DE3707046A1 - Klemmvorrichtung fuer stangen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Klemmvorrichtung für Stangen, und zwar sowohl für bewegte Stangen, z. B. Kolbenstangen von Arbeitszylindern, oder auch gegenüber ortsfesten Stan­ gen, wenn die Klemmvorrichtung zu einem bewegten Bauteil oder einem bezüglich der Stange bewegbaren Gerät gehört.

Es ist bekannt, Kolbenstangen radial bzw. über ihren Umfang dadurch gleichmäßig zu klemmen, daß eine längsgeteilte Klemmhülse mittels eines hydraulischen oder pneumatischen Polsters an die Kolbenstange angedrückt wird. Nach einem anderen bekannten Vorschlag wird eine ungeschlitzte Hülse, die jedoch nur eine sehr geringe Wandstärke besitzt, mit­ tels eines hydraulischen Polsters an die zu klemmende Stan­ ge angepreßt, allerdings unter der Voraussetzung, daß das Hülsenmaterial eine elastische Radialverengung auf einen kleineren Innendurchmesser gestattet.

Aus der DE-OS 18 04 857 ist eine Klemmhülse in einer Klemm­ vorrichtung für Kolbenstangen bekannt, die auf eine sichere Klemmung derart abzielt, daß bei Betätigen und beim Lösen der Klemmung die Kolbenstange sowohl ohne seitlichen Ver­ satz als auch ohne Axialschub bleibt. Zu diesem Zweck ist die Klemmhülse mit einem Bund in einem die Stange umgeben­ den Gehäuse axial festgelegt; sie ist vom Bund aus an ihrer Außenseite konisch verjüngt und geschlitzt und wird durch einen aufschiebbaren Klemmkonus zwecks Klemmung der Stange einwärts bewegt bzw. verbogen. Die Klemmhülse gibt die Stange frei, wenn der als Kolben verschiebbare Klemmkonus gegen die Wirkung einer normalerweise verriegelnden Feder­ kraft hydraulisch beaufschlagt wird.

Die vom Gegenkonus über die Hülsenlänge gleichmäßig ver­ teilten Kräfte haben an der Stangenklemmung von dem freien, dünnwandigen Ende bis zum starkwandigen Ende der Klemmhülse einen zunehmend geringeren Anteil wegen der unterschiedlich großen Formänderungsarbeit und variierender Querschnitte einen zunehmend geringeren Anteil und auch deshalb, weil der Abstand des Kraftangriffspunktes bis zur Einspannstelle abnimmt.

Die zunächst noch nicht an der Kolbenstange anliegenden Zungen der Klemmhülse werden durch den Klemmkonus zu einer Schwenkbewegung in Richtung auf die Stange veranlaßt, ähn­ lich der elastischen Biegung eines einseitig eingespannten Stabes. Der festgelegte Bund der Klemmhülse enthält an der den Zungen entgegengesetzten Seite eine Gegenbohrung, so daß die Wandstärke im Übergangsbereich von Hülse zu Außen­ bund auf diejenigen der Hülse beschränkt wird.

In der DE-PS 23 33 491 ist eine Fangvorrichtung für Auf­ züge, Hebebühnen und dergleichen beschrieben, bei der meh­ rere unter Federvorspannung stehende Bremsbacken, die die Stange kreissektorförmig umgeben, auf zur Mittelachse schräg liegenden Führungsbahnen in einem Gehäuse verschieb­ bar und entweder direkt über zugeordnete hydraulische An­ triebe oder indirekt über verschiebbare Gleitbacken, näm­ lich frei geführte Kolbenstücke zwangsbewegbar sind. Die Bremsbacken sind durch Druckfedern in die Bremsstellung vorgespannt, so daß bei hydraulischem Druckabfall eine selbsttätige, sichere Blockierung der Stange erfolgt.

In der DE-PS 31 18 449 sind für eine ähnliche Brems- oder Klemmvorrichtung im Gehäuse konisch bzw. schräg geführte Bremsbacken vorgeschlagen, die von einem gemeinsamen Servo­ kolben aus betätigt werden, mit dem die Bremsbacken durch radial verschiebbare Führungsflächen gekuppelt sind. Durch Axialverschiebung des Servokolbens werden die Bremsbacken an den ortsfesten, konischen Führungsflächen entlangbewegt und dabei radial verschoben. Ein Lösen der Bremsung erfolgt erst durch Bewegung des Servokolbens in der Loslaßrichtung. Eine aus der DE-OS 31 44 359 bekannte Variante zu vorbe­ schriebener Lösung besteht darin, daß die Bremsbacken nur radial verschiebbar sind und zu diesem Zweck mit ortsfesten Radialführungen im Gehäuse und am konischen Umfang mit ver­ schiebbaren Gleitbacken in Eingriff stehen, wobei letztere zum Servokolben gehören und sich zwischen Gehäuse und Bremsbacken erstrecken und folglich axial bewegt werden.

