(57)【要約】  本発明は、部品（２）特にクランプ対象のワークピースの穴部（３）でクランプするクランプブッシュ（２１）であって、弛緩状態では、クランプブッシュ（２１）は、クランプブッシュ（２１）を穴部（３）に差込可能および穴部（３）から引抜可能なように、径方向に収縮しており、クランプ状態では、クランプブッシュ（２１）は、クランプブッシュ（２１）のエンベロープ面が穴部（３）の内壁と機械的接続を形成するように、径方向に拡張したクランプブッシュに関する。本発明によれば、クランプブッシュ（２１）のエンベロープ面と穴部（３）の内壁との間の機械的接続はフォームロックであり、ねじ接続で構成されることが提案される。本発明は、さらに、これに対応するクランプ装置（１）に関する。本発明の不可欠な特徴は、差込留め具により、油圧ラインを開く必要なく、また引張要素を装置から取外すことなく、引張ボルト（引張棒）を交換することが可能であることである。【選択図】図２
2017512663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品（２）特にクランプ対象のワークピースの穴部（３）でクランプするクランプブッシュ（２１）であって、
ａ）弛緩状態では、前記クランプブッシュ（２１）を前記穴部（３）に差込可能および前記穴部（３）から引抜可能なように、前記クランプブッシュ（２１）が径方向に収縮しており、
ｂ）クランプ状態では、前記クランプブッシュ（２１）のエンベロープ面が前記穴部（３）の内壁と機械的接続を形成するように、前記クランプブッシュ（２１）が径方向に拡張しており、
ｃ）前記クランプブッシュ（２１）の前記エンベロープ面と前記穴部（３）の前記内壁との間の前記機械的接続はフォームロックであり、
ｄ）前記穴部（３）の前記内壁（４）における内ねじ（５）と係合して前記フォームロック接続を形成するために、前記クランプブッシュ（２１）の前記エンベロープ面に設けられた外ねじを備えることを特徴とする、クランプブッシュ。
【請求項２】
請求項１に記載のクランプブッシュ（２１）であって、
ａ）前記クランプブッシュ（２１）の前記外ねじと前記穴部（３）の前記内ねじ（５）とは、同一のねじピッチを有する、および／または
ｂ）径方向収縮状態では、前記クランプブッシュ（２１）の前記外ねじのねじ径は、前記穴部（３）の前記内ねじ（５）よりも小さい、および／または
ｃ）径方向拡張状態では、前記クランプブッシュ（２１）の前記外ねじのねじ径は、前記穴部（３）の前記内ねじ（５）と同一である、および／または
ｄ）前記クランプブッシュ（２１）の径方向収縮状態では、前記クランプブッシュ（２１）の前記外ねじの外径は、前記穴部（３）の前記内ねじ（５）のコア径よりも小さいことを特徴とする、クランプブッシュ。
【請求項３】
先行する請求項の何れか１項に記載のクランプブッシュ（２１）であって、
ａ）前記クランプブッシュ（２１）は、前記クランプブッシュ（２１）の周辺部に分散した複数のセグメントを有し、
ｂ）隣接するセグメントは、軸方向に延びるスリットによって互いに分離しており、
ｃ）個々のスリットは、前記クランプブッシュ（２１）の自由端から少なくとも前記クランプブッシュ（２１）の軸方向の長さの一部を超えて延びていることを特徴とする、クランプブッシュ。
【請求項４】
先行する請求項の何れか１項に記載のクランプブッシュ（２１）であって、
ａ）前記クランプブッシュ（２１）は、中央に引張棒（１０）用の軸方向貫通孔を有し、および
ｂ）前記貫通孔は、前記クランプブッシュ（２１）の自由端に向って径方向に広がる、特に円錐形状となる、または
ｃ）前記貫通孔は、前記クランプブッシュ（２１）の前記自由端に向って、ピラミッド状に複数の斜面に遷移することを特徴とする、クランプブッシュ。
【請求項５】
部品（２）を機械的にクランプするクランプ装置（１）であって、
ａ）前記部品（２）をクランプするための軸方向に移動可能な引張棒（１０）と、
ｂ）前記引張棒（１０）を移動させるための軸方向に移動可能なピストン（１１）と、
ｃ）好ましくは、クランプブッシュ（２２）、特に先行する請求項の何れか１項に記載のクランプブッシュと、を備える、クランプ装置。
【請求項６】
請求項５に記載のクランプ装置（１）であって、
ａ）前記引張棒（１０）は、前記引張棒（１０）の後退の際に、前記引張棒（１０）が前記クランプブッシュ（２１）を径方向に拡張するように、前記クランプブッシュ（２１）内で軸方向に延び、その自由端に円錐状または斜面のある拡張部を有し、および／または
ｂ）前記引張棒（１０）は、引張棒の後退の際に、前記引張棒（１０）が前記クランプブッシュ（２１）を径方向に拡張するように、前記クランプブッシュ（２１）内を軸方向に延び、その自由端に複数の斜面のある特にピラミッド形状の拡張部を有し、および／または
ｃ）前記クランプブッシュ（２１）の前記外ねじの外径は、前記クランプブッシュ（２１）の前記径方向収縮状態では前記内ねじ（５）のねじ径に等しいが、セグメント化により、前記弛緩状態では前記穴部の前記内ねじ（５）のコア径（４）よりも小さい、および／または
ｄ）前記クランプブッシュ（２１）の前記径方向収縮状態では、個々のセグメントがエアクッション（５１）上にフロートし、よって前記ねじの挿入が容易となる、および／または
ｅ）前記クランプブッシュ（２１）の前記径方向収縮状態では、個々のセグメントが弾性リング（５０）上に置かれ、よって前記ねじの挿入が容易となることを特徴とする、クランプ装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載のクランプ装置（１）であって、
前記引張棒（１０）を前記ピストン（１１）に解除可能に機械的に固定するための差込留め具を備えることを特徴とする、クランプ装置。
【請求項８】
