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Die
Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
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Eine
Spannvorrichtung der eingangs genannten Art ist nach der
DE 197 51 950 C1 bekannt. Diese
besteht aus einem linear beweglichen Antriebselement (Pneumatikzylinder),
das zur Betätigung von
mindestens einem Spannwerkzeug (Spannarm) über eine in einem Gehäuse angeordnete
Stellmechanik (Kniehebelmechanik) mit einer im Gehäuse drehbar
gelagerten Schwenkachse wirkverbunden ist. Am Gehäuse ist
beidseitig jeweils ein Drehlagerbereiche (Radial- und Axiallager)
für die
Schwenkachse vorgesehen, zwischen denen die Kniehebelmechanik angeordnet
ist. Die Schwenkachse ist zur Anbringung des Spannarmes über einen
Drehlagerbereich hinausragend ausgebildet.
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In
Abänderung
hierzu kann die Schwenkachse gemäß der
DE 197 51 950 C1 (siehe
Spalte 3, Zeile 53 ff.) auch an beiden Endabschnitten aus dem Gehäuse des
Spannkopfes herausgeführt
sein und auf diesen beiden Endabschnitten beispielsweise einen gabelförmig gestalteten
Spannarm tragen.
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Zur
Realisierung dieser Abänderung
ist es bei der Spannvorrichtung gemäß der
DE 197 51 950 C1 erforderlich,
die Spannvorrichtung auseinander- und eine für den jeweiligen Anwendungsfall
passende Schwenkachse einzubauen. Im Falle eines seitlichen Spannarmes
also eine Schwenkachse, die nur einseitig aus dem Gehäuse herausgeführt ist,
im Falle eines gabelförmigen
Spannarmes eine, die beidseitig aus dem Gehäuse heraussteht.
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Die
Abänderung
hinsichtlich der Anordnung der Schwenkachse ist somit nachteilig
mit umfangreichen Umbaumaßnahmen
verbunden.
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Der
Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde,
bei einer Spannvorrichtung der eingangs genannten Art den Aufwand
zur Umrüstung
bezüglich
der Anordnung der Schwenkachse auf konstruktiv möglichst einfache Weise zu reduzieren.
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Diese
Aufgabe ist gelöst
mit einer Spannvorrichtung der eingangs genannten Art durch die
im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale.
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Nach
der Erfindung ist also vorgesehen, dass die Schwenkachse aus einer
Hohlwelle und einer in dieser konzentrisch und zu dieser verdrehfest angeordneten
Abriebswelle gebildet ist, wobei die Hohlwelle (etwa) gehäusebreit
ausgebildet und in den Drehlagerbereichen verdrehbar gelagert ist
und wobei die Abriebswelle zur Hohlwelle axialverschieblich, aber
an dieser fixierbar ausgebildet ist. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist
die erfindungsgemäße Schwenkachse
im Gegensatz zur eingangs beschriebenen Achse nach der
DE 197 51 950 C1 (mindestens)
zweiteilig ausgebildet, wobei der mit der Stellmechanik verbundene
Teil im Prinzip als drehbar im Gehäuse angeordnete Hohlwelle und
der andere Teil als in der Hohlwelle verdrehfest, aber axialverschieblich
und -fixierbar ausgebildet ist. Je nach Bedarf, wird also die sogenannte
Abtriebswelle bezüglich
ihrer Axialfixierung von der Hohlwelle gelöst und in die jeweils gewünschte Position
gebracht. Dabei weist die Hohlwelle etwa die Breite des Gehäuses auf.
Die Abtriebswelle weist vorzugsweise eine Breite auf, die es ermöglicht,
einerseits bei einseitigem Überstand einen
Spannarm und andererseits bei beidseitigem Überstand beispielsweise einen
gabelförmigen Spannarm
daran zu befestigen. Für
andere Anwendungsfälle,
beispielsweise wenn die Drehbewegung der Hohlwelle per Kardanwelle
weiter übertragen wird,
kann die Abtriebswelle auch länger
oder gegebenenfalls auch kürzer
ausgebildet sein. Entscheidend ist, dass zur Abänderung lediglich die Abtriebswelle
wahlweise ausgetauscht oder auch nur in ihrer Axialposition verschoben
werden muss.
