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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung und insbesondere
eine Spannvorrichtung der Art, die eine Kupplungsstange über eine Vielzahl
von Übertragungselementen
durch ein ringförmiges
Antriebselement zieht.
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Erläuterung
des Standes der Technik
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Ein
herkömmliches
Beispiel der Spannvorrichtung dieser Art ist in der japanischen öffentlichen Patentoffenbarung
Nr. 9-285925 angeführt,
die früher vom
Anmelder der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wurde. Das herkömmliche
Beispiel weist folgenden Aufbau auf.
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Eine
Kupplungsstange ist in eine röhrenförmige Bohrung
einer Hülse
eingesetzt. Die Kupplungsstange weist einen Endteil auf, der mit
einem Aufnahmeteil in Form einer kurzen Säule versehen ist. Eine Vielzahl
von Übertragungskugeln
sind in den anderen Endteil der Umfangswand der Hülse eingesetzt
und auf dem Umfang in einem vorbestimmten Abstand außerhalb
des anderen Endes des Aufnahmeteils voneinander beabstandet. Diese Übertragungskugeln
sind radial beweglich. Beim Spannen bewegt eine von außen auf
die Hülse
aufgesetzte Betätigungssteuerkurve
die Übertragungskugeln
radial nach innen, um zu veranlassen, dass sie mit dem Aufnahmeteil
in Eingriff gelangen. Die Hülse
zieht die Kupplungsstange über
die Übertragungskugeln
in Richtung des einen Endes.
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Die
konventionelle Technik ist insofern ausgezeichnet, als die Betätigungssteuerkurve
die Übertragungskugeln
sanft und zuverlässig
in eine Eingriffsposition umstellen kann. Jede der Übertragungskugeln
wird jedoch mit dem Aufnahmeteil in Kontakt gebracht, fast wenn
er einen Punktkontakt mit dieser herstellt, was zur Begrenzung einer Übertragungskraft
führt.
Daher muss diese noch in Bezug auf ein starkes Ziehen der Kupplungsstange
verbessert werden.
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Die
Erfindung ist in Anspruch 1, der bezüglich EP-A-0803316 gekennzeichnet
ist, dargelegt.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 bis 5 zeigen
ein Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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1 ist
eine Schnittansicht eines Zustands, bei dem ein Gehäuse einer
Spannvorrichtung von einer Kupplungsstange getrennt ist, im Aufriss
gesehen;
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2 ist
eine Schnittansicht der Spannvorrichtung in einem Ausspannzustand;
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3 ist
eine Schnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Spannvorrichtung
umgestellt wird;
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4 ist
eine Schnittansicht der Spannvorrichtung in einem Spannzustand;
und
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5 ist
eine Draufsicht auf Übertragungsteile
in dem in 4 gezeigten Spannzustand.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, eine Spannvorrichtung bereitzustellen,
die eine starke Zugkraft ausübt.
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Um
die vorstehend erwähnte
Aufgabe zu lösen,
sieht die vorliegende Erfindung eine Spannvorrichtung mit folgendem
Aufbau, beispielsweise wie in 1 bis 5 gezeigt,
vor.
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Ein
ringförmiges
Antriebselement 11 ist axial beweglich in ein Gehäuse 4 eingesetzt.
Das Antriebselement 11 weist eine röhrenförmige Bohrung 11a auf,
in die eine Kupplungsstange 6 eingesetzt ist. Die Kupplungsstange 6 ist
an einem Teil nahe einem Ende mit einem Aufnahmeteil 6a versehen.
Eine Vielzahl von Übertragungselementen 15 sind
auf dem Umfang nebeneinander um den Aufnahmeteil 6a angeordnet.
Jedes der Übertragungselemente 15 ist
an einem Teil nahe dem anderen Ende mit einem Eingriffsteil 17 versehen,
der mit dem Aufnahmeteil 6a in Eingriff kommt. Die Übertragungselemente 15 können zwischen
einer Eingriffsposition (X), bei der die Eingriffsteile 17 dem
Aufnahmeteil 6a axial zugewandt sind, wenn die Übertragungselemente 15 radial
nach innen schwenken, und einer Löseposition (Y), bei der der
Zustand des Gegenüberliegens
aufgehoben wird, wenn sie radial nach außen schwenken, umgestellt werden.
Die Übertragungselemente 15 in der
Eingriffsposition (X) sind in Richtung des einen Endes durch das
Antriebselement 11 bewegbar. Die Übertragungselemente 15 schwenken
von der Löseposition
(Y) in die Eingriffsposition (X) durch ein erstes Betätigungsmittel 26 und
von der Eingriffsposition (X) in die Löseposition (Y) durch ein zweites
Betätigungsmittel 32.
