DE4116186A1

DE4116186A1 - Clamping unit with limited motion between two parts - has rod moving in sleeve with movement limited by balls that are forced against angled surface of insert

Info

Publication number: DE4116186A1
Application number: DE19914116186
Authority: DE
Inventors: Guenther Franke
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1991-05-17
Filing date: 1991-05-17
Publication date: 1992-11-19

Abstract

The damping unit has an inner rod (5) that can move relative to an outer element (3) with clamping being provided by balls (15) that locate against a tapered surface (16). The balls are pressed against the surface by an insert (22) that is spring biassed (18). The clamping ring is set into a main piston assembly (7) that can be displaced by applying fluid pressure (8a). The range of movement is limited by the insert end (26) contacting a surface, with the piston moving against a main spring (24). ADVANTAGE - Provides clamping between parts for both directions of movement.

Description

Die Erfindung betrifft eine Klemmeinrichtung zur Aufhebung der relativen axialen Beweglichkeit eines Außenteils und eines durch dieses hindurchgeführten Innenteiles einander gegenüber, mit einem Klemmkonus, der koaxial zum Innenteil angeordnet ist, mit umfangsverteilt in dem Klemmspalt zwischen der Klemmfläche des Klemmkonus und der Außen fläche des Innenteils angeordneten, als Klemmkörper dienenden Kugeln, welche von einem Führungselement gehal ten sind, und die axiale Beweglichkeit in einer Richtung durch Verschiebung des Klemmkonus gegenüber den Klemm körpern aufhebbar ist.The invention relates to a clamping device for lifting the relative axial mobility of an outer part and an inner part passed through this one another opposite, with a clamping cone that is coaxial to the inner part is arranged with circumferentially distributed in the clamping gap between the clamping surface of the clamping cone and the outside arranged surface of the inner part, as a clamping body serving balls, which are held by a guide element ten, and the axial mobility in one direction by moving the clamping cone relative to the clamping body can be canceled.

Eine solche Anordnung ist beispielsweise für die Spulenan hebung in Spinnereimaschinen bekannt. Für den Fall, daß jedoch noch Massenkräfte wirksam sind, ist selbst dann, wenn eine Festsetzung zwischen dem Klemmkonus und dem Innenteil über die Klemmkörper erfolgte, eine Weiterbe wegung des Innenteiles im Sinne des Lösens der Klemmein richtung möglich.Such an arrangement is for example for the coils known in spinning machines. In case that however, mass forces are still effective, even if if a fixation between the clamping cone and the Internal part was done via the clamping body, a further movement of the inner part in the sense of loosening the clamps direction possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Klemmein richtung zu schaffen, die wahlweise auch in eine Position überführbar ist, in der eine Klemmung zwischen den Klemm körpern und dem Innenteil für beide Bewegungsrichtungen des Innenteils gegenüber dem Außenteil möglich ist. The invention has for its object a Klemmein to create direction, optionally in one position is convertible into a clamping between the clamp body and the inner part for both directions of movement of the inner part relative to the outer part is possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Führungselement einen Anschlag aufweist, der bei be züglich der einen Bewegungsrichtung bereits in Klemmstel lung befindlichen Klemmkörpern durch weitere axiale Ver lagerung des Klemmkonus in Anlage zu einem ortsfesten Anschlag bringbar ist.This object is achieved in that the guide element has a stop which at be with regard to one direction of movement already in the clamping position tion located sprags by further axial Ver storage of the clamping cone in contact with a stationary one Stop can be brought.

Von Vorteil bei dieser Ausbildung ist, daß je nachdem, ob noch eine Freilauffunktion gegeben sein soll oder nicht, der Klemmkonus für die Aufhebung der Bewegungsmöglichkeit in einer Richtung nur bis zur Verklemmung der beiden Teile oder zusätzlich für beide Bewegungsrichtungen zusammen mit dem Innenteil und das Führungselement weiterbewegt werden kann, bis die Klemmkörper über das Führungselement, wenn es in Anlage zu einem ortsfesten Blockieranschlag ist, auch eine Sperrung für die Freilaufrichtung erzeugen.The advantage of this training is that depending on whether a freewheeling function should be given or not, the clamping cone for eliminating the possibility of movement in one direction only until the two parts are jammed or additionally for both directions of movement together with the inner part and the guide element are moved on can until the sprags over the guide member if it is attached to a stationary blocking stop, also create a lock for the freewheel direction.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Führungselement über eine Feder in Richtung auf die Verjüngung des Klemmspaltes beaufschlagt ist.In a further embodiment of the invention, that the guide element via a spring in the direction of the taper of the clamping gap is applied.

