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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Spannen und Haltern
oder Freigeben von Material, beispielsweise von Material, das in
einem Drehmaschinenfutter gehaltert und bearbeitet wird, wobei diese
Anordnung nachstehend als eine Spannanordnung bezeichnet wird.
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Die
Erfindung beruht auf einer Spannanordnung, die eine Kolben-Zylinderanordnung
und eine Anzahl an Elementen zum Spannen und Haltern oder Freigeben
von Material aufweist, sogenannte Spannelemente, dargestellt in
Form sogenannter Spannbacken. Eine Spannanordnung, die mit derartigen Spannelementen
ausgerüstet
ist, kann durch eine Bewegung in Axialrichtung der Kolben-Zylinderanordnung
so betätigt
werden, dass die Spannelemente um eine einem Körper zugeordnete Achse zwischen
zwei Positionen gedreht werden, einer ersten und einer zweiten Position,
in welchen die Spannelemente und Spannbacken geöffnet bzw. geschlossen sind,
wie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegeben.
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Kolben-Zylinderanordnungen
dieser Art weisen ein Kolbenteil und ein Zylinderteil auf, die so
ausgebildet sind, dass sie sich in Axialrichtung und in bezug aufeinander
hin- und herbewegen können,
durch die Einwirkung eines druckbeaufschlagten Mediums und einer
Federanordnung oder Federeinheit.
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Mit „Kolbenteil" ist eine einem Kolben
zugeordnete Anordnung gemeint, bei welcher eine Außenumfangsoberfläche, normalerweise
eine zylindrische Oberfläche
mit kreisförmigem
Querschnitt, so bearbeitet ist, dass Dichtungsvorrichtungen wie
beispielsweise Dichtungen, Kolbenringe oder dergleichen gegen eine
innere Oberfläche
in Anlage gegen eine innere Oberfläche des Zylinderteils gebracht oder
versetzt werden.
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Mit „Zylinderteil" ist eine einem Zylinder
zugeordnete Anordnung gemeint, bei welcher eine innere Oberfläche, normalerweise
eine zylindrische Oberfläche
mit kreisförmigem
Querschnitt, zumindest innerhalb eines vorgegebenen Bereichs glatt ausgebildet
wurde, damit sie mit der Dichtungsvorrichtung auf dem Kolbenteil
zusammenarbeiten kann.
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Alternativ
kann das Zylinderteil mit einer Dichtungsvorrichtung versehen sein,
und kann das Kolbenteil glatt ausgebildet sein, gemäß dem erfindungsgemäßen Konzept.
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BESCHREIBUNG
DES STANDES DER TECHNIK
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Verschiedene
unterschiedliche Konstruktionen von Spannanordnungen der voranstehend
geschilderten Art sind im Stand der Technik bekannt.
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Die
Spannanordnung, die in der GB-Patentveröffentlichung 966 644 dargestellt
und beschrieben ist, stellt ein spezielles Beispiel in dieser Hinsicht
dar.
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Auch
die von der Patentveröffentlichung US-A
2,381,657 vorgeschlagene Konstruktion ist in dieser Hinsicht relevant.
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Die
schwedische Patentanmeldung 9200096-7 (SE-C2-506 834) schlägt eine
Materialspann- und Halte- oder Freigabeanordnung vor, welche eine
Kolben-Zylinderanordnung aufweist, die mit einer Anzahl an Elementen
zum Spannen und Haltern oder Freigeben von Material versehen ist,
sogenannten Spannbacken.
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Diese
Spannbacken werden dazu veranlasst, um eine feste Welle zwischen
zwei Positionen verschwenkt zu werden, einer geöffneten Position und einer
geschlossenen Position, in Reaktion auf eine Axialbewegung der Kolben-Zylindervorrichtung.
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Im
Falle dieser vorbekannten Anordnungen, die von den voranstehenden
früheren
Veröffentlichungen
vorgeschlagen werden, bei denen die Spannbacken durch eine Kolben-Zylindervorrichtung betätigt werden,
werden die Backen in Reaktion auf eine Axialbewegung des Kolbens
in einem Zylinder bewegt, der in bezug auf einen Maschinenkörper ortsfest
ist. Die vorliegende Erfindung kann so angesehen werden, dass sie
eine Weiterentwicklung der Spannanordnung darstellt, die in der
US-A-4,892,344 beschrieben und dargestellt ist, bei welcher Spannelementanordnungen
mit Abwälzhalterungsoberflächen versehen
sind, gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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TECHNISCHE
PROBLEME
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Wenn
die technischen Überlegungen
berücksichtigt
werden, die ein Fachmann auf diesem speziellen Gebiet vornehmen
muss, um eine Lösung für eines
oder mehrere technische Probleme zur Verfügung zu stellen, denen er ausgesetzt
ist, sieht man, dass es einerseits erforderlich ist, zunächst die
Maßnahmen
und/oder die Abfolge von Maßnahmen durchzuführen, die
zu diesem Zweck vorgenommen werden müssen, und andererseits erforderlich
ist, zu erkennen, welche Vorrichtung oder Vorrichtungen dazu benötigt wird
bzw. werden, eines oder mehrere dieser Probleme zu lösen. Auf
dieser Grundlage wird deutlich, dass die nachstehend aufgeführten technischen
Probleme äußerst relevant
für die
Entwicklung der vorliegenden Erfindung sind.
