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Hintergrund der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Spannvorrichtung, mit welcher ein Werkstück mittels eines drehbaren Spannarms, der durch die Verschiebung eines Kolbens um einen festgelegten Winkel gedreht wird, geklemmt werden kann.
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Bisher werden beispielsweise dann, wenn Aufbauelemente eines Automobils oder dergleichen geschweißt werden sollen, Spannvorrichtungen zum Klemmen der einzelnen Teile verwendet.
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Die beispielsweise in dem
US-Patent Nr. 5,503,378 beschriebene Spannvorrichtung umfasst einen Grundkörper mit einem Kolben, der durch die Zufuhr eines Druckfluids verschoben wird, einem Paar von Spannarmen, die drehbar an dem Grundkörper gehalten werden, und einem Kniehebelmechanismus, durch den eine Antriebskraft von dem Grundkörper auf den Spannarm übertragen wird. Außerdem sind drehende Rollen, die einen Teil des Kniehebelmechanismus bilden, in Führungsnuten eingesetzt, die an beiden Seitenflächen des Grundkörpers ausgebildet sind. Die Rollen sind durch Nutenabschnitte der Spannarme eingesetzt und werden bei Verschiebung des Kolbens in axialer Richtung verschoben. Als Folge hiervon werden die Spannarme um einen festgelegten Winkel um einen Stützpunkt gedreht, und entsprechend der Drehrichtung wird zwischen einem geklemmten Zustand, in dem das Werkstück geklemmt werden kann, und einem ungeklemmten Zustand, in dem der geklemmte Zustand freigegeben ist, umgeschaltet.
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Da bei diesem Stand der Technik ein Paar von Spannarmen vorgesehen ist, sind aber zwei drehende Rollen erforderlich, die mit den Spannarmen in Eingriff treten. Außerdem ist auch ein Paar von Führungsnuten in dem Grundkörper erforderlich, durch welche die Rollen eingesetzt werden. Da die Führungsnuten, in denen die Rollen geführt werden, direkt in beiden Seitenflächen des Grundkörpers vorgesehen sind, wird auch eine Abdeckplatte benötigt, um die Führungsnuten zu verschließen. Hierdurch erhöht sich die Zahl der Teile, die zur Bildung der Spannvorrichtung benötigt werden, und ihr Aufbau ist komplex, so dass die Montage bei der Herstellung der Spannvorrichtung erschwert wird.
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Die aus der
DE 60 2004 006 647 T2 bekannte Vorrichtung zum Klemmen eines Bauteils P an einem Gerät umfasst einen Stellantrieb und einen als Klemmteil dienenden Arm. In einem Körper des Stellantriebs ein beweglicher Schaft ausgebildet, wobei das Klemmteil an dem Schaft gelenkig angebracht ist. Das Klemmteil bewegt sich zwischen einer unteren Klemmposition und einer oberen Freigabeposition hin und her, wobei bei der Bewegung das Klemmteil zusätzlich um die Drehachse geschwenkt wird. Für die Schwenkbewegung des Klemmteils ist ein aus Führungsorganen gebildeter Führungsmechanismus vorgesehen. Dieser umfasst ein relativ zum Körper ortsfestes Führungsorgan und ein bewegliches Führungsorgan, die beide zusammenwirken, um das Klemmteil zu schwenken. Das ortsfeste Führungsorgan wird durch ein Paar von Rollen gebildet, die an dem Körper befestigt sind und jeweils mit den beweglichen Führungsorganen, gebildet durch zwei Nuten in dem Klemmteil, in Eingriff stehen. Wenn sich der Schaft von der unteren Position in die obere Position bewegt wird, bewegt sich die Drehachse, an der das Klemmteil an dem Schaft befestigt ist, zusammen mit dem Schaft. Das ortsfeste Führungsorgan, greift in die entsprechende Nut des beweglichen Führungsorgans ein, und die ortsfesten und die beweglichen Führungsorgane wirken derart zusammen, dass das Klemmteil geschwenkt wird.