Um eine gleichmäßige Pressung zwischen den als einzelne voneinander unabhängige Kreissegmente ausgeführten Brems­ backen und der Stange zu erreichen, ist ein absolut gleich­ zeitiges Anlegen der Bremsbacken an der Stange Vorausset­ zung, was bei einem gemeinsamen Betätigungskolben einen ho­ hen Aufwand bezüglich der Genauigkeit erfordert. Außerdem ist zur radialen Bewegung der Bremsbacken ein gewisses Spiel erforderlich, was sich bei geklemmtem Zustand in un­ erwünschter axialer Bewegung auswirken kann.

Es wird deshalb als eine Hauptaufgabe der vorliegenden Er­ ung angesehen, für eine Klemmvorrichtung der eingangs bezeichneten Art Maßnahmen anzugeben, die geeignet sind, um nicht nur hohe Haltekräfte überhaupt, sondern diese bei einer weitgehend gleichmäßigen Pressung der Stange über die gesamte Klemmlänge erzielen zu können und ohne dabei axiale Bewegungen zu verursachen bzw. entstehen zu lassen.

Mit der Erfindung vorgeschlagene Merkmale zur Lösung dieser Aufgabe bestehen unter anderem darin, daß der Klemmkolben an seinem Außendurchmesser und an seinem Innendurchmesser mit einem größeren Führungsspiel ausgestattet ist, als das Spiel zwischen Klemmhülse und Stange, so daß sich der Klemmkolben auf dem Außenkonus der Hülse zentrieren kann.

Ferner besitzt der Klemmkolben über seine Länge eine derart unterschiedliche Wandstärke, daß aufgrund der unterschied­ lich großen Innenbohrung, die zwangsläufig durch die Außen­ konusform der Klemmhülse bestimmt wird, eine Kompensation der unterschiedlichen Wandstärke und damit unterschiedli­ chen Biegesteifigkeit des Klemmkolbens herbeigeführt werden kann, um dadurch die Pressung der Hülse über die gesamte Klemmlänge zu vergleichmäßigen. Außerdem besitzt die Klemm­ hülse eine gegenüber dem Kolben wesentlich kleinere Wand­ dicke, die in Abhängigkeit von der Festigkeit des verwende­ ten Materials gering genug ist, damit sich die Klemmhülse über die gesamte Länge und über den gesamten Umfang an die Geometrie der Stange eng anschmiegt und die notwendige Formänderungsarbeit kleingehalten werden kann.

Bei dieser Bauart sind Klemmkolben und Klemmhülse ein­ schließlich der Hülsenbohrung einfach und doch sehr genau auf Drehmaschinen herstellbare Fertigungsteile, was mit eine wesentliche Voraussetzung für eine gleichmäßige Klemm­ funktion bildet. Aufgrund des vorhandenen Führungsspiels paßt sich der Klemmkolben bei Betätigung lagemäßig sofort an den Außenkonus der Hülse an. Die beabsichtigt unter­ schiedliche Wanddicke des Klemmkolbens gewährleistet eine gleichmäßige Pressung der gesamten Hülsenlänge, wobei die in Abhängigkeit von der zur übertragenden Haltekraft und vom verwendeten Material bevorzugt geringe Wandstärke der Klemmhülse das innige Anschmiegen an den Durchmesser der zu klemmenden Stange innerhalb des elastischen Bereichs ermög­ licht, so daß weitere wichtige Voraussetzungen für eine ra­ sche und sichere Klemmung gegeben sind.

Wenn diese auf Reibkraft wirkende Klemmverbindung mit einer Sicherheitsfunktion im Sinne einer Überlasteinrichtung ein­ gesetzt wird, ist es wichtig, neben einer geeigneten Mate­ rialpaarung auch dafür zu sorgen, daß die Flächenpressung zwischen den Gleitpartnern nicht zu hoch wird.

