Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.The invention relates to a tensioning device according to the preamble of patent claim 1.
Eine Spannvorrichtung der eingangs genannten Art ist nach DE 202 07 776 U1 bekannt. Diese besteht aus einem Kolbenraum und einem im Kolbenraum verschieblich gelagerten, den Kolbenraum in zwei Kolbenteilräume aufteilenden Kolben, wobei die Kolbenteilräume jeweils druckbeaufschlagbar ausgebildet sind und wobei zur formschlüssigen Lagefixierung des Kolbens zum Kolbenraum bei Druckentlastung eines Kolbenteilraumes ein mit dem Kolben wirkverbundenes Halteelement (Anschlagkörper 62 und 63) vorgesehen ist. Bei dieser Lösung ist das Halteelement mit einem bei Druckbeaufschlagung elastisch verformbaren und im Kolbenraum angeordneten Gegenhalteelement (Ausnehmungen 65 und 66) zusammenwirkend ausgebildet.A clamping device of the type mentioned is after DE 202 07 776 U1 known. This consists of a piston chamber and a displaceably mounted in the piston chamber, the piston chamber dividing into two piston compartments pistons, wherein the Kolbenteilräume are each formed druckbeaufschlagbar and wherein for the positive fixing position of the piston to the piston chamber at pressure relief of a Kolbenteilraumes an operatively connected to the piston holding element (stop body 62 and 63 ) is provided. In this solution, the holding element with an elastically deformable upon pressurization and arranged in the piston chamber counter holding element (recesses 65 and 66 ) formed cooperatively.
Darüber hinaus ist bei dieser Lösung eine Blockiervorrichtung vorgesehen, die kraftschlüssig (nicht formschlüssig!) mit der Kolbenstange zusammenwirkt.In addition, in this solution, a blocking device is provided, which cooperates non-positively (non-positively) with the piston rod.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannvorrichtung der eingangs genannten Art zu verbessern. Insbesondere soll eine Spannvorrichtung geschaffen werden, bei der die Lagefixierung des Kolbens bei Druckentlastung eines Kolbenteilraumes zuverlässiger funktioniert.The invention has for its object to improve a clamping device of the type mentioned. In particular, a clamping device is to be created, in which the positional fixing of the piston works more reliably when depressurizing a piston subspace.
Diese Aufgabe ist mit einer Spannvorrichtung der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Schutzanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.This object is achieved with a clamping device of the type mentioned by the features listed in the characterizing part of the protection claim 1.
Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass das Halteelement mit einem bei Druckbeaufschlagung beweglich am Kolbenraum gelagerten Gegenhalteelement zusammenwirkend ausgebildet ist.According to the invention, it is thus provided that the holding element is designed to cooperate with a counter-holding element movably mounted on the piston space when pressurized.
Mit anderen Worten zeichnet sich die erfindungsgemäße Lösung insbesondere dadurch aus, dass die Funktionsweise des Gegenhalteelements nicht mehr auf seiner elastischen Verformung beruht, sondern dass dieses als Ganzes beweglich gelagert (innen oder außen) am bzw. zum Kolbenraum angeordnet ist. Diese Maßgabe führt dazu, dass die Fixierung nicht mehr von den elastischen Eigenschaften des Gegenhalteelements abhängt, sondern ein reiner Formschluss an sich starrer Bauteile die Fixierung gewährleistet. Dies hat somit den Vorteil, dass aufgrund der beweglichen Lagerung (des Gegenhalteelements) zum Lösen der Fixierung keine elastische Verformung des Gegenhalteelements erforderlich ist. Ein damit verbundener, erhöhter Kraftaufwand entfällt dementsprechend bei der erfindungsgemäßen Lösung.In other words, the solution of the invention is characterized in particular by the fact that the operation of the counter-holding element is no longer based on its elastic deformation, but that this is movably mounted as a whole (inside or outside) on or to the piston chamber. This proviso leads to the fact that the fixation no longer depends on the elastic properties of the counter-holding element, but ensures a pure form-fit to rigid components fixation. This has the advantage that due to the movable mounting (the counter-holding element) for releasing the fixation no elastic deformation of the counter-holding element is required. An associated, increased force is eliminated accordingly in the inventive solution.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Schutzansprüchen.Other advantageous developments emerge from the dependent claims.
Der Vollständigkeit halber wird noch auf die weiter abliegende EP 2 644 316 A1 hingewiesen. Bei dieser sind Kugeln vorgesehen, um in Spannposition eine Zusatzkraft aufbringen zu können. Eine bei Druckentlastung wirkende Verriegelungseinrichtung ist bei dieser Lösung (im Unterschied zur erfindungsgemäßen Lösung) nicht vorgesehen.The sake of completeness is still on the farther EP 2 644 316 A1 pointed. In this balls are provided to apply an additional force in clamping position can. An acting in pressure relief locking device is not provided in this solution (in contrast to the inventive solution).
Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung einschließlich ihrer vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Schutzansprüche wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung drei verschiedener Ausführungsbeispiele näher erläutert.The clamping device according to the invention, including its advantageous developments according to the dependent claims will be explained in more detail with reference to the drawing representation of three different embodiments.
