DE10003961A1 - Clamp with integrated control valve - Google Patents

Abstract

The clamp assembly has a control valve (34) integrated into the clamp (1), coupled to control electronics for the clamp. The system registers at least one swing position of the clamping arm (4) and also works with the position monitor (43) at the clamp. The toggle lever clamp has a clamping arm linked by a toggle lever mechanism to the linear drive (25), for the arm movements. The control valve has one or more electrically operated control valves (35), integrated into the housing (7) of the clamp operating section.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung, mit einer nach Art eines fluidbetätigten Arbeitszylinders ausge­ führten Betätigungseinrichtung, die an ihrer vorderen Stirnseite mit einem Lagerungskopf versehen ist, an dem ein Spannarm verschwenkbar gelagert ist, der mit einer An­ triebseinheit der Betätigungseinrichtung in Antriebsver­ bindung steht, die zum Verschwenken des Spannarmes durch über eine elektrisch betätigbare Steuerventileinrichtung gesteuerte Fluidbeaufschlagung zu einer Antriebsbewegung veranlaßt wird.The invention relates to a clamping device with a in the manner of a fluid operated cylinder led actuator on its front Front is provided with a bearing head on which a tension arm is pivotally mounted, with an drive unit of the actuator in Antriebsver binding is available for pivoting the tension arm via an electrically operated control valve device controlled application of fluid to a drive movement is initiated.

Eine derartige Spannvorrichtung geht aus der EP 0 575 888 B1 hervor. Diese ist als Kniehebel-Spannvorrichtung ausgebil­ det, wobei der am Lagerungskopf schwenkgelagerte Spannarm über einen Kniehebelmechanismus mit der Antriebseinheit der Betätigungseinrichtung bewegungsgekoppelt ist. Über eine Steuerventileinrichtung läßt sich die Fluidbeauf­ schlagung der Antriebseinheit steuern, um den Spannarm zwischen einer Freigabestellung und einer beispielsweise zum Festspannen von Werkstücken dienenden Spannstellung zu verschwenken.Such a tensioning device is known from EP 0 575 888 B1 forth. This is designed as a toggle clamp device det, the clamping arm pivoted on the bearing head via a toggle mechanism with the drive unit the actuator is motion-coupled. about a control valve device allows the fluid to flow Beat the drive unit to control the tension arm between a release position and one, for example for clamping workpieces in the clamping position to pivot.

Bei der bekannten Spannvorrichtung ist von Nachteil, daß sie sich nur mit sehr umständlichen und platzraubenden Maßnahmen in einen automatischen Arbeitsablauf einschalten läßt, beispielsweise innerhalb einer Fertigungs- oder Montageanlage. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spannvorrichtung zu schaffen, die sich unter Beibehaltung kompakter Abmessungen gut für Einsätze in der Automatisierungstechnik eignet.In the known tensioning device, it is disadvantageous that they only deal with very cumbersome and space-consuming Activate measures in an automatic workflow lets, for example within a manufacturing or Assembly system. It is therefore the task of the present Invention to provide a jig that itself keeping compact dimensions good for use in automation technology.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die Steuer­ ventileinrichtung in die Spannvorrichtung integriert ist und mit einer an der Spannvorrichtung vorgesehenen An­ steuerelektronik gekoppelt ist, die ihrerseits mit einer die Erfassung mindestens einer Schwenkposition des Spann­ armes ermöglichenden und ebenfalls an der Spannvorrichtung vorgesehenen Positionserfassungseinrichtung zusammen­ arbeitet.To solve this problem it is provided that the tax valve device is integrated in the clamping device and with a provided on the jig control electronics is coupled, which in turn with a the detection of at least one pivot position of the instep poor enabling and also on the jig provided position detection device together is working.

Auf diese Weise liegt eine Spannvorrichtung vor, bei der alle wesentlichen, für einen automatisierten Arbeitsein­ satz erforderlichen Komponenten in platzsparender Weise unmittelbar an der Spannvorrichtung selbst vorgesehen sind. Dabei übernimmt die Ansteuerelektronik die Ansteue­ rung und somit die Vorgabe der Schaltstellungen der Steuerventileinrichtung, und zwar unter Berücksichtigung der von der Positionserfassungseinrichtung erhaltenen Positionssignale, so daß der Betrieb der Betätigungsein­ richtung in Abhängigkeit von der Schwenkposition des Spannarmes erfolgen kann. Da sich die wesentlichen steue­ rungstechnischen Komponenten somit "an Bord" der Spannvor­ richtung befinden, ergeben sich auch sehr kurze Signalwege mit verringerter Störanfälligkeit. Vorteilhafte Weiter­ bildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufge­ führt.In this way, there is a clamping device in which all essential for automated work required components in a space-saving manner provided directly on the clamping device itself are. The control electronics take over the control tion and thus the specification of the switch positions of the Control valve device, taking into account that obtained from the position detection device  Position signals, so that the operation of the actuator direction depending on the swivel position of the Low tension can be done. Because the main tax technical components "on board" the clamping device direction, there are also very short signal paths with reduced susceptibility to faults. Advantageous Next Formations of the invention are set out in the dependent claims leads.

Entsprechend der gewünschten Ausgestaltung kann die Steuerventileinrichtung über ein oder mehrere elektrisch betätigbare Steuerventile verfügen. Denkbar wäre bei­ spielsweise eine Ausstattung mit einem einzigen Steuer­ ventil, das als 5/3-Wegeventil oder als 5/2-Wegeventil ausgebildet ist und die Fluidbeaufschlagung der Antriebs­ einheit für beide Bewegungsrichtungen vorgibt. Alternativ wären auch zwei individuelle 3/2-Wegeventile denkbar, die jeweils für eine der beiden Bewegungsrichtungen verant­ wortlich sind.According to the desired configuration, the Control valve device via one or more electrically have actuatable control valves. It would be conceivable for for example, equipment with a single tax valve that acts as a 5/3-way valve or as a 5/2-way valve is formed and the application of fluid to the drive specifies unit for both directions of movement. Alternatively two individual 3/2-way valves would also be conceivable responsible for one of the two directions of movement are literal.