請求項７に記載のクランプ装置（１）であって、
ａ）前記引張棒（１０）は、差込留め具により、具体的には前記ピストン（１１）を駆動するための流体ラインを開くことなく、交換可能である、および／または
ｂ）前記引張棒（１０）はその下端にハンマー状の横方向拡張部（１７）を有している、および／または
ｃ）前記引張棒（１０）の通路として、前記ピストン（１１）は、断面が細長い穴である軸方向穴部（１４）を有し、前記引張棒（１０）の前記ハンマー状拡張部（１７）が、前記引張棒（１０）の特定の角度位置では前記軸方向穴部（１４）を通り、それ以外では前記引張棒（１０）を前記ピストン（１１）内にフォームロック固定する、および／または
ｄ）前記引張棒（１０）は、前記引張棒（１０）の外れを防止するために、第一ばね（１６）により前記ピストン（１１）に対して付勢されることを特徴とする、クランプ装置。
【請求項９】
請求項７または８に記載のクランプ装置（１）であって、
ａ）前記差込留め具は、前記引張棒（１０）の回転角度を定めるための回転角度規制部（５４）を有する、および／または
ｂ）前記回転角度規制部（５４）は、各回転方向について回転角度止具（５４）を有する、および／または
ｃ）各回転角度止具（５４）はピン（５４）で構成されることを特徴とする、クランプ装置。
【請求項１０】
請求項７または８に記載のクランプ装置（１）であって、
ａ）前記差込留め具は、前記差込留め具が意図せず解除されることを防止する耐ねじり保護部（５５）を有する、および／または
ｂ）前記耐ねじり保護部（５５）は、前記引張棒の解除位置への回転を防止する回転角度止具（５５）を有する、および／または
ｃ）前記回転角度止具（５５）はピン（５５）を有することを特徴とする、クランプ装置。
【請求項１１】
請求項５〜１０の何れか１項に記載のクランプ装置（１）であって、
ａ）油圧または空気圧で前記ピストン（１１）を加圧し前記引張棒（１０）をクランプする第一圧力チャンバ（２６）、および／または
ｂ）油圧または空気圧で前記ピストン（１１）を加圧し前記引張棒（１０）を弛緩させる第二圧力チャンバ（３１）、および／または
ｃ）前記部品（２）が加圧なしに保持されるように、前記ピストン（１１）をクランプ位置に付勢する第二ばね（４４）を備えることを特徴とする、クランプ装置。
【請求項１２】
請求項５〜１１の何れか１項に記載のクランプ装置（１）であって、
前記クランプ装置（１）の状態、特に
ａ）前記引張棒（１０）の破損、
ｂ）前記クランプブッシュ（２１）の破損、
ｃ）前記クランプ装置（１）上の部品（２）の有無、
ｄ）前記弛緩位置（４８）への前記引張棒（１０）および／または前記ピストン（１１）の載置、ならびに
ｅ）ワークピーススの穴部が大きすぎること（４０）、
の状態を検査する調査装置を備えることを特徴とする、クランプ装置。
【請求項１３】
請求項５〜１２の何れか１項に記載のクランプ装置（１）であって、
前記引張棒の自由端（１０）の周囲の配置領域にパージ用空気を吹き出す空気パージ装置を備えることを特徴とする、クランプ装置。
【請求項１４】
請求項５〜１３の何れか１項に記載のクランプ装置（１）であって、
ａ）前記クランプ装置（１）は、前記引張棒（１０）の事前センタリング用の弾力性のあるセンタリング要素（１９）を、特に前記引張棒（１０）を取囲むＯリング（１９）として有し、および／または
ｂ）前記センタリング要素（１９）は、前記クランプブッシュ（２１）および前記引張棒（１０）を環状に取囲み、または
ｃ）前記センタリング要素（１９）は、前記引張棒（１０）を環状に取囲んで前記クランプブッシュ（２１）の下に配置されることを特徴とする、クランプ装置。
【請求項１５】
請求項５〜１４の何れか１項に記載のクランプ装置（１）であって、
ａ）前記クランプブッシュ（２１）が軸方向の引下げ運動を行えるように、前記クランプブッシュ（２１）は軸方向に遊び（ａ）を含んで前記クランプ装置（１）に組込まれ、および／または
ｂ）前記クランプブッシュ（２１）を前記引下げ運動に対して付勢するための第三ばね（２０）が設けられることを特徴とする、クランプ装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載のクランプ装置（１）であって、
ａ）前記クランプブッシュ（２１）は、その底部に、径方向に突出するカラー（４５）を有しており、前記第三ばね（２０）は前記径方向に突出するカラー（４５）の外側を取り囲んで径方向内側に押圧する、または
ｂ）前記第三ばね（２０）は、前記クランプブッシュ（２１）下方に配置されて前記クランプブッシュ（２１）を軸方向に上向きに押圧することを特徴とする、クランプ装置。
【請求項１７】
請求項６〜１６の何れか１項に記載のクランプ装置（１）であって、
ａ）前記クランプブッシュ（２１）は、その下側に、上に向って円錐状に細くなる円錐状の傾斜面（４６）を有し、
ｂ）前記クランプブッシュ（２１）は、その円錐状の傾斜面（４６）が、前記クランプ装置（１）に固定された円錐状の傾斜面（４７）に配置され、および
ｃ）クランプ工程において、前記クランプブッシュ（２１）は径方向に拡張し、互いにスライドしあう前記傾斜面（４６，４７）によって、軸方向に引下げられることを特徴とする、クランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品、特にクランプ対象の部品（例えば加工対象のワークピース）の穴部でクランプするクランプブッシュに関する。
【背景技術】
【０００２】
