DE102014100573B3 - Tolerance compensating tensioning device comprising two toggle lever units and further tensioning element - Google Patents

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 DE 3419878 C1 , US 6 386 598 B1 oder DE 10 2004 053 514 A1 beschrieben. Clamping devices are well known and are used in a variety of areas. Clamping devices are for example in DE 3419878 C1 . US Pat. No. 6,386,598 B1 or DE 10 2004 053 514 A1 described.

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:

1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Spannvorrichtung; 1 a schematic perspective view of a clamping device;

2A bis D schematische Darstellungen der Hebelmechanik innerhalb der Spannvorrichtung in unterschiedlichen Positionen; und 2A to D schematic representations of the lever mechanism within the clamping device in different positions; and

3 eine perspektivische Darstellung der Spannvorrichtung mit teilweise geöffnetem Gehäuse. 3 a perspective view of the clamping device with partially open housing.

In 1 ist eine Spannvorrichtung perspektivisch dargestellt und mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet. Die Spannvorrichtung 10 dient grundsätzlich dazu, ein Werkstück, das in 1 mit dem Bezugszeichen 12 gekennzeichnet ist, bspw. auf einer Trägerplatte, auf der die Spannvorrichtung 10 ebenfalls montiert ist, festzuspannen. Die Einsatzbereiche der Spannvorrichtung 10 können vielfältig sein, wobei die vorliegende Spannvorrichtung bevorzugt in Prüfständen für Mechatronik-Baugruppen verwendet wird. In 1 a jig is shown in perspective and with the reference numeral 10 characterized. The tensioning device 10 basically serves to create a workpiece that is in 1 with the reference number 12 For example, on a carrier plate on which the clamping device 10 is also mounted, tighten. The application areas of the clamping device 10 can be diverse, the present clamping device is preferably used in test benches for mechatronics assemblies.

Die Spannvorrichtung 10 weist ein bevorzugt geschlossenes Gehäuse 11 auf, das an einer Stirnseite eine Öffnung besitzt, durch die eine Spannbacke 14 ragt. Diese Spannbacke 14 kann über einen noch zu erläuternden Mechanismus in Richtung des Pfeils S verschwenkt werden, um darüber das Werkstück 12 mit einer in Richtung des Pfeils S wirkenden Kraft zu beaufschlagen. Als Widerlager dient bspw. die Trägerplatte, mit der die Spannvorrichtung 10 verbunden ist und die auch das einzuspannende Werkstück trägt. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist in 1 diese Trägerplatte, auf der die Spannvorrichtung 10 mit ihrem Boden 18 aufliegt, nicht gezeigt. The tensioning device 10 has a preferred closed housing 11 on, which has an opening on one end face, through which a clamping jaw 14 protrudes. This jaw 14 can be pivoted about a mechanism to be explained in the direction of the arrow S, about the workpiece 12 to act with a force acting in the direction of the arrow S force. As an abutment serves, for example, the support plate, with which the clamping device 10 is connected and also carries the workpiece to be clamped. For clarity, is in 1 this carrier plate on which the clamping device 10 with her bottom 18 rests, not shown.

Der Antrieb für die Schwenkbewegung der Spannbacke 14 erfolgt über eine Antriebswelle 16, die seitlich in das Gehäuse 11 hineingeführt ist und mit dem noch zu erläuternden Mechanismus zusammenwirkt. The drive for the pivoting movement of the clamping jaw 14 via a drive shaft 16 , which are laterally in the housing 11 is introduced and cooperates with the mechanism to be explained.

Die Funktionsweise dieses Mechanismus wird nun anhand der schematischen Darstellungen in den 2A bis D näher erläutert. Die vier Darstellungen in 2 zeigen dabei den Mechanismus in vier unterschiedlichen Positionen, nämlich in einer Freigabeposition (2A), zwei Zwischenpositionen (2B, C) und einer Spannposition (2D). The operation of this mechanism will now be described with reference to the schematic diagrams in FIGS 2A to D explained in more detail. The four representations in 2 show the mechanism in four different positions, namely in a release position ( 2A ), two intermediate positions ( 2 B , C) and a clamping position ( 2D ).