Es zeigt (jeweils im Schnitt)It shows (in each case on average)
1 eine erste Ausführungsform (Lösung 1) der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung mit einem Doppelkolbenantrieb und einem drehbar gelagerten Gegenhalteelement; 1 a first embodiment (solution 1) of the clamping device according to the invention with a double-piston drive and a rotatably mounted counter-holding element;
2 eine zweite Ausführungsform (Lösung 2) der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung in Öffnungsposition mit einem Doppelkolbenantrieb und einem verschieblich gelagerten, als Kugel ausgebildeten Gegenhalteelement; 2 a second embodiment (solution 2) of the clamping device according to the invention in the open position with a double-piston drive and a displaceably mounted, designed as a ball counter-holding element;
3 die Spannvorrichtung gemäß 2 in Spannstellung für ein 7 mm dickes Werkstück; 3 the tensioning device according to 2 in clamping position for a 7 mm thick workpiece;
4 die Spannvorrichtung gemäß 2 in Spannstellung für ein 1 mm dickes Werkstück; 4 the tensioning device according to 2 in clamping position for a 1 mm thick workpiece;
5 eine dritte Ausführungsform (Lösung 3) der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung in Öffnungsposition mit einem Einfachkolbenantrieb und einem verschieblich gelagerten, als Kugel ausgebildeten Gegenhalteelement; 5 a third embodiment (solution 3) of the clamping device according to the invention in the open position with a single-piston drive and a displaceably mounted, designed as a ball counter-holding element;
6 die Spannvorrichtung gemäß 5 in Spannstellung für ein 5,5 mm dickes Werkstück; 6 the tensioning device according to 5 in clamping position for a 5.5 mm thick workpiece;
7 die Spannvorrichtung gemäß 5 in Spannstellung für ein 1,5 mm dickes Werkstück; 7 the tensioning device according to 5 in clamping position for a 1.5 mm thick workpiece;
8 eine Ausschnittsvergrößerung von 3; und 8th an excerpt from 3 ; and
9 eine Ausschnittsvergrößerung von 6. 9 an excerpt from 6 ,
Die in den Figuren dargestellten Spannvorrichtungen (auch Zentrierspanner genannt) bestehen alle aus einem Kolbenraum 1 und einem im Kolbenraum 1 verschieblich gelagerten, den Kolbenraum 1 in zwei Kolbenteilräume 1.1, 1.2 aufteilenden Kolben 2, wobei die Kolbenteilräume 1.1, 1.2 jeweils druckbeaufschlagbar ausgebildet sind und wobei zur formschlüssigen Lagefixierung des Kolbens 2 zum Kolbenraum 1 bei Druckentlastung eines Kolbenteilraumes 1.1, 1.2 ein mit dem Kolben 2 wirkverbundenes Halteelement 3 vorgesehen ist.The clamping devices shown in the figures (also called centering) all consist of a piston chamber 1 and one in the piston chamber 1 slidably mounted, the piston chamber 1 in two piston subspaces 1.1 . 1.2 dividing piston 2 , wherein the piston subspaces 1.1 . 1.2 each druckbeaufschlagbar are formed and wherein for the positive fixing of the position of the piston 2 to the piston chamber 1 at pressure relief of a piston compartment 1.1 . 1.2 one with the piston 2 Actively connected retaining element 3 is provided.
Weiterhin ist vorgesehen, dass das Halteelement 3 und das oben bereits erwähnte Gegenhalteelement 4 zur Lagefixierung des Kolbens 2 in Spannstellung eines mit dem Kolben 2 verbundenen Spannelements 8 ausgebildet sind, wobei das Spannelement 8 besonders bevorzugt als so genannter Spannhaken mit einer gegen das Spannergehäuse 9 bzw. gegen einen am Spannergehäuse 9 vorgesehenen Widerlagerbereich 12 gerichteten Spannfläche ausgebildet ist.Furthermore, it is provided that the retaining element 3 and the above-mentioned counter-holding element 4 for fixing the position of the piston 2 in clamping position one with the piston 2 connected clamping element 8th are formed, wherein the clamping element 8th particularly preferred as a so-called clamping hook with a against the tensioner housing 9 or against one on the tensioner housing 9 provided abutment area 12 directed clamping surface is formed.
Ferner ist vorgesehen, dass wahlweise am Kolben 2 eine Kolbenstange 7 angeordnet (siehe 1 bis 4 und 8 – Lösungen 1 und 2) oder aber der Kolben 2 zumindest mit einer Kolbenstange 7 wirkverbunden ausgebildet (siehe 5 bis 7 und 9 – Lösung 3) ist. Aus diesen Maßgaben folgt im übrigen, dass die Kolbenstange 7 mit dem Spannelement 8 verbunden ist.It is further provided that optionally on the piston 2 a piston rod 7 arranged (see 1 to 4 and 8th - Solutions 1 and 2) or the piston 2 at least with a piston rod 7 operatively connected (see 5 to 7 and 9 - Solution 3) is. From these measures, moreover, follows that the piston rod 7 with the clamping element 8th connected is.
Außerdem ist bei allen Ausführungsformen der eine Außenwandung und zwei Deckelelemente aufweisende Kolbenraum 1 an einem Spannergehäuse 9 angeordnet, wobei die Kolbenstange 7 in das Spannergehäuse 9 eingreifend ausgebildet ist.In addition, in all embodiments of the one outer wall and two cover elements having piston chamber 1 on a tensioner housing 9 arranged, the piston rod 7 in the tensioner housing 9 is formed engaging.
Ferner ist in an sich bekannter Weise (siehe hierzu beispielsweise DE 102 38 815 B3 ) vorgesehen, dass das Spannelement 8 drehbar und axialverschieblich im Spannergehäuse 9 gelagert und aus diesem herausstehend ausgebildet ist, wobei außerdem außen am Spannergehäuse 9, wie oben bereits erwähnt, ein Widerlagerbereich 12 für das Spannelement 8 (Spannhaken) bzw. ein zu haltendes Werkstück angeordnet ist.Furthermore, in a conventional manner (see for example DE 102 38 815 B3 ) provided that the clamping element 8th rotatable and axially displaceable in the tensioner housing 9 stored and formed protruding from this, wherein also outside the tensioner housing 9 As mentioned above, an abutment area 12 for the clamping element 8th (Spannhaken) or a workpiece to be held is arranged.