先行技術からは、その自由端をクランプ対象の部品の対応する止まり穴に差込むことのできる空気圧または油圧式で移動可能な引張棒（引張ボルト）を有するクランプ装置が知られている。引張棒の自由端は、その端部に向って円錐状に広がっており、引張棒の自由端と共にクランプ対象の部品の止まり穴に差込まれるクランプブッシュにより囲まれている。引張棒が後退すると、クランプブッシュは、まず、引張棒が後退することで引張棒の自由端の円錐状の拡張部によりクランプブッシュが径方向に拡張して、部品をクランプして固定するように、その位置に留まる。引張棒がさらに後退すると、クランプされている部品も、引張棒およびクランプブッシュと共に、引下げ運動を行うことができる。上記の既知のクランプ装置においては、クランプブッシュの外エンベロープ面と部品の止まり穴の内エンベロープ面との間の摩擦接続によって、部品のクランプが生じる。しかしながら、クランプ装置においては、クランプ効果が不十分である。
【０００３】
ＤＥ４０２０９８１Ａ１より、クランプ対象のワークピースの穴部でクランプを行うクランプブッシュが知られており、このクランプブッシュは拡張可能である。このクランプブッシュの外側には歯部があり、拡張状態ではこの歯部がワークピースの穴部の内壁を貫通し、これによりフォームロック接続を形成する。そのデメリットは、まず第一に、フォームロック接続の形成のためには径方向の大きな力をクランプブッシュに加える必要があることである。別のデメリットは、ワークピースがクランプブッシュよりも柔らかい材料で構成される必要があることである。最後に、歯部が内壁を貫通する必要があるため、個々のクランププロセスが穴部の内壁でのワークピースの変形につながることがある。
【０００４】
また、先行技術に関連して、ＤＥ２０２０１３００７４５６Ｕ１、ＤＥ１０２００７０３９０３２Ａ１、ＵＳ２００６／００４９５６８Ａ１、ＤＥ１０２００４０２５２５６Ａ１、およびＵＳ２０１０／０３２７５０３Ａ１を挙げておく。
【発明の概要】
【０００５】
したがって、本発明の目的は、クランプ効果を改善することである。
【０００６】
この目的は、独立請求項に記載のクランプブッシュによって実現可能である。
【０００７】
本発明は、クランプブッシュの外エンベロープ面と加工対象の部品の止まり穴の内壁との間のフォームロック接続のクランプを行うための概略的な技術的教示を含む。この種の部品をクランプするフォームロック接続の利点は、最大クランプ力が大きいことと、フォームロック接続の確実性がより高いことにある。
【０００８】
本発明によれば、クランプブッシュと部品との間のフォームロック接続は、ねじ接続で構成される。本明細書では、クランプブッシュの外エンベロープ面には、部品の止まり穴の内壁に対応して形成される内ねじに係合する外ねじが設けられ、これによってクランプブッシュと部品との間のフォームロック接続が形成される。
【０００９】
クランプブッシュと部品との間のねじ接続では、フォームロックねじ係合を可能とするために、クランプブッシュの外ねじと部品の内ねじとが同一のねじピッチを有することが好ましい。
【００１０】
ここで、このクランプブッシュは、冒頭で説明した従来のクランプブッシュと同様に、径方向に拡張可能であり、クランプブッシュは径方向収縮状態（弛緩状態）では、部品とフォームロックを形成せず、径方向拡張状態では、部品とフォームロック係合することを述べておく。
【００１１】
したがって、クランプブッシュの外ねじは、通常、径方向収縮状態では、クランプブッシュが容易に部品の止まり穴に差込まれるように、穴部の内ねじよりもねじ径が小さい。
【００１２】
これに対して、クランプブッシュの径方向拡張状態では、クランプブッシュの外ねじは、外ねじと内ねじとが互いに係合してフォームロック接続を形成するように、穴部の内ねじと同じねじ径であることが好ましい。
【００１３】
また、クランプブッシュの径方向収縮状態では、クランプブッシュの外ねじの外径（すなわち端部から端部）は、穴部の内ねじのコア径よりも小さいことが好ましいことを述べておく。これは、径方向収縮状態でクランプブッシュを部品の止まり穴に差込可能とするために有用である。
【００１４】
径方向収縮状態では、通常は、クランプ装置は弛緩状態にある、すなわち引張棒によって径方向に拡張されることがない。しかしながら、一般的には、クランプブッシュの径方向拡張状態はクランプブッシュの標準状態ではない。むしろ、クランプブッシュが引張棒によって径方向に拡張される場合、クランプブッシュは径方向拡張状態のみをとる。
【００１５】
本発明の好適な例示的実施形態において、クランプブッシュの径方向の拡張は、特別な構成により可能となる。本明細書において、クランプブッシュは、クランプブッシュの周辺部に分散して配置された複数のセグメントを有する。ここでは、クランプブッシュの隣接するセグメントは、軸方向に延びるスリットによって互いに分離しており、個々のスリットは、クランプブッシュの自由端から少なくともクランプブッシュの軸方向の長さの一部を超えて延びている。このスリット付き構成により、クランプブッシュが径方向に拡張できるように、クランプブッシュの個々のセグメントが径方向にリバウンド可能となる。
【００１６】
また、本発明にかかるクランプブッシュは、従来のクランプブッシュと同様に、引張棒を通すための軸方向貫通孔を有することが好ましく、この貫通孔がクランプブッシュの自由端に向って径方向に広がる、特に円錐形状となることが好ましいことも述べておく。引張棒の後退の際には、一方の引張棒の円錐状のエンベロープ面と他方の貫通孔の円錐状内壁とが互いにスライドし、クランプブッシュがこれに応じて径方向に拡張することになる。
【００１７】
また、本発明は、独立した部品としての上述した本発明にかかるクランプブッシュの保護のみを求めるわけではないことも述べておく。むしろ、本発明は、部品を機械的にクランプするためのクランプ装置全体の保護を求めるものでもある。
【００１８】
本発明にかかるクランプ装置は、部品をクランプするための軸方向に移動可能な引張棒（引張ボルト）を備える。このタイプの引張棒の機能についてはすでに説明している。
