DE20008919U1 - Verschluß für einen Deckel, insbesondere für Misch- und Rührwerke - Google Patents

Description

Verschluß für einen Deckel, insbesondere für Misch- oder Rührwerke

Die Erfindung betrifft einen Verschluß für einen Deckel, insbesondere für Misch- oder Rührwerke, mit einer ringförmigen, im Querschnitt U-förmigen Klammer, deren Flansche in den Ring weisen, einer die beiden Enden der Klammer verbindenden Spannvorrichtung und in die Klammer eingreifende, zu verbindende Flanschringe des Deckels und Behälters.

Derartige Verschlüsse sind allgemein bekannt. Im Bereich der Mischtechnik, etwa zum Homogenisieren, Suspendieren, Dispergieren, Begasen, Vakuumentgasen etc., sind die Misch- oder Rührwerke, auch nur Mischer genannt, die zur Herstellung von pharmazeutischen und kosmetischen Emulsionen, Salben, Pasten, Cremes und Gelen sowie hochviskosen Chemie- und Lebensmittelprodukten verwendet werden, während des Betriebes druckdicht zu verschließen.

Derartige Mischer weisen einen Behälter auf, der i.d.R. eine zylindrische (Topf-)Form hat und am unteren Boden ein Dispergier- oder Homogenisiergerät im Bereich einer zentralen Austrittsöffnung. In einem solchen Behälter, der nach oben hin mit einem Deckel verschlossen ist, wird das Mischgut im Behälterboden angesaugt und durch Lauf-, Pump- bzw. Dispergierräder hindurchgefördert bzw. gepumpt. Während des Mischens, also des Homogenisierens bzw. Dispergierens ist der Deckel sicher und druckfest mit dem Behälter verbunden.

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Als Deckelverschluß eines solchen Mischers dient üblicherweise eine dem Mischer bis auf einen kleinen Umfangsabschnitt orthogonal zu dessen Längserstreckung umspannende Klammer mit U-förmigem Querschnitt, deren Flansche in den gebildeten Ring weisen und mittels einer Spannvorrichtung, die an den Enden der Klammer angeordnet ist, im Umfang derart verringert werden, dass die konischen Flansche der Klammer auf entsprechende konische Flansche oder Flanschringe des Deckels und des Behälters aufgepresst werden, so dass der Flanschring des Deckels mit dem des Behälters fest und dicht direkt oder indirekt miteinander in Kontakt kommen.

Die so erzeugte Pressung wird dadurch erreicht, dass die Flansche der Klammer einen Öffnungswinkel von einigen Grad haben, dem die Flanschringe von Behälter und Deckel angepasst sind. Je höher die Kraft der Spannvorrichtung ist, je stärker ist somit die Pressung der Flansche. Die Dichtigkeit kann dabei noch durch eine 0-Ring-Dichtung zwischen den Flanschringen erhöht werden.

Bei einem derartigen Verschluß kommt es jedoch zu erheblichen Zugspannungen in der Klammer allein dadurch, dass die Klammer nicht gleichförmig auf den Flanschringen aufliegt. Es kann somit durchaus vorkommen, dass die Spannvorrichtung an ihrem Endanschlag angelangt ist und dennoch Teile der Klammer nicht ordnungsgemäß mit den entsprechenden Flanschringen in Eingriff gekommen sind. Auch sind derartige Verschlüsse schwer zu lösen, da sie keilförmig die, i.d.R. aus Metall bestehenden, Flansche miteinander verspannen.

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Darüberhinaus muß bei der nötigen geringen Neigung eine sehr hohe Kraft auf beide Flanschringe ausgeübt werden, um &zgr;. B. einer dazwischen angeordneten Dichtung die benötigte Verformung geben zu können. Wie bereits ausgeführt, wird Metall auf Metall verschoben, wobei es leicht zu Riefenbildung und anschließendem Verklemmen der Metallteile miteinander kommt. Sicherheitstests haben bei Wiederholungsprüfungen häufig zu Beanstandungen entsprechender Druckbehälter nach einigen Jahren geführt.