Jedenfalls kann mindestens eines der Steuerventile in das Gehäuse der Betätigungseinrichtung integriert sein, wobei im Falle mehrerer Steuerventile zweckmäßigerweise sämt­ liche dieser Steuerventile in das Gehäuse integriert sind. Dabei bietet sich insbesondere eine Integration in zumin­ dest eine der beiden stirnseitigen Abschlußwände des Gehäuses an. In any case, at least one of the control valves in the Housing of the actuator can be integrated, wherein expediently all in the case of several control valves Liche of these control valves are integrated in the housing. In particular, there is an integration in at least one of the two end walls of the housing on.  

Von Vorteil ist auch eine Bauform, bei der mindestens ein Steuerventil in eine Zwischenplatte integriert ist, die axial zwischen der Betätigungseinrichtung und dem den Spannarm tragenden Lagerungskopf zwischengefügt ist.A design with at least one is also advantageous Control valve is integrated in an intermediate plate axially between the actuator and the Bearing head bearing arm is interposed.

Die Ansteuerelektronik könnte beispielsweise außen an die Spannvorrichtung und dabei insbesondere an das Gehäuse der Betätigungseinrichtung angesetzt sein. Eine wesentlich kompaktere Bauform, verbunden mit einem zuverlässigen Schutz vor mechanischen Beeinträchtigungen, ergibt sich allerdings, wenn die Ansteuerelektronik wie die Steuer­ ventileinrichtung in die Spannvorrichtung integriert bzw. eingebaut ist.The control electronics could, for example, be connected to the outside Clamping device and in particular to the housing of the Actuator be attached. An essential one more compact design combined with a reliable one Protection against mechanical impairments arises however, if the control electronics like the tax valve device integrated in the clamping device or is installed.

Um eine komfortable Integration der Spannvorrichtung in einen gesteuerten Betriebsablauf zu ermöglichen, ist die Ansteuerelektronik zweckmäßigerweise mit einer Feldbus­ station ausgestattet, die die Kommunikation mit einem weiterführenden Feldbus ermöglicht und auf diese Weise die Vernetzung mit weiteren Spannvorrichtungen oder sonstigen Aggregaten und insbesondere mit einer übergeordneten Steuervorrichtung. Dabei kann die Ansteuerelektronik so ausgebildet sein, daß sie lediglich die über den Feldbus ankommenden Befehle auswertet und zuordnungsrichtig an die Steuerventileinrichtung weitergibt, wobei in gleicher Weise eine Rückübertragung von Positionssignalen der Positionserfassungseinrichtung möglich wäre. Alternativ oder zusätzlich kann die Ansteuerelektronik aber auch mit einer internen Steuereinheit versehen sein, die ein die gewünschten Abläufe vorgebendes Steuerprogramm enthält, welches sich zweckmäßigerweise individuell einsatzbezogen programmieren läßt.For a comfortable integration of the clamping device in To enable a controlled operating sequence is the Control electronics expediently with a fieldbus station that communicates with a enables further fieldbus and in this way the Networking with other clamping devices or other Aggregates and especially with a parent Control device. The control electronics can do so be trained that they are only those on the fieldbus incoming commands are evaluated and assigned correctly to the Control valve device passes, being in the same Way a retransmission of position signals of the  Position detection device would be possible. Alternatively or in addition, the control electronics can also be used be provided with an internal control unit contains the control program specifying the desired processes, which is expediently individually based on use lets program.

Die Positionserfassungseinrichtung ist vorzugsweise so ausgelegt, daß sie mit der Antriebseinheit zusammen­ arbeitet, wobei sie zweckmäßigerweise am Gehäuse der Be­ tätigungseinrichtung vorgesehen ist, in das sie integriert sein kann. Dabei ist eine Bauform möglich, bei der sie auf mindestens eine und vorzugsweise auf mehrere bestimmte Schwenkpositionen des Spannarmes anspricht, indem sie von einem an der Antriebseinheit vorgesehenen geeigneten Akti­ vierungselement aktiviert wird. Sie kann hierzu über einen oder mehrere Sensoren verfügen. Eine komfortablere Be­ triebsweise ist allerdings möglich, wenn die Positions­ erfassungseinrichtung als Wegmeßsystem ausgeführt ist, das die jeweilige Momentanposition des Spannarmes ermitteln kann, so daß eine kontinuierliche Positionserfassung er­ folgt und positionsabhängig eine Steuerung des Bewegungs­ ablaufes möglich ist. In diesem Falle kommt zweckmäßiger­ weise eine Steuerventileinrichtung zum Einsatz, die in Stetigventiltechnik und dabei insbesondere in Proportio­ nalventiltechnik arbeitet. The position detection device is preferably so designed to be together with the drive unit works, expediently on the housing of the loading Actuating device is provided in which it is integrated can be. A design is possible in which it is based on at least one and preferably several Swiveling positions of the clamping arm responds by a suitable act provided on the drive unit crossing element is activated. You can do this via a or have multiple sensors. A more comfortable loading drive-wise, however, is possible if the positions Detection device is designed as a measuring system, the determine the current position of the tension arm can, so that he continuous position detection follows and a position-dependent control of the movement process is possible. In this case it comes more convenient as a control valve device used in Continuous valve technology and in particular in Proportio valve technology works.  