Um eine besonders große Spannkraft aufbringen zu können, ist bei den Ausführungsformen gemäß der 1 bis 4 und 8 – Lösung 1 und 2 – darüber hinaus an der Kolbenstange 7 ein weiterer, in einem weiteren Kolbenraum 10 verschieblich gelagerter Kolben 11 angeordnet (so genannter Doppelkolbenantrieb).In order to apply a particularly large clamping force, is in the embodiments according to the 1 to 4 and 8th - Solution 1 and 2 - also on the piston rod 7 another, in another piston chamber 10 slidably mounted piston 11 arranged (so-called double piston drive).
Wesentlich für alle Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung ist nun, dass das Halteelement 3 mit einem bei Druckbeaufschlagung beweglich am Kolbenraum 1 gelagerten Gegenhalteelement 4 zusammenwirkend ausgebildet ist.Essential for all embodiments of the clamping device according to the invention is now that the holding element 3 with a movable pressure on the piston chamber 1 mounted counter-holding element 4 is formed cooperatively.
Wie eingangs erläutert, hat diese Maßgabe zur Folge, dass die Fixierung unter exakt definierten Bedingungen erfolgt und insbesondere unabhängig von den elastischen Eigenschaften des verwendeten Materials ist.As explained above, this proviso has the consequence that the fixation takes place under precisely defined conditions and in particular is independent of the elastic properties of the material used.
Genauer betrachtet, ist bei allen Ausführungsformen (Lösungen 1 bis 3) bevorzugt vorgesehen, dass das Halteelement 3 eine schräg zur Bewegungsrichtung des Kolbens 2 verlaufende Kontaktfläche 3.1 aufweist. Dabei ist zur Gewährleistung einer Selbsthemmung der Bauteile zueinander vorgesehen, dass ein Winkel zwischen der Kontaktfläche 3.1 und der Bewegungsrichtung des Kolbens 2 spitzwinklig ausgebildet ist, wobei in diesem Kontext (siehe Wikipedia) zu beachten ist, dass die Selbsthemmung durch den Neigungswinkel, die Oberflächenrauigkeit der Auflageflächen, die Werkstoffpaarung, die Gleitgeschwindigkeit, durch den Schmierstoff und die Erwärmung beeinflusst wird: Um Selbsthemmung sicher zu gewährleisten, wird der resultierende Winkel zwischen den Bauteilen kleiner als der Arcustangens der Haftreibungszahl ausgeführt.More specifically, in all embodiments (solutions 1 to 3), it is preferable that the holding member 3 an oblique to the direction of movement of the piston 2 extending contact surface 3.1 having. It is to ensure self-locking of the components to each other provided that an angle between the contact surface 3.1 and the direction of movement of the piston 2 is to be noted in this context (see Wikipedia) that the self-locking is influenced by the angle of inclination, the surface roughness of the bearing surfaces, the material pairing, the sliding speed, by the lubricant and heating: To ensure self-locking safely the resulting angle between the components is made smaller than the arctangent of the coefficient of static friction.
Weiterhin ist bei allen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung ein bei Lagefixierung des Kolbens 2 mit dem Gegenhalteelement 4 zusammenwirkendes Widerlagerelement 5 vorgesehen. Dabei weist auch dieses zur Realisierung der erläuterten Selbsthemmung eine schräg (spitzwinklig) zur Bewegungsrichtung des Kolbens 2 verlaufende Widerlagerfläche 5.1 auf.Furthermore, in all embodiments of the clamping device according to the invention in a positional fixing of the piston 2 with the retaining element 4 cooperating abutment element 5 intended. In this case, this also for realizing the explained self-locking has an oblique (acute angle) to the direction of movement of the piston 2 extending abutment surface 5.1 on.
Bei den Ausführungsformen gemäß der 1 bis 4 und 8 (Lösung 1 und 2) ist das Gegenhalteelement 4 einerseits mit dem Halteelement 3 und andererseits mit dem Widerlagerelement 5 zusammenwirkend ausgebildet. Außerdem ist bei diesen Ausführungsformen vorgesehen, dass im Kolbenraum 1 ein Zusatzkolben 6 angeordnet ist, wobei dieser Zusatzkolben 6 verschieblich auf einer mit dem Kolben 2 verbundenen Kolbenstange 7 gelagert ausgebildet ist.In the embodiments according to the 1 to 4 and 8th (Solution 1 and 2) is the counter-holding element 4 on the one hand with the holding element 3 and on the other hand with the abutment element 5 designed cooperatively. In addition, it is provided in these embodiments that in the piston chamber 1 an additional piston 6 is arranged, this additional piston 6 slidably on one with the piston 2 connected piston rod 7 is designed to be stored.
Bei der Ausführungsform gemäß der 5 bis 7 und 9 (Lösung 3) ist dagegen das Widerlagerelement 5 einerseits mit dem Halteelement 3 und andererseits mit dem Gegenhalteelement 4 zusammenwirkend ausgebildet.In the embodiment according to the 5 to 7 and 9 (Solution 3), however, is the abutment element 5 on the one hand with the holding element 3 and on the other hand with the counter-holding element 4 designed cooperatively.