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Andere
vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung ergeben
sich aus den abhängigen
Ansprüchen.
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Die
erfindungsgemäße Spannvorrichtung einschließlich ihrer
vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Ansprüche wird
nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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Es
zeigt
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1 im
Seitenschnitt eine Spannvorrichtung mit Antriebselement, Kniehebelmechanik
und Spannarm;
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2 in
Vorderansicht die Spannvorrichtung gemäß 1, wobei
eine Schale des Gehäuses
demontiert ist;
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3 perspektivisch
von der Seite die erfindungsgemäße Hohlwelle
mit Stellhebel für
die Kniehebelmechanik;
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4 perspektivisch
von der Seite die erfindungsgemäße Abtriebswelle
zum Einschub in die Hohlwelle gemäß 3;
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5 im
Schnitt die Abtriebswelle gemäß 4 mit
einem Befestigungsmechanismus;
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6 im
Schnitt entlang der Linie A-A gemäß 12 die
erfindungsgemäße, im Kopf
der Spannvorrichtung angeordnete Schwenkachse;
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7 bis 10 ebenfalls
im Schnitt der Spannvorrichtungskopf gemäß 6 mit unterschiedlichen
Axialpositionen der Schwenkachse;
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11 im
Schnitt entlang der Linie B-B gemäß 12 die
erfindungsgemäße Schwenkachse mit
Stellhebel im Spannvorrichtungskopf; und
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12 in
Seitenansicht der Spannvorrichtungskopf gemäß 3.
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In
den
1 und
2 ist zunächst zur Erläuterung
des technologischen Hintergrundes eine Spannvorrichtung nach der
EP 1 201 370 A2 dargestellt.
Bezüglich
der genauen Funktion dieser Spannvorrichtung wird insoweit vollumfänglich auf
dieses Dokument verwiesen.
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Sowohl
die genannte als auch die erfindungsgemäße Spannvorrichtung weisen
ein Antriebselement
1 auf. Bei der Spannvorrichtung gemäß
1 ist
das Antriebselement
1 als Elektroantrieb ausgebildet. Alternativ
kommen aber auch linear bewegliche Pneumatik- (siehe die zitierte
DE 197 51 950 C1 )
oder Hydraulikantriebe oder ein Handantrieb in Betracht, und zwar
je nach Anwendungsfall und Verwendungszweck.
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Das
Antriebselement 1 ist zur Betätigung von mindestens einem
Spannwerkzeug 5 über
eine in einem Gehäuse 2 angeordnete
Stellmechanik 3 mit mindestens einer im Gehäuse 2 drehbar
gelagerten Schwenkachse 4 wirkverbunden.
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Das
Spannwerkzeug 5 ist bei der dargestellten Ausführungsform
als Schwenk- bzw. Spannarm ausgebildet. Alternativ sind aber auch
Ausbildungen als Schubstangen-, Zentrier- oder Unterflurspanner möglich.
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Die
Stellmechanik
3 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel
als Kniehebelmechanik ausgebildet. Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung kann
aber genauso gut mit einer sogenannten Kurvenmechanik ausgerüstet sein,
wie sie analog und beispielsweise in der
EP 0 747 172 A1 offenbart
ist.
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Wie
insbesondere aus 2 ersichtlich, ist ferner vorteilhaft
vorgesehen, dass das Gehäuse 2 der
erfindungsgemäßen Spannvorrichtung
aus zwei jedenfalls in etwa zueinander spiegelsymmetrischen Schalen
gebildet ist. In 2 ist nur die linke Schale dargestellt,
während
die rechte Schale demontiert ist, um Einblick ins Innere der Spannvorrichtung
zu gewähren.