【００１９】
また、本発明にかかるクランプ装置は、引張棒を移動させるために軸方向に移動可能なピストンを備える。このピストンは、例えば、油圧により、空気圧により、電気モータにより、または手動かつ機械的な手法により駆動することができる。
【００２０】
本発明にかかるクランプ装置の好適な例示的実施形態において、クランプ装置は上記の本発明にかかるクランプブッシュを有する。引張棒は、引張棒の後退の際に引張棒がクランプブッシュを径方向に拡張するように、クランプブッシュ内を軸方向に延び、その自由端に径方向の拡張部を有する。よって、クランプブッシュは、上述のように、クランプブッシュとクランプ対象の部品の止まり穴との間にフォームロック接続を形成する。
【００２１】
しかしながら、本発明は、クランプ対象の部品との間にフォームロック接続を形成するクランプブッシュを有するクランプ装置のみに限定されるものではない。むしろ、本発明は、従来の手法でクランプ対象の部品の止まり穴との間に摩擦接続を形成するクランプブッシュを有するクランプ装置をも含むものである。したがって、本発明は、円筒形状の止まり穴、円錐状の止まり穴、または内ねじを有する止まり穴を備える部品に適用可能である。
【００２２】
本発明の好適な例示的実施形態において、引張棒は、差込留め具により解除可能にピストンに固定される。これは、引張棒が、長手軸に対して特定の回転位置でクランプ装置に差込可能であり、またはそこから取外し可能であることを意味する。そして、引張棒が長手軸を中心に例えば９０°回転した差込状態で、引張棒が固定される。このような引張棒用の差込留め具の利点は、引張棒の交換にクランプ装置を分解する必要がないということである。また、このようにして、クランプ装置において引張棒を直接交換することができる。ここで、引張棒の交換は、引張棒の係合の際に油圧油が漏えいするリスクが生じないように、ピストンを駆動する流体ライン（例：油圧ライン）を妨げることなく行われることが望ましいことを述べておく。
【００２３】
この種の差込留め具の好適な実施形態において、引張棒はその下端にハンマー状の横方向拡張部を有している。また、ピストン、およびクランプ装置自体が、引張棒を差込可能な軸方向穴部を有している。この軸方向穴部の断面は細長い穴であり、ハンマー状の横方向拡張部があるにもかかわらず引張棒を差込可能とするようになっている。
【００２４】
また、差込留め具として、引張棒がクランプ装置から外れないようにするために引張棒を付勢する第一ばねを設けることが好ましいことを述べておく。
【００２５】
本発明の好適な例示的実施形態において、差込留め具は、引張棒とピストンの間に、引張棒の回転角度を定める回転角度規制部を有する。好ましくは、回転角度規制部は、各回転方向に作用し、そのための回転角度止具をそれぞれについて有している。例えば、回転角度止具は、ピストンの対応する穴部に挿入される柱部で構成されてもよい。
【００２６】
また、差込留め具は、差込留め具が意図せず解除されることを防止するために、耐ねじり保護部を有することが好ましい。例えば、耐ねじり保護部は、引張棒が単独で回転して、差込留め具を解除し引張棒を後退させることが可能な位置にならないようにする回転角度止具を有してもよい。また、ここで、回転角度止具は、例えば、ピストンの対応する穴部に挿入されるピンを含んでもよい。
【００２７】
上記において、ピストンひいては引張棒が、油圧式または空気圧式で駆動されることが好ましいことを簡単に述べた。したがって、本発明にかかるクランプ装置は、２つの圧力チャンバ、具体的には、ピストンを油圧式または空気圧式で加圧して引張棒をクランプする第一圧力チャンバと、ピストンを油圧式または空気圧式で加圧して引張棒を弛緩させる第二圧力チャンバとを備えることが好ましい。引張棒をクランプする第一圧力チャンバは、通常はピストンの上方に配置されて、ピストン、ひいては引張棒を下向きに押圧する。しかしながら、引張棒を弛緩させる第二圧力チャンバは、ピストンの下方に配置されることが好ましく、したがって、弛緩させるためにピストンを上向きに押圧する。
【００２８】
本発明の好適な例示的実施形態において、クランプ装置は、圧力の低下の際にも部品をクランプしたままとする、いわゆる本質的安全システムを備える。このため、ピストンひいては引張棒をクランプ位置に付勢する、第二ばねを設けてもよい。通例、第二ばねは、クランプブッシュが径方向に拡張してクランプ対象の部品との間に摩擦および／またはフォームロック接続を形成するように、ピストンひいては引張棒を引き下げる。
【００２９】
好ましくは、本発明にかかるクランプ装置は、クランプ装置の状態をテストする調査装置も備える。例えば、調査装置は、以下のようなクランプ装置の状態を認識することができる。
・引張棒の破損
・クランプブッシュの破損
・クランプ装置上の部品の有無（配置監視）
・引張棒またはピストンの軸方向位置
・弛緩した装置（弛緩位置に引張棒およびピストンがあること）
・ワークピースの穴部が大きすぎること（この場合、ピストンが底部位置に移動する）。
【００３０】
本発明にかかる好適な例示的実施形態において、このような調査装置は空気圧で動作する。このため、調査装置は、クランプ装置の配置領域に圧縮空気を吹き付けてもよい。配置領域上に部品を配置する際、部品は排出開口を封鎖するが、これは対応する気圧および気流の変化で表現され、したがって検知技術で検出可能である。
【００３１】
また、調査装置からの圧縮空気を、内部でピストンが移動可能なシリンダーに吹き込むこともできる。これにより、例えば最大限にクランプされた状態にあるときまたは引張棒が破損した場合には、ピストンが穴部を塞がず、これが対応する圧縮空気の気圧および気流の変化で表現され、したがって検知技術で検出可能であるため、ピストン位置の検出が可能となる。