Der Mechanismus umfasst eine erste Kniehebel-Einheit 20, die zwei Kniehebelarme 22, 24 aufweist. Beide Kniehebelarme 22, 24 sind an ihren zugewandten Enden über ein Gelenk 26 drehbar miteinander verbunden. Das andere Ende des Kniehebelarms 22 ist drehbar über ein Gelenk 28 mit dem Gehäuse verbunden, so dass der Kniehebelarm 22 sowie der Kniehebelarm 24 schwenkbar um dieses Gelenk 28 sind. Das bedeutet mit anderen Worten, dass das Gelenk 26 nicht mit dem Gehäuse verbunden ist. The mechanism comprises a first toggle unit 20 , the two toggle arms 22 . 24 having. Both toggle arms 22 . 24 are at their facing ends over a joint 26 rotatably connected. The other end of the toggle arm 22 is rotatable about a joint 28 connected to the housing so that the toggle lever 22 and the toggle lever 24 pivotable around this joint 28 are. In other words, that means the joint 26 not connected to the housing.

Am anderen Ende des Kniehebelarms 24 ist die Spannbacke 14 ausgebildet. Die Spannbacke 14 kann bspw. Teil des Kniehebelarms 24 sein oder bspw. als auswechselbares Bauteil am Kniehebelarm 24 angebracht sein. At the other end of the toggle arm 24 is the jaw 14 educated. The jaw 14 can, for example, part of the toggle lever 24 be or as an example interchangeable component on toggle lever 24 to be appropriate.

Der Mechanismus weist eine zweite Kniehebel-Einheit 30 auf, die ebenfalls zwei Kniehebelarme 32, 34 umfasst. Beide Kniehebelarme 32, 34 sind an ihren zugewandten Enden über ein Gelenk 36 drehbar miteinander verbunden. Das andere Ende des Kniehebelarms 32 ist über ein Gelenk 37 mit dem Kniehebelarm 22 drehbar verbunden, während das andere Ende des Kniehebelarms 34 über ein Gelenk 38 drehbar mit dem Gehäuse verbunden ist. Das bedeutet, dass die beiden Kniehebelarme 32, 34 schwenkbar um das Gelenk 38 sind und der obere Kniehebelarm 34 zusätzlich schwenkbar um das Gelenk 36 ist. The mechanism has a second toggle unit 30 on, which also has two toggle arms 32 . 34 includes. Both toggle arms 32 . 34 are at their facing ends over a joint 36 rotatably connected. The other end of the toggle arm 32 is about a joint 37 with the toggle lever 22 rotatably connected while the other end of the toggle lever 34 about a joint 38 is rotatably connected to the housing. This means that the two toggle arms 32 . 34 swiveling around the joint 38 and the upper toggle arm 34 additionally pivotable around the joint 36 is.

Der Mechanismus umfasst eine weitere Hebel-Einheit 40, die zwei Hebelarme 42, 44, nämlich Pleuelarm 42 und Hebelarm 44 aufweist, die an ihren zugewandten Enden über ein Gelenk 46 drehbar miteinander verbunden sind. Das andere Ende des Hebelarms 42 ist mit dem Gelenk 36 drehbar verbunden, während das andere Ende des Hebelarms 44 drehbar am Gehäuse angebracht ist. The mechanism includes another lever unit 40 , the two lever arms 42 . 44 , namely Pleuelarm 42 and lever arm 44 having, at its facing ends via a hinge 46 are rotatably connected to each other. The other end of the lever arm 42 is with the joint 36 rotatably connected while the other end of the lever arm 44 is rotatably mounted on the housing.

Der Hebelarm 44 weist an seinem dem Gelenk gegenüberliegenden Ende eine Öffnung 47 auf, die zur Aufnahme der Antriebswelle 16 dient. Bevorzugt ist diese Antriebswelle 16 als Welle mit Paßfeder ausgebildet, um eine drehfeste Verbindung mit dem Hebelarm 44 zu gewährleisten. Eine Drehung der Antriebswelle 16 führt folglich zu einer Drehung des Hebelarms 44 und einer entsprechende Auslenkung des Hebelarms 42. Die Antriebswelle 16 mit dem Hebelarm 44 wirken wie eine Kurbelwelle, die ein Pleuel in Form des Hebelarms 42 antreibt. The lever arm 44 has at its opposite end of the hinge an opening 47 on, for receiving the drive shaft 16 serves. This drive shaft is preferred 16 designed as a shaft with keyway to a rotationally fixed connection with the lever arm 44 to ensure. A rotation of the drive shaft 16 consequently leads to a rotation of the lever arm 44 and a corresponding deflection of the lever arm 42 , The drive shaft 16 with the lever arm 44 act like a crankshaft, which is a connecting rod in the form of the lever arm 42 drives.

