DE6948944U - Vorrichtung zum anheben und abstuetzen von beweglich gelagerten maschinenteilen. - Google Patents

Description

Fortuna-Werke

Maschinenfabrik AG Pat 2/860 Fd/Vo

7 Stuttgart-Bad Cannstatt

Vorrichtung zum Anheben und Abstützen von beweglich gelagerten Maschinenteilen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anheben und Abstützen von beweglich gelagerten Teilen an Maschinen wie z.B. Werkzeugmaschinen, insbesondere Schleifmaschinen, bei der zwischen den gegeneinander bewegbaren Lagerflächen der Maschinenteile die Bildung mindestens eines Druckmittelpolsters, insbesondere eines Druckluftpolsters, vorgesehen ist.

Es ist eine pneumatische Vorrichtung der erwähnten Art zum Anheben und Abstützen eines Schleifspindelstockes an einer Flächenschleifmaschine bekannt. Der Schleifspindelstock ist hierbei mittels eines Druckluftpolsters zwischen seiner im wesentlichen ebenen Unterseite und der ebenfalls ebenen Lagerfläche eines Maschinentisches schwebend allseitig verschiebbar geführt, so daß die an einer seitlich überhängenden Konsole des Schleifspindelstockes angeordnete Schleifscheibe mit konstantem Abstand von der Lagerfläche des Maschinentisches über auf letzterem befindliche Werkstücke hinweggeführt werden kann — Das Problem der reibungslosen bzw. reibungsarmen Verschiebung und Führung besteht auch bei Werkzeugmaschinen, insbesondere bei Schleifmaschinen, die einen Untertisch und einen darauf beweglich, beispielsweise schwenkbar gelagerten öbertiseh aufweisen. Dies gilt· insbesondere dann, -wenn auf dem Obert-iseh. ein Werkstückspindelstoek und ein Reitstock üblicher Art ₃ d.h. vergleichsweise hohen Gewichtes angeordnet ist. Bei üblicher Lagerung des Obertisehes auf dem Untertisch über eine flüssige

oder zähflüssige Schmiermittelschicht wird letztere unter dem Gewicht des Obertisches mit Werkstückspindelstock und Reitstock sowie zusätzlich unter der Wirkung einer im allgemeinen vorhandenen Klemmvorrichtung zum Festsetzen des Obertisches am Untertisch nach den Seiten verdrängt, so daß wenigstens abschnittsweise eine metallische Berührung der Lagerflächen von Obertisch und Untertisch, d.h. eine beträchtliche Haftreibung auftritt. Die Folge ist eine verklebungsähnliche Haftung zwischen Obertisch und Untertisch auch nach dem Lösen der Klemmvorrichtung, so daß die erforderliche Verschiebung bzw. Verschwenkung des Obertisehes mit hohem Kraftaufwand und entsprechender Belastung bzw. Verformung, insbesondere Verwindung, des Obertisches verbunden ist. Diese Haftung tritt insbesondere an der den Werkstückspindelstock tragenden Seite des Obertisches auf.

Die zur Durchführung einer vorgegebenen Schwenkung des Obertisches eingeleiteten Stellkräfte haben mit der erwähnten Verformung wegen der Haftung zwischen Obertisch und Untertisch eine entsprechende Abweichung der tatsächlichen Lage der Werkstückachse von der Soll-Stellung zur Folge. Dies ist inbesondere durch die Verformung des Obertisches in der Horizontalen bedingt. Aber auch nach Überwindung der Haftreibung bzw. Verklebung durch entsprechend hohe Stellkräfte nimmt der Obertisch nicht seine Soll-Stellung ein, da die frei werdende, in der Tischverformung gespeicherte Energie im allgemeinen eine überschießende Bewegung zur Folge hat (stick-slip Effekt). Außerdem hat die erwähnte Haftung mit den entsprechend hohen Stellkräften eine starke Belastung der Sehwenklagerung des Obertisehes zur Folge, so daß die Genauigkeit dieser Lagerung leidet "bzw. erfindliche, spielfreie Lagerungen nicht in Betracht kommen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher zunächst darin, die Haftreibung und nach Möglichkeit überhaupt eine unmittelbare

