JP7842261B2 - 高湿度環境のためのクランプ及び／又はブレーキ装置 - Google Patents

Description

本開示は、空圧式クランプ及び／又はブレーキ装置の環状の弾性要素並びに部材と、それぞれこのような環状の弾性要素を有する空圧式クランプ及び／又はブレーキ装置と、に関する。本開示はさらに、環状の弾性要素をクランプするためのハウジング部材に関する。

工具又は機械部材の製造に際して、加工機械、特にワークスピンドル又はその他の工作機械が使用され、これらの機械は、シャフトに取り付けられた工具を用いて、特に所望の形状にするために、材料をワークピースから加工する。シャフトは、このような機械の回転軸又は旋回軸であってよい。さらに、シャフトを用いて、回転可能又は旋回可能なテーブルが、工具又はワークピースを適切な加工位置に配置するため、又はワークピースを適切な回転速度で動かすために使用される。精密で効率的な加工を行うための前提条件は、特に、シャフトの回転速度が速いことである。したがって、非常用システム又は安全システムは、停電又はケーブルの断線などのシステムの障害又は故障が生じた場合、シャフトを停止させるか、又は定位置に保持し、固定するという課題を有する。

この際、一般的な加工機械は、電磁式、油圧式又は空圧式のクランプ及び／又はブレーキ装置を備えている。このような装置は、力伝達によってシャフトに摩擦接続され得る摩擦ライニングを備えている。これによって、シャフトを異なる速度で固定することが可能になる。

油圧式クランプ装置の場合、チャンバに作動油が供給され、回転するシャフト又はディスクがクランプされる。受動的な油圧式クランプも知られている。しかしながら、このような油圧式クランプは反応時間が長いか、又は短い反応時間は非常に高い費用を必要とする。さらに、特に油圧バルブ及び油圧パイプなどの油圧材料は高価であり、組み立てに比較的長い時間を要する。また、作動油によって、油圧式クランプの周囲における清浄度を維持するためにさらなる費用が必要となる。

空圧式クランプ及び／又はブレーキ装置の場合、一般に、弾性要素、特に弾性プレートに圧縮空気が供給され、上述した油圧式クランプ装置の欠点のいくつかを克服することができる。

特許文献１及び特許文献２には、２つの環状のスプリングプレートを備えた空圧式クランプ装置が記載されており、当該スプリングプレートは、クランプ装置のハウジングに導入され、圧力室を形成し、当該圧力室には圧縮空気が供給されるか、又は圧力室の換気及び通気が行われ、これによって、スプリングプレートの曲げが変化し、回転可能なシャフトのようなクランプされるべき物体がクランプされるクランプ装置の閉状態と、当該物体が自由であるクランプ装置の開状態と、の間で切り替えが行われる。しかしながら、実践において、このようなクランプは、高湿度環境では故障すること、又は支障なく動作させることができないことが明らかになっている。

特許文献３は、以下に説明するように、高湿度環境には適さない空圧式ブレーキ装置を開示している。

欧州特許第１ ５８５ ６１６号明細書 欧州特許第１ ６５１ ８８１号明細書 欧州特許出願公開第１ ６２９ ９３９号明細書

冒頭で述べた先行技術に基づき、本開示の課題は、空圧式クランプ及び／又はブレーキ装置を、高湿度環境で確実に動作可能にする手段を提供することにある。

本課題は、請求項１に記載の特徴を有する環状の弾性要素と、請求項１３に記載の特徴を有する部材と、請求項１５に記載の特徴を有するクランプ及び／又はブレーキ装置と、請求項２１に記載の特徴を有するハウジング部材と、によって解決される。好ましい実施形態は、従属請求項、明細書及び図面に記載されている。

本発明に係る解決策によると、クランプ装置及び／又はブレーキ装置のための環状の弾性要素が提供され、当該要素は、第１の環状側面及び第２の環状側面を有する環状のスプリングプレートと、スプリングプレートの第１の側面上に配置されている第１のシール要素と、スプリングプレートの第２の側面上に配置されている第２のシール要素と、を含み、第２のシール要素は、環状のスプリングプレートの内側縁部の領域に内側突起を形成し、環状のスプリングプレートの外側縁部の領域に外側突起を形成し、第１のシール要素は、第１の突起を形成する。

本開示において、「環状」という概念は、必ずしも円環形として理解されるべきものではない。角張った環状形態など、他の環状形態もこの概念に含まれる。

「突起」という概念に従って、第１の突起は、第１のシール要素の表面から抜き出ているか、又は突出している。同様に、内側及び外側の突起が、第２のシール要素の１つ又は複数の表面から抜き出ているか、又は突出している。

好ましくは、第１のシール要素は、第１の突起と一体的に、及び／又は一体として形成される。好ましくは、第２のシール要素は、内側及び／又は外側突起と一体的に、及び／又は一体として形成される。

本発明に係る解決策によると、さらにクランプ及び／又はブレーキ装置のための部材が提供され、当該部材は、本発明に係る環状の弾性要素とハウジング部材とを含み、ハウジング部材は、環状の弾性要素をクランプするための環状の凹部を有し、ハウジング部材は、凹部によって画定される内面を有し、弾性要素が第１の側面が内面に対向した状態で、凹部内にクランプされている場合、第１のシール要素の第１の突起は、ハウジング部材の内面の第１の部分との接触を確立するように構成されている。

本発明に係る解決策によると、さらにクランプ及び／又は制動されるべき物体をクランプ及び／又は制動するためのクランプ及び／又はブレーキ装置が提供され、当該装置は、本発明に係る第１の弾性要素及び本発明に係る第２の弾性要素と、内面を有する第１のハウジング部材、及び内面を有する第２のハウジング部材を含むハウジングであって、ハウジング部材が、ハウジング部材の内面が共にハウジングの内側の内部空間を区画するように互いに対して配置され、互いに締結されているハウジングと、１つ又は複数のクランプ要素であって、各クランプ要素はクランプ面を有するクランプ要素と、第１の弾性要素及び第２の弾性要素を含む、内部空間に配置されたバネであって、弾性要素は、内部空間に第１の圧力室が弾性要素とハウジング部材の内面との間に形成されるように、内部空間内に配置されており、第１の圧力室には、通気を行うこと、及びハウジングに供給可能な圧媒体の陽圧を加えることが可能であり、第１の弾性要素は、その第１の側面が第１のハウジング部材の内面に対向した状態で、内部空間内にクランプされており、第２の弾性要素は、その第１の側面が第２のハウジング部材の内面に対向した状態で内部空間にクランプされており、バネは、第１の圧力室が換気若しくは通気される際、又は第１の圧力室に陽圧が加えられる際に、弾性要素の少なくとも１つのスプリングプレートの曲げが可変になるように構成されており、これによって、装置は、クランプされるべき物体が１つ又は複数のクランプ面から離間している開状態と、少なくとも１つのクランプ面が物体にクランプ力及び／又は制動力を伝達する閉状態と、の間で切り替わるバネと、を含んでおり、少なくとも１つの弾性要素の第１のシール要素の第１の突起は、ハウジング部材の内の１つのハウジング部材の内面の第１の部分との接触を確立するように構成されており、これによって、第１の圧力室の領域とハウジング部材間の移行部との流体接続が少なくとも阻止される。

高湿度環境でのクランプ及び／又はブレーキ装置の故障しやすい動作という長らく克服されていない問題は、本発明の態様によって克服された。本開示は、発明者の以下の認識に基づいている。

液状媒体の影響下で装置を動作させる場合、特にクランプ面の領域では、液状媒体が装置のハウジングに浸入する可能性が存在する。この可能性の結果、動作中に、媒体の第１の圧力室への浸入が生じ、これによって、第１の圧力室における滞留がもたらされる。液状媒体の浸入は、漏れ（例えばゴムの損傷）による部材の故障、装置内の汚染、及び装置の応答時間の悪化につながる。発明者は、液状媒体の浸入は主に、装置のハウジング部材、特にハウジング部材の２つのクランプ要素又はクランプ面の移行部に存在する小さな間隙に起因することを認識している。開放プロセスの際、例えば、第２の圧力室に圧縮空気を供給することによって、第２の圧力室が拡張される。同時に、第１の圧力室は通気される。弾性要素（例えばゴム加工が施されたスプリングプレート）の動きによって、空気が第１の圧力室から押し出され、第１の圧力室を通じて吸引作用がもたらされる。液状媒体が第１の圧力室に浸入する結果として、通常、特に第２の圧力室への持続的な小さな漏れが生じ、第２の圧力室が拡張している限りにおいて、液状媒体の一定の流れがもたらされる。この効果によって、吸引作用が強められ、装置の故障が速まり、又は装置に早期に障害が生じる。