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Die
vorliegende Erfindung arbeitet auf die folgende Weise, beispielsweise
wie in 2 bis 4 gezeigt.
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In
einem in 2 gezeigten Ausspannzustand
bewegt sich das Antriebselement 11 abwärts, nämlich in einer Richtung zum
anderen Ende. Die jeweiligen Übertragungselemente 15 werden
durch das zweite Betätigungsmittel 32 in
die radial äußere Löseposition
(Y) umgestellt.
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Wenn
die Kupplungsstange 6 zum Spannen angetrieben wird, schwenkt
zuerst, wie in 3 gezeigt, das erste Betätigungsmittel 26 die Übertragungselemente 15 in
die radial innere Eingriffsposition (X). Dies ermöglicht,
dass die in den Übertragungselementen 15 vorgesehenen
Eingriffsteile 17 dem Aufnahmeteil 6a von unten
zugewandt sind. Anschließend,
wie in 4 gezeigt, treibt das Antriebselement 11 die Übertragungselemente 15 in
die Eingriffsposition (X) nach oben an. Dies ermöglicht, dass der Eingriffsteil 17 von
jedem Übertragungselement 15 den
Aufnahmeteil 6a nach oben schiebt, mit dem Ergebnis, dass
die Kupplungsstange 6 stark nach oben gezogen wird.
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Die
Kupplungsstange 6 wird zum Ausspannen durch Vorgänge, die
zu den vorstehenden im Wesentlichen entgegengesetzt sind, angetrieben.
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Folglich
bietet die vorliegende Erfindung die folgenden Vorteile.
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Die
Vielzahl von Übertragungselementen
ist auf dem Umfang nebeneinander um den Aufnahmeteil der Kupplungsstange
angeordnet. Sie schwenken radial nach innen und schalten dann in
die Eingriffsposition um. Dies ermöglicht, dass die Eingriffsteile
dieser Übertragungselemente
dem Aufnahmeteil zugewandt sind, so dass sie einen Oberflächenkontakt über im Wesentlichen
den ganzen Umfang des Aufnahmeteils herstellen können. Folglich können diese Übertragungselemente
die Kupplungsstange stark ziehen, was die Bereitstellung einer starken
Spannvorrichtung ermöglicht.
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Außerdem werden
die Übertragungselemente
verschwenkt, um zwischen der Eingriffsposition und der Löseposition
umzustellen. Dies kann die Hübe
für den
Eingriff und das Lösen
des ersten und des zweiten Betätigungsmittels
entsprechend einem Hebelverhältnis
zum Schwenken der Übertragungselemente
verringern, mit dem Ergebnis, dass die Spannvorrichtung kompakt
gemacht werden kann.
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Ferner
sind die Übertragungselemente
um den Aufnahmeteil der Kupplungsstange angeordnet. Dies kann veranlassen,
dass der Aufnahmeteil und die Übertragungselemente
axial miteinander überlappen.
Daher kann die gesamte Länge
des Gehäuses
um ein Ausmaß entsprechend
der Überlappung verkürzt werden,
was zur Möglichkeit
führt,
die Spannvorrichtung kompakter zu machen.
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Die
vorliegende Erfindung schließt
die folgende Spannvorrichtung ein.
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Jedes
der Übertragungselemente 15 weist einen
Teil nahe einem Ende auf, der an seinem äußeren Umfangsteil mit einem
Drehpunktteil 16 versehen ist, der durch das Gehäuse 4 schwenkbar
gelagert ist, und weist einen weiteren Teil nahe dem anderen Ende
auf, der an seinem äußeren Umfangsteil
mit einem zum Eingriff zu betätigenden
ersten Teil 18 versehen ist. Das erste Betätigungsmittel 26 ist
mit dem ersten Teil 18 verbunden. Der Teil nahe einem Ende jedes Übertragungselements 15 ist
an seinem inneren Umfangsteil mit einem zum Lösen zu betätigenden zweiten Teil 19 versehen.
Das zweite Betätigungsmittel 32 ist
mit dem zweiten Teil 19 verbunden.
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Die
vorstehend erwähnte
Erfindung positioniert den zu betätigenden ersten Teil und den
zu betätigenden
zweiten Teil radial exzentrisch zueinander. Dies verhindert, dass
das erste und das zweite Betätigungsmittel
axial in Reihe angeordnet werden, was zur Möglichkeit führt, die axiale Länge der Spannvorrichtung
zu verringern.