Während man einer herkömmlichen dicken Hülse ab einer ge­ wissen Materialfestigkeit nur durch Schlitze und Nuten eine gewisse Anpassungsfähigkeit geben kann (diese führt natür­ lich zu einem Flächenverlust und damit zu höherer Flächen­ pressung), vermag unter sonst gleichen Voraussetzungen eine erfindungsgemäß dünne Hülse auch mit höherer Materialfe­ stigkeit aufgrund ihrer großen Elastizität mit wenig Schlitzen bzw. Nuten auszukommen. Obwohl die Klemmoberflä­ che in diesem Fall entsprechend größer ist, gestaltet sich das Anschmiegen wesentlich intensiver.

Das Anschmiegen der Klemmhülse an die Geometrie des Stan­ gendurchmessers kann durch eine elastische Schicht zwischen Außen- und Innenkonus noch weiterverbessert werden. Durch die Doppelfunktion der Klemmhülse (Klemmen und Führen) sind optimale Klemmvoraussetzungen gegeben.

Zweckmäßigerweise ist der Klemmkolben gleichzeitig als hy­ draulischer Betätigungskolben ausgeführt. Mit Hilfe der axial formschlüssig fixierten Klemmhülse mit geringem Spiel zur Stange läßt sich der Klemmvorgang ohne axiale Verschie­ bung der Stange herbeiführen. Auch ist durch die Form­ schlüssigkeit der Klemmhülse mit dem Gehäuse in geklemmtem Zustand jegliche axiale Bewegung der Stange in beiden Rich­ tungen ausgeschlossen.

Zur Erhöhung der Klemm- oder Haltekraft kann eine Doppel­ einheit mit zwei gegeneinander gerichteten Klemmhülsen und einem dazwischen angeordneten Führungsteil vorgesehen wer­ den, woraus sich bei doppelter Haltekraft eine reduzierte Baulänge ergibt.

Z. B. bei einer Sicherheitsüberwachung kann es zweckmäßig sein, wenn zum Ermitteln des Verriegelungs- oder Entriege­ lungszustandes des Kolbens ein mechanischer, elektronisch, elektrischer oder magnetisch wirkender Positionsgeber die Lage des Kolbens erfaßt. Bei einer praktischen Ausführungs­ form dazu kann eine einem Meßfühler zugeordnete Schaltkon­ tur am Kolben so ausgebildet sein, daß der Positionsgeber gleichzeitig einen (z. B. durch erhöhten Verschleiß verur­ sachten) über das normale Maß hinausgehenden Kolbenweg als unzulässig anzeigt. Solche Meßfühler oder Sensoren können entweder in Radial- oder in Axialrichtung in den Weg des Kolbens bzw. der damit verbundenen Meßkontur hineinwirken. Zur Anzeige eines über das normale Maß hinausgehenden Kol­ benweges kann auch ein zweiter Positionsgeber vorgesehen sein. Solche elektrisch oder auch mechanisch als Sichtmarke ausgeführten Sensoren können eine optische oder akustische Lärmanzeige auslösen.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfol­ genden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der erfin­ dungsgemäßen Klemmvorrichtung in Verbindung mit den Zeich­ nungen, die wesentliche Einzelheiten zeigen, und auch aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale der Ansprüche können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein, von deren detaillierter Beschreibung der Übersichtlichkeit wegen abgesehen worden ist. Es zeigen, jeweils schematisch

Fig. 1 einen vergrößerten Längsschnitt durch eine Klemmvorrichtung nach der Erfindung, in dem zu beiden Seiten der Längsmittellinie zwei ver­ schiedene Ausführungsbeispiele dargestellt sind,

Fig. 2a, 2b ebenfalls im Längsschnitt zwei links von der Längsmittellinie dargestellte Varianten in Form von Doppelhülsenanordnungen, jeweils be­ stehend aus einer an den äußeren Enden des Ge­ häuses festgelegten Klemmhülse und aus zwei einander entgegengesetzt wirkenden, sich zur Klemmstellung voneinander weg bewegenden Klemmkolben, deren Längsführungsbereiche an verschiedenen Enden vorgesehen sind, während

Fig. 3a, 3b rechts von der Längsmittellinie zwei andere Varianten darstellen für eine mittig festge­ legte Doppelhülse mit entgegengesetzten Klemm­ zungen, auf die von den Gehäuseenden aus Klemmkolben mit an verschiedenen Enden vorge­ sehenen Längsführungsbereichen aufgeschoben werden.

Allen Beispielen gemeinsam ist eine mittlere Stange 10, die bezüglich eines zylindrischen Gehäuses 12 relativ ver­ schiebbar ist und in einem häufigen Anwendungsfall aus der Kolbenstange eines Hydraulikzylinders besteht, wobei dann das Gehäuse 12 mit einem nicht gezeigten ortsfesten Bauteil in Verbindung steht.