このような背景から、発明者は、弾性要素の第１の圧力室に対向する側に、突起を有するシール要素を取り付けることによって、この吸引作用が中断されるか、又は抑制され、上述した故障又は障害が装置にもはや生じ得なくなることを認識した。特に、当該手段によって、第１の圧力室とハウジング部材又はクランプ要素の移行部との流体接続は、装置の開閉機能又はその動態を損なうことなく阻止され得る。本発明に係る弾性要素では、第２のシール要素が環状のスプリングプレートの第２の側面上に配置され、第２のシール要素は、弾性要素の環状のスプリングプレートの内側縁部の領域に内側突起を有し、環状のスプリングプレートの外側縁部の領域に外側突起を有する。スプリングプレートの内側縁部及び外側縁部のこれら２つの突起は、一般に、対向する第２の弾性要素又はハウジングの内壁に載置され、第２の圧力室を形成するために用いられる。したがって、これら２つの突起のそれぞれは、好ましくは、支持面を有し得る。発明者の上記認識に従って、本発明に係る弾性要素は、第１の圧力室に対向していてよいスプリングプレートの他方の（第１の）側面に第１のシール要素を有し、第１のシール要素は第１の突起を形成し、第１の突起は、したがって、第１の圧力室内に突出し、第１の圧力室で、第１の圧力室とハウジング部材の移行部との流体接続を少なくとも阻止するために適している。

冒頭に挙げた先行技術である特許文献３では、リップ６０、６１、６３、６４は、ポリマープレート５７、５８とは別個である。リップ６０、６１、６３、６４は、プレート５７、５８の面から抜き出る、又は突出することがないので、ポリマープレート５７、５８は、リップ６０、６１、６３、６４のための突起を形成せず、これは、環境に対して要求される密封性に不利な影響を及ぼす。当該リップはバネ及び制動要素を作動させるために用いられるのみである。

第１の突起は、好ましくは、環状のスプリングプレートの内側縁部と外側縁部との間に形成されており、特に好ましくは、第１の突起は、クランプ作用が内側に向けられるか、又は外側に向けられるかに応じて、上述したクランプ要素間の間隙に近接するように、環状のスプリングプレートの内側縁部又は外側縁部の領域に形成されている。第１の突起は、好ましくは、ハウジング部材又はクランプ要素の移行部の領域に取り付けられ、第１の圧力室内に突出することに適するように、環状のスプリングプレートの第１の側面に取り付けられている。

弾性要素の好ましい態様によると、第１のシール要素はさらに、好ましくは第１の側面上で、好ましくは第１の突起が配置された縁部とは反対側の環状のスプリングプレートの縁部の領域において、第２の突起を有しており、第２の突起は、第１の圧力室とハウジング部材又はクランプ要素の移行部との流体接続をさらに中断又は阻止するために用いられる。

弾性要素の好ましい態様によると、第１及び／又は第２のシール要素は、スプリングプレート上で加硫されており、これによって、特に良好に固定されている。

好ましくは、第１の突起及び／又は第２の突起はそれぞれ、任意の形状を有するハウジングの内壁において接触を確立するために、少なくとも部分的に丸みを付けられた表面を有し、これによって、上述した流体接続の阻止又は中断がもたらされ得る。

部材又は装置の好ましい態様によると、ハウジング部材は、ハウジング部材の内面に窪み又は凹部を有し、窪み又は凹部は、好ましくは、その形状において、接触している第１又は第２の突起の表面と相補的であり、これによって、上述した接触が特に効果的（密封している）になる。

発明者は、第１のシール要素の第１の突起と第２の任意の突起との両方が、それぞれ、第１の圧力室に供給され得る圧媒体（特に気体）の流出を阻止し、又は回避するためにも適していることを認識している。これによって、高湿度環境での使用に加えて、真空又はクリーンルームでのクランプの使用がより容易に可能になる。

圧媒体（特に気体）の環境中への流出をさらに効果的に低減又は防止するために、発明者は、真空又はクリーンルームでのクランプの使用に関して、一連のさらなる任意の手段を開発した。真空又はクリーンルーム内でのクランプの使用をより確実に使用するため、及び、これによって普遍的に使用可能なクランプを実現するために、当該手段を、それぞれ個別に組み合わせること、及び高湿度環境で使用するための上述した手段と組み合わせることも可能である。

例えば、第２のシール要素の内側突起及び／又は外側突起は、好ましくはそれぞれ少なくとも部分的に平坦な表面を有し、当該表面は、例えば、ハウジング壁又は他の弾性要素に対して、特に密封のための支持面として機能することができる。これによって、クランプ又はその第２の圧力室は、圧媒体が第２の圧力室から周囲に流出することを阻止する、又は防止するために、より強固に密封される。平坦な表面は、第２の圧力室に圧媒体が供給される際、圧媒体（特に気体）の透過に対する抵抗を増大させる。平坦な表面は、第１の圧力室と第２の圧力室との間の媒体のオーバーフローを低減又は防止する。

平坦な表面に対して代替的又は付加的に、第２のシール要素の内側及び／又は外側突起は、それぞれ少なくとも部分的に、好ましくは半径方向に延在するバルジ（又は湾曲又は外側に向けられたアーチ）を形成することが可能であり、これによって、真空環境又はクリーンルーム内で使用するために、特に良好な密封性が得られる。バルジは、突起の残りの部分にシール要素の追加の（弾性）材料を塗布することによって形成され得る。これらのバルジは、例えばハウジング部材の移行部の領域において、ハウジング部材内の内部空間を塞ぎ、ハウジング部材の内壁（例えば、傾斜又は長い面取り部）に対して密封するように接触させられ得る。好ましくは、バルジはそれぞれ、平坦な表面に近接又は隣接している。好ましくは、平坦な表面はそれぞれ、バルジに合流する。好ましくは、第２のシール要素の外側突起のバルジは、半径方向外側に向かって、好ましくはスプリングプレートの外側縁部を越えて半径方向外側に向かって延在している。好ましくは、第２のシール要素の内側突起のバルジは、半径方向内側に向かって、好ましくはスプリングプレートの内側縁部を越えて半径方向内側に向かって延在している。

隣接するハウジング部材の移行部の間隙に対する第１の圧力室の密封性にとって、バルジは特に有利である。バルジは、第１の圧力室の動作に際して、ハウジングの縁部を通じて媒体が流入又は流出することが殆どないか、全くないという効果を有する。

平坦な表面は、さらに、ハウジング部材の内壁に対するバルジの変位を支援し、バルジの上述した作用も支援する。この支援は、上述したように、平坦な表面が付属するバルジに近接又は隣接し、及び／又は合流する場合に特に顕著である。平坦な表面とそれぞれ付属するバルジとは、したがって、相乗的に作用する特徴の組み合わせを形成するが、個別に存在することも可能である。

真空又はクリーンルームでの使用に関して、弾性要素に使用される弾性材料は、好ましくは真空中に材料が殆ど放出されない、又は全く放出されない（高い耐媒体性）、高温に適している、及び／又は低いガス透過性を有する、適した材料であってよい。

高湿度環境又は真空又はクリーンルームでの使用に関して、ハウジング部材には、真空又はクリーンルームへの錆の放出を避けるために、好ましくは腐食しにくい適切な材料、好ましくは鋼鉄製の材料を使用することができる。

真空環境又はクリーンルームでの使用において、特に良好な密封性にさらに貢献するために、本発明に係る弾性要素は、第１の圧力室に圧媒体を供給するための第１の接続部用の第１の接続シールを有することが可能であり、第１の接続シールは、第１の接続部を密封する。好ましくは、第１の接続シールの縁部は、第１の接続開口部を少なくとも部分的に、好ましくは完全に取り囲むことが可能であり、Ｏリングの形状を有し得る。

真空環境又はクリーンルームでの使用のための特に良好な密封性にさらに寄与するために、本発明に係る弾性要素は、第２の圧力室に圧媒体を供給するための第２の接続部用の第２の接続シールを有することが可能であり、第２の接続シールは、第２の接続部を密封する。好ましくは、第２の接続シールの縁部は、第２の接続開口部を少なくとも部分的に、好ましくは完全に取り囲むことが可能であり、Ｏリングの形状を有し得る。特に好ましくは、当該縁部は、第２の接続シールの接続突起を形成することが可能であり、当該接続突起は、少なくとも部分的に第２の接続開口部の縁部にアンダーカットを形成する。ハウジング部材は、弾性要素の接続突起のアンダーカットによって後方で把持され得る。第２の接続シールのアンダーカットは、外側へのシールを補強し、特に第１の圧力室に供給を行う際に、第２の接続シールがハウジングの平坦な表面から浮き上がる危険性を低減する。さらに、アンダーカットによって、この箇所でのシール剤（接着剤）の使用が回避され得る。このようなシール剤は、真空又はクリーンルームに悪影響を及ぼす可能性がある。

真空環境又はクリーンルームでの使用のための特に良好な密封性にさらに寄与するために、本発明に係る部材又は装置のハウジング部材は、Ｏリングを受容するための、好ましくは円形の、溝又はノッチを有することができる。Ｏリングを備えた溝又はノッチは、第１の圧力室が動作する際にハウジングの縁部を通じて流体が流入又は流出しないように、バルジ及び第１の接続シールの上述した機能を支援する。さらに、真空及びクリーンルームでの使用には望ましくない、ハウジング半体間のシール剤（接着剤）を省略することができる。

ここに記載した手段を個別に又は組み合わせて、高湿度環境で確実に動作可能であり、さらに任意で真空又はクリーンルーム内でも動作可能であるクランプを、クランプの開閉の動態に悪影響を及ぼすことなく提供することができる。

開示の簡単な説明において、特許請求の範囲に記載されていない特徴を説明する場合、これらの特徴は、開示の説明のために特許請求の範囲に必ず含まれなければならないという意味での重要な特徴ではないが、これらの特徴は、特許請求の範囲に記載された発明の特に重要な好ましい実現であり、特許請求の範囲のいずれかと組み合わされること、また、任意で互いに組み合わされることも可能である。

