DE102014100573B3 - Tolerance compensating tensioning device comprising two toggle lever units and further tensioning element - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum Einspannen eines Werkstücks mit einem Gehäuse (11), einer ersten Kniehebel-Einheit (20), die einen ersten Kniehebelarm (22) und einen mit dem ersten gelenkig verbundenen zweiten Kniehebelarm (24) aufweist, wobei ein Ende des ersten Kniehebelarms (22) am Gehäuse (11) angebracht ist und ein Ende des zweiten Kniehebelarms (24) eine Spannbacke (14) bildet, die zwischen einer Freigabeposition und einer Spannposition bewegbar ist, einem Spann-Arm (52), dessen eines Ende gelenkig mit dem zweiten Kniehebelarm (24) der ersten Kniehebel-Einheit (20) verbunden ist und dessen anderes Ende über ein Spann-Element (70, 54) gegen einen am Gehäuse vorgesehenen Anschlag (62) vorgespannt ist. Die Spannvorrichtung umfasst eine zweite Kniehebel-Einheit (30), die einen dritten Kniehebelarm (34) und einen mit dem dritten gelenkig verbundenen vierten Kniehebelarm (32) aufweist, wobei ein Ende des dritten Kniehebelarms (34) am Gehäuse (11) angebracht ist und das eine Ende des vierten Kniehebelarms (32) gelenkig mit dem ersten Kniehebelarm (22) der ersten Kniehebel-Einheit (20) verbunden ist. Schließlich umfasst die Spannvorrichtung eine Hebel-Einheit, die einen Kurbelarm (44) und einen mit diesem gelenkig verbundenen Pleuelarm (42) aufweist, wobei ein Ende des Kurbelarms (44) drehbar am Gehäuse (11) und koppelbar mit einer Antriebswelle angebracht ist und ein Ende des Pleuelarms (42) mit der zweiten Kniehebel-Einheit (30) gelenkig verbunden ist, wobei – in einer Spannposition – das andere Ende des Spann-Arms (52) beabstandet zum Anschlag (62) liegt und das Spann-Element (70) dadurch den zweiten Kniehebelarm (24) mit einer Spannkraft beaufschlagt.The invention relates to a clamping device for clamping a workpiece with a housing (11), a first toggle lever unit (20) having a first toggle lever arm (22) and a second toggle lever arm (24) articulated to the first, one end of which first toggle lever arm (22) is mounted to the housing (11) and one end of the second toggle arm (24) forms a jaw (14) movable between a release position and a cocking position, a tensioning arm (52) having one end hinged thereto is connected to the second toggle lever arm (24) of the first toggle lever unit (20) and the other end via a clamping element (70, 54) is biased against a stop provided on the housing (62). The tensioner includes a second toggle assembly (30) having a third toggle lever arm (34) and a fourth toggle lever joint (32) pivotally connected to the third one end of the third toggle arm (34) attached to the housing (11) and one end of the fourth toggle lever arm (32) is pivotally connected to the first toggle lever arm (22) of the first toggle lever unit (20). Finally, the tensioning device comprises a lever unit having a crank arm (44) and a connecting rod (42) articulated therewith, one end of the crank arm (44) being rotatably mounted on the housing (11) and coupleable to a drive shaft End of the Pleuelarms (42) is pivotally connected to the second toggle unit (30), wherein - in a clamping position - the other end of the clamping arm (52) spaced from the stop (62) and the clamping element (70) thereby applied to the second toggle lever (24) with a clamping force.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum Einspannen eines Werkstücks umfassend zwei Kniehebel-Einheiten und weiterem Spann-Element. The present invention relates to a clamping device for clamping a workpiece comprising two toggle lever units and further clamping element.