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Wenn
man sich den vorhandenen Stand der Technik überlegt, wie er voranstehend
beschrieben wurde, sieht man, dass ein technisches Problem darin
besteht, eine Spannanordnung der voranstehend geschilderten Art
zur Verfügung
zu stellen, die insgesamt aus nur einigen wenigen einzelnen Teilen
besteht, und die einfach zusammengebaut und einfach auseinandergebaut
werden kann, und bei welcher deren Bestandteile einfach ausgetauscht
werden können,
wenn sie verschlissen sind, und/oder wenn eine Spannanordnung einer
Form und Größe durch eine
Spannanordnung mit anderer Form und Größe ausgetauscht wird.
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In
bezug auf die Spannanordnung, die nur einige wenige einzelne Teile
umfasst, besteht ein technisches Problem darin, die Signifikanz
und die Vorteile in bezug dahin zu erkennen, dass als ein erstes Teil
ein festes Kolbenteil verwendet wird, dass als ein zweites Teil
ein sich hin- und herbewegendes Zylinderteil verwendet wird, dass
als ein drittes Teil ein zentrales, einem Körper zugeordnetes Wellenteil
verwendet wird, dass als ein viertes Teil eine Federeinheit verwendet
wird, und dass eine Anzahl von fünften
Teilen verwendet wird, beispielsweise drei Teile, in Form von Spannelementen,
oder Fingern oder Backen.
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Ein
weiteres technisches Problem besteht darin, die Signifikanz und
die Vorteile in bezug daraufhin zu erkennen, die im Zusammenhang
mit einer Spannanordnung der voranstehend geschilderten Art stehen,
welche eine einfache Kolben-Zylinderkonstruktion
aufweist, bei welcher das Zylinderteil in bezug auf seine Längsachse
hin- und herbeweglich ist, wobei diese Hin- und Herbewegung auch
relativ zu einem einem wellenförmigen
Körper
zugeordneten Teil sowie relativ zu dem Kolbenteil erfolgt, und das wellenartige
Teil und das kolbenartige Teil beide in bezug auf ein Körperteil
oder eine Halterung ortsfest sind.
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Ein
weiteres technisches Problem besteht darin, die Signifikanz in Bezug
daraufhin zu erkennen, das Zylinderteil der Kolben-Zylinderanordnung mit
einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden Nut zu versehen, die
zur Zusammenarbeit mit der Spannelementanordnung ausgebildet ist,
und insbesondere als Halterung für
rückwärtige Halterungsoberflächen der
Spannelemente oder Spannbacken dient, beispielsweise von deren Abwälzoberflächen.
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Ein
weiteres technisches Problem besteht darin, die Signifikanz und
die Vorteile in Bezug daraufhin zu erkennen, die durch Verwendung
eines speziell ausgebildeten, einem Körper zugeordneten und wellenartigen
zentralen Teils zur Verfügung
gestellt werden, das durch das Zylinderteil gleitet, und das dazu
ausgebildet ist, mit dem Kolbenteil zusammenzuarbeiten, und welches
fest das Kolbenteil zur Halterung hin haltert.
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Man
sieht auch, dass ein technisches Problem darin besteht, die Signifikanz
und die Vorteile in Bezug daraufhin zu erkennen, dass das einem
Körper
zugeordnete Teil in seinem einen Endteil, seinem vorderen Teil,
mit einer Anzahl von drei in Radialrichtung verlaufenden Schlitzen
oder Nuten versehen ist, die an jeweilige Spannelementanordnungen
angepasst sind, wobei ein Loch und eine Welle oder ein Stift sich
quer von der zentralen Welle aus erstrecken, um so schwenkbar jeweilige
Spannelementanordnungen mit Hilfe eines Lochs in dem Spannelement
zu haltern.
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Ein
weiteres technisches Problem besteht darin, Bedingungen unter Zuhilfenahme
derartiger konstruktiver Maßnahmen
zu schaffen, dass dann, wenn die Spannanordnung zusammengebaut wird, jedes
der Querlöcher
und eine Welle oder ein Stift, die bzw. der darin aufgenommen ist,
und erforderliche Anschlagvorrichtungen, beispielsweise Anschlagschrauben
in dem Zylinderteil aufgenommen werden können.
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Um
das Abnehmen der Spannelementanordnung und den Austausch einer Anordnung
durch eine andere zu erleichtern, sieht man, dass ein technisches
Problem in der Hinsicht verbleibt, es dem Querloch und einer daran
angeordneten Welle zu ermöglichen,
eine Position einzunehmen, in welcher sie vollständig frei oder vorzugsweise
nur teilweise frei in einer Position unmittelbar benachbart dem
Zylinderteil sind.
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Man
sieht auch, dass ein technisches Problem darin besteht, eine Spannanordnung
zur Verfügung
zu stellen, bei welcher die zurückgezogene
Position der Spannelementanordnungen und eine angepasste, unmittelbar
externe Position nur dadurch erzielt werden können, dass das Zylinderteil
und das Kolbenteil eine vorbestimmte Anzahl an Umdrehungen gedreht
wird, beispielsweise drei oder vier Umdrehungen.
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Ein
weiteres technisches Problem besteht darin, die Bedingungen zu erkennen,
die in Bezug auf die Dimensionierung der Tiefe einer Nut in dem
Zylinderteil vorhanden sind, um es so zu ermöglichen, dass Teile der Spannelementanordnungen
in eine freigelegte Position unmittelbar außerhalb des Zylinderteils gebracht
werden können.