Berührung zwischen den Lagerflächen von Obertisch und Untertisch einer Werkzeugmaschine der vorgenannten Art bei der
Tischverstellung zu vermeiden und damit die angeführten Nachteile zu überwinden- Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich unter Verwendung einer Vorrichtung zum Anheben und Abstützen von beweglich gelagerten Teilen an Werkzeugmaschinen, insbesondere Schleifmaschinen, bei der zwischen den gegeneinander bewegbaren Lagerflächen der Maschinenteile
die Bildung mindestens eines Druckluitpolsters vorgesehen ist, hauptsächlich dadurch, daß bei einer einen Untertisch und
einen darauf beweglieh, insbesondere schwenkbar gelagerten Obertisch aufweisenden Werkzeugmaschine zwischen Obertisch und Untertisch wenigstens eine mit Druckluft beaufschlagbare Lagerflächenausnehmung vorgesehen ist.

Durch die erfindungsgemässe Anwendung der an sich bekannten Anhebung und Abstützung mit Hilfe von Druckluftpolstern auf die Obertischlagerung von Werkzeugmaschinen ergeben sich gerade hier besonders vorteilhafte Wirkungen hinsichtlich der Einstellgenauigkeit und damit auch der Arbeitsgenauigkeit. Weiterhin ermöglicht die erfindungsgemässe Verwendung von Lagerflächenausnehmungen entsprechender Ausdehnung die Erzeugung der für das Anheben auch schwererer Maschinentische erforderlichen Kräfte.

In gewissem Ausmaß treten die vorangehend erörterten Probleme der Haftreibung bzw. Verklebung zwischen Lagerflächen von nur gelegentlich bei einer Verstellbewegung relativ zueinander zu verschiebenden Maschinenteilen auch zwischen dem Werkstüekspindelstock und dem Reitstock einer entsprechenden Werkzeugmaschine, insbesondere einer Schleifmaschine, und den zugehörigen Führungsbahnen des Maschinenbettes oder auch eines Obertisches in Erscheinung. Eine Weiterführung der Erfindungsaufgabe richtet
sich daher darauf, auch hier die Haftreibung und den slip-stick Effekt mit entsprechender Beanspruchung und Verformung des
Spindelstocks bzw. Reitstocks zu beseitigen und die erforderliehen Stellkräfte zu vermindern. Die erfindunsgemässe Lösung

dieser Aufgabe kennzeichnet sleii dadurch, daß bei einer einen Werkstiiekspindelstoek und einen Reitstock mit zugehöriger Verstell-Lagerung aufweisenden Werkzeugmaschine zwischen Werkstüekspindelstoek und/oder Reitstock einerseits und zugehöriger Lagerung andererseits wenigstens eine mit Druckluft beaufsehlagbare Lagerfläehenausnehmung vorgesehen ist.

Bei zahlreichen Masehinenkonstruktionen mit beweglieh gelagerten Elementen stellt sich das Problem, welchselweise eine mögliehst reibungsarme Bewegungslagerung und eine sichere, kraftsehlüssige Arretierung des betreffenden Maschinenteiles zu verwirkliehen. Sine Weiterbildung der Erfindimgsaufgabe richtet sieh ; auf die Schaffung einer Vorrichtung, mittels deren die beiden \ vorgenannten, zueinander kompfementären Funktionen ebenso ein- ^i fach wie auch mit geringem Bauf auf wand ausgeführt werden können. 'fj Die erfindungsgeimässe Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sieh | bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art hauptsächlich f dadurch, daß eine Klemmvorrichtung zum Festsetzen eines beweg- j lieh gelagerter. Maschinenteils mit einem durch Federkraft be- | aufschlagten Druckglied vorgesehen ist und daß sowohl zwischen I einer Lagerfläche des bewegbaren Maschinenteils und einer zu- § gehörigen Gegenlagerfläche wie auch zwischen einer Lagerfläche des Druckgliedes und einer zugehörigen Gegenlagerfläche die Bildung mindestens eines die jeweils einander zugeordneten Lagerflächen und Gegenlagerflächen unter Freigabe des bewegbaren Maschinenteils trennenden Diuekmittelpolsters vorgesehen ist. Ein besonderer Vorteil dieser Ausbildung besteht darin, daß die Trennung der Lagerflächen des zu bewegenden Maschinenteils in seiner Bewegungsführung ebenso wie die Lagerflächen des Maschinenteils im Bereich der Klemmvorrichtung mit Hilfe eines einzigen Druckpolster- und Druckmittelsystems, vor allem auch mit Hilfe der gleichen Steuervorrichtung bzw. Ventilanordnung entlastet und von jeglicher Reibung befreit, d.h. vollkommen leiehtgängig verstellbar gemacht werden können. Andererseits ist das Maschinenteil im Arretierzustand unabhängig von seinem mehr oder weniger großen Eigengewicht durch