Derartige im Stand der Technik bekannten Verschlüsse sind daher wenig geeignet, die Aufgabe der vorliegenden Erfindung befriedigend zu lösen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Verschluß für einen Deckel, insbesondere für Misch- oder Rührwerke zu schaffen, der die genannten Nachteile nicht aufweist, eine sichere und einfache Handhabung gewährleistet, leicht zu montieren und demontieren ist, bei gleichzeitiger hoher Druckstabilität und quasi keinen Verschleiß an den in Eingriff zu bringenden Teilen verursacht und automatisierbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Flansche der Klammer der Spannvorrichtung in einem ersten Zustand lose und.in einem zweiten Zustand fest mit den zu verbindenden Flanschringen mit zueinander parallelen Kontaktflächen in Kontakt stehen und eine umlaufende, veränderbare Dichtung, die Flanschringe im zweiten Zustand gegeneinander abdichtet.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass eine Klammer mit parallel zueinander ausgerichteten Klemmflächen

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diese Aufgabe prinzipiell lösen kann. Die Klammer wird dazu mit Spiel quasi ohne Berührung der Flanschringe des Behälters und der Flansche des Deckels über diese geschoben. Die Flanschringe liegen durch Eigengewicht aufeinander. In einem der beiden Flanschringe ist eine Nut eingearbeitet. In dieser Nut befindet sich eine Dichtung. Die Nut in dem Flanschring ist tiefer als die Dichtung. Unter der Dichtung bleibt somit ein Hohlraum. Dieser Hohlraum ist mit einer Druckerhöhungsvorrichtung verbunden. Nachdem die Flansche der Klammer mit ihren Klemmflächen über die Flanschringe greifen, wird der Druck in dem Hohlraum unter der Dichtung erhöht. Dadurch wird die Dichtung auf den gegenüberliegenden Flanschring gedrückt. Wenn der Druck in dem Hohlraum höher ist als der Behälterinnendruck, wird eine zuverlässige Abdichtung des Behälters gewährleistet.

Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die zu verbindenden Flanschringe an den zueinanderweisenden Rändern des Deckels und Behälters angeordnet sind, bezüglich der Klammer rechteckigen Querschnitt haben sowie zueinander parallele, zur Längserstreckung orthogonale Flächen aufspannen. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Klammer eine verhältnismäßig geringe Höhe und Längser-Streckung hat, und dadurch keine übermäßig zu dimensionierenden Querschnitte im Stegbereich aufweisen muß. Dies dient nicht nur der Gewichtsersparnis sondern auch der Handhabung der Klammer selbst sowie auch des Deckels.

Vorteilhaft ist ferner vorgesehen, dass entweder der Flanschring des Behälters oder der Flanschring des Deckels eine umlaufende Nut zur Aufnahme der veränderbaren Dichtung aufweist. Vorteilhaft bei der An-

Ordnung der Nut im Flanschring des Deckels, ist dessen geringe Neigung zur Verschmutzung. Da die Nut eine äußere Ansteuerung haben kann, kann auch deren Anordnung im Flanschring des Behälters vorteilhaft sein, da dieser gegenüber dem beweglichen Deckel stationär angeordnet ist.

Vorteilhaft ist ferner vorgesehen, dass die Nut in dem Flanschring tiefer ausgebildet ist, als die Dichtung und in dem entstehenden ringförmigen Hohlraum eine die Dichtung mit Druck beaufschlagte Vorrichtung angeordnet ist. Hierdurch ist auf einfachste Weise ein Hohlraum geschaffen, der eine Vorrichtung aufnehmen kann, die gleichmäßig druckbeaufschlagend auf die Dichtung wirken kann. Der Hohlraum ist darüber hinaus selbst zum Mischgut hin durch die Dichtung geschützt. Dies gilt auch umgekehrt, so dass einzusetzende Vorrichtungen auch chemisch quellende Elemente beinhalten können, die sozusagen als Einmalverschluß auszuwechseln sind.