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Der in der
WO 2008/011209 A1 beschriebene Greifer mit mittlerem Träger besitzt zwei Greifarme und einen Betätigungskopf, der mit wenigstens einem der Greifarme verbunden ist. Der Betätigungskopf ist an eine Kolbenstange gekoppelt, während die Greifarme in einem Abstützabschnitt getragen werden. Der Betätigungskopf weist sich seitlich nach außen erstreckende nockenartige Stifte auf, auf denen jeweils Rollen angeordnet sind, die in entsprechende Nuten in den Greifarmen eingreifen. Bewegt ein Stellglied die Kolbenstange hin und her, wird die Bewegung auf den Betätigungskopf übertragen. Durch die Bewegung der an dem Betätigungskopf angebrachten nockenartigen Stifte wirken diese mit den Nuten an den Greifarmen derart zusammen, dass die Greifarme um ein Drehzentrum schwenken. Die Greifvorrichtung besitzt ferner eine Abstützung mit einem hohlen zentralen Abschnitt mit Nuten, die entlang des hohlen zentralen Abschnitts ausgebildet sind. Die Kolbenstange erstreckt sich innerhalb des hohlen zentralen Abschnitts, wobei der zentrale Abschnitt als Führungsnut bei der Bewegung der Kolbenstange dient.
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Dokument
DE 19 50 721 B offenbart eine kraftbetätigte Spannvorrichtung mit einem als Stelltrieb wirkenden Zylinderkolben, einem Einbaukopf und einem Spannarm. Der Spannarm wird über den Zylinderkolben über eine Brücke betätigt, die am Ende der Kolbenstange angebracht und gegabelt ist, um eine schlitzförmige Öffnung an ihrem Ende entstehen zu lassen. In der schlitzförmigen Öffnung ist einerseits eine Stellantriebsverlängerung des Spannarms aufgenommen und andererseits ein durch einen Nockenschlitz ragender Mitnehmerstift gelagert. Der Mitnehmerstift ist an seinen entgegengesetzten Enden mit Rollen versehen, die in Führungsrillen des Einbaukopfes laufen, sowie mit am Ende der Kolbenstande des Verbindungsteils seitlich angeordneten Ösen, die den gleichen Führungszwecken in den Führungsbahnen dienen.
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Eine Klemmvorrichtung des Dokuments
US 5 460 358 A umfasst einen Kraftzylinder, eine Tragstruktur, eine Antriebseinheit und eine Klemmeinheit. Die Antriebsgruppe umfasst ein Paar von langgestreckten Antriebsleisten, eine Mutter, eine Rolleneinheit und einen Antriebsstift. Die Antriebseinheit ist mittels in Führungsbahnen verschiebbarer Führungsleisten verschiebbar in der Tragstruktur geführt. Der Antriebsstift ist durch Führungsschlitze zweier Führungshebel und durch einen Führungsschlitz eines Klemmhebels geführt. Ein vorderes Ende einer Kolbenstange ist in der Mutter verschraubt. Eine Drehbewegung des Klemmhebels relativ zu dem Führungshebel um einen Drehstift wird durch Zusammenwirken einer Rolle der Rolleneinheit mit einer Keilfläche des Klemmhebels verstärkt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spannvorrichtung vorzuschlagen, mit der das Spannen eines Werkstücks zuverlässig und gleichmäßig durchgeführt werden kann, wobei der Aufbau der Spannvorrichtung vereinfacht und die Montage der Spannvorrichtung verbessert wird.
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Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Spannvorrichtung vorgesehen, bei der eine Linearbewegung in einem Zylinder in eine Drehbewegung umgewandelt wird, um dadurch ein Werkstück mit einem Spannarm zu klemmen, wobei die Spannvorrichtung folgende Elemente aufweist:
einen Grundkörper,
einen mit dem Grundkörper verbundenen Zylinder, in dem ein Kolben durch den Druck eines Druckfluides in axialer Richtung verschoben wird,
einen drehbar an dem Grundkörper gehaltenen Spannarm und
einen Antriebskraftübertragungsmechanismus zur Übertragung einer Antriebskraft von dem Zylinder auf den Spannarm und zur Bewirkung einer Drehverschiebung des Spannarms,
wobei der Antriebskraftübertragungsmechanismus folgende Elemente aufweist:
ein Verschiebungselement, das zusammen mit dem Kolben in der axialen Richtung verschoben wird,
einen Führungskörper, der an dem Verschiebungselement vorgesehen ist und der an einer Seitenfläche des Grundkörpers anliegt, und
ein Stiftelement, das an dem Verschiebungselement vorgesehen ist und das durch eine Nut des Führungsarms eingesetzt ist.
