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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Klemmen zum Einspannen
von Werkstücken und
dergleichen und insbesondere eine Klemme mit einem Klemmkraft-Sensor.
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Hintergrund
der Erfindung
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Es
gibt viele Typen von Klemmen, die zum Greifen von Objekten eingesetzt
werden. Eine Art von Klemme, oft als Federklemme bezeichnet, ist
mit einer Feder ausgestattet, die die Backen der Klemme gegeneinander
drückt.
Um eine Federklemme zu benutzen, werden die Griffe der Klemme zusammengedrückt, wobei
das Zusammendrücken
gegen die Kraft der Feder arbeitet, und dadurch die Klemmbacken
auseinander gespreizt werden und das Einfühen eines oder mehrerer Werkstücke zwischen
die Backen ermöglicht
wird. Beim Lösen
der zusammendrückenden
Kraft drückt
die Feder die Backen gegen das Werkstück oder die Werkstücke.
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Eine
Variante der Federklemme ist als eine verstellbare Klemme bekannt.
In einer verstellbaren Klemme ist eine Feder vorgesehen, die die
Backen der Klemme auseinanderdrückt.
Wenn ein Benutzer die Griffe der verstellbaren Klemme zusammendrückt, werden
die Klemmbacken einander allmählich
angenähert,
bis sie schließlich
aneinander stoßen.
Ein Ratschenmechanismus wird bereitgestellt, der gegen die Kraft
der Feder wirkt und die Klemmbacken in diskreten Positionen feststellt
wenn sie sich einander annähern.
Der Ratschenmechanismus erlaubt dadurch die Anpassung und das Halten
der Klemmbacken in jeder gewünschten
Position wenn die Griffe der verstellbaren Klemme zusammengedrückt sind.
Auf diese Weise können
die Backen gegen ein Werkstück
oder mehrere Werkstücke
geklemmt werden, die sich zwischen den Backen befinden.
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Schienenklemmen
umfassen grundsätzlich ein
Paar Klemmbacken, die auf einer Schiene verstellbar sind. Ein Werkstück kann
durch in Anstoßbringen
der Backen an gegenüberliegende
Seiten des Werkstücks
und Anziehen der Backen gegen das Werkstück, wie durch wiederholtes
Drücken
eines hand-betätigten
Auslösemechanismusses
zwischen die Backen geklemmt werden.
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Die
Schienenklemme kann auch dazu benutzt werden, um Objekte auseinander
zu spreizen. Dies kann bei einigen Schienenklemmen durch drehen
der Klemmbacken um 180 ° erreicht
werden, wodurch die Annährungsbewegung
der Backen entlang der Schiene gegeneinander in eine sich entfernende Bewegung
weg voneinander umgekehrt wird. Die Objekte können gespreizt werden durch
in Anlage bringen der Backen gegen die entsprechenden Oberflächen der
Objekte uns anschließend
durch Bewegung der Backen in die Spreizrichtung zum Beispiel durch
wiederholtes Drücken
des hand-betätigten Auslösemechanismusses.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung soll eine verbesserte Klemme mit einem Klemmkraft-Sensor bereitstellen
die im Detail im Folgenden beschrieben wird.
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Gemäß einer
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird daher eine Klemme
bereitgestellt, die zumindest ein Klemmelement (beispielsweise Klemmbacke,
Klemmriemen etc.) und eine hand-betriebene Stelleinrichtung, die
einsetzbar ist, um das Klemmelement (18) in eine Klemmrichtung
zu bewegen, und einen Klemmkraft-Sensor
(26) in operativer Verbindung mit dem Klemmelement (18).