Die Anordnung kann jedoch auch so getroffen sein, daß die Stange 10 feststeht und auf dieser das Gehäuse 12 der Klemmvorrichtung in Verbindung mit einem weiteren nicht ge­ zeigten Gerät in Axialrichtung verschoben wird oder schwingt, während bei Betätigung der Klemmvorrichtung diese auf der Stange 10 festgehalten wird.

Weiterhin ist den gezeigten Ausführungsbeispielen gemein­ sam, jedoch zur Ausführung der Erfindung nicht zwingend, daß die Klemmvorrichtung bzw. deren Klemmkolben mit Hilfe von Federmitteln in die betätigte Klemmstellung vorgespannt ist, aus der sie durch Zuführung von unter Druck stehender Hydraulikflüssigkeit zum Zweck der Verschiebung des Klemm­ kolbens in Löserichtung befreit wird. Sobald der Hydraulik­ druck abgeschaltet wird, besorgt automatisch die durch die Federmittel bewirkte mechanische Vorspannung die erneute Klemmung der Stange 10.

Entsprechend Fig. 1 umfaßt die Klemmvorrichtung ein zylin­ drisches Gehäuse 12, in dem eine Klemmhülse 14 festgelegt ist, die eine die Stange 10 abgedichtet umschließende In­ nenfläche 15 aufweist. Die Klemmhülse 14 besitzt nach Fig. 1 (rechts) einen Bund 22, über den sie mit Hilfe von Schrauben 18 an einem Deckel oder Abschlußteil 16 befestigt ist, der seinerseits mittels Schrauben 20 mit dem Gehäuse 12 in Verbindung steht.

Bei der in Fig. 1 links gezeigten Ausführungsform besitzt Bund 22 der Klemmhülse 14 einen radial nach außen erweiter­ ten Abschnitt 24, der hier den Bund der Klemmhülse und gleichzeitig den Deckel oder Abschlußteil bildet. Jeweils nach den Einsatzbedingungen kann mit Verbundmaterial gear­ beitet werden, um die Innenfläche der Klemmhülse im Bundbe­ reich mit besonders günstigen Gleitführungseigenschaften auszustatten. Wie zuvor dienen äußere über den Umfang des ringförmig erweiterten Abschnittes 24 verteilte Schrauben 20 zur Verbindung mit dem Gehäuse 12. Das gegenüberliegende Ende des zylindrischen Gehäuses 12 ist durch einen Zylin­ derdeckel 26 abgedichtet, der mit Hilfe von Schrauben 28 an der Stirnfläche des Gehäuses 12 befestigt ist.

Ein Klemmkolben 30 umfaßt einen sich an den Außenkonus der Klemmhülse 14 anschmiegenden Innenkonus 32. Im Konusbereich besitzt der Kolben 30 eine mit zunehmendem Innendurchmesser ansteigende Wandstärke, so daß in geklemmtem Zustand ent­ sprechend Fig. 1 die Klemmhülse 14 über ihre gesamte über­ deckte Länge weitgehend gleichmäßig an die Stange 10 ange­ preßt werden kann. Um hier von vornherein günstige Ergeb­ nisse zu erreichen, ist gemäß einem wichtigen Merkmal der Erfindung in den sowohl am Außendurchmesser als auch am In­ nendurchmesser vorgesehenen Längsführungsabschnitten 60, 62, 64 des Kolbens 30 jeweils ein großzügiges Führungsspiel vorhanden. Auf diese Weise findet der Kolben von seiner ge­ genüber der Klemmhülse 14 gelösten Stellung aus auf schnellstem Weg selbsttätig von neuem seine diesbezüglich zentrierte Lage.

Der in Fig. 1 rechts gezeigte Kolben 30 besitzt einen mit Führungsspiel im Ringraum zwischen Gehäuse 12 und Stange 10 untergebrachten Ringabschnitt mit hier axial versetzten in­ neren und äußeren Längsführungsabschnitten 64, 60, über die er sowohl gegenüber der Stange als auch gegenüber der In­ nenwand des zylindrischen Gehäuses 12 mit Hilfe von Dich­ tungen 34 und 36 abgedichtet ist. An der Stirnfläche des Ringabschnittes des Kolbens 30 liegen als Tellerfederpakete ausgeführte Vorspannfedern 38 an, die sich anderenends am Zylinderdeckel 26 abstüzen. Beim gezeigten Ausführungsbei­ spiel kann zur Einstellung der Vorspannkraft ein Teller 40 vorgesehen sein, dessen axiale Position mit Hilfe von Schrauben 42 verstellt wird, um nach Wunsch die Vorspann­ kraft zu justieren. Als alternative Lösung dient mit eine Ringmutter 54, die direkt auf den Teller oder das Federpa­ ket wirkt oder mit deren Hilfe über Stifte 55 die Vorspann­ kraft der Federn verändert wird (Fig. 1).