Bei der Ausführungsform gemäß 1 (Lösung 1) ist das Gegenhalteelement 4 als drehbar zum Kolbenraum 1 gelagerter Anschlag ausgebildet. Die Drehachse des Anschlages ist dabei senkrecht zur Bewegungsrichtung des Kolbens 2 orientiert angeordnet. Außerdem weist der Anschlag einen ersten Kontaktbereich zur Kontaktfläche 3.1 des Halteelements 3 und einen zweiten Kontaktbereich zur Widerlagerfläche 5.1 bzw. zum noch zu erläuternden Anlagebereich 5.2 des Widerlagerelements 5 auf.In the embodiment according to 1 (Solution 1) is the counter-holding element 4 as rotatable to the piston chamber 1 mounted stop formed. The axis of rotation of the stop is perpendicular to the direction of movement of the piston 2 oriented arranged. In addition, the stop has a first contact area to the contact surface 3.1 of the holding element 3 and a second contact area to the abutment surface 5.1 or to the investment area to be explained 5.2 of the abutment element 5 on.
Bei den Ausführungsformen gemäß der 2 bis 9 (Lösungen 2 und 3) ist das Gegenhalteelement 4 als verschieblich zum Kolbenraum 1 gelagerte Kugel ausgebildet.In the embodiments according to the 2 to 9 (Solutions 2 and 3) is this Contrasting element 4 as displaceable to the piston chamber 1 mounted ball trained.
Außerdem sind bei allen Ausführungsformen zur besseren Kraftverteilung einerseits mehrere Gegenhalteelemente 4 vorgesehen, wobei andererseits das Halteelement 3 entsprechend mehrere, entlang einer vorzugsweise kreisförmigen Umfangslinie einer senkrecht zur Bewegungsrichtung des Kolbens 2 orientierten Fläche angeordnete Kontaktflächen 3.1 aufweist. Noch etwas genauer betrachtet, ist sogar vorgesehen, dass mehrere Kontaktflächen 3.1 eine insgesamt umlaufende, in Bewegungsrichtung des Kolbens 2 gesehen konisch zulaufende Kontaktfläche 3.1 bilden.In addition, in all embodiments for better power distribution on the one hand several counter holding elements 4 provided, on the other hand, the holding element 3 corresponding to a plurality, along a preferably circular circumferential line of a perpendicular to the direction of movement of the piston 2 oriented surface arranged contact surfaces 3.1 having. A little closer, it is even intended that multiple contact surfaces 3.1 a total circumferential, in the direction of movement of the piston 2 seen tapered contact surface 3.1 form.
In vergleichbarer Weise ist außerdem bevorzugt vorgesehen, dass das Widerlagerelement 5 mehrere, entlang einer vorzugsweise kreisförmigen Umfangslinie einer senkrecht zur Bewegungsrichtung des Kolbens 2 orientierten Fläche angeordnete Widerlagerflächen 5.1 aufweist. Auch hier gilt bevorzugt (siehe Lösung 1 und 2), dass mehrere Widerlagerflächen 5.1 eine insgesamt umlaufende Widerlagerfläche 5.1 bilden.In a comparable manner is also preferably provided that the abutment element 5 a plurality, along a preferably circular circumferential line of a perpendicular to the direction of movement of the piston 2 oriented surface arranged abutment surfaces 5.1 having. Again, it is preferred (see solution 1 and 2) that multiple abutment surfaces 5.1 a total circumferential abutment surface 5.1 form.
Bei den Ausführungsformen gemäß 1 (Lösung 1) und 2 bis 4 und 8 (Lösung 2) ist darüber hinaus vorgesehen, dass das Widerlagerelement 5 einen parallel zur Bewegungsrichtung des Kolbens 2 orientierten Anlagebereich 5.2 aufweist, der sich unmittelbar an die Widerlagerfläche 5.1 anschließt.In the embodiments according to 1 (Solution 1) and 2 to 4 and 8th (Solution 2) is also provided that the abutment element 5 one parallel to the direction of movement of the piston 2 oriented investment area 5.2 has, which directly adjoins the abutment surface 5.1 followed.
Weiter ins Detail gehend, ist bei den Ausführungsformen gemäß den 1 bis 4 und 8 (Lösungen 1 und 2) vorgesehen (in den 2 bis 4 und 8 nur angedeutet dargestellt), dass zwischen dem Kolben 2 und dem Zusatzkolben 6 ein Federelement 13 (insbesondere eine Schraubendruckfeder) angeordnet ist. Darüber hinaus ist vorgesehen, dass das Halteelement 3 an einer kolbenabgewandten Seite am Zusatzkolben 6 angeordnet ist, wobei der Zusatzkolben 6 zwischen dem Kolben 2 und dem Widerlagerelement 5 und das Widerlagerelement 5 an einer mit dem Kolben 2 verbundenen Kolbenstange 7 angeordnet ist.Further detailing is in the embodiments according to the 1 to 4 and 8th (Solutions 1 and 2) provided (in the 2 to 4 and 8th just indicated) that between the piston 2 and the additional piston 6 a spring element 13 (In particular, a helical compression spring) is arranged. In addition, it is provided that the retaining element 3 on a piston side facing away from the additional piston 6 is arranged, wherein the additional piston 6 between the piston 2 and the abutment element 5 and the abutment element 5 at one with the piston 2 connected piston rod 7 is arranged.
Bezüglich der Ausführungsform gemäß den 2 bis 4 und 8 (Lösung 2) ist vorgesehen, dass die bereits erwähnte Kugel quer zur Bewegungsrichtung des Kolbens 2 am Kolbenraum 1 gelagert ausgebildet ist.With respect to the embodiment according to the 2 to 4 and 8th (Solution 2) it is provided that the already mentioned ball transversely to the direction of movement of the piston 2 at the piston chamber 1 is designed to be stored.