【００３２】
本発明にかかるクランプ装置は、さらに、引張棒の自由端周囲の配置領域にパージ用空気を吹き出す空気パージ装置を備えることが好ましい。パージ用空気は、クランプ装置の配置領域をクリーンな状態に保つためのものである。
【００３３】
また、空気パージ装置からの圧縮空気を、内部でピストンが移動可能なシリンダーに吹き込むこともできる。弛緩位置では、スロットルが存在するため、気圧がこの線で上昇する。これにより、弛緩位置の調査が可能となる。よって、ワークピースを装置から取り除くことができる。クランプ位置では、大量の空気が穴部４８および５２（図４および図５参照）から抜ける（気圧差を測定可能）。
【００３４】
また、本発明にかかるクランプ装置は、クランプ装置において引張棒のプレセンタリングを行うために、弾力性のあるセンタリング要素を備えることが好ましい。本発明にかかる好適な例示的実施形態において、センタリング要素は、引張棒を環状に取囲む、弾性を有するＯリングであり、引張棒が径方向に寄るとＯリングの反力によって引張棒をセンタリングする。本発明の変形例では、センタリング要素（例：Ｏリング）は、クランプブッシュの下方に配置されて引張棒のみを取囲み、センタリング要素は引張棒のエンベロープ面に直接配置されている。しかしながら、本発明の別の変形例では、センタリング要素（例：Ｏリング）は、センタリング要素がクランプブッシュの外部に配置されるように、引張棒とこれを取囲むクランプブッシュを取囲む。
【００３５】
また、本発明にかかるクランプ装置は、２つの軸方向運動、すなわち、第一にクランプ運動、第二に引下げ運動を行うことが好ましいことを述べておく。クランプ運動は、クランプブッシュを径方向に拡張するためにのみ機能し、これによりクランプブッシュとクランプ対象の部品との間の摩擦またはフォームロック接続を形成する。ただし、クランプ運動の間、クランプ対象の部品それ自体は動かされない。しかしながら、クランプ運動により部品がクランプされた後、さらに軸方向の引下げ運動がおこり、クランプされた部品を定められた位置に配置するために、クランプされた部品がクランプ装置に対して軸方向に引っ張られる。このような引下げ運動を可能とするために、クランプブッシュは、クランプブッシュとクランプされた部品の軸方向の引下げ運動が行われるよう、好ましくは軸方向に遊びを含んで、クランプ装置に組込まれる。
【００３６】
好ましくは、引下げ運動に対してクランプブッシュを付勢する第三ばねが設けられる。よって、第三ばねがクランプブッシュを上向きに押圧し、引張棒は、引下げ運動の間、第三ばねのばね力を克服しなければならない。先行する引張棒のクランプ運動の間、第三ばねは、クランプブッシュは軸方向に離れないが、径方向に拡張されることを規定する。よって、第一に、第三ばねは、引張棒を引下げる際に、クランプブッシュが軸方向に離れず、径方向に拡張するに十分な抵抗を与える。しかしながら、第二に、第三ばねは非常に曲げやすく、拡張されたクランプブッシュがクランプされた部品とともに引下げ運動を行うことができる。
【００３７】
本発明の一例示的実施形態において、クランプブッシュは、径方向に突出するカラーを底部に有しており、第三ばねは、径方向に突出するカラーの外側を取囲み、径方向内側に押圧する。ここで径方向に突出するカラーに作用して内方向に向けられるクランプ力は、その後、クランプブッシュにおいて、クランプブッシュを上向きに押圧する対応する軸方向に向けられた力に変換される。
【００３８】
しかしながら、別の実施形態において、第三ばねは、クランプブッシュの下方に配置されてクランプブッシュを軸方向に上向きに押圧する。
【００３９】
本発明の好都合な変形例において、クランプブッシュは、その下側に、上に向って円錐状に細くなる円錐状の傾斜面を有する。ここで、クランプブッシュは、その円錐状の傾斜面が、クランプ装置に固定されて補完するように傾いた円錐状の傾斜面に配置される。クランププロセスにおいて、円錐状の傾斜面は互いにスライドしてクランプブッシュを径方向に拡張させ、引き下げ運動中に軸方向下向きの運動を生じさせる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
本発明のさらにその他の好都合な発展形は、従属請求項に特徴づけられ、また、以下に、図面を参照し、本発明の好適な例示的実施形態と合わせてより詳細に説明される。
【００４１】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明にかかるクランプ装置の部分切り取り斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａのクランプ装置の差込留め具の詳細図である。
【図２】図２は、図１Ａおよび図１Ｂのクランプ装置の断面図であり、クランプ中のピストンへの加圧を示す。
【図３】図３は、図１Ａおよび図１Ｂのクランプ装置の断面図であり、弛緩中のピストンへの加圧を示す。
【図４】図４は、図１Ａおよび図１Ｂのクランプ装置の別の断面図であり、クランプ装置からのパージ用空気の吹き出しを示し、またスロットルによる弛緩位置の調査を示す（注：ワークピースを取り除くことができる）。
【図５】図５は、図１Ａおよび図１Ｂのクランプ装置の別の断面図であり、空気圧式の調査装置を示す。
【図６】図６は、図２の拡大詳細図であり、引下運動の前提条件としてのクランプブッシュの軸方向の遊びを示す。
【図７】図７は、差込留め具の固定された引張ボルトの軸方向拡大詳細図である。
【図８】図８は、引張棒の差込留め具を示す断面図である。
【図９】図９は、図１Ａ〜図８にかかる例示的実施形態の、本質的安全装置のための追加のばねを有する変形例を示す。
【図１０】図１０は、クランプブッシュを径方向に拡張させるためにクランプブッシュに円錐状の傾斜面を設けた変形例を示す。