Um die Federeinrichtung 38 in Radialrichtung zu positionie­ ren, kann der Zylinderdeckel 26 mit einem verlängerten Hül­ senabschnitt 46 versehen sein, der dann gleichzeitig als verlängerte Stangenführung dient. Zum Entriegeln bzw. zur Beseitigung der Stangenklemmung wird beim Beispiel rechts in Fig. 1 der Druckeinlaß 50 an eine nicht gezeigte hydrau­ lische Druckleitung angeschlossen, so daß bei entsprechen­ der Ventilbetätigung der Kolben 30 gegen die Kraft der Fe­ dern 38 sich von der Klemmhülse 14 wegbewegt bzw. deren Außenkonus freigibt, damit die durch übliche, nicht gezeig­ te Längsschlitze in der Klemmhülse entstehenden Segmente oder Zungen um eine ausreichende geringe Entfernung vom Um­ fang der Stange zurückfedern können. Eine nach außen füh­ rende Öffnung 52 sorgt dafür, daß sich in dem Raum hinter dem Führungsabschnitt des Kolbens 30 weder Überdruck noch Unterdruck bilden können.

Auch beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 links von der Mittellinie ist der Kolben 30 mit Hilfe der Federeinrich­ tung 38 in seine Klemmstellung auf der Klemmhülse 14 vorge­ spannt. In diesem Fall wirken die Tellerfederpakete über eine vom Zylinderdeckel 26 unabhängige Zentrierhülse 44 auf die Stirnfläche des Kolbens. Ein zylindrischer Abschnitt des Kolbens 30 ist zwischen einem äußeren zylindrischen Be­ reich der Klemmhülse 14 und der Innenwand des Gehäuses 12 mit einem äußeren und einem inneren Längsführungsbereich 60 bzw. 62 und Dichtungen 34 bzw. 36 abgedichtet geführt. In diesem Fall wird unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit durch einen Einlaßkanal 48 im Bund der Klemmhülse zuge­ führt, um den Kolben 30 gegen die Kraft der Federeinrich­ tung 38 von der Klemmhülse wegzudrücken.

Bei einer nicht gezeigten Ausführungsform kann die Feder­ einrichtung 38 wegfallen, wenn die Betätigung der Klemmung und auch der Entriegelung allein durch von außen zugeführ­ ten Hydraulikdruck bewirkt wird. In diesem Fall ist die Öffnung 52 als zweiter Hydraulikanschluß vorgesehen. Bei einer anderen Variante kann die Betätigung der Entriegelung mit Hilfe von Federkraft erfolgen, während die Klemmung mit Hilfe von Hydraulikdruck bewerkstelligt wird; dies hängt von den Umständen des Anwendungsfalles ab.

Bei beiden Ausführungsformen gemäß Fig. 1 verhindern die Dichtungen 34 und 36 in den äußeren und inneren Längsfüh­ rungsbereichen 60 bzw. 62, 64 des Klemmkolbens, daß die Stange 10 mit dem Ent- oder Verriegelungsmedium direkt in Berührung kommt. Zwar ist es normalerweise von Vorteil, wenn die einzelnen Gleitflächen im Ölflüssigkeitsbad ange­ ordnet sind, doch kann eine andere Lösung erforderlich wer­ den, wenn z. B. keine Dichtungsreibung im entriegelten Zustand auftreten darf.

Beim Zusammenbau oder auch bei der Demontage der Klemmvor­ richtung kann zur Vereinfachung beitragen, wenn man die Möglichkeit hat, den Klemmkolben mittels einer von außen betätigten Arretiereinrichtung festzulegen. Dazu kann bei­ spielsweise bei der in Fig. 1 rechts gezeigten Ausführungs­ form eine quer durch die Wand des Gehäuses 12 so weit hin­ einschraubbare, abgedichtete Arretierungsschraube vorgese­ hen sein, daß sie sich seitlich an die freie Stirnfläche des Klemmkolbens 30 anlegt, bevor dieser unter der Kraft der Federeinrichtung 38 seine Endstellung erreicht hat. Auf diese Weise läßt sich die Klemmhülse leichter montieren und demontieren.

