DE102011102905B3 - Toggle clamping apparatus used in manufacture of motor vehicle components, has carriage in guide arm that is arranged at opposite end portion of clamping arm and is movable orthogonal to clamping arm plane around limited movement - Google Patents

Abstract

The clamping apparatus has a clamping arm (17) that is rotationally driven through a bar actuator (6). A pivotal shaft (12) is arranged in the toggle joint (11) located in a clamping head (7). The pivotal shaft is extended reciprocally from the clamping head to form end portions. A guide arm (40) is arranged pivotally on the end portion of clamping arm and pivotal shaft. A carriage (51) in the guide arm is arranged at opposite end portion of the clamping arm and is movable orthogonal to clamping arm plane (57) around limited movement.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kniehebelspannvorrichtung, insbesondere für Karosserieteile der Kfz-Industrie, mit einem Spannkopf und einer sich daran anschließenden Antriebsvorrichtung, die über ein stangenförmiges Verstellglied und mindestens einen Kupplungsbolzen, wenigstens einer Lasche oder dergleichen, mit einem Kniehebelgelenk einen Werkstückspannarm schwenkbeweglich antreiben, welcher auf einer im Spannkopf ortsunbeweglichen, aber drehbar gelagerten Gehäuseschwenkachse angeordnet ist, wobei in Achsrichtung des stangenförmigen Verstellgliedes parallel zueinander angeordnete Führungsnuten zum gegebenenfalls mittelbaren Führen des stangenförmigen Verstellglieds und/oder des Kniehebelgelenkes angeordnet sind, wobei die gegenüberliegenden Führungswände der Führungsnuten für das Kniehebelgelenk nach einer Kurve zu einer Seite hin gekrümmt verlaufend angeordnet sind, derart, dass mit dem Werkstückspannarm über einen vorbestimmten Schwenkwinkelbereich des Werkstückspannarms ohne Erzielung einer Totpunktlage eine gleiche oder annähernd gleich bleibende Spannkraft am Spannkopf erreicht ist.The invention relates to a toggle lever device, in particular for body parts of the automotive industry, with a clamping head and an adjoining drive device, which drive via a rod-shaped adjusting member and at least one coupling pin, at least one tab or the like, with a toggle joint a Werkstückspannarm pivotally, which on a stationary in the chuck, but rotatably mounted housing pivot axis is arranged, wherein in the axial direction of the rod-shaped adjusting member parallel guide grooves for optionally indirectly guiding the rod-shaped adjusting member and / or the toggle joint are arranged, the opposite guide walls of the guide for the toggle joint according to a curve curved side are arranged to be curved, such that with the workpiece clamping arm over a predetermined pivoting angle range of the workpiece clamping arms without achieving a dead center, an equal or approximately constant clamping force on the chuck is reached.

Stand der TechnikState of the art

Eine derartige Kniehebelspannvorrichtung ist aus der DE 297 13 944 U1 vorbekannt.Such a toggle clamping device is from the DE 297 13 944 U1 previously known.

Kniehebelspannvorrichtungen ermöglichen in der Regel eine sichere Spannung der miteinander zu verklemmenden und haltenden Blechteile, wie zum Beispiel Baugruppenteile von Karosserien im Kfz-Bau für vorbestimmte Blechdicken. Dadurch kann es erforderlich werden, dass beim Überschreiten vorgegebener Blechdicken, zum Beispiel bei unterschiedlichen Karosserietypen entweder Kniehebelspannvorrichtungen ausgetauscht werden müssen, oder aber es müssen sogenannte Konturstücke, die dem Spannarm und/oder dem Widerlager, das mit dem Spannarm zusammenwirkt, ausgetauscht und einjustiert werden.Toggle clamps usually allow a safe voltage of the clamped and holding sheet metal parts, such as assembly parts of bodies in the automotive industry for predetermined sheet thicknesses. This may require that when exceeding predetermined sheet thicknesses, for example in different body types either toggle lever jigs must be replaced, or it must be so-called contour pieces, the clamping arm and / or the abutment, which cooperates with the clamping arm, exchanged and adjusted.

Besonders bei solchen Kniehebelspannvorrichtungen, die über sogenannte Übertotpunktlagen gefahren werden, um ein unbeabsichtigtes Lösen des Spannarmes zu vermeiden, sind zur Erzielung derartiger Übertotpunktlagen die jeweiligen Spannbereiche und damit die Blechdicken relativ genau einzuhalten.Especially with such toggle lever tensioning devices, which are moved over so-called over-center positions, to avoid unintentional release of the tensioning arm, the respective clamping areas and thus the sheet thicknesses are relatively accurate to achieve such over-center positions.

Aufgabetask

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kniehebelspannvorrichtung der gattungsgemäß vorausgesetzten Art dahingehend zu verbessern, dass die Kniehebelspannvorrichtung innerhalb vorgegebener Grenzbereiche für unterschiedliche Blechdicken benutzbar ist.The invention has for its object to improve a toggle lever device of the generic type presupposed to the effect that the toggle lever clamping device is usable within predetermined limits for different sheet thicknesses.

Lösungsolution

Die Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst.The object is solved by the reproduced in claim 1 features.