Vorteilhaft ist ferner vorgesehen, dass die Vorrichtung zur Beeinflussung der Dichtung im zweiten Zustand gegenüber dem ersten Zustand selbst mit Druck beaufschlagt ist. Hierdurch ist es möglich, sozusagen einen aufblasbaren Schlauch als Vorrichtung zur Beeinflussung der Dichtung zu verwenden, der mit einem komprimierbaren Medium wiederrum als Einmalverschluß im Hohlraum Platz findet.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass eine äußere Ansteuerung den Druck im Hohlraum beeinflusst. Hierdurch ist möglich, beispielsweise von außen den Hohlraum mit Pressluft oder hydraulisch mit Druck zu beaufschlagen, um den gleichförmigen nötigen

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Druck auf die veränderbare Dichtung, die eine O-Ring-Dichtung sein kann, zu gewährleisten.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Vorrichtung zur Beeinflussung der Dichtung einen Anpressdruck der Dichtung an den gegenüberliegenden Flanschring gewährleistet, der oberhalb des Behälterinnendruckes liegt. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass bei bestimmtem Anpressdruck in Abhängigkeit des Behälterinnendruckes eine betriebssichere Dichtung des Mischers zu erreichen ist.

Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, dass die Klammer an ihrem Umfang gleichmäßig verteilt mehrere Durchgangsöffnungen mit Führungsbolzen im Bereich der Stirnfläche des Flanschringes des Deckels aufweist, wobei diese Führungsbolzen in entsprechenden Sacklöchern im Flanschring angeordnet sind. Insbesondere um die leichte und auch automatische Handhabbarkeit des Verschlusses zu gewährleisten, ist hierdurch eine quasi ständige Verbindung der Klammer mit einem der Flanschringe gewährleistet. Wenngleich auch Verschraubungen statt der Bolzen denkbar sind, so ist hierdurch in jedem Fall sichergestellt, dass entsprechend der Spannvorrichtung ein Öffnen und Schließen der Klammer möglich ist, ohne dass diese gänzlich den Kontakt zum Flanschring verliert.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, dass die Durchgangsöffnung gegenüberliegend der Spannvorrichtung kreisförmig ist und die übrigen Durchgangsöffnungen Langlöcher in Umfangsrichtung sind und im Bereich der Spannvorrichtung der Flanschring des Behälters eine Gabel auf seiner äußeren Stirnfläche hat,

in die ein Führungsbolzen in der Stirnfläche des anderen Flanschringes eingreift. Insbesondere mit einer automatische Deckelabsenkung und nachfolgendem Verschluß kann es notwendig sein, dass der Deckel eine bestimmte Lage zum Behälter einnimmt. Dies kann auf einfachste Weise durch eine Gabel mit einem darin eingreifenden Bolzen sichergestellt werden.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass eine per Hand oder automatisch betätigte Spindelverstellung in der Spannvorrichtung ein kontinuierliches Aufweiten und Verschließen der Klammer bewirkt oder ein Totpunkt-Kipphebel in der Spannvorrichtung eine geschlossene und geöffnete Position bewirkt. Hierdurch sind viele Variationen möglich. Die Spannvorrichtung kann kontinuirlich per Hand oder automatisch über eine Spindel verstellt werden. Eine entsprechende Spindel kann durch einen Gewindebolzen mit Gewindehülse realisiert werden. Da die erfindungsgemäße Klammer quasi spannungslos zu Öffnen und Verschließen ist, ist anmeldungsgemäß sogar ein Totpunktkipphebel denkbar, also etwa ähnlich einem Kistenscharnier oder Eimerverschluß über einen Hebelmechnismus und einer exzentrischen Lagerung durch eine Drehbewegung am Hebel, der dann eine Aufweitung der Klammer erzeugt.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 schematisch eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Verschluß mit einer automatisch verstellbaren Spindel,