Bei der Ausführungsform gemäß den 5 bis 7 und 9 (Lösung 3) ist dagegen vorgesehen, dass die besagte Kugel schräg zur Bewegungsrichtung des Kolbens 2 am Kolbenraum 1 gelagert ausgebildet ist.In the embodiment according to the 5 to 7 and 9 (Solution 3), however, provided that said ball obliquely to the direction of movement of the piston 2 at the piston chamber 1 is designed to be stored.
Darüber hinaus ist bei dieser Lösung 3 vorgesehen, dass die Kugel federbelastet (eine entsprechende Feder ist der Einfachheit halber nur in 9 dargestellt) gegen das Widerlagerelement 5 am Kolbenraum 1 gelagert ausgebildet ist. Ferner ist das mit dem Kolben 2 (wirk-)verbundene Halteelement 3 vorzugsweise außerhalb des Kolbenraums 1 und innerhalb des Spannergehäuses 9 in bzw. innerhalb einer mit dem Spannelement 8 verbundenen Kolbenstange 7 verschieblich gelagert, wobei außerdem die Kolbenstange 7 eine Ausnehmung 7.1 zur Lagerung des Widerlagerelements 5 aufweist. Diese Maßgabe ermöglicht es dabei, dass eine Längsverschiebung des Halteelements 3 innerhalb der Kolbenstange 7 mit einer Querverschiebung des Widerlagerelements 5 verbunden ausgebildet ist.In addition, it is provided in this solution 3, that the ball is spring loaded (a corresponding spring is the sake of simplicity only in 9 shown) against the abutment element 5 at the piston chamber 1 is designed to be stored. Furthermore, this is with the piston 2 (operatively) connected holding element 3 preferably outside the piston chamber 1 and inside the tensioner housing 9 in or within one with the clamping element 8th connected piston rod 7 slidably mounted, and also the piston rod 7 a recess 7.1 for storage of the abutment element 5 having. This proviso makes it possible that a longitudinal displacement of the retaining element 3 inside the piston rod 7 with a transverse displacement of the abutment element 5 is formed connected.
Wie aus den Figuren ersichtlich, ist ferner vorgesehen, dass das Halteelement 3 und das Gegenhalteelement 4 bei der Lösung 1 und 2 an einer spannelementabgewandten Seite und bei der Lösung 3 an einer spannelementzugewandten Seite des Kolbens 2 angeordnet sind.As can be seen from the figures, it is further provided that the retaining element 3 and the counter-holding element 4 in the solution 1 and 2 on a side facing away from the tensioning element and in the solution 3 on a tensioning element-facing side of the piston 2 are arranged.
Zurückkommend auf den Ausgangspunkt der erfindungsgemäßen Lösung wird noch darauf hingewiesen, dass bei der Lösung nach DE 202 07 776 U1 eine Lagefixierung bzw. Verriegelung des Kolbens mittels des elastisch verformbaren Gegenhalteelements lediglich bei geöffneter Spannvorrichtung möglich ist. Bei der erfindungsgemäßen Lösung kann dies auch, muss aber nicht so sein. Insbesondere soll erfindungsgemäß eine Verriegelung geschaffen werden, die bei geschlossenem Spannelement bzw. Spannhaken wirkt, und zwar ohne dass es der in DE 202 07 776 U1 gezeigten Kniehebelmechnik bedarf, die in diesem Kontext nämlich den Nachteil mit sich bringt, dass die Spannkraft bei unterschiedlichen Werkstückdicken (Blechdicken) variiert bzw. mit zunehmender Dicke kleiner wird.Coming back to the starting point of the solution according to the invention is still to be noted that in the solution after DE 202 07 776 U1 a positional fixation or locking of the piston by means of the elastically deformable counter-holding element is possible only when the clamping device is open. In the solution according to the invention, this may or may not be the case. In particular, a lock is to be created according to the invention, which acts when the clamping element or clamping hooks are closed, without it in the DE 202 07 776 U1 shown in this context, namely the disadvantage that the clamping force varies with different workpiece thicknesses (sheet thicknesses) or becomes smaller with increasing thickness.
Dank der erfindungsgemäßen Lösung ist es, was aus sicherheitstechnischen Gründen relevant ist, möglich, eine konstante Spannkraft bei Druckausfall auch bei unterschiedlichen Werkstückdicken zu gewährleisten.Thanks to the solution according to the invention, which is relevant for safety reasons, it is possible to ensure a constant clamping force in case of pressure failure even with different workpiece thicknesses.
Zur Funktionsweise der Lösungen 1 bis 3 im Einzelnen:For the operation of solutions 1 to 3 in detail:
a) Lösung 1 (Fig. 1):a) Solution 1 (Figure 1):
1 zeigt die erfindungsgemäße Spannvorrichtung in verriegelter Spannstellung, wobei die Kolbenräume 1 und auch 10 druckentlastet (drucklos) sind und wobei zwischen dem Spannelement 8 bzw. dem Spannhaken und dem Widerlagerbereich 12 ein (nicht extra dargestelltes) Werkstück (Blech) eingespannt ist. 1 shows the clamping device according to the invention in the locked clamping position, wherein the piston chambers 1 and also 10 depressurized and are between the clamping element 8th or the clamping hook and the abutment area 12 a (not specially shown) workpiece (sheet) is clamped.
Aufgrund der Einspannung greift am Spannelement 8 eine Kraft an, die über die Kolbenstange 7 bis zum Widerlagerelement 5 und von dessen Widerlagerfläche 5.1 auf das Gegenhalteelement 4 übertragen wird, das sich aber aufgrund der gegenüber dem Halteelement 3 wirksamen, oben erläuterten Selbsthemmung nicht verdrehen und dabei die Kolbenstange 7 freigeben kann. Due to the clamping engages the clamping element 8th a force acting on the piston rod 7 to the abutment element 5 and from its abutment surface 5.1 on the retaining element 4 is transmitted, but due to the opposite to the holding element 3 effective, above-mentioned self-locking do not twist while the piston rod 7 can release.