Einige VorteileSome advantages

Bei der Erfindung passt sich der Spannarm gewissermaßen automatisch der jeweiligen Dicke der miteinander zu klemmenden Bauteile an. Dies wird unter anderem dadurch erreicht, dass der Spannarm über einen Schlitten in einem Führungsarm orthogonal oder annähernd orthogonal zu einer Spannebene um ein begrenztes Maß geradlinig hubbeweglich geführt angeordnet ist. Eine derartige Kniehebelspannvorrichtung lässt sich deshalb für einen größeren Anwendungsbereich ohne Umrüsten von Konturstücken oder gar Austausch einsetzen, da sich der Spannarm gewissermaßen den unterschiedlichen Blechdicken anpasst und trotzdem ein sicheres Klemmen und Halten der miteinander zu verbindenden Bauteile ermöglicht. Zwar können auch bei den erfindungsgemäßen Kniehebelspannvorrichtungen dem Spannarm und/oder dem damit zusammenwirkenden Widerlager, im Fachjargon „Kiefer” genannt, auswechselbare Konturstücke zugeordnet werden, jedoch ist dies nicht unbedingt zwingend erforderlich, um unterschiedliche Blechdicken zu klemmen und in Klemmstellung zu halten, bis zum Beispiel die Bauteile in geeigneter Weise dauerhaft miteinander verbunden sind, sei es durch Punktschweißen oder durch Kleben oder durch Clinchen.In the invention, the clamping arm to a certain extent automatically adapts to the respective thickness of the components to be clamped together. This is achieved, inter alia, that the clamping arm is arranged by a carriage in a guide arm orthogonal or approximately orthogonal to a clamping plane by a limited amount straight linearly guided. Such a toggle clamping device can therefore be used for a wider range of applications without retooling contour pieces or even replacement, since the clamping arm to some extent adapts to the different sheet thicknesses and still allows secure clamping and holding the components to be joined together. Although interchangeable contour pieces can also be assigned to the tensioning arm and / or the abutment cooperating therewith, referred to in the jargon "jaw", this is not absolutely necessary in order to clamp different sheet thicknesses and to hold them in the clamping position until the end Example, the components are suitably permanently connected to each other, either by spot welding or by gluing or by clinching.

Weitere erfinderische AusgestaltungenFurther inventive embodiments

Weitere erfinderische Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen 2 bis 8 beschrieben.Further inventive embodiments are described in the claims 2 to 8.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn gemäß Patentanspruch 2 der Schlitten gegenüber dem Führungsarm gegen die Rückstellkraft eines oder mehrerer Federelemente geführt angeordnet ist. Dadurch gelangt der Schlitten nach dem Wegfall der Verstellbewegung immer wieder in seine Ausgangslage selbsttätig zurück.It when according to claim 2, the carriage relative to the guide arm is guided against the restoring force of one or more spring elements is particularly advantageous. As a result, the carriage returns automatically after the elimination of the adjustment back to its original position.

Bei der Ausführungsform nach Patentanspruch 3 ist das Federelement in seiner Vorspannung einstellbar ausgebildet.In the embodiment according to claim 3, the spring element is designed to be adjustable in its bias.

Bei der Ausführungsform nach Patentanspruch 4 ist das Federelement als Druckfeder oder als gummielastische Eigenschaften aufweisender, aus einem Polyurethanwerkstoff bestehender Kunststoffkörper ausgebildet, dessen Hysterese durch Vorspannung möglichst klein gehalten ist.In the embodiment according to claim 4, the spring element is designed as a compression spring or rubber-elastic properties, consisting of a polyurethane material existing plastic body whose hysteresis is kept as small as possible by bias.

Eine besonders kompakte Ausführungsform ist in Patentanspruch 5 beschrieben. Bei dieser umschließt der Führungsarm den Spannarm auf gegenüberliegenden Seiten mit U-Schenkeln, die im seitlichen Abstand zu der jeweiligen Seitenwand des Spannarms angeordnet sind. A particularly compact embodiment is described in claim 5. In this, the guide arm encloses the clamping arm on opposite sides with U-legs, which are arranged in the lateral distance to the respective side wall of the clamping arm.

Wird eine Ausführungsform nach Patentanspruch 6 gewählt, so ist der Führungsarm mit dem Spannarm getrieblich über Mitnehmerbolzen gekoppelt, so dass diese quasi einen Parallellgreifer bilden.If an embodiment according to claim 6 is selected, then the guide arm is coupled to the tensioning arm by means of drive pins, so that they form a quasi parallel gripper.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform beschreibt Patentanspruch 7. Der Schlitten ist hierbei auf diametral gegenüberliegenden Seiten in dem Führungsarm durch je mindestens ein Wälzlager reibungsarm und weitgehend spielfrei gelagert, so dass er eine präzise Hubbewegung orthogonal oder annähernd orthogonal zur jeweiligen Klemm- und Spannebene ausführt.A particularly advantageous embodiment is described in claim 7. The carriage is mounted on diametrically opposite sides in the guide arm by at least one rolling bearing friction and largely free of play so that it performs a precise lifting orthogonal or approximately orthogonal to the respective clamping and clamping plane.

Um sich unterschiedlichen Betriebsbedingungen anpassen zu können, empfiehlt es sich, dem Schlitten und/oder dem Widerlager (Kiefer) je ein auswechselbares Konturstück zuzuordnen.In order to be able to adapt to different operating conditions, it is advisable to assign a replaceable contour piece to the carriage and / or the abutment (jaw).

In der Zeichnung ist die Erfindung – teils schematisch – an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigen:In the drawing, the invention - partly schematically - illustrated in one embodiment. Show it:

1 eine Kniehebelspannvorrichtung gemäß der Erfindung teils in der Ansicht, teils im Längsschnitt; 1 a toggle lever device according to the invention partly in the view, partly in longitudinal section;

2 einen Querschnitt nach der Linie II-II der 1; 2 a cross section along the line II-II of 1 ;

3 ein Ersatzschaltbild zu 1, in größerem Maßstab, und 3 an equivalent circuit diagram too 1 , on a larger scale, and

4 eine Kraft-Weg-Spannkurve bei einer Ausführungsform gemäß der Erfindung. 4 a force-displacement curve in an embodiment according to the invention.

In der Zeichnung ist die Erfindung in Anwendung auf eine durch Druckluft betätigte Kniehebelspannvorrichtung veranschaulicht, die sich mit besonderem Vorteil bei der Karosseriefertigung in der Automobilindustrie verwenden lässt. Selbstverständlich kann der Erfindungsgedanke aber auch bei einer Kniehebelspannvorrichtung zur Anwendung kommen, bei der der Antrieb nicht durch eine nachfolgend noch zu beschreibende Kolben-Zylinder-Einheit mit Druckluft, sondern zum Beispiel durch einen Elektromotor, erfolgt.In the drawing, the invention is illustrated in application to a pneumatic operated toggle clamping device which is particularly useful in car body manufacture in the automotive industry. Of course, the concept of the invention can also be used in a toggle lever device, in which the drive is not by a subsequently to be described piston-cylinder unit with compressed air, but for example by an electric motor occurs.

Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein ein- oder mehrteiliges Gehäuse bezeichnet, das auf einer Seite einen Zylinder 2 mit einem darin axial längsverschieblich und dichtend geführten Kolben 3 aufweist.With the reference number 1 is a one- or multi-part housing refers to a cylinder on one side 2 with an axially longitudinally displaceable and sealing guided piston 3 having.

Die Bezugszeichen 4 und 5 bezeichnen Anschlusskanäle, mit denen nicht dargestellte Druckmittelleitungen verbunden sind, durch die abwechselnd der Kolben 3 mit Druckmitteldruck, insbesondere durch Druckluft, gesteuert zu beaufschlagen ist.The reference numerals 4 and 5 Designate connection channels, with which pressure medium lines, not shown, are connected by the alternately the piston 3 with pressurized fluid pressure, in particular by compressed air, controlled act.

Diese Steuerung kann in einer Fertigungslinie des Karosseriebaus einer Kfz-Fertigung angeordnet sein, die zahlreiche solcher Kniehebelspannvorrichtungen in sinnvoller Weise steuert.This control can be arranged in a production line of the body shop of a vehicle manufacturing, which controls many such toggle lever clamping devices in a meaningful way.

Mit dem Kolben 3 ist eine als Stellglied ausgebildete Kolbenstange 6 verbunden, die in einen dem Kolben 3 zugekehrten Spannkopf 7 hineinragt und in einer Gehäusewand 8 durch ein Dichtungselement 9 abgedichtet in einen Innenraum 10 des Spannkopfes 7 hineingreift.With the piston 3 is designed as an actuator piston rod 6 connected to a piston 3 facing chuck 7 protrudes and in a housing wall 8th through a sealing element 9 sealed in an interior 10 of the clamping head 7 reaching in.

Der Kolben 3 ist mit der Kolbenstange 6 in axialer Richtung abwechselnd in Richtung X bzw. Y hubbeweglich angeordnet.The piston 3 is with the piston rod 6 alternately arranged in the axial direction in the direction of X or Y liftable.

Die Kolbenstange 6 hat ansonsten mit den Wänden des Spannkopfes 7 selbst keine Berührung. An dem Ende ist die Kolbenstange 6 über eine Kniehebelgelenkanordnung 11 mit einer gehäusefesten Schwenkachse 12 über Lenkerelemente 13 und 14 verbunden, die auch paarweise vorhanden sein können. Schwenkachsen 15 und 16 ermöglichen eine Schwenkbewegung in Richtung A bzw. B der Kniehebelgelenkanordnung 11.The piston rod 6 otherwise has with the walls of the chuck 7 even no touch. At the end is the piston rod 6 via a toggle joint arrangement 11 with a housing-fixed pivot axis 12 via handlebar elements 13 and 14 connected, which can also be present in pairs. swiveling axes 15 and 16 allow a pivoting movement in the direction A or B of the toggle lever assembly 11 ,

Über die im Spannkopf 7 schwenkbeweglich gelagerte gehäusefeste Schwenkachse 12 wird ein Spannarm 17 ebenfalls in Richtung A bzw. B um einen Winkelbereich angetrieben. Dieser Winkelbereich kann zum Beispiel 135° oder mehr betragen.About in the chuck 7 pivotally mounted housing-fixed pivot axis 12 becomes a tension arm 17 also driven in the direction A and B by an angular range. This angular range may be, for example, 135 ° or more.

Zum Führen der Kniehebelgelenkanordnung 11 und damit auch der Kolbenstange 6 sind im Spannkopf 7 auf diametral einander gegenüberliegenden Seiten parallel zueinander verlaufende, endseitig jeweils begrenzte Führungsnuten 18 bzw. 19 (2) angeordnet, die gleich groß sind und gleich geformt sind und parallel zueinander, also im gleichen Höhenbereich, verlaufen.To guide the toggle joint assembly 11 and thus also the piston rod 6 are in the chuck 7 on diametrically opposite sides parallel to each other, each end limited guide grooves 18 respectively. 19 ( 2 ), which are the same size and are the same shape and parallel to each other, ie in the same height range, run.

Jede der Führungsnuten 18 und 19 ist in dem aus 2 ersichtlichen Querschnitt etwa U-förmig gestaltet, wird also durch Führungswände 20, 21 bzw. 22, 23 und jeweils durch eine orthogonal dazu verlaufende abschließende Wand 24 bzw. 25 im Tiefsten begrenzt.Each of the guide grooves 18 and 19 is in the out 2 apparent cross section designed approximately U-shaped, so is through guide walls 20 . 21 respectively. 22 . 23 and each by an orthogonal extending final wall 24 respectively. 25 limited in the deepest.

Entgegen der Darstellung in der Zeichnung kann die Kolbenstange 6 an ihrem Ende mit Gewinde versehen sein, das in eine ebenfalls mit Gewinde versehene Sackbohrung eines im einzelnen nicht dargestellten Kupplungsstückes eingeschraubt ist. Dieses Kupplungsstück kann mit einem Steg zwischen zwei mit Abstand sowie parallel zueinander verlaufende Laschenelemente 13 eingreifen, die eine Gelenklaschenanordnung bilden. Diese Gelenklaschenanordnung ist über die Schwenkachse 15 schwenkbeweglich mit der Kolbenstange 6 verbunden.Contrary to the representation in the drawing, the piston rod 6 be threaded at its end, which is screwed into a likewise threaded blind bore of a coupling piece, not shown in detail. This coupler can be used with a bridge between two spaced apart and mutually parallel tab members 13 engage, which form a joint flap assembly. This gusset arrangement is about the pivot axis 15 pivotable with the piston rod 6 connected.