Um den Grad der Störanfälligkeit besonders niedrig zu halten, ist es empfehlenswert, die elektrischen Verbin­ dungen zwischen der Steuerventileinrichtung, der Ansteuer­ elektronik und der Positionserfassungseinrichtung in die Spannvorrichtung zu integrieren, wobei sie insbesondere als Leiterbahnen gestaltet sein können.To make the degree of susceptibility to failure particularly low hold, it is recommended to connect the electrical connector between the control valve device, the control electronics and the position detection device in the Integrate jig, in particular can be designed as conductor tracks.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:The invention is described below with reference to the enclosed Drawing explained in more detail. In this show:

Fig. 1 eine erste Bauform der erfindungsgemäßen Spann­ vorrichtung in schematischer Darstellung und teilweise im Längsschnitt, Fig. 1 shows a first design of the clamping device according to the invention in a schematic view and partially in longitudinal section;

Fig. 2 eine alternative Bauform der Spannvorrichtung in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellungs­ weise, wobei allerdings der Lagerungskopf nur teilweise abgebildet ist, und Fig. 2 shows an alternative design of the tensioning device in a representation corresponding to FIG. 1, however, the bearing head is only partially shown, and

Fig. 3 eine weitere Ausführungsvariante der Spannvor­ richtung in einer der Fig. 2 entsprechenden Dar­ stellungsweise. Fig. 3 shows another embodiment of the Spannvor direction in one of the Fig. 2 corresponding Dar.

Die allgemein mit Bezugsziffer 1 bezeichnete Spannvorrich­ tung verfügt über eine zweckmäßigerweise nach Art eines fluidbetätigten Arbeitszylinders ausgeführte längliche Betätigungseinrichtung 2, an deren vorderer Stirnseite ein Lagerungskopf 3 fest angeordnet ist. An dem Lagerungskopf 3 ist ein Spannarm 4 um eine Schwenkachse 5 verschwenkbar gelagert. Er läßt sich durch die Betätigungseinrichtung 2 im Rahmen einer durch Doppelpfeil angedeuteten Schwenkbe­ wegung 6 zwischen der abgebildeten Freigabestellung und einer nicht näher dargestellten Spannstellung relativ zum Lagerungskopf 3 verschwenken.The generally designated with reference number 1 Spannvorrich device has a suitably designed in the manner of a fluid-operated cylinder elongated actuator 2 , on the front face of a bearing head 3 is fixedly arranged. On the bearing head 3 , a clamping arm 4 is pivotally mounted about a pivot axis 5 . It can be pivoted relative to the bearing head 3 by the actuating device 2 within the scope of a pivoting movement 6 indicated by a double arrow between the release position shown and a clamping position (not shown ) .

Ein typischer Einsatzfall für die Spannvorrichtung 1 ist die Fertigungs- oder Montagetechnik, wobei sie dazu ver­ wendet wird, zu bearbeitende Werkstücke zeitweilig festzu­ spannen. Dabei gibt die Spannvorrichtung 1 in der Frei­ gabestellung des Spannarmes 4 das betreffende Werkstück frei, während sie das Werkstück in der Spannstellung lösbar festspannt. Das Verschwenken in die Spannstellung kann als Spannbewegung, die umgekehrte Schwenkbewegung als Frei­ gabebewegung bezeichnet werden.A typical application for the clamping device 1 is manufacturing or assembly technology, it being used to temporarily clamp workpieces to be machined. The clamping device 1 releases the workpiece in question in the free position of the clamping arm 4 , while releasably clamping the workpiece in the clamping position. The pivoting into the clamping position can be referred to as a clamping movement, the reverse pivoting movement as a release movement.

Die Betätigungseinrichtung 2 verfügt über ein längliches Gehäuse 7 mit einer vorzugsweise rechteckig-länglichen Querschnittskontur. Es enthält beim Ausführungsbeispiel ein rohrförmiges Mittelteil 8, an dem stirnseitig eine vordere und eine rückseitige Abschlußwand 12, 13 vorge­ sehen sind. Diese Abschlußwände 12, 13 sind zweckmäßiger­ weise deckelartig ausgebildet. The actuating device 2 has an elongated housing 7 with a preferably rectangular-elongated cross-sectional contour. In the exemplary embodiment, it contains a tubular middle part 8 , on the front side of which a front and a rear end wall 12 , 13 are provided. These end walls 12 , 13 are expediently designed like a lid.

Innerhalb des Gehäuses 7 befindet sich eine Gehäusekammer 14, in der ein Betätigungskolben 15 axial verschiebbar an­ geordnet ist, der die Gehäusekammer 14 axial unter Abdich­ tung in zwei Arbeitsräume 16, 17 unterteilt. In jeden dieser Arbeitsräume 16, 17 mündet ein eigener Fluidkanal 18, 19 (strichpunktiert angedeutet), über den eine Ein­ speisung oder eine Abfuhr eines fluidischen Druckmediums, vorliegend Druckluft, erfolgen kann.Within the housing 7 there is a housing chamber 14 , in which an actuating piston 15 is axially displaceable, which divides the housing chamber 14 axially under sealing device into two working spaces 16 , 17 . In each of these working spaces 16 , 17 a separate fluid channel 18 , 19 (indicated by dash-dotted lines) opens out, via which a supply or discharge of a fluid pressure medium, in the present case compressed air, can take place.

Eine mit dem Betätigungskolben 15 fest verbundene Betäti­ gungsstange 22 durchsetzt unter Abdichtung die vordere Abschlußwand 12 und ist mit ihrem außerhalb des Gehäuses 7 befindlichen Endabschnitt 23 über einen Kniehebelmechanis­ mus 24 mit dem Spannarm 4 bewegungsgekoppelt.A firmly connected to the actuating piston 15 Actuate supply rod 22 passes under sealing the front end wall 12 and is with its outside portion 7 located end portion 23 via a toggle lever mechanism 24 with the tension arm 4 motion coupled.