【図１１】図１１は、ねじの挿入を容易にするための弾性リングを設けた変形例を示す。
【図１２】図１２は、ねじの挿入を容易にするためのエアクッションを設けた変形例を示す。
【図１３Ａ】図１３Ａは、差込留め具が耐ねじり保護部と回転角度規制部とを備える別の例示的実施形態の図１３Ｃの断面線Ｆ−Ｆに沿った断面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、図１３Ｃの断面線Ｇ−Ｇに沿った断面図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、図１３Ａおよび図１３Ｂにかかる例示的実施形態の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
図１Ａ〜図８は、部品２をクランプするための本発明にかかるクランプ装置１を示す各種の図である。明確にするために、図２では部品２を模式的にのみ示し、それ以外では省略している。部品２は、以下に詳細を説明するように、フォームロック係合を可能とするためにクランプ装置１による係合用の内ねじ５が設けられた内壁４のある止まり穴３を有する。
【００４３】
クランプ装置１は、上側がハウジングカバー７により閉塞され、下側がハウジングベース８により閉塞されるハウジング６を有する。ここで、ハウジングベース８とハウジング６との間の環状の間隙は、シール９によって封止されている。
【００４４】
クランプ装置１内には、引張棒１０が軸方向に移動可能に配置されており、この引張棒１０は、同じく以下に詳細に説明するように、同様に軸方向に移動可能なピストン１１によって移動される。ピストン１１の外エンベロープ面とハウジング６の内壁との間の環状間隙は、ここでは２つのシール１２，１３によって封止されている。
【００４５】
ピストン１１は、引張棒１０の下端が差込まれる軸方向貫通孔１４を有し、この引張棒１０は、以下に詳細に説明するように、解除可能な差込留め具によってピストン１１に固定される。
【００４６】
ピストン挿入部１５がピストン１１に挿入されており、ピストン挿入部１５のベース部には、引張棒１０の差込留め具が不注意により解除されないよう、引張棒１０を軸方向上側に押圧するばね１６が置かれている。
【００４７】
ここで、ピストン１１の貫通孔１４は、図７に示すように、断面が細長い穴となっている。引張棒１０は、その下端に、差込留め具が固定された状態でピストン１１の突出部５３の底部に支えられるハンマー状の横方向拡張部１７を有している。よって、特定の角度位置では、細長い穴である貫通孔１４が十分なスペースを提供するため、引張棒１０を簡単にクランプ装置１に差込むことができる。引張棒１０の差込後、引張棒１０は９０°回転させられ、引張棒１０のハンマー状拡張部１７がピストン１１に配置される。
【００４８】
しかしながら、例えばピボットカーブまたはストップボルトを介した例えば締め具など、その他の変形例も可能である。
【００４９】
ばね１６は、引張棒１０が意図せず回転して（突出部５３にかかっている）クランプ装置１から外れることを防止する。
【００５０】
また、クランプ装置１は、その上部領域において、内部パーツ１８を有しており、内部パーツ１８は、環状に引張棒１０を取囲み、引張棒１０の事前センタリング用のＯリング１９が配置される貫通孔を含んでいる。具体的には、引張棒１０が横方向に寄ると、Ｏリング１９が内方向の反力を加え、これにより引張棒１０がクランプ装置１内でセンタリングされる。
【００５１】
ここで、内部パーツ１８は、圧縮ばね２０を介してハウジング６に置かれている。そして、圧縮ばね２０は、内部パーツ１８を上向きに押圧している。
【００５２】
引張棒１０の自由端はクランプブッシュ２１によって囲まれており、部品２がクランプされると、クランプブッシュ２１が止まり穴３に差込まれてフォームロック接続を形成する。このため、クランプブッシュ２１は、その外エンベロープ面に、止まり穴３の内ねじ５に合う外ねじを有している。
【００５３】
引張棒１０の自由端は、引張棒１０の端部に向って円錐状に広がる外エンベロープ面を有している（代替的にピラミッド状の面でもよい）。また、これに対応して、クランプブッシュ２１も、自由端に向って円錐状に広がる円錐状の内壁を有している。よって、引張棒１０がクランプ装置１内を後退すると、一方は引張棒１０、他方はクランプブッシュ２１の円錐面が互いにスライドすることにより、クランプブッシュ２１が径方向に拡張することになる。そして、クランプブッシュ２１の外ねじは、対応して設けられた止まり穴３の内ねじ５と係合して、フォームロック接続を形成する。
【００５４】
また、クランプブッシュ２１の外部は、環状のスクレーパー２２によって囲まれていることを述べておく。スクレーパー２２は、クランプ装置１内へのほこりの入り込みを防止する。
【００５５】
図２は、引張棒１０をクランプするための油圧接続２３を有するクランプ装置１の断面図である。油圧接続２３は、オイル流路２４，２５を介して圧力チャンバ２６に連結しており、圧力チャンバ２６内で作用する油圧がピストン１１を上側から押圧し、必要があればピストン１１を押し下げる。そして、これに応じて、ピストン１１は引張棒１０を下側へ移動させる。また、ここで、オイル流路２５は栓２７によってその上側が閉塞されていることを述べておく。
【００５６】
図３は、クランプ装置１を弛緩するための油圧接続２８を有する図１Ａおよび図１Ｂのクランプ装置の別の断面図である。油圧接続２８は、オイル流路２９，３０を介して圧力チャンバ３１に連結しており、圧力チャンバ３１内に広がる油圧がピストン１１に下から作用し、必要があればピストン１１を押し上げる。また、ここで、オイル流路３０は栓３２によってその上側が閉塞されていることを述べておく。