Die Schwenkachse 15 oder ein Kupplungsbolzen, der das Kupplungsstück mit der Kolbenstange 6 verbindet, weist an den Endbereichen je eine Führungsrolle 26 bzw. 27 auf, die in den Führungsnuten 18, 19, und zwar an den Führungswänden 20, 21 bzw. 22, 23 abrollbar, geführt ist.The pivot axis 15 or a coupling bolt that holds the coupling piece with the piston rod 6 connects, has at the end areas depending on a leadership role 26 respectively. 27 on that in the guide grooves 18 . 19 , on the guide walls 20 . 21 respectively. 22 . 23 unrollable, guided.

Die Führungsnuten 18, 19 setzen sich bei der aus der Zeichnung dargestellten Ausführungsform in Längsachsrichtung im wesentlichen aus zwei Längenabschnitten zusammen, die in 1 prinzipiell mit den Buchstaben T bzw. V gekennzeichnet sind. Auf dem Abschnitt V verlaufen die Führungsnuten 18, 19 mit ihren Längsachsen parallel zur Längsachse der Kolbenstange 6, also geradlinig, während die Führungsnuten 18, 19 auf dem Längenabschnitt T in der noch zu beschreibenden Art und Weise nach Radien bzw. nach einer Kurve oder Kurvenschar, gekrümmt verlaufen. Statt einem Paar von Führungsrollen 26, 27, können auch mehrere, zum Beispiel zwei Rollenpaare in Längsachsrichtung der Kolbenstange 6 hintereinander angeordnet sein, wie dies in der auf die Anmelderin zurückgehenden DE 297 13 944 U1 beschrieben und dargestellt ist.The guide grooves 18 . 19 sit in the embodiment shown in the drawing in the longitudinal axis substantially together of two longitudinal sections, which in 1 are marked in principle with the letters T and V respectively. On the section V, the guide grooves run 18 . 19 with their longitudinal axes parallel to the longitudinal axis of the piston rod 6 , so straight, while the guide grooves 18 . 19 on the longitudinal section T in the manner to be described after radii or according to a curve or family of curves, curved. Instead of a pair of guide rollers 26 . 27 , Also, several, for example, two pairs of rollers in Längsachsrichtung the piston rod 6 be arranged one behind the other, as in the applicant DE 297 13 944 U1 described and illustrated.

In 3 sind die Führungsrollen 26, 27 der Kniehebelgelenkanordnung 11 nur schematisch angedeutet. Deutlich erkennt man aus 3 einen Teilabschnitt der geradlinig verlaufenden Führungsnuten 18 und 19 mit dem Längenabschnitt V mit den gekrümmt in der Zeichnungsebene nach oben verlaufenden Längenabschnitt T. Der Mittelpunkt 28 der Schwenkachse 16 des Spannarmes 17 bewegt sich von einer in der Zeichnungsebene (3) unteren Position in eine in der Zeichnungsebene (3) obere Position. Dieser Kreisbogen, den der Mittelpunkt 28 in 3 zurückgelenkt hat, entspricht dem aus 1 dargestellten Beispiel der Spannposition, den der Spannarm 17 bzw. dessen noch zu beschreibenden Konturenstücke, mit denen die zu klemmenden Bauteile zusammenwirken, zurücklegen kann, also einen Spannbereich, in dem praktisch die gleiche Spannkraft erzielt ist, oder anders ausgedrückt, dem Kurvenabschnitt in 4, in dem die Kurve zwischen Soll-Max und Nominal etwa geradlinig verläuft, also eine gleiche Spannkraft anzeigt. Der Mittelpunkt 28 bewegt sich hiermit auf einem Kreisbogen, wobei der Schwenkmittelpunkt mit der Längsachse der Schwenkachse 12 zusammenfällt. Der Winkel, den der Mittelpunkt 28 hierbei zurücklegt, ist in 3 mit α bezeichnet, und es ist ein spitzer Winkel.In 3 are the leadership roles 26 . 27 the toggle joint arrangement 11 only indicated schematically. Clearly recognizable 3 a portion of the rectilinear guide grooves 18 and 19 with the longitudinal section V with the curved in the drawing plane upwardly extending longitudinal section T. The center 28 the pivot axis 16 of the tensioning arm 17 moves from one in the drawing plane ( 3 ) lower position into one in the drawing plane ( 3 ) upper position. This arc, the center 28 in 3 has returned 1 illustrated example of the clamping position, the clamping arm 17 or whose contour pieces still to be described, with which the components to be clamped cooperate, can travel, ie a clamping range in which practically the same clamping force is achieved, or in other words, the curved section in FIG 4 , in which the curve between nominal max and nominal runs approximately rectilinear, that is, indicates an equal clamping force. The middle-point 28 moves hereby on a circular arc, wherein the pivot center with the longitudinal axis of the pivot axis 12 coincides. The angle, the center 28 here is in 3 denoted by α, and it is an acute angle.

Verbindet man den Mittelpunkt 28 mit dem Mittelpunkt der Schwenkachse 12, so erhält man eine Linie 29. Auf dieser Linie 29 liegt ein Punkt 30, von dem aus die Radien 31 und 32 geschlagen werden, um die Führungswände 20, 21 bzw. 22, 23 des gekrümmt verlaufenden Abschnittes T der Führungsnuten 18, 19 durch je einen Radius zu begrenzen. Der Radius der Mittellinie der Führungsnuten 18, 19 ist mit dem Bezugszeichen 33 bezeichnet. Mit dem Bezugszeichen 34 ist eine gerade Linie bezeichnet, die den Mittelpunkt 28 und den Schwenkmittelpunkt bzw. die Schwenklängsachse der als Kniehebelgelenkbolzen ausgebildeten Schwenkachse 15 verbindet und orthogonal oder annähernd orthogonal zur Linie 29 verläuft. Mit 34a ist ein Kreisbogenabschnitt bezeichnet, auf dem sich der Schwenkmittelpunkt bzw. die Längsachse der als Kniehebelgelenkbolzen ausgebildeten Schwenkachse 12 bewegt. Die Linie 34 und der Mittellinienradius 33 schließen einen spitzen Winkel β ein. Der Mittelpunkt 30 liegt relativ eng bei dem Mittelpunkt 35, und zwar bei etwa 20% der Gesamtlänge der Linie 29, was natürlich von den Abmessungen abhängig ist und variieren kann.If you connect the center 28 with the center of the pivot axis 12 , so you get a line 29 , On this line 29 is a point 30 from which the radii 31 and 32 be beaten to the guide walls 20 . 21 respectively. 22 . 23 the curved portion T of the guide grooves 18 . 19 to limit each by a radius. The radius of the center line of the guide grooves 18 . 19 is with the reference numeral 33 designated. With the reference number 34 is a straight line called the center 28 and the pivot center or the longitudinal axis of the pivot axis designed as a toggle lever pivot axis 15 connects and orthogonal or nearly orthogonal to the line 29 runs. With 34a is a circular arc section referred to, on which the pivot center or the longitudinal axis of the formed as a toggle joint pivot axis 12 emotional. The line 34 and the centerline radius 33 include an acute angle β. The middle-point 30 is relatively close to the center 35 , and about 20% of the total length of the line 29 , which of course depends on the dimensions and can vary.