Der Betätigungskolben 15 bildet gemeinsam mit der Betäti­ gungsstange 22 eine einheitlich bewegbare Antriebseinheit 25, die durch bezüglich der Arbeitsräume 16, 17 erfolgende gesteuerte Zufuhr und Abfuhr von Druckmedium zu einer linearen Antriebsbewegung in Richtung der Längsachse 26 der Betätigungsstange 22 veranlaßt werden kann. Dabei ruft eine lineare Ausfahrbewegung der Antriebseinheit 25 die Spannbewegung des Spannarmes 4 und eine entgegengesetzt gerichtete Einfahrbewegung der Antriebseinheit 25 die Freigabebewegung des Spannarmes 4 hervor. The actuating piston 15 forms together with the Actuate the supply rod 22 is a unitary movable drive unit 25, which may be caused by relative to the working chambers 16, 17 taking place controlled supply and discharge of pressure medium to a linear drive movement in the direction of the longitudinal axis 26 of the operating rod 22nd In this case, a linear extension movement of the drive unit 25 causes the clamping movement of the clamping arm 4 and an opposing entry movement of the drive unit 25 causes the release movement of the clamping arm 4 .

Die Umwandlung der Linearbewegung der Antriebseinheit 25 in die Dreh- bzw. Schwenkbewegung des Spannarmes 4 wird durch den Kniehebelmechanismus 24 hervorgerufen. Er ver­ fügt über einen drehfest mit dem Spannarm 4 verbundenen Schwenkhebel 27, an dem an einer zur Schwenkachse 5 beab­ standeten ersten Lagerstelle 28 ein laschenartiges Zwischenglied 29 angelenkt ist, das des weiteren an einer zur ersten Lagerstelle 28 beabstandeten zweiten Lager­ stelle 32 mit dem äußeren Endabschnitt 23 der Betätigungs­ stange 22 gelenkig verbunden ist. Die Gelenkachsen der beiden Lagerstellen 28, 32 verlaufen parallel zur Schwenk­ achse 5.The conversion of the linear movement of the drive unit 25 into the rotary or pivoting movement of the tensioning arm 4 is brought about by the toggle lever mechanism 24 . It has a rotatably connected to the clamping arm 4 pivot lever 27 , on which at a spaced to the pivot axis 5 spaced first bearing point 28 a link-like intermediate member 29 is articulated, which is further at a spaced from the first bearing point 28 second bearing 32 with the outer End portion 23 of the actuating rod 22 is articulated. The hinge axes of the two bearing points 28 , 32 run parallel to the pivot axis 5th

Um die Betätigungsstange 22 und die dieser zugeordnete, im Bereich der vorderen Abschlußwand 12 plazierte Dichtung 33 vor zu starkem Verschleiß zu schützen, ist die Betäti­ gungsstange 22 mit ihrem äußeren Endabschnitt 23 an Füh­ rungsmitteln 33 längsverschiebbar geführt und zugleich in Querrichtung bezüglich der Schwenkachse 5 abgestützt. Die Führungsmittel 33 können beispielsweise von einer oder mehreren, insbesondere nutartig ausgebildeten Führungs­ bahnen gebildet sein.In order to protect the actuating rod 22 and the associated, placed in the region of the front end wall 12 seal 33 from excessive wear, the actuation supply rod 22 with its outer end portion 23 on guiding means 33 is guided longitudinally and at the same time is supported in the transverse direction with respect to the pivot axis 5 . The guide means 33 can for example be formed by one or more, in particular groove-like guide tracks.

Beim Ausführungsbeispiel befindet sich der Kniehebel­ mechanismus 24 in einem Innenraum des Lagerungskopfes 3, in den auch die Betätigungsstange 22 hineinragt. In Fig. 1 ist der sich an die Betätigungseinrichtung 2 anschließende Bereich des Lagerungskopfes 3 aufgebrochen dargestellt.In the embodiment, the toggle mechanism 24 is located in an interior of the bearing head 3 , into which the actuating rod 22 protrudes. In Fig. 1 the area of the bearing head 3 adjoining the actuating device 2 is shown broken away.

Die Fluidbeaufschlagung der beiden Arbeitsräume 16, 17 wird durch eine elektrisch betätigbare Steuerventilein­ richtung 34 gesteuert. Diese umfaßt bei den Ausführungs­ beispielen der Fig. 1 und 3 jeweils ein einziges Steuer­ ventil 35, das als 5/2-Wegeventil oder als 5/3-Wegeventil ausgebildet ist, wobei zur Vorgabe der jeweiligen Schalt­ stellung ein nicht näher dargestellter, elektrisch be­ tätigbarer Aktor vorhanden ist. Er kann beispielsweise von einem Elektromagneten oder einer Piezoeinrichtung gebildet sein.The fluid loading of the two working spaces 16 , 17 is controlled by an electrically actuatable control valve device 34 . This comprises in the execution examples of FIGS. 1 and 3 are each a single control valve 35 which is 3-way valve designed as a 5/2-way valve or as a 5 /, where position for specifying the respective switching be a not shown, electrically actuable actuator is present. It can be formed, for example, by an electromagnet or a piezo device.

Über vergleichbare Antriebe kann auch die in Fig. 2 gezeigte Steuerventileinrichtung 34 verfügen, die dort allerdings zwei individuelle Steuerventile 36, 36' auf­ weist, die vorzugsweise als 3/2-Wegeventile ausgeführt sind.The control valve device 34 shown in FIG. 2 can also have comparable drives, which, however, has two individual control valves 36 , 36 'there, which are preferably designed as 3/2-way valves.