Die Spannkraft bleibt bei der erfindungsgemäßen Lösung somit erhalten, obwohl die Kolbenräume 1 und 10 druckentlastet sind, sprich, in ihnen insbesondere Umgebungsdruck (also der Druck in der Umgebung der Spannvorrichtung) herrscht.The clamping force is thus retained in the inventive solution, although the piston chambers 1 and 10 relieved of pressure, that is, in particular ambient pressure (ie the pressure in the vicinity of the clamping device) prevails in them.
Erst bei Druckbeaufschlagung des Kolbenraums 1.2 führt eine dementsprechend ausgelöste Bewegung des Zusatzkolbens 6 in Richtung Spannergehäuse 9 dazu, dass sich das Gegenhalteelement 4 verdrehen und dabei die Kolbenstange 7 freigeben kann, wobei das Gegenhalteelement 4 bei geöffneter Spannvorrichtung letztlich am erwähnten, parallel zur Bewegungsrichtung des Kolbens 2 orientierten Anlagebereich 5.2 anliegend positioniert ist und eine Bewegung der Kolbenstange 7 dann nicht mehr behindert.Only when pressurizing the piston chamber 1.2 leads a correspondingly triggered movement of the additional piston 6 in the direction of the tensioner housing 9 to that the counterhold element 4 twist while keeping the piston rod 7 can release, with the retaining element 4 with open clamping device ultimately mentioned, parallel to the direction of movement of the piston 2 oriented investment area 5.2 is positioned adjacent and a movement of the piston rod 7 then no longer disabled.
Wird die Spannvorrichtung in einem nächsten Schritt wieder aus der Öffnungsposition in Verschlussstellung gebracht, so geschieht dies durch entsprechende Druckbeaufschlagung der Kolbenräume 1 und 10 bzw. insbesondere des Kolbenraumes 1.1. Dies führt dazu, dass der Kolben 2 in Richtung Gegenhalteelement 4 gedrückt wird. Dabei wird über das Federelement 13 gleichzeitig auch der Zusatzkolben 6 in diese Richtung bewegt, was wiederum zur Folge hat, dass das Gegenhalteelement 4 zunächst am Anlagebereich 5.2 und anschließend an der ebenfalls schräg zur Bewegungsrichtung der Kolbenstange 7 verlaufenden Widerlagerfläche 5.1 entlang gleitet, und zwar so lange, bis wieder die verriegelte Spannstellung erreicht ist, die aufgrund der beschriebenen Selbsthemmung auch bei einer Druckentlastung (sei sie gewollt oder nicht) sicher und mit konstanter Druckkraft auch bei unterschiedlichen Werkstückdicken gehalten wird.If the tensioning device is brought back into the closed position from the open position in a next step, this is done by appropriate pressurization of the piston chambers 1 and 10 or in particular of the piston chamber 1.1 , This causes the piston 2 in the direction of the retaining element 4 is pressed. It is about the spring element 13 at the same time also the additional piston 6 moved in this direction, which in turn has the consequence that the counter-holding element 4 initially at the investment area 5.2 and then at the also obliquely to the direction of movement of the piston rod 7 extending abutment surface 5.1 slides along, until such time as the locked clamping position is reached, which is held due to the described self-locking even with a pressure relief (be it intentional or not) safely and with constant pressure even at different workpiece thicknesses.
b) Lösung 2 (Fig. 2 bis Fig. 4 und Fig. 8):b) Solution 2 (Figures 2 to 4 and 8):
Bei der Lösung 2 ist das Gegenhalteelement 4, wie bereits erläutert, nicht (wie bei Lösung 1) als drehbar gelagerter Anschlag, sondern als Kugel ausgebildet. 2 zeigt dabei die Spannvorrichtung in Öffnungsstellung, wobei die an sich bekannte Kulissenführung (siehe wiederum DE 102 38 815 B3 ) am oberen Ende der Kolbenstange 7 im Spannergehäuse 9 für eine entsprechende Axial- und Schwenkbewegung des Spannelements 8 sorgt.In the solution 2 is the counter-holding element 4 , as already explained, not (as in solution 1) as a rotatably mounted stop, but as a ball. 2 shows the clamping device in the open position, the known per se link guide (see again DE 102 38 815 B3 ) at the upper end of the piston rod 7 in the tensioner housing 9 for a corresponding axial and pivotal movement of the clamping element 8th provides.
Beaufschlagt man nun insbesondere den Kolbenraum 1.1 (siehe 8) mit Druckluft, so führt dies dazu, dass der Kolben 2 in Richtung Gegenhalteelement 4 gedrückt wird. Da der Zusatzkolben 6 über das Federelement 13 mit dem Kolben 2 verbunden ist, wird dabei auch dieser in diese Richtung gedrückt.In particular, you acted on the piston chamber 1.1 (please refer 8th ) with compressed air, this causes the piston 2 in the direction of the retaining element 4 is pressed. Since the additional piston 6 over the spring element 13 with the piston 2 is connected, this is also pressed in this direction.