閉状態における本発明に係る内向きの受動的空圧式クランプ及び／又はブレーキ装置の横断面を概略的に示した図である。 閉状態における本発明に係る外向きの受動的空圧式クランプ及び／又はブレーキ装置の横断面を概略的に示した図である。 開状態における本発明に係る内向きの受動的空圧式クランプ及び／又はブレーキ装置の横断面を概略的に示した図である。 開状態における本発明に係る外向きの受動的空圧式クランプ及び／又はブレーキ装置の横断面を概略的に示した図である。 開状態における本発明に係る内向きの能動的空圧式クランプ及び／又はブレーキ装置の横断面を概略的に示した図である。 開状態における本発明に係る外向きの能動的空圧式クランプ及び／又はブレーキ装置の横断面を概略的に示した図である。 閉状態における本発明に係る内向きの能動的空圧式クランプ及び／又はブレーキ装置の横断面を概略的に示した図である。 閉状態における本発明に係る外向きの能動的空圧式クランプ及び／又はブレーキ装置の横断面を概略的に示した図である。 本発明に係る空圧式クランプ及び／又はブレーキ装置の横断面を三次元表現で示した図である。 図５Ａから抜き出されたハウジング部材の変型例を示した図である。 図５Ａから抜き出されたハウジング部材の変型例を示した図である。 図５Ａから抜き出されたハウジング部材の変型例を示した図である。 本発明に係る弾性要素の実施形態を示した図である。 本発明に係る弾性要素の実施形態を示した図である。 本発明に係る弾性要素の実施形態を示した図である。 本発明に係る部材又は装置のハウジング部材の変型例の断面を示した図である。 本発明に係る装置のクランプ平面に対して垂直な横断面を示した図である。 本発明に係る弾性要素の上面図である。 本発明に係る部材又は装置のハウジング部材の変型例を示す上面図である。 図９及び図１０に示された弾性要素及びハウジング部材の断面ＸＩの位置に対応する、本発明に係る装置の実施形態の、クランプ平面に対して垂直な横断面の第２の接続シールの領域における部分を示した図である。 図９及び図１０に示された弾性要素及びハウジング部材の断面ＸＩＩの位置に対応する、本発明に係る装置の実施形態の、クランプ平面に対して垂直な横断面の第１の接続シールの領域における部分を示した図である。

複数の図面に示された部材は、同じ参照符号を付されている。

本開示は、空圧式クランプ及び／又はブレーキ装置のための環状の弾性要素及び部材と、そのような環状の弾性要素を備えた空圧式クランプ及び／又はブレーキ装置と、に関する。

本明細書において、「クランプ」の装置又は「クランプ装置」、「クランプ力」又は「クランプ」のプロセスに言及する場合、「ブレーキ」の装置又は「ブレーキ装置」、「制動力」又は「制動」のプロセスも同様に含まれる。

図１Ａ～図５Ａ及び図８は、２つのハウジング部材３ａ、３ｂを含むハウジング３と、本発明に係る少なくとも２つの環状の弾性要素１ａ、１ｂを含むハウジング３内に配置されたバネ１と、を有する、本発明に係るこのようなクランプ装置１０の横断面を概略的に示している。

この際、本発明に係るクランプ装置１０は、以下を含んでいる：本発明に係る第１の弾性要素１ａ及び本発明に係る第２の弾性要素１ｂ；内面を有する第１のハウジング部材３ａ及び内面を有する第２のハウジング部材３ｂを含むハウジング３であって、ハウジング部材３ａ、３ｂが、ハウジング部材３ａ、３ｂの内面が共にハウジング３の内側の内部空間１３を区画するように互いに対して配置され、互いに締結されているハウジング３；１つ又は複数のクランプ要素８であって、各クランプ要素８はクランプ面７を有するクランプ要素８；第１の弾性要素１ａ及び第２の弾性要素１ａを含む、内部空間１３に配置されたバネ１であって、弾性要素１ａ、１ｂは、内部空間１３において第１の圧力室４が弾性要素１ａ、１ｂとハウジング部材３ａ、３ｂの内面との間で形成されるように、内部空間１３内に配置されており、第１の圧力室４には、通気を行うこと、及びハウジング３に供給可能な圧媒体の陽圧を加えることが可能であり、第１の弾性要素１ａは、その第１の側面が第１のハウジング部材３ａの内面に対向している状態で内部空間１３内にクランプされており、第２の弾性要素１ｂは、その第１の側面が第２のハウジング部材３ｂの内面に対向している状態で内部空間１３にクランプされており、バネ１は、第１の圧力室４が換気若しくは通気される際、又は第１の圧力室４に陽圧が加えられる際に、弾性要素１ａ、１ｂの少なくとも１つのスプリングプレートの曲げが可変になるように構成されており、これによって、装置１０が、クランプされるべき物体５が１つ又は複数のクランプ面７から離間している開状態と、少なくとも１つのクランプ面７が物体５にクランプ力及び／又は制動力を伝達する閉状態との間で切り替わるバネ１。本発明に係る装置１０は、さらに、冒頭で述べた手段を含み、当該手段によって、高湿度環境での装置の確実な動作が可能になる。これらの手段については、図６～図１２に関連してさらに詳細に説明する。

図１Ａ、図１Ｂ、図４Ａ及び図４Ｂはそれぞれ、クランプ要素８のクランプ面７が物体５の周に接触している閉状態におけるクランプ装置１０を示している。クランプ要素８は、クランプリップとも呼ばれる。クランプ要素８は、ハウジング部材３ａ、３ｂの残りの部分と一体に形成されていてよく、又は、ハウジング部材３ａ、３ｂの残りの部分とは構造的に分離した部材であってもよい。

クランプされるべき物体５に対するクランプ面７のクランプ力又はクランプ作用は、環状の弾性要素１ａ、１ｂ又は環状の凹部１１の半径をそれぞれ形成する２つのベクトルによって形成されるクランプ平面で生じる（図５Ａ参照）。軸９は、ここでは環状であると記載された部材のリングの中心点を通って延在し、したがってクランプ装置１０の主軸と称してもよく、クランプ平面に対して垂直に延在し得る。本明細書で「内側」及び「外側」の突起、縁部又は端部に言及する場合、内側の縁部、突起又は端部は、対応する外側の縁部、突起又は端部よりも軸９に近い。同じことが他の部材にも適用できる。

クランプ装置１０は、主軸９の周りに回転対称となるように形成されていてよい。主軸９は、略中心又は正確に中心において、クランプ装置１０の開口部（図５Ｂの開口部１４）を通って延在し得る。図１Ａ、図４Ａでは、クランプされるべき物体５、例えば機械又はテーブルの回転可能なシャフトが開口部１４内に配置されており、したがって、クランプ装置のクランプ力は、クランプ平面内で主軸９に向かって（主軸９に対して垂直に）半径方向内側に向けられている。図１Ｂ、図４Ｂでは、クランプされるべき物体５は、クランプ装置１０の外側に配置されており、したがって、クランプ装置のクランプ力は、クランプ平面内で主軸９から離れるように（主軸９に対して垂直に）半径方向外側に向けられている。

図１Ａ、図２Ａ、図３Ａ、図４Ａでは、クランプ要素８はバネ１と開口部１４又は主軸９との間に位置している。一方、図１Ｂ、図２Ｂ、図３Ｂ、図４Ｂでは、クランプされるべき物体５は少なくとも部分的にクランプ装置１０を包囲しているので、クランプ要素８は物体５と開口部１４又は主軸９との間に位置している。図１Ｂ、図２Ｂ、図３Ｂ、図４Ｂでは、クランプされるべき物体５の代わりに、開口部１４を少なくとも部分的に満たす部材を開口部１４に導入することが可能であり、当該部材を通って主軸９が延在している。

図１Ａ～図５Ａのそれぞれにおいて、バネ１は、クランプ装置１０のハウジング３内の２つの接触面（図５Ｃ及び図５Ｄでは１０１及び１０２）の間にクランプされ、２つの接触面の間に延在している。図１Ａ～図２Ｂの装置１０が加圧されていない初期状態では、バネ１は、当該状態においてハウジング３内に固着されるようにわずかに曲げられていてもよく、同じことは装置１０の他の状態にもそれぞれ適用することが可能であり、バネ１の曲げの程度は、装置１０がいずれの状態にあるかに依存する。装置１０が、バネ１が曲がっている状態（例えば、開状態などの加圧されていない初期状態よりも曲がっている状態）にある場合、バネ１の内側の圧力室２の通気及び外側の圧力室４の換気によって、バネ１が半径方向の接触面を押圧する間にバネ１が少なくとも部分的に弛緩し、その間隔がわずかに拡大するので、これによって、ハウジング３は、クランプ要素８又はクランプ面７の領域で弾性的に変形し、クランプ面７はこれによって物体５に接触し、物体５を固くクランプするために（所定の）クランプ力で物体５に押し付けられる。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、物体５は固くクランプされており、クランプ装置１０は閉状態にある。装置１０の閉状態では、当該状態においてハウジング３内に固着するために、バネ１は部分的に弛緩した後でもわずかに曲げられていてよい。