Jedes der Steuerventile 35, 36, 36' steht zum einen mit einer Druckquelle P und zum andern mit einer üblicherweise von der Atmosphäre gebildeten Drucksenke R in Verbindung. Dabei ist das jeweils einzige Steuerventil 35 der Aus­ führungsformen gemäß Fig. 1 und 3 in der Lage, die Fluid­ beaufschlagung beider Arbeitsräume 16, 17 zu steuern, in­ dem jeweils beide Fluidkanäle 18, 19 mit dem betreffenden Steuerventil 35 in Verbindung stehen. Beim Ausführungsbei­ spiel der Fig. 2 ist jedem Arbeitsraum 16, 17 ein indivi­ duelles Steuerventil 36, 36' zugeordnet, wobei der eine Fluidkanal 18 mit dem ersten Steuerventil 36 und der andere Fluidkanal 19 mit dem zweiten Steuerventil 36' ver­ bunden ist.Each of the control valves 35 , 36 , 36 'is connected on the one hand to a pressure source P and on the other hand to a pressure sink R usually formed by the atmosphere. We have applied the single control valve 35 1 and 3 is the off EMBODIMENTS FIG. Capable fluid charging both working chambers 16 to control 17 in which each of the two fluid channels 18, stand 19 with the particular control valve 35 in connection. When Ausführungsbei FIG game. 2, each working chamber 16, 17 a indivi duel control valve 36, 36 'associated with the fluid channel 18 to the first control valve 36 and the other fluid passage 19 to the second control valve 36' ver connected is.

Zugunsten einer kompakten Bauform ist die Steuerventil­ einrichtung 34 in die Spannvorrichtung 1 integriert. Zu diesem Zweck sind die Steuerventile 35, 36, 36' beim Aus­ führungsbeispiel in entsprechende Aufnahmen der Betäti­ gungseinrichtung 2 oder des Lagerungskopfes 3 eingesetzt.In favor of a compact design, the control valve device 34 is integrated in the clamping device 1 . For this purpose, the control valves 35 , 36 , 36 'are used in the exemplary embodiment from corresponding receptacles of the actuating device 2 or the bearing head 3 .

Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 2 sind die Steuerventile 35, 36, 36' in das Gehäuse der Betätigungs­ einrichtung 2 integriert. So befindet sich das einzige Steuerventil 35 der Bauform gemäß Fig. 1 in einer der Ab­ schlußwände 12, 13, wobei sich die gezeigte Integration in die rückseitige Abschlußwand 13 als besonders vorteilhaft erweist, weil in diesem Falle die zur Zufuhr und Abfuhr des Druckmediums erforderlichen Fluidanschlüsse weit ent­ fernt vom Arbeitsbereich des Spannarmes 4 plaziert werden können.In the embodiments of FIGS. 1 and 2, the control valves 35, 36, 36 means 2 'in the housing of the actuator are integrated. To 1 so is the only control valve 35 of the construction shown in Fig. In one of the Ab-circuit-walls 12, 13, wherein the integration shown in the rear end wall 13 turns out to be particularly advantageous because in this case necessary for the supply and discharge of pressure medium fluid ports far away from the working area of the clamping arm 4 can be placed.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sitzt in jeder der beiden Abschlußwände 12, 13 eines der Steuerventile 36, 36'. In the embodiment of FIG. 2, one of the control valves 36 , 36 'sits in each of the two end walls 12 , 13 .

Die Integration wird durch den länglichen Querschnitt der Abschlußwände 12, 13 begünstigt. Auf diese Weise ergeben sich in der Nähe der schmalseitigen Randbereiche der Ab­ schlußwände 12, 13 ausreichende Volumina zur Aufnahme der Komponenten.The integration is favored by the elongated cross section of the end walls 12 , 13 . In this way, in the vicinity of the narrow edge regions of the end walls 12 , 13 there are sufficient volumes to accommodate the components.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 sitzt das einzige Steuerventil 35 in einer Zwischenplatte 37, die axial zwischen die vordere Abschlußwand 12 und den Lagerungskopf 3 eingebaut ist. Dies hat den Vorteil, daß sich durch wahlweise Verwendung von mit unterschiedlichen Steuer­ ventilen bestückten Zwischenplatten 37 verschiedene Vor­ richtungstypen realisieren lassen, wobei jeweils auf eine standardmäßige Betätigungseinrichtung 2 zurückgegriffen werden kann.In the embodiment of FIG. 3, the single control valve 35 is seated in an intermediate plate 37 which is installed axially between the front end wall 12 and the bearing head 3 . This has the advantage that 37 different types of device can be realized by optionally using intermediate plates equipped with different control valves, wherein a standard actuating device 2 can be used in each case.

Zur elektrischen Ansteuerung bzw. Betätigung der Steuer­ ventileinrichtung 34 ist eine Ansteuerelektronik 38 vor­ gesehen, die über strichpunktiert angedeutete erste Steuer­ leitungen 42 mit den einzelnen Steuerventilen 35, 36, 36' elektrisch gekoppelt ist. Von ihr erhalten die Ventil­ antriebe die erforderlichen Schaltbefehle.For electrical control or actuation of the control valve device 34 , control electronics 38 are seen before, which are electrically coupled to the individual control valves 35 , 36 , 36 'via dash-dotted first control lines 42 . The valve actuators receive the necessary switching commands from it.

Auch die Ansteuerelektronik 38 ist unmittelbar an der Spannvorrichtung 1 festgelegt, wobei die Fig. 3 eine Bau­ form mit an das Gehäuse der Betätigungseinrichtung 2 angebauter Ansteuerelektronik 38 und die Fig. 1 und 2 zwei Ausführungsbeispiele mit in das Gehäuse der Betätigungs­ einrichtung 2 integrierter Ansteuerelektronik 38 zeigen. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 befindet sich die An­ steuerelektronik 38 gemeinsam mit dem einzigen Steuer­ ventil 35 in der rückseitigen Abschlußwand 13. Beim Aus­ führungsbeispiel der Fig. 2 ist sie exemplarisch in die vordere Abschlußwand 12 eingesetzt.The control electronics 38 is also fixed directly to the clamping device 1 , with FIG. 3 a construction form with control electronics 38 attached to the housing of the actuating device 2 and FIGS. 1 and 2 two exemplary embodiments with control electronics 38 integrated into the housing of the actuating device 2 demonstrate. In the embodiment of FIG. 1, the control electronics 38 is together with the single control valve 35 in the rear end wall 13th In the exemplary embodiment from FIG. 2, it is used as an example in the front end wall 12 .