【００５７】
図４は、空気パージ装置およびピストン１１の弛緩位置調査のための空気圧接続３３をさらに有するクランプ装置１の別の断面図である。空気圧接続３３は、圧縮空気流路３４，３５，３６，４８を介してハウジングカバー７の圧力チャンバ３７に連結しており、圧力チャンバ３７からは、クランプ装置１の配置領域をクリーンに保つために、吹出開口を通って圧縮空気を上向きに吹き出すことができる。また、ここで、圧縮空気流路３４は栓３８によってその外側が閉塞されていることを述べておく。
【００５８】
スロットル４９は、気圧差を確保する。弛緩状態において、上部位置にあるピストン１１と圧縮空気流路４８（パージ用空気流路）は閉塞されている。すなわち、クランプ位置と弛緩位置との間には気圧差がある。
【００５９】
図５は、空気圧式で動作する調査装置のための空気圧接続３９をさらに有するクランプ装置１の別の断面図である。
【００６０】
調査装置の空気圧接続３９は、第一に、圧力流路４０を介して、ピストン１１が内部で軸方向に移動可能なシリンダーに通じている。このようにすることで、ピストン１１が圧縮空気流路４０の出口開口を開放すると、空気圧接続３９での気圧状態が変化するため、ピストン１１の位置が調査装置によって調査される。
【００６１】
しかしながら、第二に、調査装置の空気圧接続３９は、クランプ状態において部品２によって塞がれる配置監視孔４３に、圧縮空気流路４１，４２を介して通じている。これにより、空気圧接続３９における気圧状態が変化して、測定技術により検知可能となるため、配置監視が可能となる。
【００６２】
以下、本発明にかかるクランプ装置１の機能について説明する。
【００６３】
ここでは、引張棒１０が、すでにクランプ装置１に組込まれ、差込留め具によって固定されているものとする。そして、ばね１６が、引張棒１０をピストン１１に対して上向きに押圧し、これにより、例えば最悪の場合には（突出部５３と係合している）引張棒１０から外れることになる振動や揺れによって差込留め具が緩むことを防止する。
【００６４】
そして、油圧接続２８によって圧力チャンバ３１にオイルが供給されてピストン１１に下から作用し、ピストンと引張棒１０を上向きに押圧して、クランプ装置１が、まず、弛緩している。クランプ装置が弛緩している間、油圧接続２３には圧力がかからない。
【００６５】
次に、引張棒１０の自由端がクランプブッシュ２１と共に止まり穴３に差込まれるように、部品２を載置することができる。
【００６６】
ここで、弛緩状態におけるクランプブッシュ２１の外径は止まり穴３の内壁４の内径よりも小さいことを述べておく。これは、クランプブッシュ２１と共に引張棒１０を弛緩状態で止まり穴３に差込むために重要である。
【００６７】
部品２をクランプ装置１に載置すると、部品２はクランプ装置１の上側の配置監視孔４３を閉塞するが、これは空気圧接続３９において測定可能である。
【００６８】
この後に、クランプ装置１がクランプされる。このために、油圧接続２８には圧力がかからない。また、圧力チャンバ２６の油圧がピストン１１を引張棒１０と一緒に引下げるように、圧力接続２３が制御される。このような引張棒１０の下方向への運動によって、引張棒１０の円錐面とクランプブッシュ２１の円錐面が互いにスライドし、クランプブッシュ２１が径方向に拡張することになる。クランプブッシュ２１が径方向に拡張している間、クランプブッシュ２１のエンベロープ面の外ねじが、止まり穴３の内壁４の内ねじ５に係合して、クランプブッシュ２１と部品２との間にフォームロック接続を形成する。
【００６９】
引張棒１０が下向きへさらに移動すると、部品２をクランプ装置１の配置領域にしっかりと引き寄せるために、フォームロックでクランプされた部品２が引下げ運動を行う。ここで、クランプブッシュ２１はその下側が内部パーツ１８に置かれていることを述べておく。よって、引張棒１０をさらに引下げることにより、クランプブッシュ２１、ひいては圧縮ばね２０に支えられている内部パーツ１８が、これに応じて下向きに移動することになる。したがって、引下げ運動は、圧縮ばね２０の反作用を克服しなければならない。
【００７０】
調査装置は、空気圧接続３９における気圧状態の問い合わせにより、部品２がクランプ装置１の配置領域にしっかりと引き寄せられているか否かを判断することができ、しっかりと引き寄せられている場合、クランププロセスは終了する。
【００７１】
図６から、内部パーツ１８ひいてはクランプブッシュ２１は、部品２のクランプ後に引下げ運動ができるようにするために、軸方向に遊びをもってクランプ装置１に組込まれていることが明らかである。
【００７２】
図９は、上述した例示的実施形態の変形例を示し、この例示的実施形態はその大部分が上記の実施形態に一致する。重複を避けるために上記の説明を援用し、対応する点については同じ参照符号を用いる。
【００７３】
本例示的実施形態の特徴は、クランプ装置１がいわゆる本質的安全システムを備える点にある。これは、圧力の低下が起こっても部品２がクランプされたままであることを意味する。このため、ピストン１１ひいては引張棒１０をクランプ位置に引下げる、追加ばね４４が設けられている。
【００７４】
最後に、図１０は、その大部分が上記の例示的実施形態に対応するさらに別の変形例を示す。重複を避けるために上記の説明を援用し、対応する点については同じ参照符号を用いる。
【００７５】
本例示的実施形態の特徴は、クランプブッシュ２１が、その下側に、径方向に突出するカラー４５と、クランプ装置の円錐状の傾斜面４７上をスライド可能な円錐状の傾斜面４６と、を備える点にある。したがって、引下げ運動の際に、円錐状の傾斜面４６，４７が互いにスライドして、径方向に突出するカラー４５が圧縮ばね２０の径方向の反力に抗して外向きに寄って、これにより引下げ運動が可能となる。