この際、クランプ要素８は、スプリングフォークのような弾性要素であってよく、当該弾性要素は、装置１０の加圧されていない初期状態において、（わずかに）曲げられたバネ１の弾力によって、例えば加圧されていない初期状態において弾性要素８の復元力とバネ１の弾力との間で平衡が得られるまでスプリングフォーク８を曲げることによって、弾性要素が弛緩している開始位置から、張力を受ける位置にもたらされる。この平衡状態において、クランプ面７は物体５を押圧することができる。

閉状態において外側の圧力室４に圧縮空気（例えば４ｂａｒ又は６ｂａｒで）を追加で供給することによって、クランプ力を所定の値の分、増大させる任意の可能性が存在する。これは、図１Ａ、図１Ｂにおいて、任意の追加圧縮空気ポンプ（ブースター）６と、外側の圧力室４内の斜線（圧縮空気）とによって示唆されている。外側の圧力室４は、ハウジング３の開口部によって空気接続部Ｉ（「クローズ」とも呼ばれる）に接続されていてよく、空気接続部Ｉに圧縮空気ポンプ６が接続されていてよい。

これによって、例えば、供給された物体５の（加圧されていない状態における）制動された動きと、（十分な加圧状態における）物体の完全なクランプと、の間で切り替えが行われるように、装置１０を作動することが可能になる。

ここでは例として２つの圧力室２、４が示され説明されているものの、クランプ装置１０は、例えば内側の圧力室２又は外側の圧力室４であり得る唯一の圧力室を有して動作することも可能である。

図２Ａ及び図２Ｂは、それぞれ開状態にある、図１Ａ及び図１Ｂのクランプ装置１０を示しており、開状態では、クランプ面７は物体５の周に接触しないか、又は物体５の周から離間している。内側の圧力室２は、ハウジング３の開口部によって空気接続部ＩＩ（「オープン」とも呼ばれる）に接続されていてよく、空気接続部ＩＩに圧縮空気ポンプ６が接続されていてよい。

圧縮空気ポンプ６によって内側の圧力室２に圧縮空気（例えば４ｂａｒ又は６ｂａｒ）を供給し、外側の圧力室４を通気することによって、バネ１は図１Ａ、図１Ｂの閉状態に比べてより強く（凸状に）曲げられ又は引張られ、バネ１又は２つの接触面の間隔は半径方向において短縮される。クランプを解除するために、クランプ面７が物体５から持ち上げられる。物体５は自由に移動可能（例えば軸９の周りに回転可能又は軸９に沿って直線的に移動可能）であり、クランプ装置１０は開いている。

装置１０の閉状態と開状態との間の切り替えが双方向において可能である。

このような空圧式クランプ１０は、油圧式クランプに比べて多くの利点を有する。

弾性部材、この場合は弾性要素１ａ、１ｂを含むバネ１と、圧縮空気と、の組み合わせを用いることによって、例えば開状態と閉状態との切り替えの際の非常に短い反応時間が得られ、物体５の確実なクランプももたらされる。バネ１は、好ましくは、図５に詳細に示すように板状であってよく、２つの重なり合う弾性要素１ａ、１ｂが、バネ１と、プレート１ａ、１ｂの間におけるバネ１の内側の圧力室２と、を形成する。プレート１ａ、１ｂは、図５に示すように、環状であってもよく、任意で半径方向のスロットを付加的に有することが可能であり、これによって、特に小さな力で内径を変えることが可能になる。弾性要素１ａ、１ｂは、圧縮空気に必要な密封性を確立するために、少なくともスロットの領域においてゴムでコーティングされていてよい。弾性要素１ａ、１ｂは、一般に耐圧性を有し、弾性的に曲げられるように構成され、クランプ装置１０のハウジング３内に配置されており、バネ１の内部では、弾性要素１ａ、１ｂの間に内側の圧力室２が形成され、各弾性要素１ａ、１ｂとクランプ装置１０のハウジング３又はハウジング部材３ａ、３ｂとの間には外側の圧力室４が形成される。図５は、図１Ａ及び図２Ａと同様のクランプ装置１０を三次元表現で示した図である。

図１Ａに示すように、外側の圧力室４の換気又は圧縮空気の供給と、内側の圧力室２の通気と、によって、バネ１は少なくとも部分的に弛緩し、クランプされるべき物体５、特にシャフト５の周にクランプ力をもたらす。これによって、エネルギー又は圧力が遮断された場合に物体５がクランプされるか、又はシャフト５が直ちに停止し、したがって安全なクランプが提供される。このような空圧式クランプ１０は、寸法次第で、数１００Ｎｍから最大数１０００Ｎｍの保持トルクを得ることが可能であり、保持トルクは、図１Ａでは圧力ポンプ６（ブースター）によって示唆されているように、外側の圧力室４に圧縮空気を追加で供給することによって、さらに増大させることが可能である。この場合、ブースターを用いずに得られる保持トルクの数倍を提供するためには、数ｂａｒ（例えば４ｂａｒ又は６ｂａｒ）の圧縮空気で十分である。この際、クランプ１０の開閉状態を切り替える際に、プレート１ａ、１ｂのわずかな横曲げ（長手方向軸に対して垂直）が、プリテンションを加えられたクランプ装置１０をクランプ又は解除するために利用できる大きな弾力を生じさせるという事実が利用される。したがって、急速に回転する機械シャフト５であっても、確実なクランプ及び解除が可能になる。

空圧式の材料の場合、費用及び組み立て費用も、油圧式材料に比べて低く、圧縮空気の使用によって、設備を清浄にするための追加費用は発生しない。このような空圧式クランプは、全体の寸法を小さくすることも可能である。なぜなら、必要なクランプ力を適用するためには、バネの小さな横曲げ及びバネの小さな長手方向における延在部分（長手方向における延在部分の小さな変化）と、したがって、圧力室の小さな容積と、で十分だからである。

空圧式クランプの場合では、原則的に、図１Ａから図２Ｂに示すような受動的なクランプ装置１０と、図３Ａから図４Ｂに示すような能動的なクランプ装置１０と、が区別される。

バネ１は、加圧されていない初期状態において、異なる強さで（横方向に）曲げられてよく、したがって異なる程度で半径方向において短縮し得る。ハウジング３の内面は、弾性要素１ａ、１ｂの曲げに適応することが可能であるか、又は曲げを決定することが可能である。弾性要素１ａ、１ｂに対応するストッパ面は、例えばハウジングの内壁によって形成され得る。ハウジングの内壁は、弾性要素１ａ、１ｂの（例えば凸状の）曲げに対して相補的（例えば凹状）に形成されていてよい。

受動的なクランプ装置１０では、バネ１は通常、加圧されていない初期状態でわずかに弾性的に曲げられているか（例えば凸状に）、又はプリテンションが加えられており、クランプ装置１０は閉じていてよい（図１Ａ、図１Ｂ）。クランプ装置１０は、内側の圧力室２に圧縮空気を供給することを通じて、内側から力が作用することによってのみ開かれる（図２Ａ、図２Ｂ）。多くの場合、バネ１は加圧されていない初期状態ではわずかに曲げられているので、バネ１は、クランプの場合又は圧力が低下する場合に、バネ１に蓄えられたエネルギーによって与えられる弾力を、物体５をクランプするために、クランプ力として、クランプされるべき物体５に伝達する。

能動的なクランプ装置１０では、バネ１は加圧されていない初期状態（図３Ａ、図３Ｂ）において、受動的なクランプ装置の場合よりも強く、特に横方向外側に向かって強く、凸状に湾曲しているので、２つの半径方向の接触面の間隔は小さくなり、クランプ装置１０は開いた状態になる。クランプ面７を介して物体５にクランプ力は作用しない。クランプ面７が物体５に接触しないか、又は物体５から離間しているので、物体は自由である。

弾性要素１ａ、１ｂの塑性変形によって、バネ１は同じハウジング３で、加圧されていない初期状態において、受動的なクランプ装置の場合よりも横方向外側に向かってより強く湾曲することが可能であり、したがって半径方向に大きく短縮し得る。加圧されていない初期状態における弾性要素１ａ、１ｂのこの小さな半径方向への延在部分は、加圧されていない初期状態におけるクランプ装置１０の開状態をもたらし得る。塑性変形の場合にも、弾性要素１ａ、１ｂは弾性的に曲げられて接触面に押し付けられるので、バネはハウジングに固定される。ハウジングの内部空間又は凹部は、初期状態において塑性変形によってもたらされるより大きな湾曲を受容することができる。

図４Ａ及び図４Ｂに示すように、クランプを閉状態に移行させるためには、外部からクランプ力を能動的に誘導する必要がある。ここで、圧縮空気が圧縮空気ポンプ６によって外側の圧力室４に導入され、バネ１には、外側から圧縮空気が供給され、これによって、バネ１は能動的に弛緩し、バネ１の湾曲が減少し、２つの接触面の間隔が増大し、ハウジング３がクランプ要素８又はクランプ面７の領域で弾性的に変形するので、クランプ面７は物体５に接触し、物体５にクランプ力をもたらし、これによって物体５が固くクランプされる。能動的なクランプ装置１０は閉状態になる。