Die Ansteuerung der jeweiligen Steuerventileinrichtung 34 erfolgt unter Berücksichtigung der Schwenkposition des Spannarmes 4. Zu diesem Zweck ist die Spannvorrichtung 1 mit einer die Erfassung mindestens einer Schwenkposition des Spannarmes 4 ermöglichenden Positionserfassungsein­ richtung 43 ausgestattet, die wie die Ansteuerelektronik 38 und die Steuerventile 35, 36, 36' zu einer Baueinheit mit der Spannvorrichtung 1 zusammengefaßt ist.The respective control valve device 34 is activated taking into account the pivot position of the tensioning arm 4 . For this purpose, the clamping device 1 is equipped with a position detection 43 enabling the detection of at least one pivot position of the clamping arm 4 , which, like the control electronics 38 and the control valves 35 , 36 , 36 ', is combined to form a structural unit with the clamping device 1 .

Bei den Ausführungsbeispielen erfolgt die Ermittlung der Schwenkposition des Spannarmes 4 durch Erfassung der Relativposition zwischen der mit dem Spannarm 4 bewegungs­ gekoppelten Antriebseinheit 25 und dem Gehäuse der Betäti­ gungseinrichtung 2. Die Positionserfassung erfolgt be­ rührungslos.In the exemplary embodiments, the pivot position of the tensioning arm 4 is determined by detecting the relative position between the drive unit 25 coupled in motion with the tensioning arm 4 and the housing of the actuating device 2 . The position is recorded without contact.

Hierzu ist an der Antriebseinheit 25 und vorzugsweise an deren Betätigungskolben 15 mindestens ein Aktivierungs­ element 44 vorgesehen, das die Linearbewegung mitmacht und auf die außerhalb der Gehäusekammer 14 im Hubbereich des Aktivierungselements 44 angeordnete Positionserfassungs­ einrichtung 43 einwirkt.For this purpose on the drive unit 25 and preferably at the actuating piston 15, at least one activation element 44 is provided which join in the linear movement and to the outside of the housing chamber 14 in the stroke range of the activation element 44 arranged position detection device 43 is applied.

Die Fig. 1 zeigt eine Bauform, bei der die Positionser­ fassungseinrichtung 43 in das Gehäuse 7 der Betätigungs­ einrichtung 2 und dabei insbesondere in deren Mittelteil 8 integriert ist. Demgegenüber ist sie bei den Ausführungs­ formen der Fig. 2 und 3 an die Außenseite des Gehäuses 7 und insbesondere des Mittelteils 8 fest angesetzt oder an­ geformt. Fig. 1 shows a design in which the Positionser detection device 43 in the housing 7 of the actuating device 2 and in particular in the middle part 8 is integrated. In contrast, it is in the execution forms of FIGS. 2 and 3 on the outside of the housing 7 and in particular the central part 8 fixed or molded.

Über mindestens eine zweite Steuerleitung 45 steht die An­ steuerelektronik 38 mit der Positionserfassungseinrichtung 43 in elektrischer Verbindung und enthält von dieser die vom Aktivierungselement 44 hervorgerufenen Positions­ signale, anhand derer die Positionserfassung erfolgt.At least a second control line 45 is to the control electronics 38 of this the activation caused by the element 44 with position signals of the position detecting device 43 in electrical communication and contains, based on which the position detection is carried out.

Bei den Ausführungsformen der Fig. 1 und 2 ist die Positionserfassungseinrichtung 43 als kontinuierlich arbeitendes Wegmeßsystem ausgebildet, das in der Lage ist, die jeweilige Momentanposition des Spannarmes 4 zu er­ mitteln. Das Arbeitsprinzip kann beispielsweise darauf beruhen, daß das Aktivierungselement 44 als Permanentmagnet ausgebildet ist, der im Magnetfeld eines stromdurchflosse­ nen Leiters der Positionserfassungseinrichtung 43 eine Un­ stetigkeitsstelle hervorruft, anhand derer sich die aktu­ elle Position des Aktivierungselements 44 und somit die Schwenkposition des Spannarmes 4 ermitteln läßt. In Zu­ sammenhang mit einem Wegmeßsystem kommen als Steuerventile zweckmäßigerweise Stetigventile und dabei insbesondere sogenannte Proportionalventile zum Einsatz, die eine variable, hubabhängige Fluidbeaufschlagung der Antriebs­ einheit 25 ermöglichen.In the embodiments of FIGS. 1 and 2, the position detection device 43 is designed as a continuously working measuring system which is able to determine the respective instantaneous position of the clamping arm 4 . The principle of operation can be based, for example, on the fact that the activation element 44 is designed as a permanent magnet which, in the magnetic field of a current-carrying conductor of the position detection device 43, causes an unsteady point by means of which the current position of the activation element 44 and thus the pivot position of the tensioning arm 4 can be determined . In connection with a position measuring system, control valves are expediently used as control valves, and in particular so-called proportional valves, which enable a variable, stroke-dependent fluid loading of the drive unit 25 .

Im Vergleich dazu eignet sich die Positionserfassungsein­ richtung 43 der in Fig. 3 gezeigten Bauform nur zur Er­ fassung einzelner diskreter Hubpositionen der Antriebs­ einheit 25. Sie enthält für jede zu erfassende Position einen mit der Ansteuerelektronik 38 gekoppelten Sensor 46, der vom Aktivierungselement 44 betätigt wird. Beispiels­ weise können die Sensoren 46 von sogenannten Reed- Schaltern gebildet sein, die durch das permanentmagneti­ sche Aktivierungselement 44 geschaltet werden, wenn sie in den Einflußbereich dessen Magnetfeldes gelangen. Beim Aus­ führungsbeispiel sind zwei Sensoren 46 vorhanden, die so justiert sind, daß zum einen die Freigabestellung und zum anderen die Spannstellung des Spannarmes 4 detektiert wird.In comparison, the position detection device 43 of the design shown in FIG. 3 is only suitable for detecting individual discrete stroke positions of the drive unit 25 . For each position to be detected, it contains a sensor 46 , which is coupled to the control electronics 38 and is actuated by the activation element 44 . For example, the sensors 46 can be formed by so-called reed switches that are switched by the permanent magnet activation element 44 when they come into the area of influence of its magnetic field. In the exemplary embodiment, there are two sensors 46 , which are adjusted so that, on the one hand, the release position and, on the other hand, the clamping position of the clamping arm 4 are detected.