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Zur
Lagerung der Schwenkachse 4 in den beiden Gehäuseschalen
sind zwei Drehlagerbereiche 6, 7 vorgesehen, zwischen
denen die Stellmechanik 3 angeordnet ist. Die Drehlagerbereich 6, 7 sind
insbesondere als Radiallager, aber durchaus auch als Axiallager
beispielsweise für
eine Wellenschulter 20 an der Schwenkachse 5 bzw.
der noch zu erläuternden,
erfindungsgemässen
Hohlwelle 8 ausgebildet. Als Lagerarten bzw. -typen kommen
insbesondere Kugel-, Rollen- oder Gleitlager in Betracht. Die Spannvorrichtung
gemäß den 1 bis 12 weist
ein als Gleitlager ausgebildetes, kombiniertes Radial-Axial-Lager
auf.
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Um
ein Spannwerkzeug 5 (beispielsweise den in 1 dargestellten
Spannarm) an der Schwenkachse 4 befestigen zu können, ist
diese mindestens über
einen Drehlagerbereich 6, 7 hinausragend ausgebildet
(in 2 ragt die Schwenkachse 4 über beide
Drehlagerbereich 6, 7 hinaus, so dass an beiden
Schwenkachsenenden ein Spannwerkzeug 5 angeordnet werden
kann.
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Wesentlich
für die
erfindungsgemäße Spannvorrichtung
ist nun mit Verweis insbesondere auf die 3 bis 12,
dass die Schwenkachse 4 aus einer Hohlwelle 8 und
einer in dieser konzentrisch und zu dieser verdrehfest angeordneten
Abriebswelle 9 gebildet ist, wobei die Hohlwelle 8 gehäusebreit
ausgebildet und in den Drehlagerbereichen 6, 7 verdrehbar
gelagert ist und wobei die Abriebswelle 9 zur Hohlwelle 8 axialverschieblich,
aber an dieser fixierbar ausgebildet ist.
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Wie
bereits einleitend erwähnt,
ist erfindungsgemäß also insbesondere
vorgesehen, die nach dem Stand der Technik einteilige Schwenkachse 4 nunmehr
zweiteilig auszubilden, um je nach Anordnung des Spannwerkzeugs 5 ohne
großen
Umrüstaufwand
die Schwenkachse 4 optimal plazieren zu können.
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Zur
Betätigung
der nunmehr zweiteiligen Schwenkachse 4 ist, wie inbesondere
aus 3 ersichtlich, an der Hohlwelle 8 ein
mit der Stellmechanik 3 wirkverbundener Stellhebel 10 angeordnet.
Dieser Stellhebel ist über
ein Schleppglied 18 mit dem Stellglied 19 des
Antriebselements 1 wirkverbunden, d. h. eine lineare Bewegung
des Stellgliedes 19 führt in
bekannter Weise zu einer Drehbewegung der Schwenkachse 4 bzw.
der Hohlwelle 8.
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Wie
die an sich bekannte Schwenkachse 4 weist auch die Hohlwelle 8 zur
ihrer Lagerung im Gebäuse 2 vorzugsweise
zumindest an den Drehlagerbereichen 6, 7 eine
zu diesen größenangepaßte, zylindrische
Aussenkontur auf, d. h. an diesen Stellen ist sie, wie beispielsweise
in 6 dargestellt, in dem oben beschriebenen Radial-Axial-Lager
gelagert. Eine Wellenschulter 20 an der Hohlwelle stützt sich beidseitig
jeweils an den Lagern ab.
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Um
einen formschlüssigen
Verbund zwischen Hohlwelle 8 und Abtriebswelle 9 zu
realisieren, weist die Hohlwelle 8 (siehe 3)
eine viereckige (quadratische) Innenquerschnittskontur auf. Dazu passend
ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Abtriebswelle 9 eine
quadratische Aussenquerschnittskontur aufweist. Allgemein – also jeweils
auf den speziellen Anwendungsfall angepaßt – ist vorgesehen, dass die
beiden zueinander in Formschluss zu bringenden Konturen mindestens
dreieckig bzw. mehreckig ausgebildet sind.
