DE202012011156U1

DE202012011156U1 - Unterbodenspanner

Info

Publication number: DE202012011156U1
Application number: DE201220011156
Authority: DE
Original assignee: Tuenkers Maschinenbau GmbH
Current assignee: Tuenkers Maschinenbau GmbH
Priority date: 2012-06-15
Filing date: 2012-11-19
Publication date: 2012-12-14
Anticipated expiration: 2022-11-20
Also published as: DE102013000925B4; DE102013000925A1

Abstract

Unterbodenspanner zum Zentrieren und/oder Spannen von Werkstücken, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie mit einem Gehäuse (1), einem Zentrierdorn (2) für zu zentrierende und zu spannende Werkstücke, einer kraftangetriebenen Antriebseinheit (19, 21), die über eine Kniehebelgelenkanordnung (11) einen seitlich aus einer Aussparung (5) des Zentrierdorns (2) heraustretenden Spannhaken (4) in entgegengesetzten Richtungen antreibt, wobei mindestens ein laschenförmiges Hebelelement der Kniehebelgelenkanordnung (11) als Federelement (16) ausgebildet ist, wobei das Federelement (16) über eine Schwenkachse (15) mit einem Teil der Kniehebelgelenkanordnung (11) und mit einer weiteren Schwenkachse (17) mit einer Kolbenstange (18) – ggf. mittelbar – der Antriebseinheit (19, 21) schwenkbeweglich gekuppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Durchtrittsöffnungen für die Schwenkachsen (15, 17), von der eine mit der Kolbenstange (18) – ggf. mittelbar – und die andere mit einem Winkelhebel verbunden ist, sich ein bogenförmiger Materialabschnitt befindet, der diese Materialanhäufungen im Bereich der Schwenkachsen materialmäßig einstückig verbindet.