適用分野及び所定の安全規定に応じて、能動的又は受動的なクランプ装置１０が使用される。第一に安全なクランプが所望される場合は、一般に受動的なクランプ装置が使用される。このような空圧式の受動的なクランプシステムでは、装置を装置全体に対応して組み立てる際、加圧されていない状態でもすでに、所定のクランプ力を生成することが可能であり、このクランプ力は、クランプされるべき物体５に加えられる。陽圧又は陰圧を加えることによって、当該物体に伝達される力を増大させ、減少させ、又は完全に停止することが可能であり、これによって多様な用途が開かれる。これに対して、クランプ装置で、第一に工具交換のような意図的な作業プロセスを行おうとしている場合、一般に能動的なクランプ装置が使用される。

図５Ａに示すように、本発明に係るクランプ装置１０のハウジング３は、２つのハウジング部材３ａ、３ｂを含み、当該ハウジング部材は、ネジなどの締結手段で互いに締結されて組み立てられており、組み立てられた状態において、２つのハウジング部材３ａ、３ｂは、ハウジング３内のハウジング部材３ａ、３ｂの間に内部空間１３を画定しており、内部空間１３内には、バネ１がその本発明に係る環状の弾性要素１ａ、１ｂと共に配置されている。図５Ａ～図５Ｄに示すように、ハウジング部材３ａ、３ｂはそれぞれ、凹部１１を画定し、凹部１１は同様に環状であり、環状の弾性要素１ａ、１ｂを受容するために用いられる。ハウジング部材の第１の接触面１０１の少なくとも一部は、環状の凹部１１の半径方向Ｒに対して（略）垂直に延在可能であり、及び／又はハウジング部材の第２の接触面１０２の一部は、環状の凹部１１の半径方向Ｒに対して（略）垂直に延在可能である。

ハウジング３の中心を貫通して開口部１４（図５Ｂ）が延在しており、開口部１４には、シャフトなどのクランプされるべき物体５が導入され得る。ハウジングは、当該開口部の周りに３６０°まで延在することが可能であり、クランプ平面と呼ばれる少なくとも１つの平面で、物体５を少なくとも部分的に包囲している。クランプ装置の中心の主軸９は、開口部１４の中心を通り、クランプ平面に対して垂直に延在する。図１Ａ、図２Ａ、図３Ａ、図４Ａ、図５Ａに係るクランプ装置では、主軸９はその長手方向軸に沿ってシャフトの中心を通っている。

ハウジング３又は開口部１４の周方向に沿って、１つ又は複数のクランプ面７が存在しており、クランプ面７は、クランプ要素８又はクランプ面７の領域でハウジング３が弾性変形した場合に、物体５の外周にクランプ力を作用させ、これによって物体５をクランプすることができる。クランプされるべき物体５に対してクランプ装置１０を、物体５を損傷する危険を冒さずに効果的に開閉するためには、クランプ力がクランプ面７に沿って、又は物体５の周に沿って対称的に分配されていることが望ましい。クランプ力が非対称に分配されている場合、物体５が損傷する可能性がある。好ましくは、一方又は両方の接触面１０１、１０２は、クランプ平面内で円形に形成されている。好ましくは、クランプ面７はクランプ平面内で円形に形成されている。クランプ要素８は環状に形成されていてよい。本明細書に記載する全ての環状又は円形の部材はそれぞれ、個別に、又は組み合わせて、主軸９のクランプ平面との交点を中心点として有することができる（例えば開口部１４の中心点）。

図５Ｂは、本発明に係る部材の実施形態を示している。当該部材は、本発明に係る環状の弾性要素１ａ及びハウジング部材（この場合は図５Ａの上側ハウジング部材３ａ）を含み、ハウジング部材３ａは、環状の弾性要素１ａをクランプするための環状の凹部１１を有し、ハウジング部材３ａは、凹部１１によって画定される内面（図７の１０５を参照）を有する。環状の凹部１１は、好ましくはハウジング部材に環状の開口部１２を画定し、環状の開口部は、ハウジング部材の第１の環状縁部１２ａとハウジング部材の第２の環状縁部１２ｂとの間に形成されている。弾性要素１ａは、第１の環状縁部１２ａと第２の環状縁部１２ｂとの間でクランプ可能である。

弾性要素１ａが、第１の側面（図６Ｃの１６ｃを参照）が内面に対向した状態で開口部１２を通って凹部１１に導入され、凹部１１にクランプされる場合、内面と弾性要素１ａとの間に第１の圧力室４が形成される。この際、本発明に係る弾性要素は、冒頭で言及した手段を有し、当該手段は、部材を高湿度環境で確実に使用することを可能にする。当該手段については、図６～図１２に関連してさらに詳細に説明する。

図５Ｃ及び図５Ｄに示すように、バネ１の図示された弾性要素１ａは、ハウジング部材３ａ内の第１の接触面１０１から、ハウジング部材３ａ内の第２の接触面１０２まで延在し、第２の接触面１０２に接触することができる。この際、第１の接触面１０１は、開口部１４の中心点から見て、第２の接触面１０２よりも半径方向外側に配置されている。

図５Ｃは、図５Ｂに示されたハウジング部材３ａの部分を示しており、当該部分では、バネ１の上側プレート１ａが第１の接触面１０１と衝突し、好ましくは接触している。図５Ｄは、図５Ｂに示されたハウジング部材３ａの部分を示しており、当該部分では、バネ１の上側プレート１ａが第２の接触面１０２と衝突し、好ましくは接触している。しかしながら、弾性要素１ａと１つ又は複数の接触面１０１、１０２との間に、それぞれ１つ又は複数のさらなる部材が半径方向において存在し、当該部材を介して弾性要素１ａが接触面１０１、１０２に弾力を及ぼすことも可能である。

図５Ｂ、図５Ｄから明らかであるように、ハウジング部材３ａの内面の間には弾性要素１ａが凹部１１内でクランプされる。バネ１の各プレートは、各プレートが２つの接触面１０１、１０２それぞれの端部でストッパ１１２、１２２に当接し、したがってそれ以上凹部１１に導入され得なくなるまで、組み立ての際に、ハウジング部材３ａの内面に沿って、クランプ装置１０の主軸９の方向において、開口部１２を通って、それぞれ付属するハウジング部材の凹部１１に導入される。弾性要素１ａのクランプ平面内又は環状の凹部の半径方向における延在部分は、ハウジング部材によって画定される内部空間の延在部分よりも大きいので、プレート１ａは、加圧されていない初期状態では曲げられているか、又はプリテンションが加えられていてよい。

図６Ａ～図６Ｃにおいて、高湿度環境で使用するための本発明に係る弾性要素の手段の実施形態、並びに真空又はクリーンルーム内で使用するための任意の手段が、より詳細に示されている。

図６Ａは、本発明に係るクランプ及び／又はブレーキ装置１０のための環状の弾性要素１ａ、１ｂを示し、当該要素１ａ、１ｂは、以下を含む：第１の環状側面１６ｃ及び第２の環状側面１６ｄを有する環状のスプリングプレート１６；スプリングプレート１６の第１の側面１６ｃ上に配置されている第１のシール要素１７；スプリングプレート１６の第２の側面１６ｄ上に配置された第２のシール要素１５であって、環状のスプリングプレート１６の内側縁部１６ａの領域に内側突起１５ａを形成し、環状のスプリングプレート１６の外側縁部１６ｂの領域に外側突起１５ｂを形成する第２のシール要素１５。第１のシール要素１７は、第１の突起１７ａを形成する。

図６Ｂ及び図６Ｃは、第１の突起１７ａが環状のスプリングプレート１６の内側縁部１６ａと外側縁部１６ｂとの間に形成されていることを示しており、ここでは例として、第１の突起１７ａは、環状のスプリングプレート１６の内側縁部１６ａ又は外側縁部１６ｂの領域に形成されている。

図６Ａ及び図６Ｂはさらに、第１のシール要素１７が、好ましくは環状のスプリングプレート１６の外側縁部１６ｂの領域において、第１の側面１６ｃ上に任意の第２の突起１７ｂを形成することを示している。

第１及び／又は第２のシール要素１５、１７の各突起１５ａ、１５ｂ、１７ａ、１７ｂは、少なくとも部分的に環状であってよく、軸９の周りに環状に延在し得る。第１及び／又は第２のシール要素１５、１７の各突起１５ａ、１５ｂ、１７ａ、１７ｂは、それぞれスプリングプレート１６に固定可能であり、好ましくは加硫されていてよく、又はスプリングプレート１６から解除可能に、好ましくはＯリングとして配置され得る。

図６Ａ及び図６Ｃはさらに、第１のシール要素１７の第１の突起１７ａの長手方向軸が、スプリングプレート１６の第１の側面１６ｃに対して（略）垂直に延在していることを示している。

図６Ｂ及び図６Ｃに示すように、第２のシール要素１５の内側突起１５ａ及び／又は外側突起１５ｂはそれぞれ、少なくとも部分的に平坦な表面１５ｅ、１５ｆを有し、平坦な表面１５ｅ、１５ｆは、第２の圧力室２を区画して密封するために、例えば、（内側の）ハウジング壁又は他の弾性要素に対する支持面として機能する。これらの図にはさらに、第２のシール要素１５の内側突起及び／又は外側突起１５ａ、１５ｂが、それぞれ少なくとも部分的に半径方向に延在するバルジ１５ｃ、１５ｄを形成していることも示されている。

好ましくは、図６Ｂに示されるように、第２のシール要素１５の外側突起１５ｂのバルジ１５ｄは、半径方向外側に、好ましくはスプリングプレート１６の外側縁部１６ｂを越えて半径方向外側に延在している。好ましくは、バルジ１５ｄは平坦な表面１５ｆに近接又は隣接している。好ましくは、平坦な表面１５ｆはバルジ１５ｄに合流する。