Fig. 2 ebenfalls in Draufsicht einen Ausschnitt aus Fig. 1 mit einer alternativen Handspindel, und

Fig. 3 einen schematischen um 90° gedrehten Querschnitt entlang Linie A-A von Fig. 1.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Verschluß 10 mit einer automatisch verstellbaren Spindel 11. Der Verschluß 10 hat eine unterbrochene ringförmige Klammer 12, die einen U-förmigen Querschnitt mit Flanschen 13 aufweist, die in den durch die Klammer 12 gebildeten Ring hineinweisen. Die ringförmige Klammer 12 umschließt den Deckel 14 sowie den darunter befindlichen Behälter 15, insbesondere eines Mischwerkes 16, kurz auch Mischer genannt. Der Deckel 14 und auch der Behälter 15 weisen an ihren zueinander ausgerichteten Rändern je einen äußeren umlaufenden Flanschring 17 auf, die in einer Verschlussposition indirekt aufeinander aufliegen.

Einer der Flanschringe 17, in den Fig. 1 bis 3 der des Deckels 14, ist mit einer umlaufenden Nut 18 ausgestattet, die der Aufnahme einer nicht weiter dargestellten Dichtung dient. Die Dichtung ist in einem ersten Zustand nicht in Funktion, so dass die Flanschringe 17 direkt aufeinander aufliegen können und die Klammer 12 mittels der Spindel 11 in Funktion gebracht werden kann. D. h. alle miteinander parallel verlaufenden Klemmflächen 19 in Position gebracht werden können. In einem zweiten Zustand wird die Dichtung derart verändert, dass sie aus der Nut 18 heraus, sich gegen den gegenüberliegenden Flanschring 17 stützend, die

Flanschringe 17 miteinander druckdicht derart abdichtet, dass auch ein Überdruck im Mischer 16 sicher aufgefangen wird und nicht zu Leckagen führt.

Die ringförmige Klammer 12 umschließt den Deckel 14 unvollständig, weist somit im Umfang Endabschnitte 20 auf, die mittels einer Spannvorrichtung 21 überbrückt werden. Die Spannvorrichtung 21 weist hierzu die Spindel 11 auf, die sozusagen tangentsial zur ringförmigen Klammer 12 angeordnet und über Stützen 22 jeweils mit den entsprechenden Endabschnitten 20 der Klammer 12 fest verbunden ist. Hierdurch ist eine Veränderung des Durchmessers/Umfanges der Klammer 12 bei Bewegung der Spindel 11 möglich. Die Klammer 12 kann demgemäß derart aufgeweitet werden, dass sie über z. B. den Flanschring 17 des Behälters 15 geführt werden kann. Durch die Spindel 11 wird sodann der Durchmesser derart verringert, dass die Klemmflächen 19 der Flansche 13 und der Flanschringe 17 in Kontakt zueinander kommen können.

Um eine funktionsfähige automatisierbare Einheit von Klammer 12 und Deckel 14 zu gewährleisten, sind am Umfang des Deckels 14 verteilt mehrere Bolzen 23 angeordnet. Diese Bolzen 23 werden auch als Führungsbolzen 23 bezeichnet, da sie die Klammer 12 während dessen Durchmesseränderung führen. Sie haben dazu die erforderliche Länge und sind in Sacklöchern 24 der Stirnfläche 25 des Flanschringes 17 des Deckels 14 verankert, z. B. eingeschraubt. Die Klammer 12 weist in diesem Bereich mindestens eine Durchgangsöffnung 26 auf und zwar gegenüberliegend der Spannvorrichtung 21 und im übrigen im Umfangrichtung ausgerichtete Langlöcher als Durchgangsöffnungen 26, um die Tangentialbewegung

der Klammer 12 während der Durchmesseränderungen aufzunehmen.