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Ein
weiteres technisches Problem besteht darin, die Signifikanz und
die Vorteile in Bezug daraufhin zu erkennen, wenn ein Teil eines
festen Körpers
als das Kolbenteil arbeiten kann.
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Ein
weiteres technisches Problem besteht darin, die Signifikanz und
die Vorteile in Bezug daraufhin zu erkennen, wenn sich das Zylinderteil
in seiner Axialrichtung relativ zu dem Körper hin- und herbewegen kann
(in Bezug auf ein einem Körper
zugeordnetes zentrales Teil und das Kolbenteil), mit Hilfe einer
Bewegungsaktiviervorrichtung.
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Ein
weiteres technisches Problem besteht darin, es zu ermöglichen,
dass Spannkanten der einfach zusammengebauten und einfach auseinandergebauten
Spannelementanordnung eine erste Position (eine geöffnete Position)
annehmen können, wenn
das Kolbenteil vollständig
in Bezug auf das Zylinderteil zurückgezogen ist, und eine zweite
Position (eine geschlossene Position) einzunehmen, wenn das Kolbenteil
vollständig
in Bezug auf das Zylinderteil ausgefahren wurde, mit Hilfe eines
druckbeaufschlagten Mediums, beispielsweise eines Kühlmittels,
und es zu ermöglichen,
dass sich die hinteren Teile der Spannelementanordnung auf einem
bogenförmigen
Weg um ihren Befestigungspunkt drehen können, wobei der bogenförmige Weg
symmetrisch oder zumindest im wesentlichen symmetrisch zu einer
Vertikalebene ist, die durch den Schwenkbefestigungspunkt geht.
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Im
Falle dieser Anwendung der Erfindung besteht ein technisches Problem
darin, die Signifikanz und die Vorteile in Bezug daraufhin zu erkennen,
wenn jeweilige Spannelemente mit einem ersten und einem zweiten
Endteil versehen werden, wobei ein Endteil die Form einer Spannbacke
hat, die eine Spannoberfläche
oder eine Spannkante für
Material aufweist, und das andere der Endteile fest mit dem zentralen
Teil über
eine Schwenkwelle verbunden ist, und einfach hiervon gelöst werden
kann.
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Ein
weiteres technisches Problem besteht darin, die Signifikanz in Bezug
daraufhin zu erkennen, dass das einem Körper zugeordnete zentrale Teil
dazu veranlasst wird, sich durch das Zylinderteil und durch das
Kolbenteil hindurch zu erstrecken, und wenn der Vorderabschnitt
des zentralen Teils mit einer angepassten Anzahl von Elementen zum
drehbaren Zusammenarbeiten mit einem Ende von jeweiligen Spannelementanordnungen
veranlasst wird, und am rückwärtigen Abschnitt
der Spannelemente Rollenlager vorgesehen werden, um eine Drehbewegung
der Spannelemente entlang in Radialrichtung verlaufenden Halterungsoberflächen zu
erleichtern, die quer zu einer kreisförmigen Nut vorgesehen sind, die
in dem Zylinderteil angeordnet ist, in Reaktion auf eine Axialbewegung
des Zylinderteils in bezug auf das Kolbenteil.
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Ein
weiteres technisches Problem besteht darin, die Signifikanz in der
Hinsicht zu erkennen, dass ermöglicht
wird, dass das dem Körper
zugeordnete, zentrale Teil aus einem zylinderförmigen Teil besteht, dessen
vorderes Endteil die Elemente sowie Radialnuten in einem Kragen
zur Aufnahme der Spannelementanordnungen und zum Zusammenwirken
mit einem Ende jeweiliger Spannelemente aufweist, und dessen hintere
Seite als sich verjüngendes
Teil ausgebildet ist, das fest mit dem Körper verbunden ist, und dazu
angepasst ist, das Kolbenteil mit Hilfe einer Klemmwirkung in Axialrichtung
zu haltern.
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Ein
weiteres technisches Problem besteht darin, die Signifikanz und
die Vorteile in bezug daraufhin zu erkennen, wenn der hintere Abschnitt
eines Spannelementes zum radialen Zusammenwirken mit und entlang
einer Halterungsoberfläche
angepasst wird, die zu der Nut in dem Zylinderteil gehört, innerhalb
eines Bereichs, der sich in einer Entfernung von 25 bis 75% der
Entfernung zwischen einer Zentrumslinie des zentralen Teils und
der zylindrischen Umfangsoberfläche
des Zylinderteils befindet.
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Ein
weiteres technisches Problem besteht darin, die Signifikanz in der
Hinsicht zu erkennen, dass eine Spannanordnung mit einer Federeinheit zur
Verfügung
gestellt wird, innerhalb des zentralen Bereichs des zentralen Teils
und entlang diesem, wobei ermöglicht
wird, dass die Federeinheit, wenn sie angebracht ist, einen Druck
zwischen einem vorderen Kragen oder einer Schulter auf dem zentralen
Teil und einer inneren Kante des Zylinderteils auszuüben.
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Ein
weiteres technisches Problem besteht darin, die Signifikanz in bezug
daraufhin erkennen zu können,
dass das hin- und herbewegliche Zylinderteil mit einem Umfangskragen oder
einem hohlen zylindrischen Teil versehen ist, dessen Innenoberfläche dazu
ausgebildet ist, abdichtend die äußere Oberfläche des
Kolbenteils zu umfassen, das relativ zu dem Körper ortsfest ist.