Hierdurch werden die Klemmkörper stets in Bereitschafts stellung zur Erzielung der nötigen Klemmwirkung bei Be wegung des Klemmkonus die Klemmkörper gehalten.As a result, the sprags are always on standby position to achieve the necessary clamping effect with Be movement of the clamping cone held the clamping body.

Bevorzugt ist zur Betätigung des Klemmkonus ein druck mittelbeaufschlagter Hubkolben vorgesehen, mit dem der Klemmkonus verbunden ist.A pressure is preferred for actuating the clamping cone medium-loaded piston provided with which the Clamping cone is connected.

Zur Sicherung der Lösestellung sind die Klemmkörper axial gegen einen gegenüber dem Klemmkonus ortsfesten weiteren Löseanschlag abgestützt. Der Klemmkonus wird um einen Betrag gegenüber dem Führungselement bewegt, der gewährleistet, daß keine Klemmwirkung eintreten kann, weil dann genügend Radialspiel vorhanden ist. Der Lösean schlag wird vorzugsweise von der Stirnfläche der Außen teile gebildet. Ferner können die Klemmkörper in Rillen des Klemmkonus geführt sein, wobei die konischen Klemm flächen jeweils Bestandteil der Rillen sind. Dadurch ver einfacht sich auch das Führungselement. Die umfangsver teilte Halterung der als Kugeln gestalteten Klemmkörper wird von den Rillen übernommen. Die das Führungselement beaufschlagende Feder verbessert die Führung der Klemm körper in den Rillen. Das Führungselement braucht nur die axiale Abstützung der Klemmkörper zu übernehmen. Für den Fall, daß die Klemmfläche von einer konischen Bohrung gebildet wird, ist das Führungselement als Käfig zu gestalten, welcher die Klemmkörper auch auf Umfangsabstand zueinander hält. Bevorzugt wird eine solche Klemmein richtung als Bestandteil einer Hubeinrichtung verwendet.The clamping bodies are axial to secure the release position against another stationary relative to the clamping cone Release stop supported. The clamping cone is one Amount moved relative to the guide element, the ensures that no clamping effect can occur because then there is enough radial play. The Losean blow is preferably from the end face of the outside parts formed. Furthermore, the clamping body can be in grooves of the clamping cone, the conical clamping surfaces are part of the grooves. This ver the guide element also simplifies itself. The circumferential shared bracket of the clamping bodies designed as balls is taken over by the grooves. The the guide element Acting spring improves the guidance of the clamp body in the grooves. The guide element only needs that axial support for the sprags. For the Case that the clamping surface of a conical bore is formed, the guide element is a cage too shape which the clamping body also on the circumferential distance holds to each other. Such a clamp is preferred direction used as part of a lifting device.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.A preferred embodiment of the invention is in the drawing is shown schematically.

Diese zeigt einen Längsschnitt durch eine Hubeinrichtung mit der erfindungsgemäßen Klemmeinrichtung.This shows a longitudinal section through a lifting device with the clamping device according to the invention.

Die in der Zeichnung dargestellte Hubeinrichtung 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dessen eine Stirnwand das Außenteil 3 befestigt ist. Das Außenteil 3 ist als Hülse gestaltet.The lifting device 1 shown in the drawing has a housing 2 , in the end wall of which the outer part 3 is fastened. The outer part 3 is designed as a sleeve.

Das als Welle gestaltete Innenteil 5 ist mit Spiel durch die Bohrung 4 des Außenteiles 3 hindurchgeführt. Das Gehäuse 2 ist durch einen Deckel 6 verschlossen. Beide sind durch eine Schnappverbindung miteinander verbunden. The inner part 5 designed as a shaft is passed through the bore 4 of the outer part 3 with play. The housing 2 is closed by a cover 6 . Both are connected by a snap connection.