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die !Oeimvorriehtung kraftsehlüssig in der vorgesehenen Stellung festgelegt. Die konstruktive Einfachheit der Einrichtung infolge der Ausnutzung eiajes einzigen Druekmittel systems für das Anheben und Abstützen eines Maschinenteils einerseits Howie für das unmittelbare Lüften einer EHeas richtung bei gleichzeitiger Ausschaltung jeglicher Haftreibung auch an dem Druekglied dieser Klemmvorrichtung stellt einen weiteren wesentlichen Vorteil der Erfindungsmerkmale dar.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sieb, aus der folgenden Besehreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Hierin zeigt

g 1: die Vorderansicht einer Bunäsehleifsiasenise mit schwenkbarem Obertiseh und erfindungsgemäßem Druekmittelsystem,

Figur 2: eine Draufsicht der Schleifmaschine gemäß Pig- I,

Figur Jiz einen Vertikalsehnitt der Schleifmaschine gem. Linie III-III in Fig. 2, und zwar in größerem Maßstab,

Figur 4: eine Draufsicht des Obertisches in bezüglich Fig. 2 verschwenkter Lage auf dem Untertisch,

Figur 5' einen Vertikalsehnitt von Obertiseh und Untertisch Qem. Linie V-V in Fig. 4,

Figur 6: einen Teil-Vertikalschnitt einer anderen Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Bereich eines Obertischendes mit hier angeordneter Klemmvorrichtung, und zwar in größerem Maßstab,

Figur J: einen bezüglich Fig. 6 rechtwinkligen Vertikalsehnitt in der dort angegebenen Sehnittebene VII-VII.

Auf dem Bett 1 der in Fig. 1 und 2 dargestellten Schleifmaschine ist in üblicher Weise ein Untertisch 2 und darauf in der

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Horizontalen schwenkbar ein Obertlseh 3 angeordnet- Der Obertlseh 3 trägt an der einen Seite einen Werkstückspindelstoek 5a am der anderen Seite einen Reitstock 6. Eine noch näher zu besehreibende Klemmvorrichtung 4 greift- am Ende des J Obertisehes 3 an und arretiert diesen durch vertikale Änpressung gegen den untertisch 2- Ebenfalls ist ein in üblicherweise angeordneter Sehlelfspindelstoek 7 mit Schleifscheibe 8 vorgesehen. Von einer nicht dargestellten Druekluftquelle führen Schlauchleitungen 9 "und 10 zum Werkstüekspindelstoek 5 bzw. zu einer Verteilerleitung H₃ welch letztere entlang dem Obertlseh 3 verläuft und über Abzweigungen mit einem System von Bohrungen 12 des Obertisehes verbunden ist (siehe Fig. 3).