Um den Deckel 14 bezüglich des Behälters 15 in einer bestimmten Position zu arretieren, hat die Stirnfläche 25 des Flanschringes 17 des Behälters 15 eine zum Deckel 14 offene Gabel 27, in die in einer bestimmten Position ein Bolzen 23 des Deckels 14 von oben einrasten kann. Die Gabel 27 ist zu diesem Zweck zwischen den Enden 20 der Klammer 12 angeordnet.

Fig. 2 zeigt ebenfalls in Draufsicht einen Ausschnitt aus Fig. 1, jedoch alternativ mit einer Handspindel In Fig. 2 sind deutlich die Nut 18, die Flanschringe 17, die Stirnfläche 25 mit Gabel 27 und der Bolzen 23 sowie die Klemmflächen 19 zwischen den Flansehen 13 und Flanschringen 17 zu erkennen. Der Bolzen 23 kann als Schraube ausgeprägt sein und einen Schraubenkopf 28 aufweisen. Zwischen den Stützen 22 ist drehbeweglich ein Gewindebolzen 29 angeordnet, der in eine Gewindehülse 30 einschraubbar eingreift und die Spindel 11 bildet. Die Gewindehülse 30 ist in der Ebene der Klammer 12 drehbeweglich über die Achse 31 in der weiteren Stütze 22 gelagert. Im übrigen wird auf die Beschreibung zu Fig. 1 verwiesen.

Hier sei erwähnt, dass keinerlei großen Kräfte oder Momente erforderlich sind, um die Spindel 11 zu bewegen. Die Spindel 11, ob nun manuell oder automatisch betätigt, gewährleistet eine kontinuierliche Durchmesserveränderung der Klammer 12. Da dies jedoch nicht unbedingt für die Dichtung erforderlich ist, ist es auch möglich, einen Schließmechanismus vorzusehen, der einen geöffneten und einen geschlossenen Zustand

gewährleistet. Dieser kann ähnlich einem Kistenscharnier oder Eimerverschluß ausgebildet sein, also einen Totpunkt-Mechanismus enthalten. Hierbei wird über einen Hebelmechanismus und einer exzentrischen Lagerung durch eine Drehbewegung an einem Hebel ein Aufweitung der Klammer erzeugt.

Fig. 3 zeigt weitere Einzelheiten des Verschlusses 10, nämlich einen Schnitt gemäß Linie A-A in Fig. 1, wobei die Darstellung ferner um 90° gedreht ist. Wie bereits ausgeführt, sind die Klemmflächen 19 zwischen den Flanschringen 17 und den Flanschen 13 der Klammer 12 parallel zueinander ausgerichtet. Der Querschnitt der Klammer 12 hat U-Form und Durchgangsöffnungen 26 für nicht darstellte Führungsbolzen 23, die in Sacklöchern 24 der Stirnfläche 25 des Flanschringes 17 des Deckels 14 des Mischers 16 &zgr;. B. eingeschraubt sind. Der Flanschring 17 des Deckels 14 weist zum Flanschring 17 des Behälters 15 hin geöffnet die Nut 18 auf. Die Nut 18 nimmt die umlaufende, nicht dargestellte Dichtung auf, die über eine wiederum nicht dargestellte Druckerhöhungsvorrichtung, die in einem weiteren Hohlraum 32 angeordnet ist, auf. Der Hohlraum 32 ist entsprechend einer Nutvertieferung der Nut 18 ausgebildet und kann somit umlaufend wirken. Druckerhöhungsvorrichtungen können etwa mittels Hydrauliköl oder Druckluft, die durch eine nicht dargestellte Zuführung eingebracht werden oder auch durch chemisch wirkende, sozusagen Einmaldruckerhöhungsvorrichtungen Druck auf die Dichtung umlaufend ausüben. Die zueinander weisenden Flächen der Flanschringe 17 können in bestimmter Weise konisch zur Mitte des Behälters 16 ausgeführt sein. Hierdurch kann beispielsweise sichergestellt werden, dass Mischgut, welches sich auf dem Flanschring 17 des

Behältes 15 ablagert, wieder in den Behälter fließt, und nicht über den Rand des Behälters nach außen gelangt, wohlgemerkt bei geöffnetem Deckel 14.