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Ein
weiteres technisches Problem besteht darin, die Signifikanz und
die Vorteile in der Hinsicht zu erkennen, die dadurch bereitgestellt
werden, wenn jede einer gewählten
Anzahl an Radialnuten in dem Kragen sich über Nuten in dem Zylinderteil
in die kreisförmigen
Nuten in der äußeren, zylindrischen Oberfläche des
Zylinderteils hin öffnet.
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Ein
weiteres technisches Problem besteht darin, die Signifikanz in bezug
daraufhin zu erkennen, dass in dem hinteren Abschnitt jeweiliger
Spannelemente ein Loch zur Verfügung
gestellt wird, durch welches sich eine Welle oder ein Stift erstreckt, und
auf der Welle und auf jeder Seite des Spannelementes Rollenlagen
zum abwälzenden
Zusammenwirken mit Teilen der in Radialrichtung verlaufenden Halterungsoberfläche der
kreisförmigen
Nut zur Verfügung
zu stellen.
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Ein
weiteres technisches Problem besteht darin, das äußere Teil des Spannelementes
mit einem einfach zu befestigenden und einfach abzunehmenden Spannteil
zu versehen, das unter mechanischen/technischen Aspekten einfach
hergestellt werden kann.
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Ein
weiteres technisches Problem besteht darin, die Signifikanz in der
Hinsicht zu erkennen, das äußere Teil
des Spannelementes mit einer teilweisen kreisförmigen Oberfläche zu versehen,
mit welcher eine teilweise kreisförmige Oberfläche des
Spannteils verbunden werden kann.
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Ein
weiteres technisches Problem besteht darin, die Signifikanz in bezug
daraufhin zu erkennen, die teilweise kreisförmige Oberfläche auf
dem Spannelement vollständig kreisförmig auszubilden, mit
einem Bogenwinkel von mehr als 90°,
beispielsweise zwischen 120° und
170°, wobei
das Spannteil mit einer vollständig
kreisförmigen
Form versehen wird, die einen Bogenwinkel zwischen 90° und 170° aufweist.
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Weiterhin
erkennt man, dass ein technisches Problem darin besteht, die Signifikanz
in bezug daraufhin zu erkennen, eine Verriegelungsvorrichtung, beispielsweise
eine Schraube für
ein Spannteil vorzusehen, die an das Spannelement angepasst ist, auf
einer Radiallinie, die durch ein Teil hindurchgeht, das in dem voranstehend
erwähnten
Bogenwinkel der kreisförmigen
Oberfläche
des Spannteils enthalten ist.
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Ein
weiteres technisches Problem besteht darin, die Signifikanz in bezug
daraufhin zu erkennen, die Verriegelungsvorrichtung an einer angepassten
Entfernung gegenüber
der Spannkante des Spannteils anzuordnen, zum einfachen Anpassen und
Anbringen des Spannteils an das Spannelement.
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Weiterhin
sieht man, dass ein technisches Problem darin besteht, ein Spannelement
mit einer Spannoberfläche
zu versehen, beispielsweise einer leicht abgerundeten Oberfläche, die
zum Zusammenwirken mit weichem Material versehen ist, oder ein Spannteil
mit einer messerartigen Spannkante zum Zusammenwirken beim Spannen
mit einem härteren
Material zu versehen, wobei die messerartige Spannkante einfach
ausgetauscht werden kann, wenn sie verschlissen ist, oder wenn die
Spannelementanordnungen durch andere Spannelementanordnungen ausgetauscht
werden, die zum Einsatz bei einem anderen Materialbearbeitungsvorgang
geeignet sind.
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Ein
weiteres technisches Problem besteht darin, eine Spannanordnung
zur Verfügung
zu stellen, mit welcher die Spannelementanordnung einfach abgenommen
und/oder ersetzt werden kann, durch angepasste Axialverschiebung
jeder der Schwenkwellen innerhalb des dem Körper zugeordneten, zentralen
Teils gegenüber
Vorrichtungen zum Verhindern der Axialbewegung.
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LÖSUNG
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Mit
der Absicht, eines oder mehrere der voranstehend geschilderten technischen
Probleme zu lösen,
ist Ausgangspunkt für
die vorliegende Erfindung eine Spannanordnung zum Spannen, Haltern oder
Freigeben von Material, beispielsweise von einem Material, das in
einem Drehmaschinenfutter gehaltert und bearbeitet wird, wie im
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegeben.
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Gemäß der Erfindung
wird vorgeschlagen, dass das Zylinderteil der Kolben-Zylinderanordnung mit
einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden Nut versehen wird, wie
im kennzeichneten Teil des Patentanspruchs 1 angegeben.
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Vorgeschlagene
Ausführungsformen,
die vom Umfang des erfindungsgemäßen Konzeptes umfasst
werden, sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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VORTEILE
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Die
Vorteile, die hauptsächlich
durch eine erfindungsgemäße Spannanordnung
zur Verfügung gestellt
werden, bestehen in der Bereitstellung von Bedingungen, welche es
ermöglichen,
dass eine vollständige
Spannanordnung aus nur einigen wenigen Teilen zusammengebaut werden
kann, wobei die Spannelementanordnung einfach ausgetauscht oder ersetzt
werden kann.