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Zur
Erleichterung der Montierbarkeit ist vorteilhaft vorgesehen, dass
die Hohlwelle 8 in Axialrichtung aus zwei Hohlwellenteilstücken 11, 12 gebildet ist,
die vorzugsweise mittels der in 11 dargestellten
Stifte 21 verdrehfest miteinander verbunden sind und etwa
mittig im Gebäuse 2 miteinander
in Verbindung stehen (siehe insbesondere die Trennlinie in 6).
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Zur
Axialfixierung der Abtriebswelle 9 ist vorteilhaft vorgesehen,
dass innen an der Hohlwelle 8 mindestens eine Vertiefung 13 angeordnet
ist; vorzugsweise allerdings mehrere Vertiefungen in Form eines
Axialrasters, d. h. die Abtriebswelle 9 ist, wie in den 6 bis 10 dargestellt,
an verschiedenen Relativpositionen zur Hohlwelle 8 positionier-
und fixierbar.
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Abtriebswellenseitig
ist demenstsprechend vorgesehen, dass die Abtriebswelle 9 einen
Befestigungsmechanismus 14 aufweist. Dieser weist vorzugsweise
mindestens ein an der Abtriebswelle 9 angeordnetes, mit
der Vertiefung an der Hohlwelle 8 in Form schluss bringbares
Verrastungselement 15 auf, wobei dieses vorzugs- und beispielsweise
als mindestens eine Kugel ausgebildet ist, die in verrastungsposition
in die vorzugsweise kugelabschnittsförmige Vertiefungen 14 eingreift.
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Um
das Verrastungselement 15 auf einfache Weise betätigen zu
können,
ist, wie insbesondere in den 4 und 5 dargestellt,
vorteilhaft vorgesehen, dass an der Abtriebswelle 9 ein
von einer Seite aus frei zugängliches
und betätigbares
Verstellelement 16 angeordnet ist, das mit dem Verrastungselement 15 wirkverbunden
ist und bei Axialverstellung eine Radialverstellung des Verrastungselements 15 bewirkt.
Das Verstellelement 16 ist dabei vorzugsweise schraubenförmig ausgebildet
und in einer an der Abtriebswelle 9 vorgesehenen Gewindebohrung 17 angeordnet,
wobei das verrastungselementseitige Ende des schraubenförmigen Verstellelements 16 konisch
ausgebildet und mit dem Verrastungselement 15 wirkverbunden
ist.
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Zur
Justage der Abtriebswelle 9 wird diese also zunächst in
die Hohlwelle 8 eingesteckt. Beispielsweise mittels eines
Imbusschlüssels
kann dann das von einer Seite der Abtriebswelle 9 zugängliche, schraubenförmige Verstellelement 16 gedreht
und damit bezüglich
der Abtriebswelle 9 axial verschoben werden. Durch diese
Axialverschiebung und die konische Ausbildung des Verstellelements 16 werden
die kugelförmigen
Verrastungselemente 15 radial auseinander gepresst. Wie
aus den 6 bis 10 ersichtlich,
kann die Abtriebswelle 9 somit aufgrund der rasterförmig angeordneten
Vertiefungen 13 in unterschiedlichsten Positionen fixiert
werden.
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- 1
- Antriebselement
- 2
- Gehäuse
- 3
- Stellmechanik
- 4
- Schwenkachse
- 5
- Spannwerkzeug
- 6
- Drehlagerbereich
- 7
- Drehlagerbereich
- 8
- Hohlwelle
- 9
- Abtriebswelle
- 10
- Stellhebel
- 11
- Hohlwellenteilstück
- 12
- Hohlwellenteilstück
- 13
- Vertiefung
- 14
- Befestigungsmechanismus
- 15
- Verrastungselement
- 16
- Verstellelement
- 17
- Gewindebohrung
- 18
- Schleppglied
- 19
- Stellglied
- 20
- Wellenschulter
- 21
- Stift