Wie aus 3 ersichtlich ist, gehen die dadurch in eine Richtung, also in der Zeichnungsebene der 3 nach oben gekrümmten Führungswände 21, 22, 23 über je einen Kreisbogen sanft in den geradlinigen Abschnitt V der Führungsnuten 18, 19 sprunglos über. Sind zum Beispiel zwei Paar Führungsrollen wie bei der Ausführungsform nach DE 297 13 944 U1 vorgesehen, gelangen bei zwei in Hubrichtung hintereinander angeordneten Rollenpaaren (nicht dargestellt) die Führungsrollen des der Kolbenstange 6 zugekehrten Paares bei keiner Schwenkbewegung in den gekrümmten Bereich T, weil es sonst zu Verklemmungen kommen könnte. Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform, bei der lediglich ein Führungsrollenpaar dargestellt ist, werden diese Führungsrollen 26, 27 der Kniehebelgelenkanordnung 11 durch den kreisbogenförmig verlaufenden Führungsnutenabschnitt T geführt, wobei die Anordnung, insbesondere die Lage des Punktes 30 so gewählt ist, dass in einem vorbestimmten Bereich der über dem bei üblichen Vorrichtungen dieser Art vorhandenen Totpunktlage hinaus eine möglichst gleich bleibende Spannkraft erzielt ist, wie dies aus 4 zu erkennen ist. Dies wurde auch so in der DE 297 13 944 U1 schon beschrieben. Die Anordnung kann dabei so getroffen werden, dass schon vor dem Aufsetzen des Spannarmes 17 bzw. dessen nachfolgend noch zu beschreibenden damit gekuppelten Teil auf die blechförmigen Baugruppen bereits die volle Spannkraft erzielt wird und diese beibehalten wird bis über einen gewissen Schwenkwinkelbereich. Wie aus 4 ersichtlich ist, ist die Spannkraft hierbei konstant oder annähernd konstant. Dadurch kommt es nicht zu Überbeanspruchung, die sonst bei reiner Totpunktverriegelung üblicher Kniehebelspannvorrichtungen zum Beispiel befürchtet werden könnte. Theoretisch treten bekanntlich bei Erreichen des Totpunktes Kräfte auf, die eigentlich unendlich groß sein müssten, was bedeutet, dass es zu Zerstörungen oder einem hohen Verschleiß kommen könnte.How out 3 it can be seen that they go in one direction, ie in the plane of the drawing 3 upwardly curved guide walls 21 . 22 . 23 via one arc each gently into the straight section V of the guide grooves 18 . 19 jump over. For example, two pairs of guide rollers are as in the embodiment after DE 297 13 944 U1 provided pass in two in the stroke direction successively arranged roller pairs (not shown), the guide rollers of the piston rod 6 facing pair with no pivoting movement in the curved portion T, because otherwise it could lead to jamming. In the embodiment shown in the drawing, in which only one pair of guide rollers is shown, these guide rollers 26 . 27 the toggle joint arrangement 11 guided by the circular arc-shaped Führungsnutenabschnitt T, wherein the arrangement, in particular the position of the point 30 is selected so that in a predetermined range of over existing in conventional devices of this type dead center out as constant a clamping force is achieved, as is made 4 can be seen. This also became so in the DE 297 13 944 U1 already described. The arrangement can be made so that even before placing the clamping arm 17 or whose subsequently to be described so coupled part on the sheet-shaped assemblies already the full clamping force is achieved and this is maintained over a certain range of pivoting angle. How out 4 it can be seen, the clamping force is constant or approximately constant. This does not lead to overuse, which could otherwise be feared in pure dead-center locking conventional toggle lever tensioners, for example. Theoretically occur when reaching the dead center forces on the actually should be infinitely large, which means that it could come to destruction or high wear.

Die Bahnkurven bei T lassen sich besonders einfach, zum Beispiel auf CNC-gesteuerten Maschinen, herstellen, weil es sich um Radien handelt, da zum Beispiel die Führungswände 20, 21, 22 und 23 jeweils nur durch einen einzigen Radius gemäß 3 begrenzt werden.The trajectories at T can be made very easily, for example on CNC-controlled machines, because they are radii, for example the guide walls 20 . 21 . 22 and 23 each only by a single radius according to 3 be limited.

Es ist aber auch möglich, den kurvenförmig verlaufenden Teil T durch eine Kurvenschar, die sozusagen infinitesimal klein ausgebildet ist, herzustellen, worauf bereits ebenfalls in der DE 297 13 944 U1 hingewiesen wurde. Der Winkel β beträgt bei der dargestellten Ausführungsform ungefähr 10 Grad, kann aber auch größer oder kleiner sein.But it is also possible to produce the curved portion T by a set of curves, which is formed so to speak infinitesimal small, which is already in the DE 297 13 944 U1 was pointed out. The angle β is about 10 degrees in the illustrated embodiment, but may be larger or smaller.

Außerdem ist die Erfindung nicht auf die aus 3 beschriebenen Bahnkurven und deren Konstruktion beschränkt. Vielmehr können die Führungsnuten mit ihren Abschnitten T und V auch durch andere Kurven oder Kurvenscharen ersetzt werden, als sie vorstehend im Zusammenhang mit 3 beschrieben wurden.Moreover, the invention is not limited to 3 described trajectories and their construction limited. Rather, the guide grooves with their sections T and V can also be replaced by other curves or sets of curves than previously described in connection with FIG 3 have been described.