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Die
Verwendung eines in Axialrichtung hin- und herbeweglichen Zylinderteils
einer Kolben-Zylinderanordnung ermöglicht es, dass die Spannelementanordnung
einfach in das Zylinderteil im Betrieb zurückgezogen werden kann, und
geringfügig
vorstehen kann, wenn eine Spannelementanordnung ersetzt wird.
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Die
Erfindung ermöglicht
es weiterhin, dass ein Spannteil einfach an einem äußeren Teil
des Spannelementes befestigt werden kann, wobei das Spannteil ein
getrenntes Bauteil ist, und eine Spannkante aufweist, und einfach
durch ein anderes Spannteil ausgetauscht werden kann, wenn übermäßiger Verschleiß vorhanden
ist, oder wenn sich die Materialbearbeitungsbedingungen ändern.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Erfindung wird nunmehr mit weiteren Einzelheiten unter bezug auf
ihre beispielhaften Ausführungsformen
sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben,
bei welchen:
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1 eine
teilweise weggeschnittene Perspektivansicht einer Spannanordnung
ist, welche Spannelemente aufweist, wobei die Elemente in einer
vollständig
geöffneten
Position dargestellt sind;
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2 eine
teilweise weggeschnittene Perspektivansicht der Spannanordnung von 1 ist, wobei
sich die Spannelemente in einer vollständig geschlossenen Position
befinden;
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3 eine
Seitenschnittansicht der in 1 dargestellten
Spannanordnung ist, und ausgewählte bauliche
Einzelheiten erläutert,
insbesondere jene Einzelheiten in bezug auf die Kolben-Zylinderanordnung;
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4 eine
etwas größere Ansicht
von Einzelheiten oder Merkmalen der in 3 dargestellten Ausführungsform
ist;
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5 eine
Perspektivansicht eines Spannelementes in Form einer Spannbacke
ist, und ein getrenntes Spannteil zeigt, das eine Spannkante aufweist,
die an dem freien Ende des Spannelementes mit Hilfe einer Verriegelungsvorrichtung
befestigt ist;
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6 eine
Ansicht in Explosionsdarstellung der in 5 dargestellten
Ausführungsform
ist;
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7 eine 4 entsprechende
Ansicht ist, und die Spannelementanordnung in einer eingefahrenen
Position relativ zum Zylinderteil zeigt, und weiterhin mit gestrichelten
Linien die Spannelementanordnung in einer geringfügig vorspringenden
Position zeigt; und
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8 eine
Seitenansicht des zentralen Teils der Spannanordnung ist, und dazu
dienen soll, deutlicher die Orientierung und die Befestigung jeweiliger Wellen
in der Spannelementanordnung zur Drehbewegung und zur Erleichterung
des Austausches oder des Ersatzes der Spannelementanordnungen zu
zeigen.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
Zeichnungen erläutern
eine Spannanordnung 1, die dazu ausgebildet ist, ein Materialteil (M)
(nicht im einzelnen dargestellt), beispielsweise ein Werkstück, das
in einem Drehmaschinenfutter gehaltert wird, zu spannen und zu befestigen.
Die Spannanordnung 1 weist eine Kolben-Zylinderanordnung 2 und mehrere
Spann-, Halte- und Freigabeelemente auf, nachstehend als Spannelementanordnungen
bezeichnet.
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Die
dargestellte Ausführungsform
weist drei derartige Spannelementanordnungen auf, die in gleichem
Abstand in einem Winkel von 120° angeordnet sind.
Da die Spannelementanordnungen einander gleich sind, wird nur eine
derartige Anordnung beschrieben, nämlich die mit 3 bezeichnete
Anordnung.
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Eine
derartige Spannelementanordnung 3 weist ein Spannelement
auf, das die Form einer Backe 3' aufweist, und ein äußeres Teil 3a aufweist,
ein inneres oder unteres Teil 3b, und ein hinteres Teil 3c, deren
Ausbildung nachstehend beschrieben wird.
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Die
Spannelemente der Anordnung 3 können zwischen einer in 1 gezeigten,
vollständig geöffneten
Position und einer in 2 dargestellten, vollständig geschlossenen
Position bewegt werden, in Reaktion auf eine entsprechende Axialbewegung der
Kolben-Zylinderanordnung 2, mit Hilfe ihrer Drehung um
eine Welle 4. Die Spannelemente können auch in Positionen zwischen
diesen beiden Extremalpositionen bewegt werden.
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Die
Kolben-Zylinderanordnung 2 weist ein Kolbenteil 21 und
ein Zylinderteil 22 auf, die in Axialrichtung weg voneinander
bewegt werden können, mit
Hilfe einer Vorrichtung, die zu diesem Zweck vorgesehen ist, beispielsweise
in Form einer Luftzufuhrvorrichtung, im Falle eines Pneumatikantriebs,
oder eines Kühlmittels
oder Wasser, im Falle eines Hydraulikantriebs, wobei das Antriebsmedium
durch ein Rohr 5 zu einem Raum 6 geleitet wird,
der sich zwischen dem Kolbenteil und dem Zylinderteil befindet.
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Der
Raum 6 wirkt darüber
hinaus mit einem Entlüftungsventil
oder Ablassventil 7 zusammen.
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Das
Ventil 7 weist ein sechseckiges Loch zur Aufnahme eines
Sechskantschlüssels
oder Innensechskantschlüssels
auf.