Bei einer anderen, nicht gezeigten Arretiereinrichtung kann unter Bezugnahme auf die in Fig. 1 links von der Mittelli­ nie gezeigte Klemmvorrichtung eine Arretierschraube in Axi­ alrichtung sich durch den Abschlußteil 24 erstrecken. Eine solche Schraube ist mit einem geeigneten dichtenden Schaft­ abschnitt versehen und mit ihrem vorderen freien Ende so weit in den Zylinderraum einschraubbar, bis sie durch Anla­ ge an der oberen Stirnwand des Klemmkolbens 30 diesen rela­ tiv zur Klemmhülse 14 festlegt, oder bis sich bei noch größerer Eingriffstiefe der Klemmkolben 30 gegen die Feder­ kraft nach unten bewegt und ihn vom Außenkonus der Klemm­ hülse abhebt.

Aus Sicherheitsgründen kann eine Zustandsanzeige über die vorhandene Verriegelung oder Entriegelung des Kolbens er­ wünscht sein. Zu diesem Zweck wird die entsprechende Lage des Kolbens über elektrische Positionsgeber erfaßt, oder man stellt die in der Kolbenwand vorhandene Spannung durch Aufbringen von Dehnmeßstreifen oder auch durch Anbringung von solche Aufweitungsmaße messenden Grenztastern fest.

Normalerweise erstrecken sich die nicht gezeigten Längs­ schlitze der Klemmhülse 14 bis etwa in die Höhe ihres Bun­ des 22. Andererseits kann die Klemmhülse auch mehrteilig ausgeführt sein, wenn einzelne oder sämtliche Schlitze sich bis durch den Bund hindurcherstrecken, wobei dann einzelne Segmente entsprechend Fig. 1 mit dem Gehäuse 12 oder Ab­ schlußteil 16 verschraubt werden. Wesentliche Vorteile der Erfindung werden auch dann erreicht, wenn die Klemmhülse aus einzelnen radial verschiebbar geführten Segmenten be­ steht, diese Segmente also nicht in Radialrichtung festge­ legt sind. Die Bohrung und der Außenkonus der Klemmhülse können in an sich bekannter Weise Radial-, Axial- oder Wen­ delnuten aufweisen, die das Drainage- und Elastizitätsver­ halten günstig beeinflussen.

Die in Fig. 2 und 3 schematisch gezeigten Ausführungsbei­ spiele von Klemmvorrichtungen betreffen Doppeleinheiten, in denen die Haltekraft jeweils mit zwei Klemmhülsen und zwei Kolben bei reduzierter Baulänge verdoppelt wird. Die in dieser Zeichnung links von der Längsmittellinie dargestell­ ten Bauformen gemäß Fig. 2a und 2b haben gemeinsam, daß in einem einheitlichen zylindrischen Gehäuse je eine Klemmhül­ se 14 mit ihrem Bund an dem jeweiligen Gehäusedeckel fest­ gelegt bzw. in einen solchen Deckel integriert ist. Zwi­ schen den beiden Kolben ist eine gemeinsame Federeinrich­ tung 38 vorgesehen, die über obere und untere Zwischenringe 68 die Kolben zur Klemmung der Stange in Axialrichtung auf die Klemmhülsen 14 aufdrücken.

Im übrigen entspricht der Aufbau der in der oberen Hälfte des zylindrischen Gehäuses 12 untergebrachten Klemmvorrich­ tung weitgehend derjenigen aus Fig. 1, links mit dem Unter­ schied, daß sich diese Anordnung am unteren Ende des Gehäu­ ses 12 zylindrisch wiederholt. Gleiches gilt sinngemäß für den Aufbau der Klemmvorrichtung nach Fig. 2b, die weitge­ hend dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 1, rechts entspricht und einen Kolben 30 aufweist, der von seinem im Durchmesser verjüngten Ende in einen verbreiterten Ringabschnitt mit äußeren und inneren Längsführungsbereichen 60 bzw. 64 über­ geht. Im Unterschied zu Fig. 1 wiederholt sich bei der Dop­ peleinheit nach Fig. 2b in der oberen Hälfte des Gehäuses 12 spiegelbildlich die untere Anordnung, so daß auf ge­ drängtem Raum zwei Klemmhülsen auf die gleiche Stange 10 einwirken. Ein besonderes Merkmal zeigt Fig. 2a mit einem im Durchmesser verjüngten Längsmittelabschnitt 70 des Ge­ häuses 12, innerhalb dessen die Federeinrichtung 38 unter­ gebracht ist. Der Ring 68 zwischen Federeinrichtung und der unteren Stirnfläche des Kolbens 30 besitzt einen äußeren Ansatz 72, in dessen Weg sich die Schulter 70 befindet. Beim hydraulischen Entriegeln der Klemmvorrichtung nach Fig. 2a werden somit die Kolben 30 über einen begrenzten Weg gegeneinander bzw. gegen die Federeinrichtung 38 ge­ führt, der ausreicht, um das Zurückfedern der Klemmsegmente zu gewährleisten.