好ましくは、図６Ｃに示されるように、第２のシール要素１５の内側突起１５ａのバルジ１５ｃは、半径方向内側に、好ましくはスプリングプレート１６の内側縁部１６ａを越えて半径方向内側に延在している。好ましくは、バルジ１５ｃは平坦な表面１５ｅに近接又は隣接している。好ましくは、平坦な表面１５ｅはバルジ１５ｃに合流する。

第１のシール要素１７及び／又は第２のシール要素１５は、個々に、又は両方が、弾性材料、好ましくはゴム又は他の適切な材料から製造されていてよく、シール要素はスプリングプレート１６に固定されている（例えば加硫されて）。

図７は、本発明に係る部材又は装置のハウジング部材３ａ、３ｂを示しており、ハウジング部材３ａ、３ｂは、図５Ｂのハウジング部材３ａの有利なさらなる発展形態である。当該ハウジング部材は、内面１０５、凹部１１、第１の接触面１０１及び第２の接触面１０２の他にも、有利で好ましい適応を有している。

弾性要素１ａ、１ｂが、第１の側面１６ｃが内面１０５に対向している状態で凹部１１内にクランプされている場合、第１のシール要素１７の第１の突起１７ａは、ハウジング部材３ａ、３ｂの内面１０５の第１の部分と好ましくは密封するように接触する。第１の部分は、ハウジング部材３ａ、３ｂの窪み又は凹部１０６を有することが可能である。好ましくは、第１の突起１７ａ及び第１の部分１０６の表面形状は、特に効果的に密封するような接触を確立するために、少なくとも部分的に相補的である。弾性要素１ａ、１ｂが、第１の側面１６ｃが内面１０５に対向した状態で凹部１１内にクランプされている場合、第１のシール要素１７の第２の突起１７ｂは、ハウジング部材３ａ、３ｂの内面１０５の別の部分と好ましくは密封するように接触する。この別の部分は、ハウジング部材３ａ、３ｂの窪み又は凹部１０７を有することができる。好ましくは、第２の突起１７ｂ及び部分１０７の表面形状は、特に効果的に密封するような接触を確立するために、少なくとも部分的に相補的である。２つの突起１７ａ、１７ｂのそれぞれは、特に２つの隣接するハウジング部材３ａ、３ｂの移行部の領域において、第１の圧力室４とハウジングの周囲との間の流体接続を阻害するか、又は完全に遮断する。

ハウジング部材３ａ、３ｂは、環状の弾性要素１ａ、１ｂをクランプするための環状の凹部１１を含み、凹部１１は、ハウジング部材３ａ、３ｂの環状の開口部１２の第１の環状縁部１２ａ及び第２の環状縁部１２ｂを形成し、環状の凹部１１は、第１の環状縁部１２ａと第２の環状縁部１２ｂとの間にハウジング部材３ａ、３ｂの内面１０５を画定し、内面１０５は、第１の環状縁部１２ａの領域において第１の傾斜１０３（又は長い面取り部）を形成し、内面１０５は、第２の環状縁部１２ｂの領域において第２の傾斜１０４（又は長い面取り部）を形成し、傾斜１０３、１０４は、環状の開口部１２が第１及び第２の縁部１２ａ、１２ｂに向かって拡大するように位置合わせされている。

内面１０５は、第１の接触面１０１及び第２の接触面１０２を形成することが可能であり、第１の接触面１０１及び第２の接触面１０２は、本発明に係る弾性要素１ａ、１ｂのスプリングプレート１６をそれらの間にクランプするように構成されており、第１の傾斜１０３は、第１の接触面１０１と第１の環状縁部１２ａとの間に配置され、第２の傾斜１０４は、第２の接触面１０２と第２の環状縁部１２ｂとの間に配置されている。弾性要素１ａ、１ｂが、第１の側面１６ｃが内面１０５に対向した状態で凹部１１内にクランプされている場合、バルジ１５ｃ、１５ｄは、傾斜１０３、１０４と好ましくは密封するように接触する。

図７に示すように、第１の接触面１０１は、第１の傾斜１０３（又は長い面取り部）を形成するか、若しくは第１の傾斜１０３に合流してもよく、及び／又は第２の接触面１０２は、第２の傾斜１０４（又は長い面取り部）を形成するか、若しくは第２の傾斜１０４に合流してもよく、傾斜１０３、１０４はそれぞれ、環状の開口部１２又は凹部１１が、第１及び第２の縁部１２ａ、１２ｂに向かって拡大するように位置合わせされていることが好ましい（図７及び図５Ｂを参照）。これらの傾斜１０３、１０４のそれぞれによって、クランプ要素８を曲げる力が第２のシール要素１５によってクランプ要素８に伝達されることが大幅に回避され、むしろスプリングプレート１６、又は内側縁部１６ａが、物体５をクランプ又は制動するための力を主としてクランプ要素８及びクランプ面７に伝達する。これによって、第２のシール要素１５が保護され、装置の開閉プロセスがより確実になる。

高湿度環境及び／又は真空環境若しくはクリーンルームでの使用のための付加的な好ましい密封性を保証するために、傾斜の空間を塞ぎ、傾斜１０３、１０４と接触するバルジ１５ｃ、１５ｄが設けられている。バルジ１５ｃ、１５ｄは、隣接するハウジング部材３ａ、３ｂのクランプ要素８の移行部の間隙に対する第１の圧力室４の密封性にとって有利である。傾斜１０３、１０４を有するハウジングの縁部のバルジは、第１の圧力室４の動作中に、ハウジングの縁部を通じて媒体が殆ど又は全く流入又は流出しない点で有利である。

一方では、平坦な表面１５ｅ、１５ｆは、圧媒体が第２の圧力室２に供給される際の、圧媒体（特に気体）の透過に対する抵抗を増大させる。平坦な表面１５ｅ、１５ｆは、第１の圧力室４と第２の圧力室２との間の媒体のオーバーフローを減少又は防止する。さらに、平坦な表面１５ｆ及び１５ｅは、ハウジングの斜面１０３、１０４に対するバルジ１５ｃ、１５ｄの変位と、したがって、上述のバルジの作用と、を支援する。この支援は、図６Ｂ及び図６Ｃに関連して記載されたように、平坦な表面１５ｅ又は１５ｆが付属するバルジ１５ｃ又は１５ｄに隣接している、及び／又は合流している場合に特に顕著になる。したがって、平坦な表面とそれぞれ付属するバルジとは、相乗的に作用する特徴の組み合わせを形成するが、個々に存在してもよい。真空動作を考慮する際、各シール要素１７ａ及び１７ｂは追加のバリアとみなされ、環境に対する第１の圧力室４の密封性を支援する。

ハウジング部材３ａ、３ｂは、Ｏリングを受容するための、好ましくは円形の、溝又はノッチ１１０を有し得る。溝又はノッチ１１０は、第１の環状縁部１２ａの領域において、又はハウジング部材の外側縁部１００ｂと第１の接触面１０１又は凹部１１との間において、ハウジング部材の周に沿ってハウジング部材３ａ、３ｂを好ましくは完全に取り囲むことができる。溝又はノッチ１１０は、代替的又は付加的に、第２の環状縁部１２ａの領域において、又はハウジング部材の内側縁部１００ａと第２の接触面１０２又は凹部１１との間において、ハウジング部材の周に沿って、好ましくは完全にハウジング部材３ａ、３ｂを取り囲むことができる。

好ましくは、ハウジング部材は腐食しにくい材料から成る。

図８は、本発明に係るクランプ及び／又はブレーキ装置１０を示している。図８には、例えば図１Ａ、図２Ａ及び図５に示すような内向きのクランプ作用を有する装置１０が示されている。

図８において、弾性要素１ａ、１ｂの少なくとも一方の弾性要素の第１のシール要素１７の第１の突起１７ａは、ハウジング部材３ａ、３ｂの一方のハウジング部材の内面１０５の第１の部分（例えば１０６）と好ましくは密封するように接触し、これによって、第１の圧力室４の領域とハウジング部材３ａ、３ｂの間の移行部との流体接続が少なくとも阻止される。この接触部は、ハウジング部材３ａ、３ｂ又はクランプ要素８の移行部の間隙を通って装置１０の外部からハウジング３内に流入する媒体、好ましくは流体又は液体に対して少なくとも部分的に密封されていてよい。

第１の圧力室４の領域は、図８において、少なくとも１つの弾性要素１ａ、１ｂの第１のシール要素１７の第１の突起１７ａと、少なくとも１つの弾性要素１ａ、１ｂのスプリングプレート１６の外側縁部１６ｂとの間、又は少なくとも１つの弾性要素の第１のシール要素１７の第２の突起１７ｂとの間に配置されている。

少なくとも１つの弾性要素１ａ、１ｂの第１のシール要素１７の任意の第２の突起１７ｂは、ハウジング部材３ａ、３ｂの内面１０５の第２の部分（例えば１０７）との接触を確立し、内面１０５の第２の部分は、好ましくは、ハウジング部材３ａ、３ｂの第１の接触面１０１と第２の接触面１０２との間に位置している。この突起も、第１の圧力室４とクランプ要素８の外側の領域との流体接続を減少させることができる。内面１０５は、１つ又は複数の窪み又は凹部１０６、１０７を有することが可能であり、窪み又は凹部１０６、１０７の形状は、好ましくは、接触している突起１７ａ、１７ｂの表面と相補的である。