Description

Gattung
Die Erfindung betrifft einen Unterbodenspanner zum Zentrieren und/oder Spannen von Werkstücken, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie mit einem Gehäuse, einem Zentrierdorn für zu zentrierende und zu spannende Werkstücke, einer kraftangetriebenen Antriebseinheit, die über eine Kniehebelgelenkanordnung einen seitlich aus einer Aussparung des Zentrierdorns heraustretenden Spannhaken in entgegengesetzten Richtungen antreibt, wobei mindestens ein laschenförmiges Hebelelement der Kniehebelgelenkanordnung als Federelement ausgebildet ist, wobei das Federelement über eine Schwenkachse mit einem Teil der Kniehebelgelenkanordnung und mit einer weiteren Schwenkachse mit einer Kolbenstange – ggf. mittelbar – der Antriebseinheit schwenkbeweglich gekuppelt ist
Stand der Technik
Aus der US 2004/0041323 A1 ist ein derartiger Unterbodenspanner vorbekannt. Bei diesem Unterbodenspanner ist ein Gelenkteil des Kniehebelgelenks als Federelement ausgebildet. Dieses Federelement ist etwa achtförmig gestaltet und besitzt in seinem mittleren Längenbereich einwärts geformte Längenabschnitte, die durch Kreisbogenabschnitte in die Endteile übergehen. In diesen Endteilen befinden sich Durchtrittsöffnungen für Schwenkachsen. Neben diesen Schwenkachsen und in dem taillierten mittleren Längebereich und darüber hinaus bis zu der gegenüberliegenden Schwenkachse sind auf diametral gegenüberliegenden Seiten schlitzförmige Durchbrechungen vorgesehen, durch die das Federelement elastisch werden soll. Die Gestaltung dieses Federelementes dürfte kaum in der Lage sein, die notwendigen Federkräfte und insbesondere die erforderlichen Toleranzen bei unterschiedlichen Blechdicken zu gestatten.
Aus der DE 10 2009 058 985 B3 ist ein Unterbodenspanner zum Zentrieren und Spannen von Werkstücken, insbesondere zur Verwendung in Karosseriebau der Kfz-Industrie, vorbekannt, mit einem Gehäuse, einem Zentrierdorn, einer von dem Zentrierdorn durchdrungenen und am Gehäuse angeordneten Auflageplatte für ein zu zentrierendes und zu spannendes Werkstück und zwei mit ihren Längsachsen parallel und mit Abstand zueinander angeordneten Kolben-Zylinder-Einheiten, mit je einem längsverschieblich und dichtend in einem Zylinder angeordneten und abwechselnd beidseitig mit einem unter Druck stehenden Druckmittel zu beaufschlagenden Kolben, von denen der eine Kolben über Getriebeelemente einen Spannhaken in Spann- und Lösestellung und der andere Kolben über Getriebeelemente eine koaxial zu dem Zentrierdorn und in dessen Längsachsrichtung bewegliche Zentrierhülse antreibt, wobei der Spannhaken sowohl durch eine seitliche Ausnehmung des Zentrierdorns als auch durch eine seitliche Ausnehmung der Zentrierhülse in Spannstellung heraustritt und in einen Innenraum des Zentrierdorns beweglich angeordnet ist. Dieser Unterbodenspanner ist dadurch gekennzeichnet, dass der eine Kolben über eine Kolbenstange und ein Gabelstück über einen Kulissenzapfen, der in einer Kulissenführung gleitbeweglich geführt ist, den Spannhaken und der andere Kolben über eine Kolbenstange ebenfalls über ein Gabelstück die Zentrierhülse hubbeweglich antreibt. Der die Zentrierhülse hubbeweglich antreibende Kolben ist über das Gabelstück mit einer Kniehebelgelenkanordnung gekuppelt. Der die Zentrierhülse antreibende Kolben ist über das Gabelstück und die Kniehebelgelenkanordnung mit einer Verschiebeeinheit gekuppelt, die in dem Gehäuse orthogonal zur Hubrichtung der beiden Kolben über beabstandete Führungsrollenpaare und Nuten in den Gehäusewänden, geführt ist. Die Kulissenführung weist eine oder zwei koaxial zueinander angeordnete, sich orthogonal zur Hubrichtung der Kolben erstreckende Aussparungen im Gabelstück auf. Zwei beabstandete Lenkerelemente ergreifen zwischen sich den Spannhaken, wobei der Spannhaken, zum Beispiel zwischen beabstandete plattenförmige Getriebeelemente angeordnet ist, die koaxial zueinander angeordnete Kulissenführungen aufweisen, mit denen die Kniehebelgelenkanordnung über wenigstens einen Schwenkbolzen oder dergleichen gleitbeweglich gekuppelt ist, während das Gabelstück für den Antrieb der Zentrierhülse außerhalb des mittleren Längenbereichs eines Laschenpaares über Gelenkbolzen gekuppelt ist, und dass dieses Laschenpaar an seinem Endbereich über weitere Schwenkbolzen mit beabstandeten Laschen verbunden ist, die ihrerseits über Schwenkgelenke mit der Zentrierhülse gekuppelt sind.
Aus der US 2004/0046299 A1 ist eine Kniehebelspannvorrichtung mit ähnlichem Spannelement vorbekannt, wie es aus der US 2004/0041323 A1 bekannt ist.
Die DE 31 30 942 A1 beschreibt eine Kniehebelspannvorrichtung mit elastischem Federgelenk und lösbar befestigten Spannarmen, wobei ein zur Übertragung der axialen Kolbenbewegung dienendes Federgelenk im mittleren Bereich durch einen T-förmigen Schlitz oder eine andersförmige Aussparung zwei teilweise voneinander getrennte federnd gestaltete seitliche Endteile mit je einem Drehpunkt aufweist, von denen das eine Endteil gelenkig mit dem Ende der Kolbenstange und das andere Endteil gelenkig mit dem Kniehebel verbunden ist. Das Federelement besteht aus einer entsprechend ausgebildeten Scheibe oder Platte oder aus mehreren entsprechend ausgebildeten paketartig übereinander liegenden Scheiben oder Platten gleicher Form.