Wie aus 2 zu erkennen ist, ist die gehäusefeste Schwenkachse 12 seitlich aus dem Spannkopf 7 herausgeführt und besitzt an den seitlich aus dem Spannkopf 7 herausgeführten Endabschnitten zwei unterschiedliche Längenabschnitte, von denen der eine ein Mehrkant, insbesondere Vierkant 36 bzw. 37 ist, während der sich daran anschließende, jeweils äußerste Längenabschnitt 38, 39 zylindrisch gestaltet ist.How out 2 can be seen, is the housing-fixed pivot axis 12 laterally out of the clamping head 7 led out and has at the side of the chuck 7 led out end sections two different lengths, one of which is a polygon, in particular square 36 respectively. 37 is, during the subsequent, each extreme length section 38 . 39 is cylindrical.

Auf den mehrkantförmigen Längenabschnitten 36, 37 ist der Spannarm 17 getrieblich verbunden angeordnet, so dass er bei einer Kolbenbewegung in Richtung X bzw. Y sich in Richtung A bzw. B bewegen kann.On the polygonal lengths 36 . 37 is the tension arm 17 arranged so that it can move in the direction of A or B in a piston movement in the direction X and Y, respectively.

Auf den zylindrischen Längenabschnitten 38 und 39 der Schwenkachse 12 ist ein Führungsarm 40 gelenkbeweglich gelagert, der in der aus 2 ersichtlichen Draufsicht etwa U-förmig gestaltet ist und der den Spannarm 17 mit zwei U-Schenkeln 42, 43 umschließt. Der Spannarm 17 ist in dieser Draufsicht ebenfalls U-förmig gestaltet und gabelförmig ausgebildet und besitzt ebenfalls zwei U-förmige Schenkel 44, 45, mit denen er mit geeigneten Aussparungen auf den Mehrkantabschnitten 36 bzw. 37 der Schwenkachse 12 getrieblich angeordnet ist. Außerdem sind die U-Schenkel 42, 43 des Führungsarmes 40 durch diametral einander gegenüberliegende Mitnehmerbolzen 46, 47 mit den U-Schenkeln 44 bzw. 45 des Spannarmes 17 gekuppelt.On the cylindrical lengths 38 and 39 the pivot axis 12 is a guide arm 40 articulated, in the off 2 apparent plan view is designed approximately U-shaped and the clamping arm 17 with two U-thighs 42 . 43 encloses. The tension arm 17 is also U-shaped in this plan view and fork-shaped and also has two U-shaped legs 44 . 45 with which he has suitable recesses on the polygonal sections 36 respectively. 37 the pivot axis 12 is arranged by a gear. Also, the U-thighs 42 . 43 of the guide arm 40 by diametrically opposed driving pins 46 . 47 with the U-thighs 44 respectively. 45 of the tensioning arm 17 coupled.

Bei 48 ist ein Widerlager am Spannkopf 7 angeordnet, das in der Praxis auch als „Kiefer” bezeichnet wird. Dem Kiefer 48 ist bei der darstellten Ausführungsform ein Konturstück 49 zugeordnet, das auswechselbar ist, je nach den zu klemmenden Bauteilen. Das Konturstück 49 ist lösbar, zum Beispiel durch Schraubverbindungen, mit dem Widerlager 48 zu verbinden, was durch die strichpunktierten Linien in 1 angedeutet ist.at 48 is an abutment on the chuck 7 arranged, which is also referred to in practice as "pine". The jaw 48 is in the illustrated embodiment, a contour piece 49 assigned, which is interchangeable, depending on the components to be clamped. The contour piece 49 is detachable, for example by screw, with the abutment 48 to connect, what by the dotted lines in 1 is indicated.

Gegenüber dem Konturstück 49 ist ein weiteres Konturstück 50 angeordnet, das dem Spannarm 17 zugeordnet ist, und das ebenso wie das Konturstück 40 auswechselbar ist, gleichfalls nach den Betriebsbedingungen, was ebenfalls in 1 durch die strichpunktierten Linien angedeutet ist. Der Spannarm 17 ist bei der dargestellten Ausführungsform mehrteilig an seinem mit den zu klemmenden Bauteilen verbundenen Bereich ausgebildet und weist einen Schlitten 51 auf, der dem Spannarm 17 zugeordnet ist und mit diesem über ein getriebliches Verbindungselement 52 mit dem Spannarm 17 verbunden ist. Der Schlitten 51 ist mit dem Konturteil 50 verbunden und überträgt die Spannkraft des Spannarms 17 auf das zu spannende Werkstück, das sich zwischen den Konturstücken 49 und 50 befindet (nicht dargestellt).Opposite the contour piece 49 is another contour piece 50 arranged, which is the tension arm 17 is assigned, and that as well as the contour piece 40 interchangeable, also according to the operating conditions, which is also in 1 is indicated by the dash-dotted lines. The tension arm 17 is formed in the illustrated embodiment in several parts at its connected to the components to be clamped area and has a carriage 51 on, the tension arm 17 is assigned and with this via a geared connection element 52 with the clamping arm 17 connected is. The sled 51 is with the contour 50 connected and transmits the clamping force of the clamping arm 17 on the workpiece to be clamped between the contour pieces 49 and 50 located (not shown).