Gleichzeitig wird aber auch noch (siehe hierzu insbesondere 8) auch das am gegenhalteelementseitigen Ende der Kolbenstange 7 angeordnete Widerlagerelement 5 in diese Richtung verschoben, so dass sich das als Kugel ausgebildete und an der leicht schräg zur Mittelachse der Spannvorrichtung verlaufenden Kontaktfläche 3.1 des Halteelements 3 anliegende Gegenhalteelement 4 quer bzw. insbesondere senkrecht zur Bewegungsrichtung der Kolbenstange 7 verschiebt, und zwar in Richtung Widerlagerelement 5, das, wie erläutert, ebenfalls eine leicht schräg verlaufende Widerlagerfläche 5.1 aufweist.At the same time, however, will also (see in particular 8th ) Also on the counter-element end of the piston rod 7 arranged abutment element 5 shifted in this direction, so that the formed as a ball and extending at the slightly oblique to the central axis of the clamping device contact surface 3.1 of the holding element 3 adjoining retaining element 4 transversely or in particular perpendicular to the direction of movement of the piston rod 7 shifts, towards the abutment element 5 , which, as explained, also a slightly inclined abutment surface 5.1 having.
Die 3 und 4 zeigen jeweils verriegelte Spannstellungen der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung bei unterschiedlichen Werkstückdicken, wobei die Werkstücke der Übersichtlichkeit halber wiederum nicht eingezeichnet sind.The 3 and 4 each show locked clamping positions of the clamping device according to the invention at different workpiece thicknesses, the workpieces are again not shown for clarity.
Eine am Spannelement 8 angreifende, in Öffnungsrichtung wirkende Kraft ist bei den in 3 und 4 dargestellten Positionen nicht in der Lage, die Spannvorrichtung zu öffnen, und zwar, weil eine vom Spannelement 8 kommende, über die Kolbenstange 7 weitergeleitete und über die schräge Widerlagerfläche 5.1 des Widerlagerelements 5 in die Kugel eingeleitete Kraft nicht in der Lage ist, eine Verschiebung des Zusatzkolbens 6 und damit des Kolbens 2 zu bewirken. Vielmehr verhindert die sich bei dieser geometrischen Konstellation ergebende Selbsthemmung der Bauteile zueinander, dass sich die Kugel bewegen kann und damit ein Lösen des Bauteils möglich ist.One on the clamping element 8th attacking, acting in the direction of opening force is in the in 3 and 4 Positions shown not able to open the clamping device, and that because one of the clamping element 8th coming, over the piston rod 7 forwarded and over the inclined abutment surface 5.1 of the abutment element 5 force introduced into the ball is unable to displace the auxiliary piston 6 and thus the piston 2 to effect. Rather, the resulting in this geometric constellation self-locking of the components to each other prevents that the ball can move and thus a release of the component is possible.
Das öffnen der Spannvorrichtung aus der Spannstellung (gemäß 3 und 4) heraus ist, wie auch schon bei der Lösung 1, nur dadurch möglich, dass insbesondere der Kolbenraum 1.2 mit (typischer Weise Luft-)Druck beaufschlagt wird, so dass der Zusatzkolben 6 und damit (über das Federelement 13) auch der Kolben 2 in Richtung Spannelement 8 bewegt wird, wobei diese Bewegung zur Folge hat, dass das Gegenhalteelement 4 bzw. die Kugel der sich bei der Öffnungsbewegung entfernenden Kontaktfläche 3.1 des Halteelements 3 folgen kann, was wiederum eine Bewegung des Widerlagerelement 5 bzw. der Kolbenstange 7 in Richtung Spannergehäuse 9 erlaubt bzw. ermöglicht.The opening of the clamping device from the clamping position (according to 3 and 4 ) is out, as already in the solution 1, only possible because in particular the piston chamber 1.2 with (typically air) pressure is applied, so that the additional piston 6 and thus (via the spring element 13 ) also the piston 2 in the direction of the clamping element 8th is moved, this movement has the consequence that the counter-holding element 4 or the ball of the removing during the opening movement contact surface 3.1 of the holding element 3 can follow, which in turn causes a movement of the abutment element 5 or the piston rod 7 in the direction of the tensioner housing 9 allowed or enabled.
c) Lösung 3 (Fig. 5 bis Fig. 7 und Fig. 9): c) Solution 3 (Figures 5 to 7 and 9):
Auch bei der Lösung 3 ist das Gegenhalteelement 4, wie bereits erläutert, als Kugel ausgebildet. 5 zeigt die in diesem Fall nur mit einem einzigen Kolbenantrieb ausgestattete Spannvorrichtung in Öffnungsposition.Also in the solution 3 is the counter-holding element 4 , as already explained, designed as a ball. 5 shows the equipped in this case only with a single piston drive clamping device in the open position.
Eine Druckbeaufschlagung des Kolbenraumes 1.1 führt zu einer Bewegung des Kolbens 2 nach unten, also weg vom Spannergehäuse 9. Dabei wird das am Kolben 2 befestigte und mit einer wiederum schräg (spitzwinklig) verlaufenden Kontaktfläche 3.1 versehene Halteelement 3 ebenfalls nach unten gezogen. Das Halteelement 3 ist, wie oben erläutert, verschieblich in der Kolbenstange 7 gelagert, wobei diese Verschieblichkeit einerseits durch einen am spannelementabgewandten Ende der Kolbenstange 7 angeordneten Axialanschlag 14 im Innern der Kolbenstange 7 und andererseits durch eine einen Stellweg des Widerlagerelements 5 bzw. der Kugel begrenzende Wandung 15.1 eines der Kolbenstange 7 benachbarten bzw. die Kolbenstange 7 führenden Führungselements 15 begrenzt ist.A pressurization of the piston chamber 1.1 leads to a movement of the piston 2 down, so away from the tensioner housing 9 , This will be the piston 2 attached and with a turn obliquely (acute angle) extending contact surface 3.1 provided retaining element 3 also pulled down. The holding element 3 is, as explained above, displaceable in the piston rod 7 stored, wherein this displaceability on the one hand by a tensioning element facing away from the end of the piston rod 7 arranged axial stop 14 inside the piston rod 7 and on the other hand by a travel of the abutment member 5 or the ball bounding wall 15.1 one of the piston rod 7 adjacent or the piston rod 7 leading guide element 15 is limited.