Zwischen der Außenfläche 11 des Außenteiles 3 und der Bohrungswandung des Gehäuses 2 ist ein Kolben 7 axial verschiebbar angeordnet. Dieser bildet zur Stirnwand des Gehäuses 2 hin einen Zylinderraum 8, der über einen Druck mittelanschluß 8a nit Druckmittel versorgbar ist. Die Abdichtung des Gehäuses 2 zum Kolben 7 hin erfolgt über die Dichtung 9 und die des Außenteiles 3 zum Kolben 7 hin durch die Dichtung 10. In das vom Zylinderraum 8 wegge wandten Ende des Kolbens 7 ist der Klemmkonus 12 in eine Bohrung 13 eingesetzt. Die sich zum Zylinderraum 8 bzw. Außenteil 3 hin verjüngende konische Klemmfläche ist mit 16 bezeichnet. Beim Ausführungsbeispiel ist die konische Klemmfläche 16 Bestandteil von umfangsverteilten Rillen. Diese nehmen jeweils eine Kugel 15 auf. Es ist jedoch auch möglich, diese als konische Bohrung zu gestalten. Zwischen der Außenfläche 14 des Innenteiles 5 und den als Rillen gestalteten konischen Klemmflächen 16 sind Klemmkörper in Form von Kugeln 15 aufgenommen. Die Kugeln 15 sind von einem Führungselement 17 gehalten. Sie ragen radial nach innen und außen gegenüber dem Führungselement 17 hervor. Der zwischen der Außenfläche 14 des Innenteiles 5 und den Klemmflächen 16 gebildete Klemmspalt ist mit 16a be zeichnet.A piston 7 is arranged axially displaceably between the outer surface 11 of the outer part 3 and the bore wall of the housing 2 . This forms towards the end wall of the housing 2 towards a cylinder chamber 8 , which can be supplied with a pressure medium connection 8 a nit pressure medium. The housing 2 is sealed to the piston 7 by means of the seal 9 and that of the outer part 3 to the piston 7 by means of the seal 10 . In the end of the piston 7 facing away from the cylinder space 8 , the clamping cone 12 is inserted into a bore 13 . The conical clamping surface tapering towards the cylinder space 8 or outer part 3 is designated by 16. In the exemplary embodiment, the conical clamping surface 16 is part of circumferentially distributed grooves. These each take up a ball 15 . However, it is also possible to design this as a conical bore. Between the outer surface 14 of the inner part 5 and the conical clamping surfaces 16 designed as grooves, clamping bodies in the form of balls 15 are accommodated. The balls 15 are held by a guide element 17 . They protrude radially inwards and outwards from the guide element 17 . The between the outer surface 14 of the inner part 5 and the clamping surfaces 16 formed clamping gap is marked with 16 a be.