Schließlich umfasst der Mechanismus noch eine Hebel-Einheit 50, die zwei Hebelarme 52, 54 aufweist. Die beiden Hebelarme 52, 54 sind an ihren zugewandten Enden über ein Gelenk 56 drehbar miteinander verbunden. Das andere Ende des Hebelarms 52 ist über ein Gelenk 57 mit dem Hebelarm 24 verbunden, während der Hebelarm 54 über ein Gelenk 58 mit dem Gehäuse drehbar verbunden ist. Das bedeutet, dass die beiden Hebelarme 52, 54 um das Gelenk 58 schwenkbar sind. Der eine am Gehäuse festgelegte Hebelarm 54 wirkt als Schwinge, die den anderen Hebelarm als Spann-Arm 52 auslenkt. Finally, the mechanism still includes a lever unit 50 , the two lever arms 52 . 54 having. The two lever arms 52 . 54 are at their facing ends over a joint 56 rotatably connected. The other end of the lever arm 52 is about a joint 57 with the lever arm 24 connected while the lever arm 54 about a joint 58 is rotatably connected to the housing. That means the two lever arms 52 . 54 around the joint 58 are pivotable. The one fixed to the housing lever arm 54 acts as a rocker, the other lever arm as a clamping arm 52 deflects.

Im Bereich des Gelenks 56 weist bspw. der Hebelarm 54 eine Anschlagfläche 60 auf, die mit einer entsprechenden Anschlagfläche 62 des Gehäuses zusammenwirkt. In the area of the joint 56 has, for example, the lever arm 54 a stop surface 60 on that with a corresponding stop surface 62 of the housing cooperates.

Schließlich umfasst der Mechanismus noch ein Spann-Element 70, das bspw. als Schraubenfeder 72 ausgebildet ist. Dieses Spann-Element 70 stützt sich mit einem Ende am Hebelarm 54 und mit dem anderen Ende, das mit dem Bezugszeichen 74 gekennzeichnet ist, am Gehäuse ab. Das bedeutet, dass der Hebelarm 54 mit einer nach unten in Richtung des Pfeils F wirkenden Kraft beaufschlagt ist und dadurch mit der Anschlagfläche 60 gegen die Anschlagfläche 62 des Gehäuses gedrückt wird. Finally, the mechanism still includes a clamping element 70 , for example, as a coil spring 72 is trained. This clamping element 70 rests with one end on the lever arm 54 and at the other end, the reference numeral 74 is marked on the housing. That means the lever arm 54 is acted upon by a downward force acting in the direction of the arrow F and thereby with the stop surface 60 against the stop surface 62 of the housing is pressed.

Die Funktionsweise dieses aus mehreren Kniehebel- und Hebel-Einheiten aufgebauten Mechanismus ist nun wie folgt:
Zum Verschwenken der Spannbacke 14 nach unten in Richtung des Werkstücks 12 wird die Antriebswelle 16 im Uhrzeigersinn gedreht. Durch die drehfeste Verbindung der Antriebswelle mit dem Hebelarm 44 schwenkt dieser ebenfalls im Uhrzeigersinn und verlagert den Hebelarm 42 in Richtung des Pfeils 80 (vgl. 2D). Diese Bewegung des Hebelarms 42 wird auf die zweite Kniehebel-Einheit 30 übertragen, so dass der Kniehebelarm 34 um das Gelenk 38 ebenfalls im Uhrzeigersinn geschwenkt wird. Diese Schwenkbewegung des Kniehebelarms 34 führt nun dazu, dass der obere Kniehebelarm 32 mit seinem Gelenk 37 in Richtung des Pfeils 82 nach oben wandert. The operation of this mechanism, which consists of several toggle and lever units, is now as follows:
For pivoting the clamping jaw 14 down in the direction of the workpiece 12 becomes the drive shaft 16 turned clockwise. Due to the non-rotatable connection of the drive shaft with the lever arm 44 this also pivots clockwise and moves the lever arm 42 in the direction of the arrow 80 (see. 2D ). This movement of the lever arm 42 gets on the second toggle unit 30 transferred so that the toggle arm 34 around the joint 38 also pivoted clockwise. This pivoting movement of the toggle lever 34 now leads to the upper toggle lever 32 with his joint 37 in the direction of the arrow 82 moves upwards.