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Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine perspektivische Ansicht einer Spannvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
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2 ist eine Seitenansicht der Spannvorrichtung gemäß 1,
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3 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der Spannvorrichtung gemäß 1,
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4 ist ein Schnitt durch die Spannvorrichtung gemäß 2 und
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5 ist ein Schnitt, der einen geklemmten Zustand darstellt, in dem ein Spannarm der Spannvorrichtung gemäß 4 gedreht wird, um ein Werkstück zu halten.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 eine Spannvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Wie in den 1 bis 5 dargestellt ist, umfasst die Spannvorrichtung 10 einen Zylindermechanismus (Zylinder) 14 mit einem darin angebrachten Kolben 12, ein Gehäuse (Grundkörper) 16, das mit dem Zylindermechanismus 14 verbunden ist, einen Spannarm 18, der gegenüber dem Gehäuse 16 drehbar gehalten ist, und einen Antriebskraftübertragungsmechanismus 20, der den Spannarm 18 durch Antrieb des Zylindermechanismus 14 dreht.
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Der Zylindermechanismus 14 umfasst ein Zylinderrohr 22, das eine hohle Gestalt aufweist, den Kolben 12, der verschiebbar innerhalb des Zylinderrohres 22 vorgesehen ist, eine Kopfabdeckung 24 die ein Ende des Zylinderrohres 22 verschließt, und eine Stangenabdeckung 28, die an der anderen Endseite des Zylinderrohres 22 vorgesehen ist und die eine mit dem Kolben 12 verbundene Kolbenstange 26 abstützt.
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Das Zylinderrohr 22 weist eine im Querschnitt rechteckige Form auf. Eine Zylinderbohrung 30 tritt durch das Zylinderrohr 22 in deren axialer Richtung hindurch.
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Erste und zweite Anschlussöffnungen 32, 34 für die Zufuhr und Abfuhr eines Druckfluids sind an einer Seitenfläche des Zylinderrohres 22 vorgesehen und stehen über entsprechende Verbindungsdurchgänge 36a, 36b mit der Zylinderbohrung 30 in Verbindung. Die ersten und zweiten Anschlussöffnungen 32, 34 weisen in axialer Richtung (der Richtung der Pfeile A1 und A2) des Zylinderrohres 22 einen festgelegten Abstand voneinander auf.
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Der Kolben 12 ist in der Zylinderbohrung 30 angebracht. Eine Kolbendichtung 38, ein Verschleißring 40 und ein Magnet 42 sind in Ringnuten vorgesehen, wobei sie mit festgelegten Abständen voneinander an der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 12 vorgesehen sind. Die Kolbendichtung 38 und der Verschleißring 40 stehen in Gleitkontakt mit einer inneren Wandfläche des Zylinderrohres 22. Außerdem ist ein Positionserfassungssensor (nicht dargestellt) in einer Sensornut 44 angeordnet, die an einer Seitenfläche des Zylinderrohres 22 ausgebildet ist. Das Magnetfeld des Magneten 42 wird mit Hilfe des Positionserfassungssensors erfasst, so dass die Verschiebungsposition des Kolbens 12 überprüft werden kann.
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Außerdem ist ein Dämpfer 46a in einer Ringnut an einer Endfläche des Kolbens 12 gegenüber der Kopfabdeckung 24 angebracht. Der Dämpfer 46a besteht beispielsweise aus einem elastischen Material, wie Gummi oder dergleichen, um zu verhindern, dass der Kolben 12 an seiner Verschiebungsendposition in direkten Kontakt mit der Kopfabdeckung 24 tritt, und um Stöße abzupuffern.