Der Schlitten 51 ist auf diametral gegenüberliegenden Seiten gegen die Rückstellkraft je eines Federelementes 53, 54 auf diametral einander gegenüberliegenden Seiten des Führungsarmes 40 durch je ein Wälzlager 55 und 56 reibungsarm geführt. Die Wälzlager 55 und 56 können als Kugellager oder Nadellager ausgebildet sein. Diese Wälzlager 55 und 56 ermöglichen ein relativ spielfreies und reibungsarmes Führen des Schlittens 51 in Richtung C bzw. D, also orthogonal oder annähernd orthogonal zur Klemmebene 57. Die Klemmebene 57 kann allerdings variieren, je nach Betriebsbedingungen. Da der Schlitten 51 und damit auch der Klemmarm 17 durch den Hub des Schlittens 51 in vorgegebenen Grenzen automatisch verstellbar ist, ermöglicht die erfindungsgemäße Kniehebelspannvorrichtung das zuverlässige Klemmen unterschiedlicher Blechdicken innerhalb vorgegebener Bereiche, zum Beispiel Bleche mit Blechdicken im Bereich von 0 bis 8 mm, vorzugsweise von 0 bis 4 mm. Die getriebliche Verbindung 52 kann dabei als Gelenk, zum Beispiel als Schwenkgelenk oder Kugelgelenk, ausgebildet sein, um eine zuverlässige Krafteinleitung des Spannarmes 17 über den Schlitten 51 und das Konturstück 50 auf das zu klemmende Bauteil zu ermöglichen. Der Spannarm 17 und der Führungsarm 40 bilden bei einer Ausführungsform einen Parallellspannarm.The sled 51 is on diametrically opposite sides against the restoring force of each spring element 53 . 54 on diametrically opposite sides of the guide arm 40 by a rolling bearing 55 and 56 low-friction. The rolling bearings 55 and 56 can be designed as ball bearings or needle roller bearings. These bearings 55 and 56 allow a relatively backlash-free and low-friction guiding of the carriage 51 in the direction C or D, that is orthogonal or approximately orthogonal to the clamping plane 57 , The terminal level 57 however, may vary depending on operating conditions. Since the sled 51 and thus also the clamping arm 17 through the stroke of the carriage 51 is automatically adjustable within predetermined limits, the toggle lever clamping device according to the invention enables reliable clamping of different sheet thicknesses within predetermined ranges, for example sheets with sheet thicknesses in the range of 0 to 8 mm, preferably from 0 to 4 mm. The geared connection 52 can be designed as a joint, for example as a pivot joint or ball joint, to a reliable application of force of the clamping arm 17 over the sledge 51 and the contour piece 50 to allow for the component to be clamped. The tension arm 17 and the guide arm 40 in one embodiment form a paralleling arm.

Die in den Patentansprüchen und in der Beschreibung beschriebenen sowie aus der Zeichnung ersichtlichen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.The features described in the claims and in the description and apparent from the drawing features, both individually and in any combination for the realization of the invention may be essential.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Gehäusecasing

22

Zylindercylinder

33

Kolbenpiston

44

Anschlußkanalconnecting channel

55

Anschlußkanalconnecting channel

66

Kolbenstange, StellgliedPiston rod, actuator

77

Spannkopfclamping head

88th

Gehäusewandhousing wall

99

Dichtungselementsealing element

1010

Innenrauminner space

1111

Kniehebelgelenkanordnung, KniehebelgelenkToggle joint assembly, toggle joint

1212

Schwenkachse, GehäuseschwenkachseSwivel axis, housing pivot axis

1313

Lenkerelementlink element

1414

Lenkerelementlink element

1515

Schwenkachse, KupplungsbolzenSwivel axle, coupling pin

1616

Schwenkachse, KupplungsbolzenSwivel axle, coupling pin

1717

Spannarm, WerkstückspannarmClamping arm, workpiece clamping arm

1818

Führungsnutguide

1919

Führungsnutguide

2020

Führungswandguide wall

2121

Führungswandguide wall

2222

Führungswandguide wall

2323

Führungswandguide wall

2424

Wandwall

2525

Wandwall

2626

Führungsrolleleadership

2727

Führungsrolleleadership

2828

MittelpunktFocus

2929

Linieline

3030

PunktPoint

3131

Radiusradius

3232

Radiusradius

3333

MittellinienradiusCenterline radius

3434

Linieline

34a34a

KreisbogenabschnittArc section

3535

MittelpunktFocus

3636

Mehrkant, VierkantPolygonal, square

3737

Mehrkant, VierkantPolygonal, square

3838

Längenabschnittlongitudinal section

3939

Längenabschnittlongitudinal section

4040

Führungsarmguide

4141

4242

U-SchenkelU-leg

4343

U-SchenkelU-leg

4444

U-SchenkelU-leg

4545

U-SchenkelU-leg

4646

Mitnehmerbolzendriving pins

4747

Mitnehmerbolzendriving pins

4848

Widerlagerabutment

4949

Konturstückcontour piece

5050

Konturstückcontour piece

5151

Schlittencarriage

5252

getriebliche Verbindung, Gelenkgeared connection, joint

5353

Federelementspring element

5454

Federelementspring element

5555

Wälzlager, Kugellager, NadellagerRolling bearings, ball bearings, needle roller bearings

5656

Wälzlager, Kugellager, NadellagerRolling bearings, ball bearings, needle roller bearings

5757

Klemmebene, SpannebeneTerminal level, span level

AA

Schwenkrichtungpan direction

BB

Schwenkrichtungpan direction

TT

gekrümmt verlaufender Abschnitt der Führungsnuten 18, 19 curved portion of the guide grooves 18 . 19

VV

geradlinig verlaufender Abschnitt der Führungsnuten 18, 19 rectilinear section of the guide grooves 18 . 19

CC

Hub des Führungsschlittens 51 Hub of the guide carriage 51

DD

Hub des Führungsschlittens 51 Hub of the guide carriage 51

XX

Hubrichtung des Kolbens 3 Stroke direction of the piston 3

YY

Hubrichtung des Kolbens 3 Stroke direction of the piston 3

αα

Winkelangle

ββ

Winkelangle

Claims (8)