Die Schlauchleitung 9 mündet In eine Bohrung 23 Im Werkstüekspindelstock 5* von der ein Verteilersystem mit Bohrungen 24 abzweigt. Von den Bohrungen 12 zweigen wiederum Stieübohrungeia

15 ab, und zwar In Richtung zu der auf einer eegenlagerfläehe 17 aufliegenden Lagerflache 22 des Olrertlsehes 3 bzw. In Richtung zu einer ebenfalls am Obertlseh vorgesehenen Lagerfläche 29' Von den Bohrungen 24 im Werkstückspindeistoek zweigen Stichbohrungen 25 in Richtung zu der auf dem Obertiseh 3 aufliegenden Lagerfläche 26 des Wtrkstückspindelstocks. Zur Vergrößerung der wirksamen Druckfläche für die Druckmittelpolster in den Zonen um <?ä.e Mündungen der die Druckmittel zuführung bildenden Stichbohrungen 15 und 25 innerhalb der Lagerfläehen 26 bzw- 22 bzw. 29 sind flache Lagerflaehenausnehmungen 26 a bzw. l6 bzw. l6 a* 16 b vorgesehen*

Zur Erzielung einer spielfreien Schwenkbewegung des Obertisehes um einen Lagerbolzen 13 ist dieser auf einer Seite mit einer Nut l4 versehen, die über eine Stichbohrung 14 a von einer der Bohrungen 12 aus mit dem Druckmittel, Im Beispielsfall also mit Druckluft, beaufschlagt werden kann.

Im Bereich der Klemmvorrichtung 4 sind die bereits erwähnten Lagerfläehen 22 mit den zugehörigen Lagerflächenausnehmungen

16 bzw- l6a bzw. 16 b in der aus Flg. 7 ersichtlichen Weise paarweise zueinander entgegengesetzt angeordnet.

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p In diesen Lagerflächenausnehmungen bilden sieh somit paar- ·

f " weise zueinander entgegengesetzt wirkende, hinsichtlich ihrer

resultierenden WirkungsliTiien im wesentlichen fluchtende Druekmittelpolster. Außerdem sind in der aus Fig. 6 ersieht- · liehen Weise noch innerhalb derunteren Lagerfläehe 22 des

Obertisehes einzeln, d.h. nicht mit entgegengesetzt angeord- \

neten Druekmittelpolstern zusammenwirkende Lagerfläehenaus- ■

nehmungen 16 angeordnet. Sämtliche Druckmittelpolster, die Ϊ

sich in den Lagerflächenausnehmungen 16 an der Unterseite des

\ Obertisehes 3 bilden, bewirken das Anheben des Obertisehes

für die berührungs- und haftreibungsfreie Schwenkbewegung.

j Durch die paarweise zueinander entgegengesetzte Anordnung von

I. Druekmittelpolstern wird der besondere Vorteil erreicht, daß sieh keine wesentlichen Bpeh- bzw. Biegemom^nte um entsprechen^ *'f"~%-de Horizontalaehsen am Obertiseh ergeben. Die Bedeutung dieses Merkmais hängt im Einzelfall von den Anforderungen an j die genaue Horizontalführung des Obertisehes sowie von der Biegesteifheit dieses Maschinenteils bzw, von der zulässigen Verformung ab. Die paarweise angeordneten Lagerflächenausnehmungen sind ferner jeweils an die gleiche Druekmittelquelle, d.h. an die gleichen Druckluftleitungen, angeschlossen, so daß die entsprechenden Druckmittelpolster gleichzeitig aufgebaut und wieder abgebaut werden können.

Wie aus Fig. 7 ferner ersichtlich ist, haben die in den Lagerflächenausnehmungen l6 a und 16 b an der Oberseite des Obertisches 3 gebildeten Druekmittelpolster unterschiedliche Funktionen. Die in den Lagerflächenausnehmungen 16 b gebildeten Druekmittelpolster dienen unmittelbar zum Anheben eines als Klemmschiene 28 ausgebildeten Druckgliedes 28 der Klemmvorrichtung 4, Bei abgeschaltetem Druckmittel liegt die Klemmschiene 28 unter der Wirkung einer Druckfeder 27 mit -seiner Gegenlagerflache Jl auf der oberen Lagerfläehe 2S> des Obertisehes 5 auf unö preßt letzteren unter entsprechender Haftreibungsarretierung gegen den Untertisch.