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Andererseits ist eine Kolbenöffnung 48, die in der axialen Richtung durchtritt, in der Mitte des Kolbens 12 ausgebildet. Die Kolbenstange 26 ist durch die Kolbenöffnung 48 eingesetzt. Ein Ende der Kolbenstange 26 ist durch Eingriff in die Kolbenöffnung 48 integral mit einer Endfläche des Kolbens 12 verbunden.
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Eine Stangenöffnung 50, durch welche die Kolbenstange 26 eingesetzt ist, ist in der Stangenabdeckung 28 ausgebildet. Ein Dämpfer 46b ist in einer Ringnut in einer Endfläche der Kolbenstange 28 angebracht, die dem Kolben 12 gegenüberliegt. Im Einzelnen verhindert der Dämpfer 46b, dass die andere Endfläche des Kolbens 12 in direkten Kontakt mit der Stangenabdeckung 28 kommt, und puffert Stöße.
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Außerdem ist ein Dichtring 52 in einer äußeren Umfangsfläche der Stangenabdeckung 28 angebracht, so dass bei Anlage desselben an einer inneren Wandfläche des Zylinderrohres 22 ein fluiddichter Zustand in der Zylinderbohrung 30 aufrechterhalten werden kann. Außerdem sind eine Stangendichtung 54 und eine Hülse 56 in Ringnuten in der Stangenöffnung 50 angebracht. Durch Anlage der Hülse 56 an der äußeren Umfangsfläche der Kolbenstange 26 wird die Kolbenstange 26 zur Verschiebung in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A1 und A2) gehalten.
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Die Stangenabdeckung 26 wird von der anderen Endseite des Zylinderrohres 22 eingesetzt und ist über einen Ring 58, der in Eingriff mit der inneren Wandfläche des Zylinderrohres 22 tritt, im Inneren der Zylinderbohrung 30 befestigt.
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Das Gehäuse 16 umfasst ein Basiselement 60, das mit dem anderen Ende des Zylinderrohres 22 verbunden ist, ein Halteelement 62, das senkrecht zu dem Basiselement 60 angeordnet und in der Lage ist, ein Werkstück (nicht dargestellt) zusammen mit dem Spannarm 18 zu klemmen, sowie ein Paar von Haltern 64a, 64b, die den Spannarm 18 drehbar halten.
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Das Basiselement 60 ist mit dem anderen Ende des Zylinderrohres 22 über eine Mehrzahl von Bolzen 26 verbunden und verschließt das andere Ende des Zylinderrohres 22. Eine Durchgangsöffnung 68, durch welche die Kolbenstange 26 eingesetzt ist, ist in der Mitte des Basiselementes 60 ausgebildet.
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Das Halteelement 62 ist in einem rechten Winkel zu dem Ende des Basiselementes 60 vorgesehen und erstreckt sich um eine festgelegte Höhe in einer Richtung (der Richtung des Pfeils A2) weg von dem Basiselement 60. Im Einzelnen wird das Gehäuse 16 durch das Basiselement 60 und das Halteelement 62 gebildet und weist einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt auf (vgl. 2).
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Die Halter 64a, 64b erstrecken sich senkrecht von einem im Wesentlichen zentralen Bereich entlang der axialen Richtung des Halteelements 62 und sind jeweils an beiden Seiten des Halteelements 62 vorgesehen. Außerdem sind Beine 70a, 70b zwischen den Haltern 64a, 64b und dem Basiselement 60 vorgesehen und mit dem Basiselement 60 verbunden. Im Einzelnen ist das Paar von Haltern 64a, 64b parallel zu und mit einem festgelegten Abstand von dem Basiselement 60 vorgesehen, während das Paar von Beinen 70a, 70b im Wesentlichen parallel zu und mit einem festgelegten Abstand von dem Halteelement 62 vorgesehen ist.