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Die
vorliegende Erfindung schließt
ferner die folgende Spannvorrichtung ein.
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Das
zweite Betätigungsmittel 32 umfasst
ein Schubelement 30, das mit den zweiten Teilen 19 der Übertragungselemente 15 in
Kontakt gebracht wird, und ein elastisches Element 31,
das das Schubelement 30 in Richtung des anderen Endes schiebt.
Mit Hilfe dieser Erfindung kann das zweite Betätigungsmittel einfach und kompakt
gemacht werden, was zur erheblichen Verkleinerung der Spannvorrichtung führt.
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Die
vorliegende Erfindung schließt
weiterhin noch die folgende Spannvorrichtung ein.
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Das
Antriebselement 11 umfasst einen Fluiddruckkolben. Eine
Fluiddruck-Betätigungskammer 12 ist
zwischen dem Antriebselement 11 und der anderen Stirnwand 4a des
Gehäuses 4 ausgebildet.
Ferner ist eine Rückstellfeder 13 zwischen
dem Antriebselement 11 und einer Stirnwand 4b des
Gehäuses 4 angebracht.
Das erste Betätigungsmittel 26 ist
mit einer schrägen
Steuerkurve 27 versehen, die mit dem Antriebselement 11 verbunden
ist. Diese Erfindung kann sowohl das Antriebselement als auch die
schräge
Steuerkurve durch Druckfluid der Fluiddruck-Betätigungskammer antreiben, mit
dem Ergebnis, dass die Spannvorrichtung mit einem einfachen Aufbau versehen
werden kann.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Nachstehend
wird eine Erläuterung
für ein Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung auf der Grundlage von 1 bis 5 gegeben.
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Zuerst
wird eine Spannvorrichtung durch Rückgriff auf die Gesamtansicht
von 1 in groben Zügen
dargestellt. Wie in 1 gezeigt, veranschaulicht dieses
Ausführungsbeispiel
einen Fall, bei dem die Spannvorrichtung ein an einer oberen Oberfläche eines
Befestigungssockels 1 zu befestigendes Objekt 2 antreibt.
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Insbesondere
wird ein Gehäuse 4 an
einer oberen Oberfläche
des zu befestigenden Objekts 2 durch eine Vielzahl von
Schrauben 3 befestigt, von denen nur eine dargestellt ist.
Eine Kupplungsstange 6 wird an der oberen Oberfläche des
Befestigungssockels 1 in einem Schraubengewindeeingriff
befestigt. Das zu befestigende Objekt 2 ist mit einem Durchgangsloch 2a ausgebildet,
in das die Kupplungsstange 6 eingesetzt wird.
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Wenn
das Objekt 2 am Befestigungssockel 1 befestigt
wird, werden zuerst das Objekt 2 und das Gehäuse 4 aus
einem getrennten Zustand, der in 1 durch
eine durchgezogene Linie gezeigt ist, in einen Zustand, der durch
eine Zwei-Punkt-Strichlinie dargestellt
ist, abgesenkt und von außen
auf die Kupplungsstange 6 aufgesetzt (siehe später zu erwähnende 2).
Als nächstes
zieht ein hydraulischer Spannmechanismus 7 innerhalb des
Gehäuses 4 einen
an einem oberen Ende der Kupplungsstange 6 vorgesehenen
Aufnahmeteil 6a nach oben. Gleichzeitig wirkt auf das Gehäuse 4 vom
Spannmechanismus 7 eine Abwärts-Reaktionskraft, die das
zu befestigende Objekt 2 nach unten schiebt (siehe später zu erwähnende 4).
Somit wird das Objekt 2 an der oberen Oberfläche des
Befestigungssockels 1 befestigt.
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Ein
konkreter Aufbau der Spannvorrichtung wird auf der Grundlage von 2 bis 5 erläutert.
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Ein
ringförmiger
hydraulischer Kolben 11 eines Antriebselements ist in eine
Zylinderbohrung 10 des Gehäuses 4 vertikal beweglich
und hermetisch eingesetzt. Das Durchgangsloch 2a des zu
befestigenden Objekts 2 wird im Wesentlichen koaxial zur Zylinderbohrung 10 angeordnet.
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Eine
hydraulische Betätigungskammer 12 ist zwischen
einer unteren Stirnwand (einer zweiten Stirnwand der anderen Stirnwand) 4a des
Gehäuses 4 und
dem hydraulischen Kolben 11 ausgebildet. Eine Rückstellfeder 13 ist
zwischen einer oberen Stirnwand (einer ersten Stirnwand einer Stirnwand) 4b des
Gehäuses 4 und
dem hydraulischen Kolben 11 angebracht.