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Das den Lagerflächenausnehmungen l6 a zugeführte Druckmittel führt dagegen zunächst zum Aufbau von Druckmittelpolstern an der Unterseite von hierfür vorgesehenen, scheibenförmigen Stauelementen 30, die mit Spiel in entsprechende Ausnehmungen der Klemmschiene 28 eingelassen und mit Hilfe von Bolzen 30 a am Gehäuse der Klemmvorrichtung 4 gestellfest angebracht sind. Die Bolzen 30 a der Stauglieder durchgreifen entsprechende Bohrungen der Klemmschiene 28, so daß die Klemmschiene vertikal an den Bolzen gleiten kann.

Die Druckmittelpolster zwischen den Lagerflächenausnehmungen l6 a und den Stauelementen 30 wirken als Begrenzungswiderlager für die Hubbewegung des Obertisches J>₃ Hierbei stellt sich infolge der gegensinnigen Erweiterung bzw. Verengung der Austrittspalte für das Druckmittel an der Oberseite und Unterseite des Tisches 3 bei dessen Anheben und Absenken ein Gleichgewichtszustand mit einer bestimmten Höhenstellung des Tisches ein. In diesem Gleichgewichtszustand schwimmt der Obertisch 3 zwischen den gegensinnig wirkenden Druckmittelpolstern an seiner Unterseite und an seiner Oberseite im Bereich der Stauelemente 30.

Außerdem tritt die von den Lagerflächenausnehmungen 16 a abströmende Druckluft über das bereits erwähnte Spiel zwischen d.en St-suelerneuten 30 und der Kleininschiene 28 in die den einzelnen Stauelementen zugeordneten Ausnehmungen der Klemmschiene

beaufschlagung der Flächen 32 zur Folge. Diese Druekbeaufsehlagung bewirkt also zusammen mit den Druekmittelpolstern in den Lagerfläehenausnehmungen 16 b das Anheben der Klemmsehiene 28 vom Obertiseh 3- Das Maß der Anhebung der Klemmsehiene ist hierbei unkritisch, da die Hubstellung des Obertisches selbst durch die in ihrer Höhenlage entsprechend justierten Stauelemente 30 definiert ist. Der innerhalb der Klenmnrorriehtung 4 an der Oberseite der KLemmsehiene 28 gebildete Hohlraum ist durch eine mit der Außenluf t in Verbindung stehende Bohrung 4o entlüftet.

Bei entsprechend weitgehender Verschwenkung des Obertisches können die äußersten Ausnehmungen 16 bzw. l6 a oder 16 b in den Lagerflächen des Obertisches unter Umständen von ihren Gegenlagerflächen freikommen. Hierbei muß ein freies Ausströmen des Druckmittels zur Aufrechterhaltung der Druckmittelpolster in den benachbarten, noch verschlossenen Lagerflächenausnehmungen vermieden werden. Es sind daher zumindest in den Mündungen der äußeren Sticfrbohrungen 15 den entsprechenden Lagerflächenausnehmungen vorgeschaltete Drosselorgane l8 bzw. 19 vorgesehen. Diese Drosselorgane sind als Einsätze der betreffenden Bohrungen ausgebildet und weisen als Durchströmkanäle Randkerben 20 (Drosselorgane 18) oder feine Bohrungen 21 (Drosselorgane 19) auf. Eine derartige Ausführung bietet den Vorteil konstruktiver Einfachheit und ermöglicht durch entsprechende Bemessung des Durchströmquerschnitts eine entsprechende Begrenzung der Rückwirkung eines Druckabfalls auf die benachbarten Druckmittelpolster.

Claims (1)

1- Yorrichtung zum Anheben und Abstützen von beweglich gelagerten Teilen an Werkzeugmaschinen., insbesondere Sehleifmas ehlnen, bei der zwischen den gegeneinander bewegbaren Lagerfläehen der Maschinenteile die Bildung mindestens eines Druckluftpolsters vorgesehen 1st, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer einen Untertisch (2) und einen darauf beweglich, Insbesondere schwenkbar gelagerten Obertisch (3) aufwelsenden Werkzeugmaschine zwischen Obertlseh und Untertisch wenigstens eine· mit Druckluft beaufschlagbare Lagerflächenausnehmung (16) vors; gesehen ist.