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Ein Führungselement 72, das in der Erstreckungsrichtung der Halter 64a, 64b vorsteht, ist an einer Seitenfläche des Halteelements 62 vorgesehen. Eine Rolle (Führungskörper) 74, die einen Teil des Antriebskraftübertragungsmechanismus 20 bildet, liegt an dem Führungselement 72 an und wird durch dieses geführt. Das Führungselement 72 erweitert sich mit einer festgelegten Höhe nach außen gegenüber der Seitenfläche des Halteelements 62, wobei seine Seitenfläche eine flache ebene Form aufweist. Das Führungselement 72 weist außerdem eine festgelegte Breite auf.
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An Enden der Halter 64a, 64b, die von dem Halteelement 62 beabstandet sind, sind jeweilige Stiftlöcher 76a ausgebildet. Ein Stützstift 78, welcher den Spannarm 18 drehbar abstützt, ist durch die Stiftlöcher 76a eingesetzt. Der Stützstift 78 wird mittels eines Paares von Befestigungsschrauben 80a befestigt, die in die Halter 64a, 64b eingeschraubt sind, so dass ein Entfernen des Stützstiftes 78 aus den Stiftlöchern 76a verhindert wird.
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Der Spannarm 18 umfasst eine flache, plattenförmige Klemme 82, die an seiner einen Endseite ausgebildet ist, und ein Paar von Jochen (Gabelstücke) 84a, 84b, die an seiner anderen Endseite ausgebildet sind und sich zu einem Ende der Klemme 82 in zwei Zweige verzweigen. Außerdem tritt eine Öffnung 86 an einem Verbindungsbereich zwischen der Klemme 82 und den Jochen 84a, 84b durch, durch welche der Stützstift 78 eingesetzt ist. Die Öffnung 86 tritt in einer Breitenrichtung des Spannarms 18 durch. Im Einzelnen wird der Spannarm 18 über den Stützstift 78, der durch die Öffnung 86 eingesetzt und mittels der Stiftlöcher 76a in dem Gehäuse 16 gehalten wird, drehbar an einem inneren Abschnitt des Gehäuses 16 gehalten.
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Das Paar von Jochen 84a, 84b erstreckt sich jeweils in einer Richtung senkrecht zu der Klemme 82, wobei sie parallel zueinander vorgesehen sind und einen festgelegten Abstand voneinander aufweisen. Verbindungsnuten 88a, 88b sind vorgesehen, die sich mit einer festen Breite entlang der Joche 84a, 84b erstrecken. Beide Enden eines Verbindungsstiftes (Stiftelement) 90 sind über entsprechende Muffen 92 in die jeweiligen Verbindungsnuten 88a, 88b eingesetzt. Die Verbindungsnuten 88a, 88b weisen die gleiche Form wie das Joch 84a bzw. das Joch 84b auf und umfassen einen bogenförmigen ersten Verbindungsabschnitt 94, der sich von einem Ende an der Seite der Klemme 82 mit einem festgelegten Radius in einer Richtung erstreckt, die sich von der Klemme 82 entfernt, und einen zweiten Verbindungsabschnitt 96, der an dem anderen Ende ausgebildet ist, das sich von der Klemme 82 entfernt. Die Mitte und der Radius des zweiten Verbindungsabschnitts 96 unterscheiden sich von denen des ersten Verbindungsabschnitts 94.
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Der Spannarm 18 wird gedreht bis die Klemme 82 im Wesentlichen parallel zu dem Halteelement 62 angeordnet ist. Dadurch kann ein Werkstück zwischen der Klemme 82 und dem Halteelement 62 geklemmt werden.
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Der Antriebskraftübertragungsmechanismus 20 wird durch einen Blockkörper (Verschiebungselement) 98, der in einem Raum des Gehäuses 16, der von dem Halteelement 62 und den Haltern 64a, 64b umgeben ist, angeordnet und mit einem Ende der Kolbenstange 26 verbunden ist, der Rolle 74, die drehbar an dem Blockkörper 98 gehalten wird, und den Verbindungsstift 90, der durch die Verbindungsnuten 88a, 88b eingesetzt ist, gebildet.