Die in der gleichen Zeichnung rechts von der Mittellinie dargestellten Doppeleinheiten von Klemmvorrichtungen gemäß Fig. 3a und 3b haben als gemeinsame Besonderheit zwei durch einen mittleren Bund 66 vereinigte Klemmhülsen 14. Der nach oben gerichteten Klemmhülse 14 in Fig. 3a sind ein Kolben 30 und eine Federeinrichtung 38 in gleicher Bauart wie in Fig. 1, links zugeordnet, wobei man sich diesen Aufbau in der Doppeleinheit in der unteren Hälfte des Gehäuses 12 spiegelbildlich wiederholt vorstellen muß. Durch den ge­ meinsamen Druckeinlaß 50 werden beide Kolben 30 entgegen der Kraft der Federeinrichtungen 38 voneinander wegbewegt. Die über den Bund 66 vereinigten Klemmhülsen können z. B. dadurch festgelegt werden, daß der Bund zwischen einer obe­ ren und unteren Hälfte des Gehäuses 12 eingespannt oder verschraubt wird.

Der untere Teil der in Fig. 3b gezeigten Doppeleinheit ent­ spricht weitgehend dem Aufbau der Klemmvorrichtung nach Fig. 1, rechts. Selbstverständlich können bei den Varianten gemäß Fig. 2 und 3 die Federeinrichtungen 38 entfallen oder zur Ausführung einer entgegengesetzten Vorspannwirkung an­ geordnet werden, wie dies schon im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben worden ist.

Claims (20)

1. Klemmvorrichtung für eine axial bewegte Stange, mit einem Gehäuse, einer darin axial festgelegten, an ihrer Außenseite konischen, teilweise längsgeschlitzten Klemm­ hülse sowie einem in dem als Zylinder ausgebildeten Ge­ häuse beweglichen, mit einem Innenkonus versehenen hül­ senähnlichen Kolben, und insbesondere mit einer den Kol­ ben in Richtung auf die Klemmhülse in den Verriegelungs­ zustand vorspannenden Federeinrichtung, dadurch gekennzeichnet,

• a) daß innere und äußere Längsführungsabschnitte (62, 64 bzw. 60) des Kolbens (30) an seinem Außen- und Innen­ durchmesser mit einem Führungsspiel (60, 62) versehen sind, das größer ist als dasjenige zwischen Klemmhül­ se (14) und Stange (15),
• b) daß die metallische Klemmhülse eine gegenüber dem Kolben kleine Wanddicke derart aufweist, daß sie zur Übertragung der Klemmkraft ohne bleibende Formände­ rung sich eng an die Geometrie der Stange (10) anzu­ schmiegen in der Lage ist,
• c) und daß der Kolben (30) im Konusbereich eine mit zu­ nehmendem Innendurchmesser ansteigende Wandstärke zur Erzielung einer gleichmäßigen Pressung der Klemmhülse (14) über die gesamte Klemmlänge aufweist.

2. Klemmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Klemm- und Entriegelungskolben (30) im An­ schluß an seinen Innenkonus (32) einen inneren Längsfüh­ rungsabschnitt (62) mit gleichbleibendem Durchmesser aufweist, der auf dem Außenumfang eines nicht geschlitz­ ten Abschnittes der Klemmhülse verschiebbar und abge­ dichtet ist.

3. Klemmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Klemm- und Entriegelungskolben (30) im An­ schluß an seinen Innenkonus (32) einen inneren Längsfüh­ rungsabschnitt (64) mit gleichbleibendem Durchmesser aufweist, der unmittelbar auf der Stange (10) verschieb­ bar und gegenüber dieser abgedichtet ist.

4. Klemmvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kolben (30) in Richtung der Klemmhülse (14) vorspannenden Federeinrich­ tung von außerhalb des Gehäuses (12) mittels einer Stelleinrichtung (40, 48) einstellbar ist, um die Halte­ kraft der Klemmvorrichtung von außen in einfacher Weise zu verändern.

5. Klemmvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung so angeordnet ist, daß sie den mit Hilfe hydraulischer Kraft auf den Konus der Klemmhülse angedrückten Kolbens zum Zweck der Entriegelung der Stange vom Konus weg­ drückt.

6. Klemmvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ermitteln des Ver­ riegelungs- oder Entriegelungszustandes des Kolbens ein mechanischer oder elektrischer Meßfühler (Positionsge­ ber) die Lage des Kolbens erfaßt.

7. Klemmvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß eine einem Meßfühler zugeordnete Schaltkontur am Kolben so ausgebildet ist, daß der Meßfühler außer dem ermittelten Zustand des Kolbens einen (z. B. durch erhöhten Verschleiß verursachten) über das normale Maß hinausgehenden Kolbenweg als unzulässig anzeigt.

8. Klemmvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Anzeige eines über das normale Maß hinaus­ gehenden Kolbenweges ein zweiter Meßfühler vorgesehen ist.

9. Klemmvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß der oder die Meßfühler in Axial- und/oder Radialrichtung wirkend angeordnet sind.

10. Klemmvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ermitteln des kraftschlüssigen Verriegelungs- oder Entriegelungszu­ standes des Kolbens in dessen Umfang Dehnmeßstreifen mit nach außen geführten Anschlüssen vorgesehen sind, die das Aufweitungsmaß des Kolbens zu erfassen in der Lage sind.

11. Klemmvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß als Zustandsanzeige über die Verriegelung oder Entriegelung des Kolbens oder der Hülse innerhalb des Gehäuses solche kleinen Aufweitungsmaße messende Grenztaster angeordnet und über Anschlußleitungen an äußere Anzeigegeräte geführt sind.

12. Klemmvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmhülse (14) im Bereich ihres Bundes (22) an einem Ende des Gehäuses als Stangenführung und Gehäuseabschluß (24) ausgeführt ist und an ihrem Außenrand mit dem Gehäusemantel (12) in Verbindung steht.

13. Klemmvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze der Klemmhülse (14) durch den Bund (22) hindurchgeführt sind, so daß Segmente entstehen, die einzeln am Bund bzw. an einem Abschlußteil (16) des Gehäuses festge­ schraubt sind.

14. Klemmvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite und der Außenkonus der Klemmhülse axiale sowie in Umfangsrich­ tung und/oder wendelförmig verlaufende Nuten enthält.

15. Klemmvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Klemmkraft das Gehäuse zwei gegeneinander gerichtete Klemmhülsen (14) enthält, die jeweils an den Gehäuseen­ den festgelegt sind, und daß die Klemmkolben an den einander gegenüberstehenden Stirnflächen durch eine ge­ meinsame Federeinrichtung in entgegengesetzte Richtun­ gen vorgespannt sind.

16. Klemmvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß im Gehäuse zur Erhöhung der Klemmkraft ein mittlerer Stangenführungsteil (66) an beiden Enden jeweils als konische Klemmhülse (14) aus­ gebildet ist, und daß von den Enden des Gehäuses (12) aus Klemmkolben federnd in ihre gegeneinander und gegen die Klemmhülsen gerichtete Verriegelungsstellung vorge­ spannt sind.

17. Klemmvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke der Klemmhülse (14) auf ihrer geschlitzten Länge durch­ schnittlich zweimal bis dreimal kleiner ist als die Wanddicke des Kolbens (30).

18. Klemmvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenkonus der Klemmhülse (14) oder der Innenkonus (32) des Kolbens (30) mindestens teilweise mit einem Gleitschichtbelag versehen ist, um sowohl eine vollständige Anpassung der Klemmhülse an eine ungleichmäßige Geometrie der Stange (10) als auch niedrige Reibwerte auf dem Kolbenweg zum Verriegeln und Entriegeln der Stange zu gewährleisten.

19. Klemmvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der Klemmhülse (14) insbesondere durch aufgebrachtes Ver­ bundmaterial im Bundbereich einen Führungsabschnitt mit guten Gleiteigenschaften und im Segmentbereich einen Klemmabschnitt mit hohem Reibwert aufweist.

20. Klemmvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung der Kolbenklemmung mit einer Sicherheitsfunktion im Sinne einer Überlasteinrichtung neben einer geeigneten Mate­ rialpaarung von Stange/Klemmhülse auch eine geringere Flächenpressung zwischen diesen Gleitpartnern vorgese­ hen ist.