2. Vorrichtung zum Anheben und Abstützen von beweglich gelagerten Teilen an Werkzeugmaschinen, insbesondere Schleifmaschinen, bei der zwischen den gegeneinander bewegbaren Lagerfläehen der Maschinenteile die Bildung mindestens eines Druckluftpolsters vorgesehen Ist, insbesondere Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer einen Werkstückspindelstock (5) und einen Reitstock (6) mit zugehöriger Verstelllagerung aufweisenden "Werkzeugmaschine zwischen Werkstüekspindelstoek und/oder Eeltstoek einerseits und zugehöriger Lagerung andererseits wenigstens eine mit Druckluft beaufschlagbare Lagerflächenausnehmung (26a) vorgesehen 1st.

]5. Vorrichtung zum Anheben und Abstützen von beweglich gelagerten Teilen an Maschinen, Insbesondere Werkzeugmaschinen, bei der zwischen den gegeneinander bewegbaren Lagerfläehen der Maschinenteile die Bildung mindestens eines Druckmittelpolsters, Insbesondere eines Druckluftpolsters, vorgesehen ist, insbesondere Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn-

zeichnet, daß eine Klemmvorrichtung (4) zum Festsetzen B - eines beweglieh gelagerten Maschinenteils (3) mit einem t durch Federkraft (27) beaufschlagten Druckglied (28) vor-

gesehen ist und daß sowohl zwischen einer Lagerf lache (22)

des bewegbaren Maschinenteils (3) und einer zugehörigen Gegenlagerflg'phe (17) wie auch zwischen einer Lagerf lache

(31) ctes Druekglledes (28) und einer zugehörigen Gegen-

lagerf lache (29) die Bildung mindestens eines die jeweils einander zugeordneten Lagerflächen und Gegen!agerflachen

f unter Freigabe des bewegbaren Maschinenteils (3) trennenden

Drackmittelpolsters vorgesehen Ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an zueinander entgegengesetzt ange-

■f ordneten Oberf läehenabsehnitten des bewegbaren Maschinenteils die Bildung mindestens eines Paares von zueinander gegensirmig auf das bewegbare Maschinenteil wirkenden Druekmittelpolstern vorgesehen Ist und daß die resultierenden Wirkungsllnien dieser beiden Druckmittelpolsfcer miteinander wenigstens annähernd fluchten.

5- Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Druckmittelpolster an die gleiche Druckmittelquelle, insbesondere an eine gemeinsame Druckluftleitung, angeschlossen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß der Mündung der Druckmittelzuführung wenigstens eines Druekmittelpolsters ein Drosselorgan vorgeschaltet ist.

7- Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Drosselorgan ein in einer Druckmittelzuführleitung angeordneter Einsatzkörper vorgesehen 1st, der eine als Durchströmkanal wirkende Randkerbe aufweist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Mündungen der DruckmittelZuführungen im Bereich der Druckmittelpolster

die Zuführöffnungen umgebende, flache Lagerflächenausnehmungen vorgesehen sind.

9· Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an zwei zueinander entgegengesetzt angeordneten Oberflächenabschnitten des bewegbaren Maschinenteils je mindestens ein Druckmittelpolster vorgesehen ist, deren eines eine der Schwerkraft des Maschinenteils entgegengesetzt gerichtete, resultieren de Kraftwirkung aufweist und deren anderes als der Hubbewegung entgegengesetzt wirkendes, berührungsfreies Begrenzungswiderlager vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 ^und 9.» dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Druckgliedes der Klemmvorrichtung ein gestellfestes Stauelement mit einer zugeordneten Druckmittelzuführung für die Bildung eines als Begrenzungswiderlager wirkenden Druckmittelpolsters vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Stauelement als Begrenzungsanschlag für die Klemmbewegung des Druckgliedes der Klemmvorrichtung ausgebildet ist.