Der Klemmkraft-Sensor (26) kann in operativer Verbindung
mit einer Klemmkraft- Anzeige
(32) stehen, die auf der Klemme (1) angeordnet
sein kann oder ferngesteuert in Kommunikation mit dem Klemmkraft-Sensor
(26) stehen kann.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
vorliegende Erfindung wird besser verstanden und gewürdigt durch
die folgende detaillierte Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen
in denen:
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1- 3 vereinfachte
bildliche Illustrationen von Klemmen die in Übereinstimmung mit Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung konstruiert und betrieben werden, wobei
die Klemmen jeweils eine Federklemme, eine verstellbare Klemme und
Schienenklemme sind;
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4-7 vereinfachte
bildliche Illustrationen verschiedener Klemmkraft-Anzeiger sind,
die in Übereinstimmung
mit verschiedenen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung konstruiert und betrieben werden, wobei
in 4 der Klemmkraft-Indikator eine Anzeigenadel umfasst,
die sich relativ zu einer Einteilung bewegt, dargestellt ist, in 5 ein Klemmkraft-Anzeiger,
der einen variablen Farbindikator umfasst, dargestellt ist, in den 6 und 7 ein
Klemmkraft-Anzeiger
dargestellt ist, der ein angezeigtes graphisches Objekt (zum Beispiel
ein Gesicht einer Zeichentrickfigur), das sich in Abhängigkeit
mit der vom Klemmkraft-Sensor
festgestellten Klemmkraft ändert;
und
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8 eine
vereinfachte bildliche Illustration einer Bandklemme ist, die in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung konstruiert und betrieben wird.
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Detaillierte
Beschreibung von Ausführungsformen Es
wird auf 1 Bezug genommen, die eine Klemme 10 darstellt,
die in Übereinstimmung
mit einer Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung konstruiert
und betrieben wird.
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Klemme 10 kann
ein paar Griffe 12 umfassen, die um ein Scharnier 14 drehbar
angeordnet sind. Ein Paar Klemmarme 16 können sich
an die Griffe 12 anschließen. Jeder Klemmarm 16 kann
eine daran befestigte Klemmbacke 18 umfassen. Die Klemmbacke 18 wird
auch als Klemmelement bezeichnet. Klemmbacke 18 kann drehbar
am Klemmarm 16 befestigt sein. Eine Feder 20 kann
in Nebeneinanderstellung mit dem Scharnier 14 angebracht
sein. Die Klemme 10 ist eine Federklemme. Bei der Verwendung,
werden die Griffe 12 in Richtung der Pfeile 22 zusammengedrückt, wobei
sie gegen die Kraft der Feder 20 arbeiten, und hierdurch
die Klemmbacken 18 auseinanderspreizen und so die Einführung eines
Werkstücks
(nicht gezeigt) zwischen die Klemmbacken 18 ermöglichen.
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Beim
Lösen der
zusammendrückenden Kraft,
drückt
die Feder 20 die Klemmbacken 18 gegen das Werkstück in Richtung
der Pfeile 24. Die Feder 20 und die Griffe 12 umfassen
damit eine hand-betriebene Stelleinrichtung, die in der Lage ist, die
Klemmbacken 18 in Klemmrichtung zu bewegen.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung steht ein Klemmkraft-Sensor 26 in operativer Verbindung
mit einer oder mehrerer Klemmbacken 18. Der Klemmkraft-Sensor 26 kann beispielsweise
auf der Klemmseite 28 einer oder beider Klemmbacken 18 angeordnet
sein. Der Klemmkraft-Sensor 26 kann mit der Klemmseite 28 glatt
abschließen
oder kann beispielsweise darüber
hervorstehen. Der Klemmkraft-Sensor 26 kann jede Art von Sensor
sein, der zur Detektion einer Kraft oder eines Druckes geeignet
ist, beispielsweise eine Kraftmessdose, ein Drucksensor, ein Beschleunigungsmesser, ein
Dehnungsmessstreifen, oder jede Kombination hiervon, wobei diese
Aufzählung
nicht beschränkend ist.
Diese Sensoren sind leicht in kleinen und in großen Größen verfügbar und können eine Vielzahl von Kräften messen
und sind kommerziell von Herstellern wie Honeywell Sensotec und
Entran Devices erhältlich.
Eine Stromquelle 30, beispielsweise eine Batterie, kann
zur Versorgung des Klemmkraft-Sensors 26 in der Klemme 10 angeordnet
sein. Der Klemmkraft-Sensor 26 muss nicht notwendigerweise elektrisch
angetrieben sein und kann auch mechanisch, hydraulisch, pneumatisch
oder in jeder Kombination hiervon betrieben sein, wobei diese Aufzählung nicht
beschränkend
ist.