Das Führungselement 17 ist von Außenteil 3 weg gestuft abgesetzt. Das Innenteil 5 ist durch das Führungselement 17 mit radialem Spiel hindurchgeführt. Das Führungselement weist zu den Kugeln 15 hin eine Stützfläche 19 auf, an welcher sich eine Feder 18 mit ihren einen Ende abstützt, während ihr anderes Ende an der Innenfläche eines Feder lagers 20 abgestützt ist. Ferner weist das Führungselement 17 einen Fortsatz 22 auf, der axial aus dem Federlager 20 herausragt. Das Federlager 20 besitzt einen Rand 21, der am Kolben 7 zentriert ist und axial gegen diese dem Zylinderraum 8 entfernte Stirnfläche abgestützt ist. Die Rückstellfeder 24 stützt sich gegen den Rand 21 ab. Sie ist mit ihrem anderen Ende an der Innenfläche 23 des Deckels 6 abgestützt und beaufschlagt den Kolben in Richtung der Öffnungsstellung des Klemmkonus 12. Dies ist die in der Zeichnungsfigur dargestellte Position. Bei Druckbeaufschlagung des Zylinderraumes 8 bewegt sich der Kolben 7 nach rechts von den Außenteil 3 weg in Richtung auf die Stirnwand des Deckels 6. Da die Kugeln 15 von der Stützfeder 18 in Richtung des sich verengenden Klemm spaltes 16a beaufschlagt sind, erfolgt eine Verkeilung zwischen dem Klemmkonus 12 und dem Innenteil 5. Bei weiterer Druckbeaufschlagung des Zylinderraumes 8 durch Druckmittel wird der Kolben 7 zusammen mit dem Klemmkonus 12 und dem Innenteil 5 entlang der Verstellachse X in Richtung auf die als Blockieranschlag 27 gestaltete Innen fläche des Gehäusedeckels 7 bewegt, bis das Führungsele ment 17 mit dem Blockieranschlag 26 seines Fortsatzes 22 an dem Blockieranschlag 27 zur Anlage kommt. Dadurch wird eine Verkeilung des Innenteils 5 zum Klemmkonus 12 auch für den Fall erreicht, daß auf das Innenteil 5 eine Zug kraft im Sinne der Bewegung nach rechts aus dem Deckel 6 heraus ausgeübt wird. In der in der Zeichnung dargestell ten Lösestellung ist eine freie axiale Verstellbarkeit von Außenteil 2 und Innenteil 5 einander gegenüber möglich. In der ersten Klemmstellung ist noch eine Bewegung, im Sinne des Herausbewegens der Kugeln 15 aus den Klemmspalt 16a zu dessen größeren Öffnungsende hin möglich, während jegliche axiale Verstellung im Falle des Anliegens des Führungsele mentes 17 mit seiner Anschlagfläche 26 an dem Blockieran schlag 27 unmöglich ist. The guide element 17 is stepped away from the outer part 3 . The inner part 5 is guided through the guide element 17 with radial play. The guide element has a support surface 19 to the balls 15 , on which a spring 18 is supported with one end, while its other end is supported on the inner surface of a spring bearing 20 . Furthermore, the guide element 17 has an extension 22 which protrudes axially from the spring bearing 20 . The spring bearing 20 has an edge 21 which is centered on the piston 7 and is supported axially against this end face which is distant from the cylinder space 8 . The return spring 24 is supported against the edge 21 . Its other end is supported on the inner surface 23 of the cover 6 and acts on the piston in the direction of the open position of the clamping cone 12 . This is the position shown in the drawing figure. When the cylinder chamber 8 is pressurized, the piston 7 moves to the right away from the outer part 3 in the direction of the end wall of the cover 6 . Since the balls 15 are acted upon by the support spring 18 in the direction of the narrowing clamping gap 16 a, wedging takes place between the clamping cone 12 and the inner part 5 . With further pressurization of the cylinder chamber 8 by pressure medium, the piston 7 is moved together with the clamping cone 12 and the inner part 5 along the adjustment axis X in the direction of the inner surface of the housing cover 7 designed as a blocking stop 27 until the guide element 17 with the blocking stop 26 is moved Extension 22 comes to rest on the blocking stop 27 . As a result, wedging of the inner part 5 to the clamping cone 12 is also achieved in the event that a train force is exerted on the inner part 5 in the sense of movement to the right out of the cover 6 . In the drawing position shown in the drawing, a free axial adjustability of the outer part 2 and inner part 5 relative to one another is possible. In the first clamping position is still a movement, in the sense of moving the balls 15 out of the clamping gap 16 a towards its larger opening end, while any axial adjustment in the case of the presence of the guide element 17 with its stop surface 26 on the blocking block 27 is impossible is.

Das Eindringen von Verschmutzung wird durch Abstreifer 28 verhindert, welche zwischen der Außenfläche 11 des Innen teiles 5 und den Außenteil 2 einerseits und dem Deckel 6 und der Außenfläche 11 des Innenteils 5 andererseits vor gesehen sind.The penetration of dirt is prevented by wipers 28 which are seen between the outer surface 11 of the inner part 5 and the outer part 2 on the one hand and the cover 6 and the outer surface 11 of the inner part 5 on the other hand.

Bevorzugt ist das Gehäuse 2 mit dem Deckel 6 ortsfest angeordnet, während das Innenteil 5 frei axial beweglich, für bestimmte Situationen aber über den Klemmkonus 16 für beide Bewegungsrichtungen blockiert sein soll. The housing 2 with the cover 6 is preferably arranged to be stationary, while the inner part 5 is to be freely axially movable, but for certain situations it should be blocked via the clamping cone 16 for both directions of movement.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1 Hubeinrichtung
2 Gehäuse
3 Außenteil
4 Bohrung des Außenteils
5 Innenteil
6 Deckel
7 Kolben
8 Zylinderraum
8a Druckmittelanschluß
9 Dichtung des Gehäuses
10 Dichtung zum Außenteil
11 Außenfläche des Außenteils
12 Klemmkonus
13 Bohrung
14 Außenfläche des Innenteils
15 Klemmkörper/Kugeln
16 konische Klemmfläche
16a Klemmspalt
17 Führungselement
18 Stützfeder
19 Stützfläche
20 Federlager
21 Rand
22 Fortsatz des Führungselementes
23 Innenfläche des Deckels
24 Rückstellfeder
25 Löseanschlag
26 Blockieranschlag des Führungselementes
27 Blockieranschlag des Gehäusedeckels
28 Abstreifer
X Verstellachse 1 lifting device
2 housings
3 outer part
4 Bore of the outer part
5 inner part
6 lids
7 pistons
8 cylinder space
8a pressure medium connection
9 Housing seal
10 Seal to the outer part
11 outer surface of the outer part
12 clamping cone
13 hole
14 outer surface of the inner part
15 sprags / balls
16 conical clamping surface
16 a clamping gap
17 guide element
18 support spring
19 support surface
20 spring bearings
21 rand
22 extension of the guide element
23 inner surface of the cover
24 return spring
25 release stop
26 blocking stop of the guide element
27 Blocking stop of the housing cover
28 wipers
X adjustment axis