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Der Blockkörper 98 weist eine im Querschnitt längliche Form auf. Ein Stangenbolzen 102 ist über eine Bolzenöffnung 100 mit der Kolbenstange 26 verbunden, indem er durch einen zentralen Abschnitt derselben eingesetzt ist, so dass der Blockkörper 98 mit dem anderen Ende der Kolbenstange 26 über den Stangenbolzen 102 verbunden wird. Im Einzelnen kann der Blockkörper 98 zusammen mit dem Kolben 12 und der Kolbenstange 26 durch die Verschiebung des Zylindermechanismus 14 in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A1 und A2) verschoben werden.
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Außerdem umfasst der Blockkörper 98 einen ausgeschnittenen Abschnitt, der in einer konkaven Form an seinem einen Endabschnitt ausgespart ist und in dem die Rolle 74 angeordnet ist. Die Rolle 74 wird drehbar durch einen Rollenstift 104 gehalten, der durch eine Stiftöffnung 76b, die im Wesentlichen senkrecht zu der Bolzenöffnung 100 verläuft und dem ausgeschnittenen Abschnitt zugewandt ist, eingesetzt ist. Die Rolle 74 ist so angeordnet, dass sie von dem einen Ende des Blockkörpers 98 nach außen vorsteht. Der Rollenstift 104 ist über ein Paar von Befestigungsschrauben 80b, die in den Blockkörper 98 eingeschraubt sind, befestigt, so dass ein Entfernen des Rollenstiftes 104 aus der Stiftöffnung 76b verhindert wird.
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Wenn der Blockkörper 98 mit der Kolbenstange 26 verbunden ist, liegt die Rolle 74 an dem Führungselement 72 des Gehäuses 16 an, wobei durch Verschiebung des Blockkörpers 98 in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A1 und A2) die Rolle 74 entlang des Führungselements 72 verschoben wird, wobei sich die Rolle 74 dreht, d. h. die Rolle 74 rollt auf dem Führungselement 72 ab. Im Einzelnen dient die Rolle 74 als ein Führungsmechanismus wenn der Blockkörper 98 in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A1 und A2) verschoben wird.
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Andererseits ist eine Stiftöffnung 76c im Wesentlichen senkrecht zu der Bolzenöffnung 100 an dem anderen Ende des Blockkörpers 98 ausgebildet. Ein Verbindungsstift 90 ist durch die Stiftöffnung 76c eingesetzt und mittels einer Befestigungsschraube 80c fixiert. Beide Enden des Verbindungsstiftes 90, die aus der Stiftöffnung 76c herausragen, sind jeweils in zylindrisch geformten Muffen 92 angebracht und durch die jeweiligen Verbindungsnuten 88a, 88b des Spannarms 18 eingesetzt.
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Wenn der Blockkörper 98 durch die Verschiebung des Kolbens 12 und der Kolbenstange 26 in der axialen Richtung verschoben wird, wird durch Bewegung des Verbindungsstiftes 90 entlang der Verbindungsnuten 88a, 88b der Spannarm 18 drehend um einen festgelegten Winkel um den Stützstift 78 verschoben.
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Die Spannvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Als Nächstes wird die Betriebs- und Wirkungsweise der Spannvorrichtung 10 erläutert.
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Zunächst wird die Spannvorrichtung 10 mittels eines nicht dargestellten Befestigungsmechanismus an einer festgelegten Position befestigt. Nicht dargestellte Leitungen oder dergleichen, die mit einer Druckfluidzufuhrquelle verbunden sind, werden an den ersten Anschluss 32 und den zweiten Anschluss 34 angeschlossen. Die 2 und 4 zeigen die Spannvorrichtung 10 in einem ungeklemmten Zustand, während 5 die Spannvorrichtung 10 in einem geklemmten Zustand darstellt. Nachfolgend wird der oben genannte ungeklemmte Zustand als Ursprungsposition bezeichnet.
