage des Spannkonus 4 an, wobei durch die Verschiebung des Servokolbens 3 in Freigaberichtung ein entsprechender in der Zeichnung nicht dargestellter freier Zylinderringraum auftritt.
• Der Spannkonus 4 ist mit einer innen konischen Führungsfläche 7 versehen, auf die eine Lagerschale mit Teflonbeschichtung 8 aufgepreßt ist. Die Lagerschale 8 weist einen Außenwulst 9 auf, welcher in eine entsprechende Rinnenausnehmung 10 in der Führungsfläche 6 formschlüssig eingreift.
• Gegen die innen konische Führungsfläche 7 des Spannkonus 4 liegt eine Spannzange 11 an. Die Spannzange 11 besteht aus sechs außen konischen Zangenteitstücken 12, welche über elastische Stegteile 13 mit einem zylinderförmigen Befestigungsstück 14 verbunden sind, das über ein Außengewinde 15 im Gehäuse 1 gehaltert ist.
• Auf den inneren Oberflächen der Zangenteilstücke 12 ist ein Kupplungsbelag 16 angebracht, der in der Festspannlage am äußeren Umfang einer Kolbenstange S anliegt.
• Der Spannkonus 4 kann in der Freigabelage durch Blockierschrauben 17 fixiert werden, welche in angepaßten Ausnehmungen 18 des Spannkonus 4 eingreifen (oberer Teil in Fig. 1). Dadurch läßt sich der Klemmkopf leicht in jeder gewünschten Lage auf der Kolbenstange S montieren und nach Lösen der Blockierschrauben 17 festspannen.
• Am Ende des Bewegungsweges des Spannkonus 4 ist ein Freigabelage-Sensor 19 vorgesehen.
• Bei einer Beaufschlagung des Servokolbens 3 mit einem Antriebsmedium, z.B. Drucköl, verschiebt der Servokolben 3 den an ihm anliegenden Spannkonus 4 gegen die Wirkung der Schraubendruckfeder 6 in die Freigabelage.
• Die Zangenteilstücke 12 der metallenen Spannzange 11 federn radial nach außen und die Kolbenstange S wird zur Bewegung freigegeben.
• Das Festspannen erfolgt dadurch, daß der Servokolben bei absinkendem-Druck des Antriebsmediums durch die Wirkung der Schraubendruckfeder 6 in die Festspannlage zurückgeführt wird. Dabei preßt der Spannkonus 4 die Zangenteilstücke 12 gleichmäßig gegen den Umfang der Stange S.
• Die Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 entspricht im wesentlichen dem Grundaufbau nach Fig. 1 und 2.Anstelle einer Spannzange 11 ist jedoch eine außen konische längsgeschlitzte Klemmhülse 20 vorgesehen, welche zwischen über ihre ganze Länge durchgehenden Längsnuten 21 schwalbenschwanzförmig durchgehende Stegteile 22 aufweist und mit einem radial und axial offenen Längsschlitz 23 versehen ist. Die Stirnflächen der Klemmhülse 20 sind beidseitig als kegelstumpfförmige Führungsflächen 24,25 gestaltet.
• Diese liegen gegen entsprechende konische Führungs -flächen 26,27 gehäusefester Bauteile 28,29 an. Alle übrigen nicht erwähnten Bauteile entsprechen der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2.
• In der Freigabelage ist die Klemmhülse 20 in ihrem Längsschlitz 23 aufgefedert, wobei eine gleichmäßige Bewegung durch das Gleiten der kegelstumpfförmigen Führungsflächen 24,25 an den angepaßten Führungsflächen 26,27 der gehäusefesten Bauteile 28,29 erreicht wird.
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Claims (11)

1. Ansprüche 1. Klemmkopf zur Fixierung einer Stange, bei dem im Gehäuse des Klemmkopfes ein an der Stange angreifendes, an seiner Außenseite eine schräge Führungsfläche aufweisendes Klemmelement radial bewegbar angeordnet und durch ein mit einem Servokolben verschiebbares Spannelement festspannbar ist, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Klemmelement ein die Stange (S) in einer Mittelausnehmung umfassender außen konischer, radial elastischer Klemmkörper (11;20) ist, welcher an einer innen konischen Führungsfläche (7) eines mit dem Servokolben (3) verschiebbaren den Klemmkörper (11;20) und die Stange (5) umgreifenden, umfangsseitig geschlossenen Spannkonus (4) anliegt.
2. 2. Klemmkopf nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Klemmkörper als Spannzange (11) ausgebildet ist.
3. 3. Klemmkopf nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Klemmkörper eine längsgeschlitzte (23) federelastische Klemmhülse (20) ist.
4. 4. Klemmkopf nach Anspruch 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Klemmhülse (20) Längsnuten (21) aufweist.
5. 5. Klemmkopf nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Spannkonus (4) unter einseitiger Vorspannung eines Federelementes (6) steht, welches am Spannkonus (4) und am Gehäuse (1) abgestützt ist und den Spannkonus (4) in die Festspannlage drängt.
6. 6. Klemmkopf nach Anspruch 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die längsgeschlitzte Klemmhülse (20) wenigstens an ihrer einen Stirnseite ei#ne kegelförmige Führungsfläche (24,25) aufweist, die gegen eine angepaßte Führungsfläche (26,27) eines gehäusefesten Bauteils (28,29) anliegt.
7. 7. Klemmkopf nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Spannkonus (4)#in seiner Freigabelage durch mindestens ein lösbares Blockierelement (17) gegenüber dem Gehäuse (1) fixierbar ist.
8. 8. Klemmkopf nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß auf der Führungsfläche (7) des Spannkonus (4) ein Gleitbelag (8) aufgebracht ist.
9. 9. Klemmkopf nach Anspruch 8, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Gleitbelag (8) auf einer im Spannkonus (4) formschlüssig gehalterten Lagerschale angeordnet ist.
10. 10. Klemmkopf nach Anspruch 1, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß auf der Mittelausnehmung der Klemmhülse(11;20) ein Kupplungsbelag (16) angeordnet ist.
11. 11. Klemmkopf nach Anspruch 1, d a d u r c h #g e -k e n n z e i c h n e t, daß am Ende des Bewegung weges des Spannkonus (4) ein Freigabelage-Sensor (19) angeordnet ist.