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Der
Klemmkraft-Sensor 26 kann in operativer (zum Beispiel elektrisch
verbundener) Verbindung mit einer Klemmkraft-Anzeige 32 stehen.
Die Klemmkraft-Anzeige 32 kann an jedem Teil der Klemme 10 angebracht
sein. Alternativ oder zusätzlich kann
die Klemmkraft-Anzeige 32 in ferngesteuerter Kommunikation
mit dem Klemmkraft-Sensor 26 stehen, beispielsweise durch
RF-, IR-, oder Bluetooth-Kommunikation.
Die Klemmkraft-Anzeige 32 kann eine visuelle Anzeige 34 (zum
Beispiel einen digitalen Ausgabe-Anzeiger) oder eine akustische
Anzeige 36 (zum Beispiel einen Lautsprecher mit einem Sprach-Chip)
umfassen ohne darauf beschränkt
zu sein.
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Die
Klemme 10 in 1 ist eine Federklemme. Im Folgenden
wird Bezug genommen auf 2 und 3, die andere
Typen von Klemmen darstellen, die in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung konstruiert und betrieben werden, wobei die
Klemmen jeweils eine verstellbare Klemme 50 und eine Schienenklemme 60 sind.
Wie vorstehend beschrieben und dem Fachmann wohlbekannt, hat eine
verstellbare Klemme eine Feder, die die Klemmbacken auseinanderdrückt. Ein
Ratschenmechanismus wird bereitgestellt, der gegen die Kraft der
Feder arbeitet und die Klemmbacken in diskreten Positionen arretiert,
wenn sie sich einander annähern.
Die Schienenklemme kann ein Paar Klemmbacken umfassen, die auf einer
Schiene gleiten. Hier bildet ein hand-betätigter Auslösemechanismus 62 die
hand-betriebene Stelleinrichtung, die die Klemmbacken 18 in
eine Klemmrichtung bewegt. Dies sind nur Beispiele für Klemmen
und die Erfindung ist nicht auf diese Klemmen beschränkt.
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Es
wird Bezug genommen auf die 4 bis 7,
die verschiedene Ausgestaltungen der Klemmkraft-Anzeige 32 wiedergeben.
Die Klemmkraft-Anzeige 32 kann beispielsweise eine Anzeigenadel 38 umfassen,
die sich vor einer Einteilung 40 bewegt, wie in 4 zu
sehen. In einem anderen Beispiel kann die Klemmkraft-Anzeige 32 einen
variablen Farbanzeige 42 umfassen, wie ein LED oder ein
LCD Farbdisplay, wobei mit steigender Klemmkraft eine Balkenanzeige
ansteigt (und umgekehrt mit sinkender Klemmkraft absinkt) und außerdem in Übereinstimmung
mit der Klemmkraft die Farbe wechseln kann, wie in 5 zu
sehen. In einem weiteren Beispiel kann die Klemmkraft-Anzeige 32,
wie in 6 und 7 gezeigt, ein angezeigtes graphisches
Objekt 44 umfassen (zum Beispiel ein Gesicht einer Zeichentrickfigur),
das sich in Abhängigkeit
von der durch den Klemmkraft-Sensor 26 erfassten Klemmkraft
verändert.
Das graphische Objekt 44 kann auf einem (farbigem oder
schwarz-weißem) LED-
oder LCD-Display angezeigt werden und es kann mit einem Mikroprozessor
(nicht gezeigt) kontrolliert werden, der die detektierte Kraft in
eine Serie von Graphiken umwandelt. In 6 ist die
Klemmkraft nicht groß und
das Gesicht zeigt wenig oder gar keine Emotion. In 7 ist
die Klemmkraft bis zu dem Punkt angestiegen, an dem das Gesicht Schmerz
ausdrückt
und Grimassen schneidet. Eine solche Ausgestaltung kann als Spielzeug
oder als Scherzartikel verwendet werden.
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Es
wird nun Bezug genommen auf 8, die eine
Bandklemme 100 zeigt, die in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung konstruiert und betrieben wird.