Kniehebelspannvorrichtung, insbesondere für Karosserieteile der Kfz-Industrie, mit einem Spannkopf (7) und einer sich daran anschließenden Antriebsvorrichtung, die über ein stangenförmiges Stellglied (6) und mindestens einen Kupplungsbolzen (15), wenigstens einer Lasche (13), mit einem Kniehebelgelenk (11) einen Werkstückspannarm (17) schwenkbeweglich antreibt, welcher auf einer im Spannkopf (7) ortsunbeweglichen, aber drehbar gelagerten Gehäuseschwenkachse (12) angeordnet ist, wobei in Achsrichtung des stangenförmigen Stellgliedes (6) parallel zueinander angeordnete Führungsnuten (18, 19) zum gegebenenfalls mittelbaren Führen des stangenförmigen Stellglieds (6) und/oder des Kniehebelgelenkes (11) angeordnet sind, wobei die gegenüberliegenden Führungswände (20–23) der Führungsnuten (18, 19) für das Kniehebelgelenk (11) nach einer Kurve (T) zu einer Seite hin gekrümmt verlaufend angeordnet sind, derart, dass mit dem Werkstückspannarm (17) über einen vorbestimmten Schwenkwinkelbereich des Werkstückspannarms (17) ohne Erzielung einer Totpunktlage eine gleiche oder annähernd gleich bleibende Spannkraft am Spannkopf (7) erreicht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseschwenkachse (12) vorzugsweise beidseitig aus dem Spannkopf (7) seitlich mit einem Endteil (36, 37, 38, 39) herausgeführt ist, und dass auf dem betreffenden Endteil der Spannarm (17) und seitlich daneben auf demselben Endteil der Gehäuseschwenkachse (12) ein Führungsarm (40) schwenkbeweglich angeordnet ist und der Spannarm (17) an seinem entgegengesetzten Endabschnitt über einen Schlitten (51) in dem Führungsarm (40) orthogonal oder annähernd orthogonal zu einer Spannarmebene (57) um ein begrenztes Maß geradlinig hubbeweglich (C–D) geführt angeordnet ist.Toggle clamping device, in particular for body parts of the motor vehicle industry, with a clamping head ( 7 ) and an adjoining drive device, which via a rod-shaped actuator ( 6 ) and at least one coupling pin ( 15 ), at least one tab ( 13 ), with a toggle joint ( 11 ) a workpiece clamping arm ( 17 ) pivotally drives, which on one in the clamping head ( 7 ) stationary, but rotatably mounted housing pivot axis ( 12 ) is arranged, wherein in the axial direction of the rod-shaped actuator ( 6 ) parallel to each other guide grooves ( 18 . 19 ) for optionally indirectly guiding the rod-shaped actuator ( 6 ) and / or the toggle joint ( 11 ) are arranged, wherein the opposite guide walls ( 20 - 23 ) of the guide grooves ( 18 . 19 ) for the toggle joint ( 11 ) are arranged curved to one side after a curve (T), such that with the workpiece clamping arm ( 17 ) over a predetermined pivot angle range of the Werkstückspannarms ( 17 ) without achieving a dead center, an equal or approximately constant clamping force on the clamping head ( 7 ) is reached, characterized in that the housing pivot axis ( 12 ) preferably on both sides of the clamping head ( 7 ) laterally with an end portion ( 36 . 37 . 38 . 39 ) and that on the respective end part of the tensioning arm ( 17 ) and laterally next to it on the same end part of the housing pivot axis ( 12 ) a guide arm ( 40 ) is pivotally mounted and the clamping arm ( 17 ) at its opposite end portion via a carriage ( 51 ) in the guide arm ( 40 ) orthogonal or approximately orthogonal to a clamping arm plane ( 57 ) is arranged guided by a limited amount straight stroke (C-D). Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (51) gegenüber dem Führungsarm (40), insbesondere gegen die Rückstellkraft eines Federelementes (54) oder mehrerer Federelemente (53, 54) geführt angeordnet ist.Toggle clamping device according to claim 1, characterized in that the carriage ( 51 ) opposite the guide arm ( 40 ), in particular against the restoring force of a spring element ( 54 ) or more spring elements ( 53 . 54 ) is arranged guided. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannung der betreffenden Federelemente (53, 54) verstellbar ist.Knee lever clamping device according to claim 2, characterized in that the bias of the respective spring elements ( 53 . 54 ) is adjustable. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente (53, 54) als Druckfedern ausgebildet sind.Knee lever clamping device according to claim 2 or 3, characterized in that the spring elements ( 53 . 54 ) are formed as compression springs. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauf folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsarm (40) den Spannarm (17) auf gegenüberliegenden Seiten, insbesondere mit je einem U-Schenkel (42, 43) mit Abstand, umschließt.Toggle clamping device according to claim 1 or one of the subsequent claims, characterized in that the guide arm ( 40 ) the tensioning arm ( 17 ) on opposite sides, in particular each with a U-leg ( 42 . 43 ) at a distance, encloses. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauf folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsarm (40) und der Spannarm (17) in der Draufsicht etwa U-förmig gestaltet sind und dass ihre jeweils einander benachbarten U-Schenkel durch je einen Mitnehmerbolzen (46, 47) getrieblich miteinander verbunden sind.Toggle clamping device according to claim 1 or one of the subsequent claims, characterized in that the guide arm ( 40 ) and the tensioning arm ( 17 ) in the plan view are approximately U-shaped and that their respective adjacent U-legs by a respective driving pin ( 46 . 47 ) are geared together. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauf folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (51) auf diametral einander gegenüberliegenden Seiten in dem Führungsarm (40) durch je mindestens ein Wälzlager (55, 56) reibungsarm geradlinig hubbeweglich orthogonal oder annähernd orthogonal zur Spannebene (57) geführt ist.Toggle clamping device according to claim 1 or one of the subsequent claims, characterized in that the carriage ( 51 ) on diametrically opposite sides in the guide arm ( 40 ) by at least one rolling bearing ( 55 . 56 ) friction linear rectilinearly orthogonal or approximately orthogonal to the span plane ( 57 ) is guided. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauf folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl dem Schlitten (51) als auch einem dem Spannkopf (7) zugeordneten Widerlager (48) jeweils ein auswechselbares Konturstück (50, 49) zugeordnet ist.Toggle clamping device according to claim 1 or one of the subsequent claims, characterized in that both the carriage ( 51 ) as well as the clamping head ( 7 ) associated abutment ( 48 ) each a replaceable contour piece ( 50 . 49 ) assigned.

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