Der Hebelarm 42 wird durch diese Bewegung um das ortsfeste Gelenk 28 im Gegenuhrzeigersinn geschwenkt, so dass das Gelenk 26 ebenfalls nach oben geführt wird. The lever arm 42 This movement will move around the stationary joint 28 pivoted counterclockwise, leaving the joint 26 also led upwards.

Die Bewegung des Gelenks 26 nach oben führt zunächst dazu, dass der Kniehebelarm 24 mit der Spannbacke 14 um das Gelenk 57 im Uhrzeigersinn gedreht wird. Das liegt daran, dass das Spann-Element 70 den Hebelarm 54 gegen die Anschlagfläche 62 des Gehäuses drückt, so dass der Hebelarm 52 verhindert, dass der gesamte Hebelarm 54 um das Gelenk 28 verschwenkt wird. The movement of the joint 26 upward leads first to the toggle lever 24 with the jaw 14 around the joint 57 is rotated clockwise. That's because the clamping element 70 the lever arm 54 against the stop surface 62 of the housing presses, so that the lever arm 52 prevents the entire lever arm 54 around the joint 28 is pivoted.

Wie sich aus den 2B und C ergibt, wird also durch Drehung der Antriebswelle 16 im Uhrzeigersinn der Kniehebelarm 24 mit der Spannbacke 14 um das Gelenk 57 gedreht, so dass die Spannbacke 14 in Richtung des Werkstücks 12 wandert. As is clear from the 2 B and C results, so by rotation of the drive shaft 16 clockwise the toggle lever 24 with the jaw 14 around the joint 57 turned so that the jaw 14 in the direction of the workpiece 12 emigrated.

Sobald die Spannbacke 14 am Werkstück 12 anschlägt, kann der Kniehebelarm 24 bei einer weiteren Drehung der Antriebswelle 16 nicht weiter um das Gelenk 57 drehen. Vielmehr führt eine weitere Drehung der Antriebswelle 16 dazu, dass das Gelenk 57 und damit der Hebelarm 52 nach oben wandert, solange bis die beiden Kniehebelarme 32, 34 eine gerade Linie bilden und die beiden Kniehebelarme 22, 24 in ihre Endposition gebracht haben. Bevorzugt liegen dann die beiden Kniehebelarme 22, 24 ebenfalls auf einer Linie. Once the jaw 14 on the workpiece 12 strikes, the toggle arm can 24 upon further rotation of the drive shaft 16 not further around the joint 57 rotate. Rather, a further rotation of the drive shaft 16 to that the joint 57 and thus the lever arm 52 moves upward until the two toggle arms 32 . 34 form a straight line and the two toggle arms 22 . 24 into their final position. Preferably then lie the two toggle arms 22 . 24 also on a line.

Durch die Bewegung des Hebelarms 52 nach oben, wird der Hebelarm 54 um das Gelenk 58 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt, so dass sich die Anschlagfläche 60 von der Anschlagfläche 62 des Gehäuses löst. By the movement of the lever arm 52 up, the lever arm becomes 54 around the joint 58 pivoted counterclockwise, so that the stop surface 60 from the stop surface 62 of the housing dissolves.

Damit wird schließlich erreicht, dass die Kraft des Spann-Elements 70 über den Hebelarm 54 und 52 auf den Kniehebelarm 24 und damit auf die Spannbacke 14 in Richtung des Pfeils S wirkt. Das Spann-Element 70 erzeugt folglich die zum Spannen erforderliche Spannkraft. This will eventually achieve that the force of the clamping element 70 over the lever arm 54 and 52 on the toggle lever 24 and thus on the jaw 14 in the direction of the arrow S acts. The clamping element 70 thus generates the clamping force required for clamping.