Um eine besonders hohe Zuverlässigkeit der Spannvorrichtung 1 zu erzielen, empfiehlt es sich, die ersten und zweiten Steuerleitungen 42, 45 sowie etwaige weitere erforderliche Verbindungen zwischen der Steuerventileinrichtung 34, der Ansteuerelektronik 38 und der Positionserfassungseinrichtung 43 in der Spannvorrichtung 1 integriert zu verlegen. Hier bietet sich insbesondere eine Realisierung in Gestalt von Leiterbahnen an.In order to achieve a particularly high reliability of the tensioning device 1 , it is recommended that the first and second control lines 42 , 45 and any other necessary connections between the control valve device 34 , the control electronics 38 and the position detection device 43 are integrated in the tensioning device 1 . In this case, implementation in the form of conductor tracks is particularly suitable.

Bei allen Ausführungsbeispielen verfügt die Ansteuerelek­ tronik 38 über eine strichpunktiert angedeutete integrier­ te Feldbusstation 47. Sie ermöglicht die steuerungstech­ nische Kommunikation mit einem durch Pfeile angedeuteten Feldbus 48, über den die Spannvorrichtung 1 mit weiteren Spannvorrichtungen oder sonstigen Komponenten vernetzbar ist und über den auch ein Anschluß an eine übergeordnete elektronische Steuervorrichtung möglich ist, die den Be­ trieb sämtlicher angeschlossener Komponenten koordiniert. Die Feldbusstation 47 kann einen Seriell/Parallel-Wandler aufweisen, der parallele Feldbussignale in serielle Betä­ tigungssignale für die Steuerventile und serielle Posi­ tionssignale der Positionserfassungseinrichtung 43 in par­ allele Feldbus-Rückmeldesignale umwandelt. Auf diese Weise läßt sich die Spannvorrichtung sehr komfortabel mit einem parallelen Feldbussystem betreiben, beispielsweise in der sogenannten ASI-Technik, wobei "ASI" für "Actor-Sensor- Interface" steht. In all of the exemplary embodiments, the control electronics 38 have an integrated field bus station 47 indicated by a dot-dash line. It enables the control engineering communication with a fieldbus 48 indicated by arrows, via which the tensioning device 1 can be networked with other tensioning devices or other components and via which a connection to a superordinate electronic control device is also possible, which coordinates the operation of all connected components. The fieldbus station 47 can have a serial / parallel converter which converts parallel fieldbus signals into serial actuation signals for the control valves and serial position signals of the position detection device 43 into parallel fieldbus feedback signals. In this way, the tensioning device can be operated very conveniently with a parallel fieldbus system, for example in the so-called ASI technology, "ASI" standing for "actuator sensor interface".

Die Ansteuerelektronik 38 kann so ausgebildet sein, daß sie über keine eigene Intelligenz verfügt und alle rele­ vanten Berechnungen einschließlich der für die Aktivierung der Steuerventile erforderlichen Signale von der externen Steuervorrichtung geliefert werden, die dann von der Feld­ busstation 47 nur noch decodiert und zuordnungsrichtig an das betreffende Steuerventil weitergeleitet werden. Aller­ dings kann die Ansteuerelektronik 38 durchaus auch über eine eigene Intelligenz verfügen, indem sie, wie in Fig. 1 strichpunktiert angedeutet, mit einer integrierten, ein Steuerprogramm enthaltenden Steuereinheit 52 ausgestattet ist, wobei das Steuerprogramm die Art und Weise der Be­ tätigung des oder der angeschlossenen Steuerventile vor­ gibt. In diesem Fall kann der Feldbus 48 auf reine Ko­ ordinationsaufgaben beschränkt werden. Auch ermöglicht dies völlig autark arbeitende Spannvorrichtungen 1, die nicht notwendigerweise über eine Feldbusstation verfügen müssen. Läßt sich die Steuereinheit variabel programmie­ ren, ist in allen Fällen eine individuelle Anpassung an den jeweiligen Einsatzzweck möglich.The control electronics 38 can be designed so that it does not have its own intelligence and all rele vant calculations including the signals required for the activation of the control valves are supplied by the external control device, which is then only decoded by the field bus station 47 and assigned to the control valve in question are forwarded. However, the control electronics 38 can also have their own intelligence by being, as indicated by dash-dotted lines in FIG. 1, equipped with an integrated control unit 52 containing a control program, the control program being the way of actuating the or the connected control valves before there. In this case, the fieldbus 48 can be limited to pure coordination tasks. This also enables completely self-sufficient clamping devices 1 , which do not necessarily have to have a fieldbus station. If the control unit can be variably programmed, an individual adaptation to the respective application is possible in all cases.

Zu erwähnen ist noch, daß die Spannvorrichtung selbstver­ ständlich auch über mehrere Spannarme verfügen kann.It should also be mentioned that the tensioning device itself can also have multiple clamping arms.