Claims

1. Klemmeinrichtung zur Aufhebung der relativen axialen Beweglichkeit eines Außenteils und eines durch dieses hindurchgeführten Innenteiles einander gegenüber, mit einen Klemmkonus, der koaxial zum Innenteil angeordnet ist, mit umfangsverteilt in dem Klemmspalt zwischen der Klemmfläche des Klemmkonus und der Außenfläche des Innenteils angeordneten, als Klemmkörper dienenden Kugeln, welche von einem Führungselement gehalten sind, wobei die axiale Beweglichkeit in einer Richtung durch Verschiebung des Klemmkonus gegenüber den Klemm körpern aufhebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (17) einen Anschlag (26) auf weist, der bei bezüglich der einen Bewegungsrichtung bereits in Klemmstellung befindlichen Klemmkörpern (15) durch weitere axiale Verlagerung des Klemmkonus (12) in Anlage zu einen ortsfesten Anschlag (27) bringbar ist.1. Clamping device for canceling the relative axial mobility of an outer part and an inner part passed through it with respect to one another, with a clamping cone which is arranged coaxially to the inner part, with circumferentially distributed in the clamping gap between the clamping surface of the clamping cone and the outer surface of the inner part, as a clamping body serving balls, which are held by a guide element, wherein the axial mobility in one direction can be canceled by moving the clamping cone relative to the clamping bodies, characterized in that the guide element ( 17 ) has a stop ( 26 ), which with respect to one Direction of movement of the clamping bodies ( 15 ) already in the clamping position can be brought into contact with a stationary stop ( 27 ) by further axial displacement of the clamping cone ( 12 ).

2. Klemmeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (17) über eine Feder (18) in Richtung auf die Verjüngung des Klemmspaltes (16a) beaufschlagt ist. 2. Clamping device according to claim 1, characterized in that the guide element ( 17 ) via a spring ( 18 ) in the direction of the taper of the clamping gap ( 16 a) is acted upon.

3. Klemmeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmkonus (12) fest mit einem druckmittelbe aufschlagbaren Hubkolben (7) verbunden ist.3. Clamping device according to claim 1, characterized in that the clamping cone ( 12 ) is fixedly connected to a pressure piston which can be opened ( 7 ).

4. Klemmeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmkörper (15) in Lösestellung axial gegen einen gegenüber dem Klemmkonus (12) ortsfesten Lösean schlag (25) abgestützt sind.4. Clamping device according to claim 1, characterized in that the clamping body ( 15 ) are axially supported in the release position against a fixed with respect to the clamping cone ( 12 ) Lösean impact ( 25 ).

5. Klemmeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Löseanschlag (25) von der Stirnfläche des Außenteils (3) gebildet ist.5. Clamping device according to claim 4, characterized in that the release stop ( 25 ) is formed by the end face of the outer part ( 3 ).

6. Klemmeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konische Klemmfläche (16) Bestandteil von im Klemmkonus (12) umfangsverteilt angebrachten und die Klemmkörper (15) führenden Rillen ist.6. Clamping device according to claim 1, characterized in that the conical clamping surface ( 16 ) is part of circumferentially distributed in the clamping cone ( 12 ) and the clamping body ( 15 ) leading grooves.

7. Klemmeinrichtung nach einem oder mehreren der An sprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Ausbildung als Bestandteil einer Hubein richtung (1).7. Clamping device according to one or more of claims 1 to 6, characterized by the training as part of a Hubein direction ( 1 ).