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Weiterhin
weist die Anordnung 1 ein zentrales Teil 8 auf,
das fest mit einem Körper
oder einer Halterung 10 mit Hilfe eines Gewindeteils 8a verbunden
ist.
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Das
zentrale Teil 8 ist dazu ausgebildet, das Kolbenteil 21 gegen
den Körper 10 zu
klemmen, wodurch das Kolbenteil 21 auch in bezug auf den
Körper 10 oder
auf ein einem Körper
zugeordnetes Teil 10' befestigt
wird.
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Wenn
der Raum 6 unter Druck gesetzt wird, bewegt sich das Zylinderteil 22 in
Richtung des Pfeils „A" gegen eine Federkraft,
die von einer Federeinheit 9 ausgeübt wird, und dreht hierdurch
das Spannteil oder das äußere Teil 3a jeweiliger
Spannelementanordnungen um ihre Wellen oder Stifte 4, und
zur Zentrumsachse 8' des
zentralen Teils 8 hin.
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Das
Zylinderteil 22 der Kolben-Zylinderanordnung weist eine
kreisförmige
Umfangsnut oder einen entsprechenden Kanal 22a auf, die
in einer kleinen Entfernung „b" gegenüber der
vorderen Oberfläche 22b des
Zylinderteils 22 angeordnet ist, wobei sich die Nut oder
der Kanal 22a zur äußeren Zylinderoberfläche 22c des
Zylinderteils hin öffnet.
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Die
Umfangsöffnung
der Nut 22a ist durch ein kreisförmiges Teil abgedeckt, beispielsweise
einen Ring 11.
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Die
Breite und Tiefe der Nut 22a sind so gewählt, dass
Oberflächenabschnitte 22a der
Nut unterstützend
mit Halterungsoberflächen 12c jeweiliger Spannelementanordnungen 3 zusammenarbeiten können. Die
Art und Weise der Halterungsoberfläche 12c wird nachstehend
genauer erläutert.
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Das
dem Körper
zugeordnete, zentrale Teil 8 erstreckt sich durch das Zylinderteil 22,
und ist an dem Kolbenteil 21 mit Hilfe einer Kante 8b befestigt, um
hiermit zusammenzuarbeiten.
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Das
dem Körper
zugeordnete, zentrale Teil 8 weist an seinem einen Ende 8c Schlitze
oder Nuten 8d auf, die sich in Radialrichtung von der Zentrumslinie 8' in jeweiligen
Winkeln von 120° erstrecken,
und ist an jeweilige Spannelementanordnungen 3 und ihre
zugehörigen
Spannelemente 3' angepasst.
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Das
dem Körper
zugeordnete Teil 8 ist an dem Endteil 8c mit einem
Kragen 8h und einem Loch 8e versehen, um eine
Welle oder einen Stift aufzunehmen, um so drehbar das backenförmige Spannelement 3' zu befestigen.
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Die
Ausbildung des Kragens 8h, der Schlitze 8d und
der Wellen oder Stifte, beispielsweise der Welle 4, wird
nachstehend genauer unter Bezugnahme auf 8 beschrieben.
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Das
Kolbenteil 21 arbeitet so als weiteres, einem Körper zugeordnetes
Teil, und trägt
zur stabilen Befestigung an dem Körper 10 bei.
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Das
Zylinderteil 22 ist in Axialrichtung hin- und herbeweglich,
in Reaktion auf eine Bewegungsaktivierungsvorrichtung 5.
Die Bewegung des Zylinderteils in eine Richtung erfolgt in Reaktion
auf eine Druckbeaufschlagung des Raums 6, und drückt die bereits
leicht zusammengedrückte
Federeinheit 9 weiter zusammen. Die Bewegung des Zylinderteils 22 in
der anderen Richtung zurück
zu dessen Ausgangslage, wird dadurch erzielt, dass der Druck in dem
Raum 6 entfernt wird, und mit Hilfe der Federkraft, die
von der Federeinheit 9 ausgeübt wird.
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Wenn
sich das Zylinderteil 22 in einem vollständig ausgefahrenen
Zustand in bezug auf das Kolbenteil 21 und dem Körper 10 befindet,
werden die Spannelemente jeweiliger Spannelementanordnungen 3 vollständig geschlossen,
wie in 2 gezeigt, wogegen dann, wenn das Zylinderteil
vollständig
eingefahren ist, wie unter anderem in den 1 und 3 gezeigt,
die Spannelemente der Anordnungen (3) eine andere Position
aufweisen, eine geöffnete Position.
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Jeweilige
Spannelemente in Form von Spannbacken 3' weisen ein ersten Endteil 3a und
ein zweites Endteil 3b auf, wobei ein äußerstes, erstes Teil 3a als
Spannoberfläche 3a' oder eine Spannkante
für Material „M" ausgebildet ist,
und das innere oder zweite Endteil 3b fest mit dem zentralen,
dem Körper
zugeordneten Teil 8 verbunden ist, jedoch einfach hiervon
abnehmbar ist, während
sich ein benachbarter Abschnitt 8g des Teils 8 durch
das Kolbenteil hindurch erstreckt.
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Das
dem Körper
zugeordnete Teil 8 weist einen zentralen Abschnitt 8f auf,
der sich durch das Zylinderteil 22 hindurch erstreckt,
und einen benachbarten Abschnitt 8g, der sich durch das
Kolbenteil hindurch erstreckt.