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In dem Ursprungszustand der Spannvorrichtung 10, wie er in den 2 und 4 gezeigt ist, wird ein Druckfluid von einer nicht dargestellten Druckfluidzufuhrquelle dem ersten Anschluss 32 zugeführt und in die Zylinderbohrung 30 eingebracht. In diesem Fall ist der zweite Anschluss 34 in einen Zustand versetzt, in dem er zur Atmosphäre offen ist.
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Durch die Wirkung des in die Zylinderbohrung 30 eingebrachten Druckfluides wird der Kolben 12 in einer Richtung (der Richtung des Pfeils A1) gepresst, in der er sich von dem Gehäuse 16 entfernt, und der Kolben senkt sich entlang der Zylinderbohrung 30 ab. Bei Verschiebung des Kolbens 12 und der Kolbenstange 26 wird außerdem der Blockkörper 98 zu der Seite des Basiselements 60 (in der Richtung des Pfeils A1) verschoben, wobei er durch die Rolle 74 geführt wird. In diesem Fall wird die Rolle 74 verschoben, wobei sie entlang des Führungselementes 72 rollt.
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Die Linearbewegung des Kolbens 12 wird über die Kolbenstange 26 auf den Antriebskraftübertragungsmechanismus 20 übertragen. Bei der Verschiebung des Blockkörpers 98 des Antriebskraftübertragungsmechanismus 20 wird die Linearbewegung des Kolbens 12 in eine Drehbewegung des Spannarms 18 umgewandelt. Als Folge der Linearbewegung des Kolbens 12 wirkt im Einzelnen eine Zugkraft in einer Abwärtsrichtung (in der Richtung des Pfeils A1) auf den Blockkörper 98, der mit der Kolbenstange 26 verbunden ist.
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Durch allmähliche Bewegung des Verbindungsstiftes 90 in den Verbindungsnuten 88a, 88b des Spannarms 18 von dem ersten Verbindungsabschnitt 94 zu dem zweiten Verbindungsabschnitt 96 wird außerdem der Spannarm 18 aufgrund der Verbindungswirkung des Verbindungsstiftes 90 allmählich entgegen dem Uhrzeigersinn (in der Richtung des Pfeils B1) um den Stützstift 78 gedreht.
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Der Spannarm 18 wird weiter zu der Seite des Halteelements 62 gedreht, bis bei Erreichen einer Position, die im Wesentlichen parallel zu dem Halteelement 62 angeordnet ist, ein geklemmter Zustand erreicht wird, in dem ein Werkstück (nicht dargestellt) geklemmt wird. Hier wird die Drehverschiebung des Spannarms 18 gestoppt (vgl. 5).
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Zu dieser Zeit wird das Magnetfeld des Magneten 72 durch einen nicht dargestellten Positionserfassungssensor erfasst und gleichzeitig hiermit wird die Position des Kolbens 12 erfasst. Auf der Basis der Verschiebungsposition des Kolbens 12 kann somit der geklemmte Zustand, in dem das Werkstück durch den Spannarm 18 geklemmt wird, überprüft werden.
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Bei der in 5 gezeigten Spannvorrichtung wird andererseits bei Umschalten eines nicht dargestellten Schaltventils durch Zufuhr eines Druckfluids zu dem zweiten Anschluss 34 der Kolben 12 in einer Richtung (der Richtung des Pfeils A2) zu der Seite des Gehäuses 16 verschoben. In diesem Fall wird außerdem der erste Anschluss 32 in einen Zustand versetzt, in dem er zur Atmosphäre offen ist. Als Folge davon, dass die Kolbenstange 26 zusammen mit dem Kolben 12 angehoben wird, bewegt sich außerdem der Verbindungsstift 90, der in dem Blockkörper 98 gehalten wird, allmählich in den Verbindungsnuten 88a, 88b des Spannarms 18 von dem zweiten Verbindungsabschnitt 96 zu dem ersten Verbindungsabschnitt 94, wodurch der Spannarm 18 durch die Verbindungswirkung des Verbindungsstiftes 90 allmählich im Uhrzeigersinn (in der Richtung des Pfeils B2) um den Stützstift 78 gedreht wird.