【００７６】
図１１および図１２は、その大部分が上記の例示的実施形態に対応するさらに別の変形例を示す。重複を避けるために上記の説明を援用し、対応する点については同じ参照符号を用いる。
【００７７】
図１１の特徴は、クランプブッシュ２１は、下側の弾性リング５０上に置かれ、これによりクランプブッシュ２１のねじの差込みが容易となる点にある。
【００７８】
図１２の特徴は、クランプブッシュ２１は、下側の弾性リング５０上にフロートし、これによりクランプブッシュ２１のねじの差込みが容易となる点にある。
【００７９】
図１３Ａ〜図１３Ｃは、その大部分が上記の例示的実施形態に対応するさらに別の変形例の各種断面図である。重複を避けるために上記の説明を援用し、対応する点については同じ参照符号を用いる。
【００８０】
本例示的実施形態の特徴は、差込留め具が、一方の引張棒１０のハンマー状拡張部１７と他方のピストン１１との間に、ピストン１１の対応する穴部に挿入された２つのピン５４で構成される回転角度規制部を有する点にある。引張棒１０がその長手軸を中心に回転する際、引張棒１０のハンマー状拡張部１７が、引張棒１０の回転角度を制限するように、ピン５４に接触する。
【００８１】
本例示的実施形態の別の特徴として、差込留め具が、差込留め具の意図しない解除を防ぐ耐ねじり保護部（解除保護）を有する点がある。耐ねじり保護部は、実質的に、同様にピストン１１の穴部に挿入された追加ピン５５で構成される。ここで、ピン５５は、引張棒１０が回転し、引張棒１０がピストン１１から外れることを可能になる位置にくることを妨害する。したがって、差込留め具を解除するためには、まずピン５５を取り除く必要がある。その後、引張棒１０が回転可能となって、差込留め具を解除することができる。
【００８２】
本発明は、上述した好適な例示的実施形態に限定されるものではない。むしろ、同様に発明思想を利用し、したがって保護の範囲に含まれることになる、複数の変化形および変形例が可能である。特に、本発明は、従属請求項の主題と特徴の保護を、その引用元の請求項とは別に請求するものである。例えば、従属請求項に記載の差込留め具の思想は、独立請求項に記載のねじ接続の特徴によらず、保護するに値する独立した意義を有するものである。
【符号の説明】
【００８３】
１：クランプ装置
２：部品
３：止まり穴
４：止まり穴の内壁
５：止まり穴の内ねじ
６：クランプ装置のハウジング
７：ハウジングカバー
８：ハウジングベース
９：ハウジングベースとハウジングとの間のシール
１０：引張棒
１１：ピストン
１２：ピストンとハウジングとの間のシール
１３：ピストンとハウジングとの間のシール
１４：ピストンの貫通孔
１５：ピストン挿入部
１６：引張棒の付勢用のばね
１７：引張棒のハンマー状拡張部
１８：内部パーツ
１９：引張棒を事前センタリングするためのＯリング
２０：クランプブッシュを引下げ運動に対して付勢するための圧縮ばね
２１：クランプブッシュ
２２：スクレーパー
２３：引張棒をクランプするための油圧接続
２４：引張棒をクランプするためのオイル流路
２５：引張棒をクランプするためのオイル流路
２６：引張棒をクランプするための圧力チャンバ
２７：栓
２８：引張棒を弛緩するための油圧接続
２９：引張棒を弛緩するためのオイル流路
３０：引張棒を弛緩するためのオイル流路
３１：引張棒を弛緩するための圧力チャンバ
３２：栓
３３：空気パージ装置用の空気圧接続
３４：空気パージ装置の圧縮空気流路
３５：空気パージ装置の圧縮空気流路
３６：空気パージ装置の圧縮空気流路
３７：空気パージ装置の圧力チャンバ
３８：栓
３９：調査装置の空気圧接続
４０：調査装置の圧縮空気流路（ピストン位置監視）
４１：調査装置の圧縮空気流路
４２：調査装置の圧縮空気流路
４３：配置監視孔
４４：圧力低下が起こった場合の本質的安全装置用ばね
４５：クランプブッシュのカラー
４６：クランプブッシュの傾斜面
４７：静止傾斜面
４８：圧力流路調査弛緩位置
４９：スロットル／スロットル孔
５０：高さ補償用弾性リング
５１：エアクッション生成用の穴部
５２：気圧差測定用圧力流路
５３：差込留め具用突出部（引張棒のハンマー部）
５４：差込留め具の回転角度規制部のピン
５５：耐ねじり保護部のピン（解除保護）
ａ：クランプブッシュと内部パーツの軸方向遊び
【図１Ａ−１Ｂ】
2017512663.tif 000003
【図２】
2017512663.tif 000004
【図３】
2017512663.tif 000005
【図４】
2017512663.tif 000006
【図５】
2017512663.tif 000007
【図６】
2017512663.tif 000008
【図７】
2017512663.tif 000009
【図８】
2017512663.tif 000010
【図９】
2017512663.tif 000011
【図１０】
2017512663.tif 000012
【図１１】
2017512663.tif 000013
【図１２】
2017512663.tif 000014
【図１３Ａ】
2017512663.tif 000015
【図１３Ｂ】
2017512663.tif 000016
【図１３Ｃ】
2017512663.tif 000017
【国際調査報告】
2017512663.tif 000018
2017512663.tif 000019
2017512663.tif 000020
2017512663.tif 000021
2017512663.tif 000022
2017512663.tif 000023
2017512663.tif 000024
2017512663.tif 000025
2017512663.tif 000026
2017512663.tif 000027