図６、図７及び図８を組み合わせると、各ハウジング部材３ａ、３ｂの第１の接触面１０１が第１の傾斜１０３を形成し、各ハウジング部材３ａ、３ｂの第２の接触面１０２が第２の傾斜１０４を形成することが明らかであり、第１の弾性要素の第２のシール要素１５の内側突起１５ａのバルジ１５ｃは、ハウジング部材３ａ、３ｂの第２の接触面１０２の第２の傾斜１０４に接触し、第１の弾性要素の第２のシール要素１５の外側突起１５ｂのバルジ１５ｄが、ハウジング部材３ａ、３ｂの第１の接触面１０１の第１の傾斜１０３に接触する。

図８において、第１の弾性要素１ａ及び第２の弾性要素１ｂは、弾性要素１ａ、１ｂの第２のシール要素１５の内側突起１５ａの平坦な表面１５ｅが互いに接触するように、及び／又は弾性要素１ａ、１ｂの第２のシール要素の外側突起１５ｂの平坦な表面１５ｆが互いに接触し、これによって、第２の圧力室２が区画され、特に圧媒体を供給している間、第２の圧力室２が密封されるように、内部空間１３にクランプされている。

図９は、第１の接続シール３０及び／又は第２の接続シール２０を有する、本発明に係る弾性要素１ａ、１ｂの実施形態を示している。

環状のスプリングプレート１６は、第２の接続シール２０の部分と第１の接続シール３０の部分との間に配置されていてよい。第１の接続シール３０及び第２の接続シール２０は、環状のスプリングプレート１６の内側縁部１６ａ又は外側縁部１６ｂの対向する部分に配置することができる。

第１の接続シール３０及び／又は第２の接続シール２０は、それぞれ弾性材料、好ましくはゴムから製造されていてよい。

第１の接続シール３０は、弾性要素１ａ、１ｂのスプリングプレート１６の内側縁部１６ａ及び／又は外側縁部１６ｂ（図９を参照）から少なくとも部分的に半径方向内側又は外側にオフセットして配置されていてよい。第１の接続シール３０は、第１のシール要素１７及び／又は第２のシール要素１５の部分であってよい。第１の接続シール３０は、内側縁部１６ａ又は外側縁部１６ｂ（図９を参照）を越えて半径方向に突出することが可能である。

第２の接続シール２０は、弾性要素１ａ、１ｂのスプリングプレート１６の内側縁部１６ａ及び／又は外側縁部１６ｂ（図９を参照）から少なくとも部分的に半径方向内側又は外側にオフセットして配置されていてよい。第２の接続シール２０は、第１のシール要素１７及び／又は第２のシール要素１５の部分であってよい。第２の接続シール２０は、内側縁部１６ａ又は外側縁部１６ｂ（図９を参照）を越えて半径方向に突出することが可能である。

図１１及び図１２はそれぞれ、本発明に係る装置１０の横断面の部分を示している。図１１及び図１２の左半分及び右半分はそれぞれ、図９に示す本発明に係る弾性要素１ａ、１ｂが、図１０に係るハウジング部材３ａ、３ｂに取り付けられた状態の横断面を示している。この際、弾性要素１ａ、１ｂは、第１の接続シール３０が第１の接続部Ｉのためにハウジング部材３ａ、３ｂの領域と接触し、第２の接続シール２０が接続部ＩＩのためにハウジング部材３ａ、３ｂの領域と接触するように、凹部１１において、ハウジング部材３ａ、３ｂの内側縁部１００ａ（又はクランプ面７を有するクランプ要素８）と外側縁部１００ｂとの間にクランプされる。これを２回行うことによって、図１１及び図１２に示すように、本発明に係る２つの部材が準備され、互いに締結される。

図１１に示された装置１０の横断面の部分は、その位置において、図９及び図１０に示された第２の接続シール２０の領域における弾性要素１ａ、１ｂ及びハウジング部材３ａ、３ｂの断面ＸＩに対応する。第２の接続シール２０は、第２の接続開口部に沿った縁部を有し、当該縁部は、クランプ及び／又はブレーキ装置１０の第２の圧力室２に圧媒体を供給するために、クランプ及び／又はブレーキ装置１０の第２の接続部ＩＩを密封するために用いられる。第２の接続シール２０は、第２の接続開口部の縁部に沿って接続突起２１を形成し、接続突起２１は、少なくとも部分的に、好ましくは完全に第２の接続開口部を取り囲む。

第２の接続シール２０の接続突起２１は、特に圧媒体の環境中への流出に対して密封を補強するために、少なくとも部分的に第２の接続開口部の縁部にアンダーカット２２を形成する。第２の接続シール２０のアンダーカット２２は、特に第１の圧力室４に供給が行われている際に、第２の接続シール２０がハウジングの平坦な表面から浮き上がる危険性を低減する。さらに、アンダーカット２２によって、この箇所でのシール剤（接着剤）の使用が回避され得る。このようなシール剤は、真空又はクリーンルームに悪影響を及ぼす可能性がある。

第２の接続シール２０は、第２のシール要素１５の内側又は外側突起１５ａ、１５ｂの部分を形成することができる。第２の接続シール２０によって形成される第２のシール要素１５の突起の部分は、第２の接続開口部２０の側面のうち、第２の接続シール２０によって接続突起２１が形成されている第２の接続開口部２０の側面に背向する及び／又は反対側の側面に配置されていてよい。

図１２に示された装置１０の横断面の部分は、その位置において、図９及び図１０に示された第１の接続シール３０の領域における弾性要素１ａ、１ｂ及びハウジング部材３ａ、３ｂの断面ＸＩＩに対応する。第１の接続シール３０は、第１の接続開口部の縁部を有し、当該縁部は、クランプ及び／又はブレーキ装置１０の第１の圧力室４に圧媒体を供給するために、クランプ及び／又はブレーキ装置１０の第１の接続部Ｉを密封するために用いられる。第１の接続シール３０の縁部は、少なくとも部分的に、好ましくは完全に第１の接続開口部を取り囲む。

第１の接続シール３０は、第１の接続開口部を取り囲むＯリングを含み得る。傾斜１０３を有する突起１５ｂのバルジ１５ｄは、接続部Ｉにおける第１の接続シール３０と共に、第１の圧力室４に供給が行われる際にハウジングの縁部を通じて流体が流入又は流出しないことを保証する。加えて、これによって、ハウジング半体間の望ましくないシール剤（接着剤）が不要になり得る。このようなシール剤は、真空又はクリーンルームに悪影響を及ぼす可能性がある。

ここに記載された手段を個々に、及び組み合わせて用いることによって、クランプの開閉の動態に悪影響を及ぼすことなく、高湿度環境で、さらに任意で真空及び／又はクリーンルーム内でも確実に動作し得るクランプを提供することができる。

明細書及び図面には、添付の特許請求の範囲によって請求される対象の好ましい実施形態が記載されている。上記の明細書、特許請求の範囲及び図面に開示された任意の特徴は、添付の特許請求の範囲によって請求される対象の実施のために、その様々な実施形態において、個々に、及び任意の組み合わせの両方で用いられ得る。

上述した様々な態様及び実施形態は、さらなる実施形態を提供するために組み合わせることができる。これらの変更及び他の変更は、上記の詳細な説明に照らして実施形態に対して行うことができる。一般に、以下の特許請求の範囲で用いられる概念は、特許請求の範囲を明細書及び特許請求の範囲に開示された特定の態様及び実施形態に限定するものとして解釈されるべきではなく、これらの特許請求の範囲が権利を有する等価物の全範囲と共に、全ての可能な実施形態を包含するものとして解釈されるべきである。

１ バネ
１ａ、１ｂ 弾性要素
２、４ 圧力室
３ ハウジング
３ａ、３ｂ ハウジング部材
５ 物体
６ 圧縮空気ポンプ
７ クランプ面
８ クランプ要素
９ 主軸
１０ クランプ及び／又はブレーキ装置
１１ 凹部
１２ 環状の開口部
１２ａ 第１の環状縁部
１２ｂ 第２の環状縁部
１３ 内部空間
１４ 開口部
１５ 第２のシール要素
１５ａ 内側突起
１５ｂ 外側突起
１５ｃ、１５ｄ バルジ
１５ｅ、１５ｆ 平坦な表面
１６ スプリングプレート
１６ａ 内側縁部
１６ｂ 外側縁部
１６ｃ 第１の側面
１６ｄ 第２の側面
１７ 第１のシール要素
１７ａ 第１の突起
１７ｂ 第２の突起
２０ 第２の接続シール
２１ 接続突起
２２ アンダーカット
３０ 第１の接続シール
１００ａ 内側縁部
１００ｂ 外側縁部
１０１ 第１の接触面
１０２ 第２の接触面
１０３ 第１の傾斜
１０４ 第２の傾斜
１０５ 内面
１０６、１０７ 窪み又は凹部
１１０ 溝又はノッチ
１１２、１２２ ストッパ
Ｉ 第１の接続部
ＩＩ 第２の接続部
Ｒ 半径方向
ＸＩ、ＸＩＩ 断面