Die 6 und 7 zeigen jeweils verriegelte Spannstellung der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung bei unterschiedlichen Werkstückdicken, wobei die Werkstücke der Übersichtlichkeit halber wiederum nicht eingezeichnet sind.The 6 and 7 show each locked clamping position of the clamping device according to the invention at different workpiece thicknesses, the workpieces are again not shown for clarity.
Eine am Spannelement 8 angreifende, in Öffnungsrichtung wirkende Kraft ist bei den in 6 und 7 dargestellten Positionen nicht in der Lage, die Spannvorrichtung zu öffnen, und zwar, weil eine vom Spannelement 8 kommende, über die Kolbenstange 7 auf die Widerlagerfläche 5.1 des Widerlagerelements 5 übertragene Kraft aufgrund ihrer resultierenden Kraftrichtung nicht in der Lage ist, das Gegenhalteelement 4 bzw. die zudem, wie beschrieben, federvorgespannte Kugel in eine Richtung zu verschieben, die eine Bewegung der Kolbenstange 7 in Bewegungsrichtung des Kolbens 2 erlauben würde. Vielmehr führt die zwischen der erwähnten Wandung 15.1, der Kugel (Gegenhalteelement 4) und dem Widerlagerelement 5 aufgrund der erläuterten Schrägstellungen resultierende Selbsthemmung dazu, dass eine Bewegung der Kolbenstange 7 in Richtung Widerlagerbereich 12 blockiert wird.One on the clamping element 8th attacking, acting in the direction of opening force is in the in 6 and 7 Positions shown not able to open the clamping device, and that because one of the clamping element 8th coming, over the piston rod 7 on the abutment surface 5.1 of the abutment element 5 transmitted force is not able due to their resultant force direction, the counter-holding element 4 or in addition, as described, to move the spring-biased ball in one direction, the movement of the piston rod 7 in the direction of movement of the piston 2 would allow. Rather, the leads between the mentioned wall 15.1 , the ball (counterhold element 4 ) and the abutment element 5 due to the illustrated inclinations resulting self-locking that a movement of the piston rod 7 in the direction of abutment area 12 is blocked.
Das öffnen der Spannvorrichtung aus der Spannstellung (gemäß 6 und 7) heraus ist, wie auch schon bei der Lösung 1 und 2, nur dadurch möglich, dass insbesondere der Kolbenraum 1.2 mit Druck beaufschlagt wird. Dies führt dazu, dass sich das Halteelement 3 innerhalb der Kolbenstange 7 in Richtung Spannelement 8 verschiebt, so dass gleichzeitig das Widerlagerelement 7 mit seiner schräg (spitzwinklig) zur Spannerhauptachse orientierten Widerlagerfläche 5.1 an der ebenfalls schräg (spitzwinklig) orientierten Kontaktfläche 3.1 des Halteelements 3 entlang gleitet, was zur Folge hat, dass sich das Widerlagerelement 5 in Richtung Halteelement 3 bewegt und sich damit zusammen mit der Kolbenstage 7 letztlich an dem Gegenhalteelement 4 bzw. der Kugel vorbei in Richtung Spannelement 8 bewegen kann, wobei die federvorbelastete Kugel dabei die für die Querbewegung erforderliche Kraft auf das Widerlagerelement 5 aufbringt.The opening of the clamping device from the clamping position (according to 6 and 7 ) is out, as already in the solution 1 and 2, only possible because in particular the piston chamber 1.2 is pressurized. This causes the retaining element 3 inside the piston rod 7 in the direction of the clamping element 8th shifts so that at the same time the abutment element 7 with its oblique (acute-angled) to the tensioner main axis oriented abutment surface 5.1 at the also obliquely (acute-angled) oriented contact surface 3.1 of the holding element 3 slides along, which has the consequence that the abutment element 5 in the direction of holding element 3 moves and moves along with the piston days 7 ultimately on the counter-holding element 4 or the ball over in the direction of tensioning element 8th can move, wherein the spring-loaded ball thereby required for the transverse movement force on the abutment element 5 applies.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
-
11
-
Kolbenraumpiston chamber
-
1.11.1
-
KolbenteilraumPiston subspace
-
1.21.2
-
KolbenteilraumPiston subspace
-
22
-
Kolbenpiston
-
33
-
Halteelementretaining element
-
3.13.1
-
Kontaktflächecontact area
-
44
-
GegenhalteelementContrasting element
-
55
-
WiderlagerelementAbutment member
-
5.15.1
-
WiderlagerflächeAbutment surface
-
5.25.2
-
Anlagebereichplant area
-
66
-
Zusatzkolbenadditional piston
-
77
-
Kolbenstangepiston rod
-
7.17.1
-
Ausnehmungrecess
-
88th
-
Spannelementclamping element
-
99
-
Spannergehäusetensioner housing
-
1010
-
Kolbenraumpiston chamber
-
1111
-
Kolbenpiston
-
1212
-
WiderlagerbereichAbutment area
-
1313
-
Federelementspring element
-
1414
-
Axialanschlagaxial stop
-
1515
-
Führungselementguide element
-
15.115.1
-
Wandungwall
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
-
DE 20207776 U1 [0002, 0043, 0043] DE 20207776 U1 [0002, 0043, 0043]
-
EP 2644316 A1 [0009] EP 2644316 A1 [0009]
-
DE 10238815 B3 [0025, 0051] DE 10238815 B3 [0025, 0051]