Die auf das Werkstück wirkende Spannkraft ist somit entkoppelt von dem Antrieb der Antriebswelle 16 und kann definiert durch entsprechende Wahl eines Spann-Elements 70 eingestellt werden. The clamping force acting on the workpiece is thus decoupled from the drive of the drive shaft 16 and can be defined by appropriate choice of a clamping element 70 be set.

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 3 ist die Spannvorrichtung 10 nochmals in perspektivischer Ansicht dargestellt, wobei ein unterer Bereich des Gehäuses weggelassen ist. Aus dieser Darstellung ergibt sich, dass die beschriebenen Kniehebelarme auch durch zwei parallel zueinander liegende Kniehebelarme gebildet sein können. So ist bspw. der Kniehebelarm 44 in Form von zwei parallelen Kniehebelarmen 44.1 und 44.2 gebildet, die zwischen sich bspw. einen Kniehebelarm 42 aufnehmen. Durch diese Ausgestaltung lässt sich das Drehmoment der Antriebswelle 16 besser übertragen, da die Antriebswelle mit zwei Kniehebelarmen 44.1 und 44.2 zusammenwirkt. In 3 is the tensioning device 10 shown again in perspective view, wherein a lower portion of the housing is omitted. From this representation it follows that the described toggle arms can also be formed by two mutually parallel toggle arms. For example, the toggle arm is 44 in the form of two parallel toggle arms 44.1 and 44.2 formed, which between, for example, a toggle lever 42 take up. By this configuration, the torque of the drive shaft 16 better transmitted because the drive shaft with two toggle arms 44.1 and 44.2 interacts.

Claims (4)

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, einer zweiten 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, einer 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, und einem weiteren Hebelarm (54), dessen eines Ende drehbar am Gehäuse (11) angebracht ist und dessen anderes Ende mit dem Spann-Arm (52) 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. Clamping device for clamping a workpiece with a housing ( 11 ), a first toggle unit ( 20 ), which has a first toggle lever ( 22 ) and a second toggle lever articulated to the first ( 24 ), wherein one end of the first toggle ( 22 ) on the housing ( 11 ) and one end of the second toggle lever ( 24 ) a clamping jaw ( 14 ) forms, which is movable between a release position and a clamping position, a clamping arm ( 52 ), one end of which articulates with the second toggle ( 24 ) of the first toggle unit ( 20 ) and the other end via a clamping element ( 70 . 54 ) against a stop provided on the housing ( 62 ), a second toggle unit ( 30 ), which has a third toggle lever ( 34 ) and a fourth toggle lever articulated to the third ( 32 ), wherein one end of the third toggle lever arm ( 34 ) on the housing ( 11 ) is attached and the one end of the fourth toggle ( 32 ) articulated with the first toggle lever arm ( 22 ) of the first toggle unit ( 20 ), a lever unit having a crank arm ( 44 ) and a connecting rod articulated thereto ( 42 ), wherein one end of the crank arm ( 44 ) rotatable on the housing ( 11 ) and is coupled to a drive shaft and one end of the Pleuelarms ( 42 ) with the second toggle lever unit ( 30 ) is hinged, and another lever arm ( 54 ), one end of which rotates on the housing ( 11 ) and the other end with the clamping arm ( 52 ), wherein - in a clamping position - the other end of the clamping arm ( 52 ) spaced from the stop ( 62 ) and the clamping element ( 70 ) thereby the second toggle lever ( 24 ) applied with a clamping force. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pleuelarm (42) an der Verbindungsstelle von drittem und viertem Kniehebelarm (32, 34) angebracht ist. Clamping device according to claim 1, characterized in that the Pleuelarm ( 42 ) at the junction of the third and fourth toggle arms ( 32 . 34 ) is attached. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spann-Element mit dem weiteren Hebelarm (54) zusammenwirkt, um das eine Ende des Spann-Arms (52) gegen den Anschlag (62) zu drücken. Clamping device according to claim 1, characterized in that the clamping element with the further lever arm ( 54 ) cooperates with one end of the tensioning arm ( 52 ) against the attack ( 62 ). Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Spann-Element (70) eine Feder (72) ist. Clamping device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the clamping element ( 70 ) a feather ( 72 ).

Images