Claims (14)

1. クランプ及び／又は制動されるべき物体をクランプ及び／又は制動するためのクランプ及び／又はブレーキ装置（１０）であって、
   第１の弾性要素（１ａ）及び第２の弾性要素（１ｂ）であって、前記第１の弾性要素（１ａ）及び前記第２の弾性要素（１ｂ）の各々は、
   第１の環状側面（１６ｃ）及び第２の環状側面（１６ｄ）を有する環状のスプリングプレート（１６）と、
   前記スプリングプレート（１６）の第１の側面（１６ｃ）上に配置されている第１のシール要素（１７）と、
   前記スプリングプレート（１６）の第２の側面（１６ｄ）上に配置されている第２のシール要素（１５）であって、環状の前記スプリングプレート（１６）の内側縁部（１６ａ）の領域に内側突起（１５ａ）を形成し、環状の前記スプリングプレート（１６）の外側縁部（１６ｂ）の領域に外側突起（１５ｂ）を形成する第２のシール要素（１５）と、を含み、
   前記第１のシール要素（１７）が、第１の突起（１７ａ）を形成する、第１の弾性要素（１ａ）及び第２の弾性要素（１ｂ）と、
   内面（１０５）を有する第１のハウジング部材（３ａ）及び内面（１０５）を有する第２のハウジング部材（３ｂ）を含むハウジング（３）であって、前記ハウジング部材が、ハウジング部材（３ａ、３ｂ）の前記内面（１０５）が共にハウジング（３）の内側の内部空間を区画するように互いに対して配置され、互いに締結されており、前記第１のハウジング部材（３ａ）及び前記第２のハウジング部材（３ｂ）の少なくとも一方の前記内面（１０５）が、窪み（１０６）を有する、ハウジング（３）と、
   １つ又は複数のクランプ要素（８）であって、各クランプ要素はクランプ面（７）を有するクランプ要素（８）と、
   第１の弾性要素（１ａ、１ｂ）及び第２の弾性要素（１ａ、１ｂ）を含む、前記内部空間に配置されたバネ（１）であって、
   前記弾性要素（１ａ、１ｂ）は、第１の圧力室（４）が、前記内部空間の、前記弾性要素（１ａ、１ｂ）とハウジング部材の前記内面（１０５）との間に形成されるように、前記内部空間内に配置されており、前記第１の圧力室（４）には、通気を行うこと、及び前記ハウジングに供給可能な圧媒体の陽圧を加えることが可能であり、
   前記第１の弾性要素（１ａ、１ｂ）は、前記第１の弾性要素の第１の側面（１６ｃ）が前記第１のハウジング部材（３ａ）の前記内面（１０５）に対向した状態で、前記内部空間内にクランプされており、
   前記第２の弾性要素（１ａ、１ｂ）は、前記第２の弾性要素の第１の側面（１６ｃ）が前記第２のハウジング部材（３ｂ）の前記内面（１０５）に対向した状態で、前記内部空間内にクランプされており、
   前記バネ（１）は、前記第１の圧力室（４）が換気若しくは通気される際、又は前記第１の圧力室（４）に陽圧が加えられる際に、前記弾性要素（１ａ、１ｂ）の少なくとも１つのスプリングプレート（１６）の曲げが可変になるように構成されており、これによって、装置（１０）が、クランプされるべき物体（５）が１つ又は複数のクランプ面（７）から離間している開状態と、前記１つ又は複数のクランプ面（７）の少なくとも１つが前記物体（５）にクランプ力及び／又は制動力を伝達する閉状態と、の間で切り替わるバネ（１）と、
   を含んでおり、
   少なくとも１つの弾性要素（１ａ、１ｂ）の第１のシール要素（１７）の第１の突起（１７ａ）は、前記ハウジング部材（３ａ、３ｂ）の内の１つのハウジング部材の内面（１０５）の前記窪み（１０６）と密封するように接触し、前記第１の突起（１７ａ）及び前記窪み（１０６）の面形状は、少なくとも部分的に相補的であり、これによって、前記第１の圧力室（４）の領域と前記ハウジング部材（３ａ、３ｂ）間の移行部との流体接続が少なくとも阻止されるクランプ及び／又はブレーキ装置（１０）。
2. 前記第１の突起（１７ａ）が、環状の前記スプリングプレート（１６）の内側縁部及び外側縁部の間に形成され、好ましくは前記第１の突起（１７ａ）は、環状の前記スプリングプレート（１６）の内側縁部（１６ａ）又は外側縁部（１６ｂ）の領域に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のクランプ及び／又はブレーキ装置（１０）。
3. 第１のシール要素（１７）がさらに、好ましくは環状のスプリングプレート（１６）の外側縁部（１６ｂ）の領域において、第１の側面（１６ｃ）に第２の突起（１７ｂ）を形成し、前記第２の突起は好ましくは前記第１の側面（１６ｃ）から突出することを特徴とする、請求項１に記載のクランプ及び／又はブレーキ装置（１０）。
4. 第１及び／又は第２のシール要素（１５）（１５、１７）の突起それぞれが、少なくとも部分的に環状であることを特徴とする、請求項１に記載のクランプ及び／又はブレーキ装置（１０）。
5. 第１のシール要素（１７）の第１の突起（１７ａ）及び／又は第２の突起（１７ｂ）が、少なくとも部分的に丸みを付けられた表面を有することを特徴とする、請求項１に記載のクランプ及び／又はブレーキ装置（１０）。
6. 第１のシール要素（１７）の第１の突起（１７ａ）の長手軸が、好ましくはスプリングプレート（１６）の第１の側面（１６ｃ）に対して略垂直に延在していることを特徴とする、請求項１に記載のクランプ及び／又はブレーキ装置（１０）。
7. 第２のシール要素（１５）の内側及び／又は外側の突起（１５ａ、１５ｂ）が、それぞれ少なくとも部分的に平坦な表面を有することを特徴とする、請求項１に記載のクランプ及び／又はブレーキ装置（１０）。
8. 弾性要素（１ａ、１ｂ）がさらに、第１の接続シール（３０）を含み、前記第１の接続シールは、前記第１の接続シール（３０）の第１の接続開口部の縁部を画定し、前記縁部は、クランプ及び／又はブレーキ装置（１０）の第１の圧力室（４）に圧媒体を供給するために、前記クランプ及び／又はブレーキ装置（１０）の第１の接続部（Ｉ）を密封することに適していることを特徴とする、請求項１に記載のクランプ及び／又はブレーキ装置（１０）。
9. 弾性要素（１ａ、１ｂ）がさらに、第２の接続シール（２０）を含み、前記第２の接続シールは、前記第２の接続シール（２０）の第２の接続開口部の縁部を画定し、前記縁部は、クランプ及び／又はブレーキ装置（１０）の第２の圧力室（２）に圧媒体を供給するために、前記クランプ及び／又はブレーキ装置（１０）の第２の接続部（ＩＩ）を密封することに適していることを特徴とする、請求項１に記載のクランプ及び／又はブレーキ装置（１０）。
10. 接触部が、ハウジング部材の移行部を通って、好ましくは少なくとも１つのクランプ面（７）の領域において、装置の周囲からハウジング又は第１の圧力室（４）に流入する媒体、好ましくは流体又は液体に対して少なくとも部分的に密封されていることを特徴とする、請求項１に記載のクランプ及び／又はブレーキ装置（１０）。
11. 第１の圧力室（４）の領域が、少なくとも１つの弾性要素の第１のシール要素（１７）の第１の突起（１７ａ）と、少なくとも１つの弾性要素のスプリングプレート（１６）の内側若しくは外側縁部、又は少なくとも１つの弾性要素の第１のシール要素（１７）の第２の突起（１７ｂ）との間に配置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のクランプ及び／又はブレーキ装置（１０）。
12. 第１のハウジング部材が、第１の弾性要素の接続突起（２１）のアンダーカット（２２）によって後方で把持され、及び／又は第２のハウジング部材が、第２の弾性要素の接続突起（２１）のアンダーカット（２２）によって後方で把持されることを特徴とする、請求項１に記載のクランプ及び／又はブレーキ装置（１０）。
13. 第１の弾性要素（１ａ、１ｂ）が、第１のハウジング部材の第１の接触面（１０１）と第１のハウジング部材の第２の接触面（１０２）との間にクランプされており、前記第１のハウジング部材（３ａ）の内面（１０５）の前記窪み（１０６）が、前記第１のハウジング部材の前記第１の接触面（１０１）と前記第１のハウジング部材の前記第２の接触面（１０２）との間に位置している、請求項１に記載のクランプ及び／又はブレーキ装置（１０）。
14. 第１のハウジング部材の第１の接触面（１０１）が第１の傾斜（１０３）を形成し、第１のハウジング部材の第２の接触面（１０２）が第２の傾斜（１０４）を形成し、第１の弾性要素の第２のシール要素（１５）の内側突起（１５ａ）のバルジ（１５ｃ、１５ｄ）が、前記第１のハウジング部材の第２の接触面（１０２）の第２の傾斜に接触し、第１の弾性要素の第２のシール要素（１５）の外側突起（１５ｂ）のバルジ（１５ｃ、１５ｄ）が、前記第１のハウジング部材の第１の接触面（１０１）の第１の傾斜に接触することを特徴とする、請求項５に記載のクランプ及び／又はブレーキ装置（１０）。