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Der
vordere Abschnitt 8c des zentralen Teils 8 weist
jeweilige Vorrichtungen zum drehbaren Zusammenwirken mit einem Ende
jeweiliger Spannelementanordnungen 3 auf. Angebracht an
der Rückseite 3c eines
Spannelementes 3' sind
Rollenlager 12, 12a, deren Oberflächen 12c sich
entlang in Radialrichtung erstreckende, parallele Abschnitte 22a' der Nut 22a in
dem Zylinderteil 22 abwälzen,
wenn sich das Spannelement 3 bogenförmig um seine Schwenkwelle 4 in
Reaktion auf die Bewegung des Zylinderteils 22 in Richtung
des Pfeils „A" bewegt.
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Das
dem Körper
zugeordnete, zentrale Teil B besteht aus einer zylindrischen Welle
oder einem zylindrischen Teil. Der vordere Endabschnitt 8c des zentralen
Teils weist die radialen Nuten 8d in dem Kragen 8h auf,
die an den Nuten 22g in dem Zylinderteil 22 angepasst
sind, um die Spannelementanordnungen 3 aufzunehmen, und
mit einem Ende jeweiliger Spannelemente 3' zusammenzuarbeiten, wobei das
rückwärtige, sich
verjüngende
Teil, einschließlich
der Kante 8b und des Teils 8g, fest mit dem Kolbenteil 21 und
mit dem Körper 10 verbunden ist.
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Der
hintere Abschnitt 3c des Spannelementes 3' ist dazu ausgebildet,
gegen die Nut 22a in dem Zylinderteil einzuwirken, innerhalb
eines radialen Bereichs, der zwischen 25 und 75% der Entfernung „a" zwischen einer Zentrumslinie 8' des zentralen
Teils 8 und der Außenumfangsoberfläche 22c des
Zylinderteils 23 angeordnet ist.
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Die
Federeinheit 9 ist in der Mitte 8f des zentralen
Teils 8 angebracht, und arbeitet zwischen einem vorderen
Kragenrand 8h' des
zentralen Teils 8 und einem Rand 22' auf dem Zylinderteil 22.
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Das
Zylinderteil 22 weist einen äußeren, in Umfangsrichtung verlaufenden,
sich nach hinten erstreckenden Kragen 22d in Form eines
hohlzylindrischen Elementes auf, das eine innere Kreisoberfläche 22a aufweist,
gegen welche eine Dichtung 21a für das Kolbenteil 21 anstößt.
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Der äußere Umfangskragen 22d ist
dazu ausgebildet, das Kolbenteil 21 zu umgeben, das in bezug
auf den Körper 10 befestigt
ist.
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Jede
der radialen Nuten 8d in dem Kragen 8h öffnet sich
in die kreisförmige
Nut 22a in der äußeren zylindrischen
Oberfläche 22c des
Zylinderteils, über
Nuten 22g in dem Zylinderteil, wobei eine Entfernung „c" zwischen der Schwenkwelle
oder dem Stift 4 und der Oberfläche 22a' der Nut 22a entlang der
Zentrumslinie 8' so
gewählt
ist, dass sie der Hälfte
des Bewegungswegs des Zylinderteils 22 relativ zum Kolbenteil 21 entspricht.
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Die
hinteren Teile 8c jeweiliger Spannelemente 3 weisen
ein Loch 3c' auf,
welches eine Welle aufnimmt, welche die Rollenlager 12, 12a auf
zwei Abschnitten 12 von diesen trägt, und auf jeder Seite des
Spannelementes 3',
wobei die Abwälzoberflächen 12c der
Lager zum zusammenwirkenden Abwälzen
mit einer jeweiligen, in Radialrichtung weisenden Halterungsoberfläche 22a' der kreisförmigen Nut 22a ausgebildet
sind.
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Die 5 und 6 erläutern ein
Teil einer Spannelementanordnung 3, an welcher ein Spannteil 50 befestigt
ist.
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Das äußere Teil 3a der
backenförmigen Spannelemente
der Spannelementanordnung 3 arbeitet mit dem Spannteil 50 zusammen,
das einfach an dem Spannelement befestigt und von diesem abgenommen
werden kann.
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Das
Spannteil 50 besteht aus einer Platte 51, die
eine Randoberfläche 52 aufweist,
und unter mechanisch/technischen Aspekten einfach hergestellt werden
kann.
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Das
Spannteil 50 weist eine bogenförmige oder teilweise kreisförmige Oberfläche 53 auf,
die mit einer bogenförmigen
oder teilweise kreisförmigen Oberfläche 60 auf
dem äußeren Teil 3a der
Spannbacke 3' verbunden
werden kann. Die Oberflächen 60 und 53 können eine
Form aufweisen, die von einer Kreisform abweicht, beispielsweise
eine elliptische Form, um es so zu ermöglichen, dass diese Oberflächen in
einer einzigen Relativposition miteinander verriegelt werden.
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Die
bogenförmige
Oberfläche 60 der
dargestellten Spannbacke 3' weist
eine rein mathematische Kreisform oder eine Kreissegmentform auf,
mit einem Bogenwinkel, der größer als
90° ist,
beispielsweise zwischen 120° und
170°, insbesondere
etwa 150°.
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Die
bogenförmige
Oberfläche 53 auf
dem Spannteil 50 weist eine reine Teilkreisform oder Kreissegmentform
auf, mit einem Bogenwinkel zwischen 90° und 170°, und dem selben Radius wie jenem
der Oberfläche 60.