Spannvorrichtungen sind allgemein bekannt und werden in den unterschiedlichsten Bereichen eingesetzt. Spannvorrichtungen sind beispielsweise in
Beispielsweise werden Spannvorrichtungen dazu verwendet, Mechatronik-Baugruppen in einem Prüfstand auf einem Träger zu fixieren, so dass der Träger mit der Mechatronik-Baugruppe bspw. in unterschiedliche Prüfpositionen bewegt werden kann, ohne die relative Position der Mechatronik-Baugruppe gegenüber dem Träger zu verändern. Gerade bei einer solchen Fixierung von Mechatronik-Baugruppen über Spannvorrichtungen gelten sehr hohe Anforderungen an die Sauberkeit beim Handling der Baugruppen. Bei jedem Prozessschritt muss die Entstehung von Partikeln verhindert werden, da diese zu einer späteren Funktionsstörung der Mechatronik-Baugruppe führen könnten. For example, clamping devices are used to fix mechatronic assemblies in a test stand on a support, so that the carrier with the mechatronic assembly, for example. In different test positions can be moved without changing the relative position of the mechatronics assembly relative to the carrier. Especially with such a fixation of mechatronics assemblies on fixtures very high demands on the cleanliness in the handling of the modules. At each process step, the formation of particles must be prevented, since these could lead to a later malfunction of the mechatronic assembly.
Darüber hinaus sind derartige Mechatronik-Baugruppen meist aus verschiedenen Bauteilen zusammengesetzt, so dass sich diverse Toleranzen aufsummieren können, was beim Einspannen zu Problemen führen kann. In addition, such mechatronic assemblies are usually composed of different components, so that can accumulate various tolerances, which can lead to problems during clamping.
Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die vorgenannten Probleme zu überwinden. Insbesondere besteht die Aufgabe darin, eine Spannvorrichtung zu schaffen, die möglichst keine Partikel beim Einspannen/Freigeben entstehen lässt und die in gewissem Umfang unempfindlich gegenüber Toleranzen ist, insbesondere toleranzunabhängig eine vordefinierte Spannkraft bereitstellt. Against this background, the object of the present invention is to overcome the aforementioned problems. In particular, the object is to provide a clamping device, which does not give rise to any particles when clamping / releasing and which is insensitive to tolerances to some extent, in particular tolerance-independent provides a predefined clamping force.
Diese Aufgabe wird von einer Spannvorrichtung gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung weist bevorzugt folgende Merkmale auf: ein Gehäuse, eine erste Kniehebel-Einheit, die einen ersten Kniehebelarm und einen mit dem ersten gelenkig verbundenen zweiten Kniehebelarm aufweist, wobei ein Ende des ersten Kniehebelarms am Gehäuse angebracht ist und ein Ende des zweiten Kniehebelarms eine Spannbacke bildet, die zwischen einer Freigabeposition und einer Spannposition bewegbar ist, einen Spann-Arm, dessen eines Ende gelenkig mit dem zweiten Kniehebelarm der ersten Kniehebel-Einheit verbunden ist und dessen anderes Ende über ein Spann-Element gegen einen am Gehäuse vorgesehenen Anschlag vorgespannt ist, eine zweite Kniehebel-Einheit, die einen dritten Kniehebelarm und einen mit dem dritten gelenkig verbundenen vierten Kniehebelarm aufweist, wobei ein Ende des dritten Kniehebelarms am Gehäuse angebracht ist und das eine Ende des vierten Kniehebelarms gelenkig mit dem ersten Kniehebelarm der ersten Kniehebel-Einheit verbunden ist, eine Hebel-Einheit, die einen Kurbelarm und einen mit diesem gelenkig verbundenen Pleuelarm aufweist, wobei ein Ende des Kurbelarms drehbar am Gehäuse und koppelbar mit einer Antriebswelle angebracht ist und ein Ende des Pleuelarms mit der zweiten Kniehebel-Einheit gelenkig verbunden ist, und einen weiteren Hebelarm, dessen eines Ende drehbar am Gehäuse angebracht ist und dessen anderes Ende mit dem Spann-Arm verbunden ist. wobei – in einer Spannposition – das andere Ende des Spann-Arms beabstandet zum Anschlag liegt und das Spann-Element dadurch den zweiten Kniehebelarm mit einer Spannkraft beaufschlagt. This object is achieved by a clamping device having the features of claim 1. The tensioning device according to the invention preferably has the following features: a housing, a first toggle lever unit having a first toggle lever arm and a second toggle lever articulated to the first, one end of the first toggle lever arm attached to the housing and one end of the second toggle lever arm Clamping jaw, which is movable between a release position and a clamping position, a clamping arm, one end of which is pivotally connected to the second toggle of the first toggle unit and the other end is biased via a clamping element against a stop provided on the housing a second toggle unit having a third toggle arm and a fourth toggle lever articulated to the third, wherein one end of the third toggle arm is attached to the housing; and one end of the fourth toggle lever is pivotally connected to the first toggle lever of the first toggle unit is, an H ebel unit having a crank arm and a connecting rod pivotally connected thereto, wherein one end of the crank arm is rotatably mounted on the housing and coupled to a drive shaft and one end of the Pleuelarms is pivotally connected to the second toggle lever unit, and another lever arm Whose one end is rotatably mounted on the housing and the other end is connected to the clamping arm. wherein - in a clamping position - the other end of the clamping arm is spaced from the stop and the clamping element thereby acts on the second toggle lever with a clamping force.
Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung ermöglicht ein toleranzunabhängiges Einspannen eines Werkstücks mit einer vordefinierten Spannkraft, die das Spann-Element, das bevorzugt als Feder ausgebildet ist, liefert. Das Einspannen eines Werkstücks erfolgt über eine schwenkbare Spannbacke, so dass eine minimale Relativbewegung zwischen Werkstück und Spannbacke beim Einspannen entsteht. Damit wird die Erzeugung von Partikeln reduziert. The clamping device according to the invention allows a tolerance-independent clamping of a workpiece with a predefined clamping force, which provides the clamping element, which is preferably designed as a spring. The clamping of a workpiece via a pivotable clamping jaw, so that a minimum relative movement between the workpiece and clamping jaw arises during clamping. This reduces the generation of particles.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist die Spannkraft, die das Spann-Element bereitstellt, einstellbar. In a preferred embodiment, the clamping force that provides the clamping element, adjustable.
Bevorzugt wirkt das Spannelement mit dem Hebelarm zusammen. Preferably, the clamping element cooperates with the lever arm.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass die vom Spann-Element bereitgestellte Spannkraft bspw. vergrößert werden kann, durch entsprechende Dimensionierung der Kniehebel-Einheit. This measure has the advantage that the clamping force provided by the clamping element, for example, can be increased by appropriate dimensioning of the toggle lever unit.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung. Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines exemplarischen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen: The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment with reference to the drawing. Showing:
In
Die Spannvorrichtung
Der Antrieb für die Schwenkbewegung der Spannbacke
Die Funktionsweise dieses Mechanismus wird nun anhand der schematischen Darstellungen in den
Der Mechanismus umfasst eine erste Kniehebel-Einheit
Am anderen Ende des Kniehebelarms
Der Mechanismus weist eine zweite Kniehebel-Einheit
Der Mechanismus umfasst eine weitere Hebel-Einheit
Der Hebelarm
Schließlich umfasst der Mechanismus noch eine Hebel-Einheit
Im Bereich des Gelenks
Schließlich umfasst der Mechanismus noch ein Spann-Element
Die Funktionsweise dieses aus mehreren Kniehebel- und Hebel-Einheiten aufgebauten Mechanismus ist nun wie folgt:
Zum Verschwenken der Spannbacke
For pivoting the clamping
Der Hebelarm
Die Bewegung des Gelenks
Wie sich aus den
Sobald die Spannbacke
Durch die Bewegung des Hebelarms
Damit wird schließlich erreicht, dass die Kraft des Spann-Elements
Die auf das Werkstück wirkende Spannkraft ist somit entkoppelt von dem Antrieb der Antriebswelle
Der Vorteil des zuvor beschriebenen Mechanismus liegt unter anderem darin, dass eine gleichbleibende Spannkraft über einen sehr großen Bereich gewährleistet ist, wobei die Spannkraft über das Spann-Element einstellbar ist. Darüber hinaus gewährleistet der beschriebene Mechanismus eine Toleranzunabhängigkeit in gewissem Umfang, so dass ein sicheres Einspannen auch bei unterschiedlichen Werkstückhöhen möglich ist. Darüber hinaus ist die Spannvorrichtung lageunabhängig einsetzbar, so dass eine hohe Flexibilität erreicht wird. The advantage of the mechanism described above is, inter alia, that a constant clamping force over a very large area is ensured, wherein the clamping force on the clamping element is adjustable. In addition, the mechanism described ensures a tolerance independence to some extent, so that a secure clamping is possible even at different workpiece heights. In addition, the clamping device can be used independently of position, so that a high degree of flexibility is achieved.
In
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Citations (3)
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DE102004053514A1 (en) * | 2004-10-29 | 2006-05-04 | Festo Ag & Co. | Clamping device for clamping work pieces has actuation equipment consisting of main drive for execution of main stroke and clamping drive for execution of clamping stroke |
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2014
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