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Der
ringförmige
hydraulische Kolben 11 weist eine röhrenförmige Bohrung 11a auf,
in die die Kupplungsstange 6 eingesetzt wird. Die Kupplungsstange 6 weist
einen oberen Endteil (einen ersten Endteil eines Endteils) auf,
der mit dem Aufnahmeteil 6a versehen ist, um den vier Übertragungselemente 15 auf
dem Umfang nebeneinander angeordnet werden. Jedes der Übertragungselemente 15 weist
folgenden Aufbau auf.
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Die Übertragungselemente 15 weisen
jeweils einen oberen Endteil (einen ersten Endteil eines Endteils),
der an seinem äußeren Umfangsteil mit
einem Drehpunktteil 16 in Form eines Flanschs versehen
ist, auf. Der Drehpunktteil 16 ist schwenkbar und vertikal
beweglich durch die obere Stirnwand 4b des Gehäuses 4 abgestützt. Insbesondere
sind vier sich vertikal erstreckende Führungsstifte 22 an der
oberen Stirnwand 4b befestigt. Eine Führungsnut 23 des Drehpunkteils 16 steht
mit jedem der Führungsstifte 22 unter
Ausbildung einer Passung in Eingriff.
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Ferner
weisen die Übertragungselemente 15 jeweils
einen unteren Endteil (einen zweiten Endteil des anderen Endteils)
auf, der an seinem inneren Umfangsteil mit einem Eingriffsteil 17 versehen
ist, der mit dem Aufnahmeteil 6a in Eingriff kommt. Der untere
Endteil ist an seinem äußeren Umfangsteil
mit einem zum Eingriff zu betätigenden
ersten Teil 18 versehen. Der erste Teil 18 umfasst
hier ein kegelstumpfartiges Segment. Ferner ist der obere Endteil jedes Übertragungselements 15 an
seinem inneren Umfangsteil mit einem zum Lösen zu betätigenden zweiten Teil 19 versehen.
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Der
hydraulische Kolben 11 weist einen oberen Teil auf, der
eine Hülse 26 eines
ersten Betätigungsmittels
radial beweglich abstützt.
Die Hülse 26 weist
einen inneren Umfangsteil auf, der mit einer schrägen Steuerkurve 27 ausgebildet
ist. Die schräge
Steuerkurve 27 wird mit dem zu betätigenden ersten Teil 18 in
Kontakt gebracht.
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Ein
scheibenartiges Schubelement 30 wird mit den zu betätigenden
zweiten Teilen 19 der Übertragungselemente 15 von
oben in Kontakt gebracht. Das Schubelement 30 wird durch
eine Absenkfeder (elastisches Element) 31 nach unten geschoben.
Ein zweites Betätigungsmittel 32 umfasst
das Schubelement 30 und die Absenkfeder 31.
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Die
Spannvorrichtung arbeitet folgendermaßen.
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In
dem in 2 gezeigten Ausspannzustand wird Drucköl der hydraulischen
Betätigungskammer 12 durch
einen Drucköl-Zufuhr- und -Auslasskanal 35 ausgelassen.
Dies senkt den hydraulischen Kolben 11 durch die Rückstellfeder 13 ab.
Ferner schwenkt jedes Übertragungselement 15 mit
Hilfe der Absenkfeder 31 um den Drehpunktteil 16 radial nach
außen
und schaltet in eine Löseposition
(Y) um.
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Wenn
die Spannvorrichtung in den Spannzustand umgestellt wird, wird Drucköl durch
den Drucköl-Zufuhr-
und -Auslasskanal 35 zur hydraulischen Kammer 12 geliefert.
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Wie
in 3 gezeigt, ermöglicht
dann zuerst das Drucköl,
dass der hydraulische Kolben 11 die Hülse 26 anhebt. Die
schräge
Steuerkurve 27 der Hülse 26 schwenkt
die Übertragungselemente 15 in eine
radial innere Eingriffsposition (X) gegen die Absenkfeder 31 (siehe
eine Ansicht, die durch eine durchgezogene Linie in 5 dargestellt
ist). Somit sind die Eingriffsteile 17 dem Aufnahmeteil 6a von unten
zugewandt.
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Wie
in 4 gezeigt, treibt der hydraulische Kolben 11 anschließend die Übertragungselemente 15 in
der Eingriffsposition (X) gegen die Absenkfeder 31 nach
oben an. Dann schieben die Eingriffsteile 17 den Aufnahmeteil 6a nach
oben, was zum starken Aufwärtsziehen
der Kupplungsstange 6 führt.