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Die
gezeigte Bandklemme (auch Gurtklemme genannt, wobei die Begriffe
austauschbar verwendet werden) kann wie eine Bandklemme der
US 5,918,866 von Klimach
konstruiert sein. Diese Bandklemme ist nur zur Vereinfachung dargestellt.
Die Erfindung ist in keinem Fall auf die spezielle Konstruktion
der Bandklemme des US-Patents 5,918,866 beschränkt und die vorliegende Erfindung
betrifft jede Art von Bandklemme.
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In
Kürze,
umfasst die dargestellte Bandklemme 100 eine äußere Schlaufe 112a,
die durch eine einen Klemmriemen 102 gebildet wird, der
vorzugsweise ein Textilriemen ist. Der Klemmriemen 102 wird auch
als Klemmelement bezeichnet. Die Schlaufe 112a wird um
die Außenseite
von, beispielsweise zwei Werkstücken 114 und 116 gelegt
und führt
zu einer Spannvorrichtung 120, die in einem Gehäuse 122 untergebracht
und mit einem Griff 138 ausgestattet ist, der zum Festziehen
der äußeren Schlaufe 112a dient.
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Die äußere Schlaufe 112a kann
mit einem Schloss Z mit Schlosselementen Z1 und Z2 ausgestattet
sein, die miteinander verbunden und wieder gelöst werden können. Das Schloss Z ermöglicht es die äußere Schlaufe 112a zu öffnen, um
sie um die Werkstücke 114 und 116 zu
legen, ohne diese aus einer längsseitigen
Position durch die Schlaufe drücken
zu müssen.
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Bänder 104 eines
Klemmriemens 102 können über eine
Spule 98 mit einer Handkurbel 110 aufgedreht werden.
Die Spannvorrichtung 120 ist demnach eine hand-betriebene
Stelleinrichtung, die einsetzbar ist, um das Klemmelement (18)
in Klemmrichtung zu bewegen.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, umfasst die Bandklemme 100 einen
Klemmkraft-Sensor 126 in operativer Verbindung mit dem Klemmelement,
Klemmriemen 102. Der Klemmkraft-Sensor 126 kann
beispielsweise auf einem Ritzel 140 (oder in Nachbarschaft
dazu), um das der Klemmriemen gewunden ist, oder auf dem Klemmriemen 102 selbst,
angeordnet sein. Wie vorstehend beschrieben kann der Klemmkraft-Sensor 126 kann
jede Art von Sensor sein, der zur Detektion einer Kraft oder eines
Druckes geeignet ist, beispielsweise eine Kraftmessdose, ein Drucksensor,
ein Beschleunigungsmesser, ein Dehnungsmessstreifen, oder jede Kombination
hiervon ohne darauf beschränkt
zu sein. Der Klemmkraft-Sensor 126 kann in operativer (zum
Beispiel elektrisch verbundener) Verbindung mit einer Klemmkraft-Anzeige 132 stehen. Die
Klemmkraft-Anzeige 132 kann wie vorstehend beschrieben
ausgestaltet sein und kann an jeder Stelle der Bandklemme 100 befestigt
sein oder kann entfernt dazu vorliegen.
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Es
wird festgestellt, dass die Klemmkraft-Sensoren und Klemmkraft-Anzeigen
der Erfindung durch einen Klemmenhersteller auf der Klemme angebracht
werden kann und damit zum Verkauf bereitgestellt werden kann. Alternativ
können
die Klemmkraft-Sensoren und Klemmkraft-Anzeigen der Erfindung als
ein Ergänzungs-Set zur Verfügung gestellt
werden wobei der Endverbraucher das Set kauft und es an eine spezielle
Klemme anbringt.
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Es
wird herausgestellt, dass verschiedene Merkmale der Erfindung, die
zur Klarheit im Zusammenhang mit separaten Ausführungsbeispielen beschrieben
werden, auch in Kombination in einer einzigen Ausgestaltung bereitgestellt
werden können. Umgekehrt
können
verschiedene Merkmale der Erfindung, die der Kürze halber im Zusammenhang
mit einem einzigen Ausführungsbeispiel
beschrieben wurden ebenso separat oder in jeder geeigneten Unterkombination
bereitgestellt werden können.