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Durch Anschlag des Kolbens 12 an dem in der Stangenabdeckung 28 angebrachten Dämpfer 76b wird eine weitere Verschiebung des Kolbens 12 begrenzt, wodurch die Drehverschiebung des Spannarms 18 durch die Kolbenstange 26 und den Blockkörper 98 angehalten wird (vgl. 4). Als Folge hiervon nimmt, wie in den 2 und 4 gezeigt ist, die Spannvorrichtung 10 einen ungeklemmten Zustand ein, in dem der Spannarm 18 um einen festgelegten Winkel im Uhrzeigersinn (in der Richtung des Pfeils B2) gedreht ist.
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Durch Erfassen der Verschiebung des Kolbens 12 mit Hilfe des nicht dargestellten Positionserfassungssensors kann zu dieser Zeit die Tatsache, dass der Spannarm 18 den ungeklemmten Zustand angenommen hat, auf der Basis der Verschiebungsposition des Kolbens 12 überprüft werden.
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Wie oben beschrieben wurde, ist der Blockkörper 98 des Antriebskraftübertragungsmechanismus 20 mit der Kolbenstange 26 des Zylindermechanismus 14 verbunden, wobei eine einzelne Rolle 74 drehbar an einem Ende des Blockkörpers 98 vorgesehen ist. Wenn der Blockkörper 98 in der axialen Richtung verschoben wird, wird die Rolle 74 verschoben, wobei sie entlang des Führungselements 72 rollt, das an einer Seitenfläche des Gehäuses 16 vorgesehen ist. Außerdem wird der durch den Blockkörper 98 eingesetzte Verbindungsstift 90 durch die Verbindungsnuten 88a, 88b des Spannarms 18, der an dem Gehäuse 16 gehalten wird, eingesetzt, wodurch der Spannarm 18 bei Verschiebung des Blockkörpers 98 um einen festgelegten Winkel gedreht wird.
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Im Einzelnen kann das Werkstück durch einen einzelnen Spannarm 18 geklemmt werden, wobei eine Drehbewegung des Spannarms 18 mittels des in dem Blockkörper 98 vorgesehenen Verbindungsstiftes 90 durchgeführt wird. Wenn der Spannarm 18 gedreht wird, kann der Blockkörper 98 mit Hilfe einer einzelnen Rolle 74 in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A1 und A2) geführt werden.
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Da die Verschiebung des Blockkörpers 98 in der axialen Richtung durch das Führungselement 72, das an dem Gehäuse 16 vorgesehen ist, geführt werden kann, wird außerdem die Ausbildung von Führungsnuten, wie sie bei den herkömmlichen Spannvorrichtungen vorgesehen und eingesetzt wurden, nicht mehr notwendig. Im Vergleich zu der herkömmlichen Spannvorrichtung kann somit der Aufbau der Spannvorrichtung vereinfacht werden, da sich die Zahl der Teile verringert. Außerdem wird die Zahl der Schritte, die zur Montage der Spannvorrichtung erforderlich sind, reduziert und die Montage kann somit vereinfacht werden.
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In einem geklemmten Zustand, in dem ein Werkstück durch den Spannarm 18 geklemmt wird, wird durch den Verbindungsstift 90 eine Reaktionskraft F (vgl. 5) in einer Längsrichtung von dem Spannarm 18 auf den Blockkörper 98 aufgebracht. Da die Rolle 74, die an dem Blockkörper 98 angeordnet ist, durch die Anlage an dem Führungselement 72 abgestützt wird, wird hierbei auch in dem Fall, dass die Reaktionskraft F auf den Blockkörper 98 aufgebracht wird, der Blockkörper 98 an einer Verschiebung in der Längs-(d. h. der horizontalen)Richtung gehindert.
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Als Folge hiervon werden der Blockkörper 98 und die Kolbenstange 26, die mit dem Blockkörper 98 verbunden ist, nicht exzentrisch verschoben und nicht in einer Richtung senkrecht zu der Achse weggebogen. Dadurch kann die Spannvorrichtung 10 gleichmäßig arbeiten, so dass das Spannen des Werkstücks zuverlässig durchgeführt werden kann.