Gleichzeitig senkt das Drucköl
innerhalb der hydraulischen Betätigungskammer 12 das
Gehäuse 4 bezüglich des
hydraulischen Kolbens 11 stark ab. Somit wird das zu befestigende
Objekt 2 am Befestigungssockel 1 befestigt (siehe 1).
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Wenn
die in 4 gezeigte Spannvorrichtung in den Ausspannzustand
umgestellt wird, wird das Drucköl
aus der hydraulischen Betätigungskammer 12 abgelassen.
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Wie
in 3 gezeigt, bewegt sich der hydraulische Kolben 11 dann
durch die Rückstellfeder 13 abwärts und
auch jedes Übertragungselement 15 senkt
sich durch die Absenkfeder 31 ab.
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Wie
in 2 gezeigt, schwenkt anschließend jedes Übertragungselement 15 mit
Hilfe der Absenkfeder 31 um den Drehpunktteil 16 radial
nach außen
und schaltet in die Löseposition
(Y) um. Dies bewegt die Eingriffsteile 17 von einer äußeren Umfangsfläche des
Aufnahmeteils 6a radial nach außen (siehe eine Ansicht, die
durch eine Ein-Punkt-Strichlinie
in 5 gezeigt ist). Dies ermöglicht, das Gehäuse 4 von
der Kupplungsstange 6 zu entfernen.
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Das
obige Ausführungsbeispiel
kann folgendermaßen
modifiziert werden.
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Die
Hülse 26 des
ersten Betätigungsmittels wurde
durch den hydraulischen Kolben 11 radial beweglich abgestützt. Stattdessen
kann die Hülse 26 am
hydraulischen Kolben 11 durch eine Schraube oder dergleichen
befestigt werden. Alternativ kann die Hülse 26 einteilig mit
dem hydraulischen Kolben 11 ausgebildet werden. Außerdem kann
die Hülse 26 anstatt
durch den hydraulischen Kolben 11 durch ein vom hydraulischen
Kolben 11 separates ausschließliches Antriebsmittel bewegt
werden.
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Das
erste Betätigungsmittel
ist tauglich, wenn es die Übertragungselemente 15 von
der Löseposition
(Y) in die Eingriffsposition (X) schwenken kann. Natürlich ist
das erste Betätigungsmittel
nicht auf die mit der schrägen
Steuerkurve 27 versehene Hülse 26 begrenzt.
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Hinsichtlich
der Übertragungselemente 15 veranschaulichte
das Ausführungsbeispiel
einen Fall, bei dem vier von ihnen vorgesehen waren. Es ist bevorzugt,
mindestens drei bereitzustellen. Die am meisten bevorzugte Anzahl
für das
Bereitstellen liegt innerhalb eines Bereichs von 4 bis 6.
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Das
elastische Element des zweiten Betätigungsmittels 32 kann
Gummi oder dergleichen anstelle der veranschaulichten Absenkfeder 31 verwenden.
Ferner kann das zweite Betätigungsmittel 32 andere
Arten von Stellgliedern wie z.B. einen pneumatischen Zylinder anstelle
des elastischen Elements verwenden.
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Die
Kupplungsstange 6 wurde am Befestigungssockel 1 befestigt
und das Gehäuse 4 wurde am
zu befestigenden Objekt 2 befestigt. Stattdessen kann jedoch
die Kupplungsstange 6 am Objekt 2 befestigt werden
und das Gehäuse 4 kann
am Befestigungssockel 1 befestigt werden.
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Die
Kupplungsstange 6 kann hohl sein, anstatt massiv zu sein,
wie veranschaulicht. Der Aufnahmeteil 6a reicht aus, wenn
er nahe dem oberen Ende (ein Ende) der Kupplungsstange 6 vorgesehen ist.
Daher kann er vertikal auf halbem Wege der Kupplungsstange 6 vorgesehen
sein. Ferner ist der Eingriffsteil 17 tauglich, wenn er
an einem Teil nahe dem unteren Ende (dem anderen Ende) vorgesehen ist.
Folglich kann er vertikal auf halbem Wege jedes Übertragungselements 15 vorgesehen
sein.
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Der
Kolben 11 des Antriebselements kann anstelle des hydraulischen
ein pneumatischer sein. Das Antriebselement kann zum Spannen durch
ein anderes Mittel wie z.B. eine Feder angetrieben werden, anstatt
zum Spannen mit dem Fluiddruck wie z.B. einem Öldruck und Luftdruck angetrieben
zu werden.