Der Bogenwinkel im dargestellten Fall beträgt etwa 100°.
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Eine
Verriegelungsvorrichtung 61 in Form einer Schraube 61a zum
Befestigen des Spannelementes 50 an der Spannbacke 3' und zum Lösen des Spannteils
hiervon ist auf einer Radiallinie 62 vorgesehen, die durch
den Bogenabschnitt 53 des Spannteils 50 hindurchgeht.
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Die
Verriegelungsvorrichtung 61 ist in einer angepassten Entfernung
gegenüber
einer Spannkante 54 auf dem Spannteil 50 angeordnet.
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Die
Spannbacke 3' weist
eine Spannkante 3a' auf,
in geeigneter Form eine abgerundete Kante, die dazu gedacht ist,
weiches Material wie beispielsweise Kunststoff und ähnliches
Material zu spannen.
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Wie
aus den 4 und 7 hervorgeht, wird
dann, wenn ein Sechskantschlüssel „N" in das Ventil 7 und
das Zylinderteil 22 eingeführt wird, und die Spannelementanordnungen 3 und
die Welle 8 über
mehrere Umdrehungen gedreht werden, die Welle 4 nach etwas
außerhalb
der vorderen Oberfläche 22b des
Zylinderteils 22 bewegt, wodurch ermöglicht wird, die Welle einfach
abzunehmen (zu verschieben), zum Austausch einer Spannelementanordnung 3 durch
eine andere Spannelementanordnung 30, oder umgekehrt. Der
Sechskantschlüssel „N" wird nach Beendigung
des Austausches in der entgegengesetzten Richtung gedreht.
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In
den 3 und 4 (sowie in 7)
ist die Welle oder der Stift so dargestellt, dass sie bzw. er sich
geringfügig
einwärts
der vorderen Oberfläche 22b des
Zylinderteils 22 befindet, wogegen mit gestrichelten Linien
in 7 dargestellt ist, dass eine Drehung des Zylinderteils über zwei
bis fünf
Umdrehungen, vorzugsweise drei bis vier Umdrehungen dazu führt, dass
sich das zentrale Teil 8 nach außen bewegt, so dass die Welle 4 (in
der Darstellung mit gestrichelten Linien) außerhalb der Oberfläche 22b des Zylinderteils 22 in
einem derartigen Ausmaß angeordnet
ist, dass die Welle 4 in Axialrichtung durch das Loch 8e bewegt
werden kann.
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Um
diese Bewegung des Spannelementes 3' zu erzielen, ist ein freier Raum
zwischen der Umfangsoberfläche 12c des
Rollenlagers 12 und dem Boden 22a'' der
Nut 22a erforderlich. Die Abmessungen dieses freien Raums
sind in 7 mit „d" bezeichnet.
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Die
Anordnung der Wellen (der Welle 4) und von deren Anschlagvorrichtungen
wird detaillierter nachstehend unter Bezugnahme auf 8 beschrieben.
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Jede
der Spannelementanordnungen wird auf die selbe Weise befestigt wie
das Spannelement 3'.
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Das
Spannelement 3' wirkt
daher verschwenkbar mit der Welle 4 zusammen. Auf jeder Seite
der Welle ist eine jeweilige Anschlagschraube vorgesehen, bezeichnet
mit 81 und 82 sowie 83.
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Diese
Anschlagschrauben 81, 82 und 83 sind
in das äußere Teil
des Kragens 8h eingeschraubt, wobei dieser Kragen in 8 weggelassen ist.
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Durch
Zurückziehen
zumindest der Schraube 81 und, selbstverständlich,
auch der Schraube 82 kann die Welle 4 nach links
(oder nach rechts) in solchem Ausmaß bewegt werden, dass die Endoberfläche 84 in
die Nähe
der Oberfläche 38 und
geringfügig darüber hinaus
gebracht wird, wodurch ermöglicht wird,
das Spannelement 3' abzunehmen,
und statt dessen ein neues Spannelement 30 anzubringen. Die
Welle 4 wird dann in die in 8 dargestellte
Position zurückbewegt,
und die Anschlagschrauben 81, 82 werden angezogen.
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Die
Welle 48 in 8 ist in einer derartigen verschobenen
Position dargestellt.
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Die
Drehung des Zylinderteils 22 soll so durchgeführt werden,
dass die Endoberflächen
(84) der Wellen in einem gewissen Ausmaß frei liegen, das dazu ausreicht,
die Welle in Axialrichtung zu bewegen, jedoch nicht in solchem Ausmaß, dass
sich die Wellen von der Endoberfläche 22b lösen. (In
dieser Beziehung zeigt 7 eine etwas zu große Verschiebung
der vorderen Oberfläche 8c des
zentralen Teils 8 in bezug auf die Oberfläche 22b des
Zylinderteils 22, da das Zylinderteil 22 so ausgebildet
sein soll, dass es als Vorrichtung zum Begrenzen einer Axialbewegung
der Welle 4 zu einer Position dient, welche eine vorbestimmte
Grenzlage überschreitet, wodurch
nur ein Teil der Enden der Welle vor der Oberfläche des Zylinderteils 22 frei
liegen muss).
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Es
wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf ihre voranstehend
beschriebenen und dargestellten beispielhaften Ausführungsformen
beschränkt
ist, und das Abänderungen
innerhalb des Umfangs der folgenden Patentansprüche vorgenommen werden können.