Claims (14)

1. Spannvorrichtung, mit einer nach Art eines fluid­ betätigten Arbeitszylinders ausgeführten Betätigungsein­ richtung (2), die an ihrer vorderen Stirnseite mit einem Lagerungskopf (3) versehen ist, an dem ein Spannarm (4) verschwenkbar gelagert ist, der mit einer Antriebseinheit (25) der Betätigungseinrichtung (2) in Antriebsverbindung steht, die zum Verschwenken des Spannarmes (4) durch über eine elektrisch betätigbare Steuerventileinrichtung (34) gesteuerte Fluidbeaufschlagung zu einer Antriebsbewegung veranlaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer­ ventileinrichtung (34) in die Spannvorrichtung (1) inte­ griert ist und mit einer an der Spannvorrichtung (1) vorgesehenen Ansteuerelektronik (38) gekoppelt ist, die ihrerseits mit einer die Erfassung mindestens einer Schwenkposition des Spannarmes (4) ermöglichenden und ebenfalls an der Spannvorrichtung (1) vorgesehenen Positionserfassungseinrichtung (43) zusammenarbeitet. 1. Clamping device, with an actuating device ( 2 ) designed in the manner of a fluid-operated working cylinder, which is provided on its front end face with a bearing head ( 3 ) on which a clamping arm ( 4 ) is pivotably mounted, with a drive unit ( 25 ) of the actuating device ( 2 ) is in drive connection, which is caused to pivot by an electrically actuated control valve device ( 34 ) controlled fluid application to a drive movement for pivoting the tensioning arm ( 4 ), characterized in that the control valve device ( 34 ) into the tensioning device ( 1 ) is integrated and is coupled to a control electronics ( 38 ) provided on the tensioning device ( 1 ), which in turn cooperates with a position detection device ( 43 ) which enables the detection of at least one pivot position of the tensioning arm ( 4 ) and also on the tensioning device ( 1 ) . 2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Ausgestaltung als Kniehebel-Spannvorrichtung, wobei der Spannarm (4) über einen Kniehebelmechanismus mit der eine lineare Antriebsbewegung ausführenden Antriebs­ einheit (25) bewegungsgekoppelt ist.2. Clamping device according to claim 1, characterized by a configuration as a toggle lever clamping device, wherein the clamping arm ( 4 ) via a toggle lever mechanism with the linear drive movement executing drive unit ( 25 ) is motion-coupled. 3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventileinrichtung (34) ein oder mehrere elektrisch betätigbare Steuerventile (35, 36, 36') enthält.3. Clamping device according to claim 1 or 2, characterized in that the control valve device ( 34 ) contains one or more electrically actuable control valves ( 35 , 36 , 36 '). 4. Spannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens ein Steuerventil (35, 36, 36') in das Gehäuse (7) der Betätigungseinrichtung (2) integriert ist.4. Clamping device according to claim 3, characterized in that at least one control valve ( 35 , 36 , 36 ') in the housing ( 7 ) of the actuating device ( 2 ) is integrated. 5. Spannvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens ein Steuerventil (35, 36, 36') in eine der beiden stirnseitigen Abschlußwände (12, 13) des Gehäuses (7) integriert ist.5. Clamping device according to claim 4, characterized in that at least one control valve ( 35 , 36 , 36 ') is integrated in one of the two end walls ( 12 , 13 ) of the housing ( 7 ). 6. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Steuerventil (35) in eine axial zwischen eine vordere stirnseitige Abschlußwand (12) der Betätigungseinrichtung (2) und den Lagerungskopf (3) zwischengefügte Zwischenplatte (37) in­ tegriert ist. 6. Clamping device according to one of claims 3 to 5, characterized in that at least one control valve ( 35 ) in an axially between a front end wall ( 12 ) of the actuating device ( 2 ) and the bearing head ( 3 ) interposed intermediate plate ( 37 ) integrates is. 7. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventileinrichtung (34) zumindest teilweise in Stetigventiltechnik und dabei insbesondere in Proportionalventiltechnik ausgeführt ist.7. Clamping device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the control valve device ( 34 ) is at least partially designed in continuous valve technology and in particular in proportional valve technology. 8. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerelektronik (38) in die Spannvorrichtung (1) und dabei vorzugsweise in das Gehäuse (7) der Betätigungseinrichtung (2) integriert ist.8. Clamping device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the control electronics ( 38 ) in the clamping device ( 1 ) and preferably in the housing ( 7 ) of the actuating device ( 2 ) is integrated. 9. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerelektronik (38) eine die Kommunikation mit einem Feldbus (48) ermöglichen­ de Feldbusstation (47) enthält.9. Clamping device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the control electronics ( 38 ) includes a communication with a field bus ( 48 ) enable de field bus station ( 47 ). 10. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerelektronik (38) eine ein insbesondere individuell programmierbares Steuer­ programm enthaltende Steuereinheit (52) für die Steuer­ ventileinrichtung (34) aufweist.10. Clamping device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the control electronics ( 38 ) has an in particular individually programmable control program containing control unit ( 52 ) for the control valve device ( 34 ). 11. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionserfassungsein­ richtung (43) mit der Antriebseinheit (25) zusammenarbeitet und insbesondere am Gehäuse (7) der Betätigungseinrichtung (2) vorgesehen ist. 11. Clamping device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the position detection device ( 43 ) cooperates with the drive unit ( 25 ) and in particular on the housing ( 7 ) of the actuating device ( 2 ) is provided. 12. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionserfassungsein­ richtung (43) in die Spannvorrichtung (1) integriert ist.12. Clamping device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the position detection device ( 43 ) is integrated in the clamping device ( 1 ). 13. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionserfassungsein­ richtung (43) als Wegmeßsystem ausgeführt ist, das die je­ weilige Momentanposition des Spannarmes (4) ermitteln kann.13. Clamping device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the position detection device ( 43 ) is designed as a displacement measuring system which can determine the respective instantaneous position of the clamping arm ( 4 ). 14. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Verbindungen zwischen der Steuerventileinrichtung (34), der Ansteuer­ elektronik (38) und der Positionserfassungseinrichtung (43) in die Spannvorrichtung (1) integriert sind, bei­ spielsweise in Gestalt von Leiterbahnen.14. Clamping device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the electrical connections between the control valve device ( 34 ), the control electronics ( 38 ) and the position detection device ( 43 ) in the clamping device ( 1 ) are integrated, for example in shape of conductor tracks.