Ferner sei noch erwähnt, dass bei einer automatischen Bedienung der Spannvorrichtung 21 eine Absicherung gegen Öffnung des Mischers 16 bei anstehendem Druck durch eine elektronische Datenüberwachung im Behälter 15 erfolgen kann. Der Überdruck im Behälter 15 wird sodann durch ein von Hand zu betätigendes Entlüftungsventil abgebaut. Erst nachdem der Druck einen definierten Wert erreicht hat, kann die automatische Öffnung beginnen.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Fig. 1, und 3 sowie den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren unterschiedlichen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims (10)

1. Verschluß für einen Deckel, insbesondere für Misch- oder Rührwerke, mit einer ringförmigen, im Querschnitt U-förmigen Klammer, deren Flansche in den Ring weisen, einer die beiden Enden der Klammer verbindenden Spannvorrichtung und in die Klammer eingreifende, zu verbindende Flanschringe des Deckels und Behälters, dadurch gekennzeichnet, dass die Flansche (13) der Klammer (12) der Spannvorrichtung (21) in einem ersten Zustand lose und in einem zweiten Zustand fest mit den zu verbindenden Flanschringen (17) mit zueinander parallelen Kontaktflächen (19) in Kontakt stehen und eine umlaufende, veränderbare Dichtung, die Flanschringe (17) im zweiten Zustand gegeneinander abdichtet.

2. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zu verbindenden Flanschringe (17) an den zueinanderweisenden Rändern des Deckels (14) und Behälters (15) angeordnet sind, bezüglich der Klammer (12) rechteckigen Querschnitt haben sowie zueinander parallele, zur Längserstreckung orthogonale Flächen aufspannen.

3. Verschluß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass entweder der Flanschring (17) des Behälters (15) oder der Flanschring (17) des Deckels (14) eine umlaufende Nut (18) zur Aufnahme der veränderbaren Dichtung aufweist.

4. Verschluß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (18) in dem Flanschring (17) tiefer ausgebildet ist, als die Dichtung und in dem entstehenden ringförmigen Hohlraum (32) eine die Dichtung mit Druck beaufschlagte Vorrichtung angeordnet ist.

5. Verschluß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Beeinflussung der Dichtung im zweiten Zustand gegenüber dem ersten Zustand selbst mit Druck beaufschlagt ist.

6. Verschluß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine äußere Ansteuerung den Druck im Hohlraum (32) beeinflusst.

7. Verschluß nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Beeinflussung der Dichtung einen Anpressdruck der Dichtung an den gegenüberliegenden Flanschring (17) gewährleistet, der oberhalb des Behälterinnendruckes liegt.

8. Verschluß nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klammer (12) an ihrem Umfang gleichmäßig verteilt mehrere Durchgangsöffnungen (26) mit Führungsbolzen (23) im Bereich der Stirnfläche (25) des Flanschringes (17) des Deckels (14) aufweist, wobei diese Führungsbolzen (23) in entsprechenden Sacklöchern (24) im Flanschring (17) angeordnet sind.

9. Verschluß nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsöffnung (26) gegenüberliegend der Spannvorrichtung (21) kreisförmig ist und die übrigen Durchgangsöffnungen (26) Langlöcher in Umfangsrichtung sind und im Bereich der Spannvorrichtung (21) der Flanschring (17) des Behälters (15) eine Gabel (27) auf seiner äußeren Stirnfläche (25) hat, in die ein Führungsbolzen (23) in der Stirnfläche (25) des anderen Flanschringes (17) eingreift.

10. Verschluß nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine per Hand oder automatisch betätigte Spindelverstellung in der Spannvorrichtung (21) ein kontinuierliches Aufweiten und Verschließen der Klammer (12) bewirkt oder ein Totpunkt-Kipphebel in der Spannvorrichtung (21) eine geschlossene und geöffnete Position bewirkt.