Aus der US 2004/0195747 A1 ist eine Kniehebelspannvorrichtung mit elektrischem Antrieb vorbekannt.
Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Unterbodenspanner, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie, zu schaffen, der innerhalb gewisser Grenzen das Zentrieren und Spannen unterschiedlicher Blechdicken ermöglicht.
Lösung
Die Aufgabe wird durch die in Schutzanspruch 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst.
Einige Vorteile
Dadurch, dass bei dem erfindungsgemäßen Unterbodenspanner wenigstens ein Hebelelement des Kniehebelgelenkes als Federelement ausgebildet ist, ist es möglich, ein und denselben Unterbodenspanner zum Spannen von Blechen unterschiedlicher Dicke zu verwenden, zum Beispiel von Blechen mit 1 mm und 2 mm Dicke. Dadurch wird das lästige Umrüsten und die damit verbundenen Stillstandszeiten vermieden.
Das Federelement kann im Bedarfsfalle so eingebaut werden, dass die Materialanhäufung zwischen den Durchtrittsöffnungen für die Schwenkachsen auf der gehäusefesten Schwenkachse des Winkelhebels angeordnet oder gegenüberliegend angeordnet sind, je nach den vorliegenden Betriebsbedingungen.
Auch ist es möglich, dem Federelement eine abweichende Grundgestalt, zum Beispiel derart zu geben, dass im Bereich der Durchtrittsöffnungen für die Schwenkachsen, von der eine mit der Kolbenstange – ggf. mittelbar – und die andere mit dem Winkelhebel verbunden ist, sich ein bogenförmiger Materialabschnitt befindet, der diese Materialanhäufungen verbindet. Dieser Bogenabschnitt kann entweder der gehäusefesten Schwenkachse zugekehrt oder das Federelement kann so eingebaut werden, dass es auf der der gehäusefesten Schwenkachse für den Winkelhebel abgekehrten Seite angeordnet ist, je nach den vorliegenden Betriebsbedingungen. Man wird die Übergangsbereiche für die Wandabschnitte so gestalten, dass kritische Spannungsanhäufungen möglichst vermieden werden.
Weitere erfinderische Ausgestaltungen
Weitere erfinderische Ausführungsformen sind in den Schutzansprüchen 2 bis 10 beschrieben.
Gemäß Schutzanspruch 2 ist ein Lenkerelement oder Lenkerpaar des Kniehebelgelenks als Winkelhebel ausgebildet, das mit einem Hebelarm mit dem Federelement gelenkbeweglich in Verbindung steht.
Die Schutzansprüche 3 und 4 beschreiben vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, wobei die bogenförmigen Materialabschnitte, die die Materialanhäufungen im Bereich der Schwenkachsen einstückig verbinden, gute und reproduzierbare Federeigenschaften, auch bei hohen Beanspruchungen, aufweisen.
Um ein Eindringen von Staub und Flüssigkeit in den Innenraum des Gehäuses zu vermeiden, ist dem Spannhaken ein Dichtelement in Form eines Plattenkörpers zugeordnet, das den Spannhaken umschließt und von diesem bei dessen Bewegung hin und her bewegt wird, so dass in jeder Stellung des Spannhakens auch durch dessen obere Öffnung im Spanndorn keine Verschmutzung in den Innenraum, in dem sich das Kniehebelgelenk und ein Teil der Kolbenstange der kraftangetriebenen Antriebseinheit befindet, eindringen kann – Schutzanspruch 5.
Schutzanspruch 6 beschreibt eine weitere vorteilhafte Ausführungsform für die Abdichtung des Innenraumes des Gehäuses. In Schutzanspruch 7 ist eine weitere sehr vorteilhafte Ausführungsform beschrieben, die gute Federeigenschaften bei hohen Beanspruchungen ermöglicht.
Die Schutzansprüche 8 bis 10 beschreiben unterschiedliche Antriebseinheiten für den Antrieb eines Unterbodenspanners.
In der Zeichnung ist die Erfindung – teils schematisch – an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch einen Unterbodenspanner mit in Lösestellung bewegtem Spannhaken, und
2 der aus 1 ersichtliche Unterbodenspanner mit in Spannstellung bewegtem Spannhaken.
Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein Gehäuse bezeichnet, das allseitig geschlossen ausgebildet ist. An der einen Stirnseite des Gehäuses 1 ist ein Zentrierdorn 2 materialmäßig oder funktionell einstückig dem Gehäuse 1 zugeordnet. Der Zentrierdorn 2 ist mit einer Aussparung 3 versehen, durch die ein Spannhaken 4 durch eine seitliche, schlitzförmige Aussparung 5 heraustreten und mit einem hakenförmigen Spannende einen nicht dargestellten blechförmigen Körper gegen eine Auflage 6 nach dem Zentrieren durch den Zentrierdorn spannen kann. Der Spannhaken 4 weist eine kulissenförmige Aussparung 7 auf, durch die ein Kulissenfolgestift 8 hindurchgreift. An seinem inneren Endabschnitt 9 ist der Spannhaken 4 über eine Schwenkachse 10 mit einer Kniehebelgelenkanordnung 11 gekuppelt, die über eine gehäusefeste Achse 12 schwenkbeweglich angeordnet ist. Hierzu weist die Kniehebelgelenkanordnung 11 einen Hebel auf, der die beiden Hebelarme 13, 14 aufweist. Der Hebelarm 14 ist über eine Schwenkachse 15 mit einem als Federelement ausgebildeten Laschenkörper 16 schwenkbeweglich gekuppelt, das an seinem anderen Endabschnitt über eine Schwenkachse 17 mit einer Kolbenstange 18 – ggf. mittelbar – schwenkbeweglich gekuppelt ist. Die Kolbenstange 18 ist mit einem Kolben 19 funktionell oder materialmäßig einstückig verbunden, der über ein Dichtelement 20 in einem Zylinder 21 längsverschieblich und dichtend geführt ist. Dem Zylinder 21 wird durch Anschlüsse 22 bzw. 23 abwechselnd beidseitig Druckmitteldruck, insbesondere Druckluft, gesteuert, zugeführt.
Die Kolbenstange 18 ist bei 24 durch ein Dichtelement in dem Gehäuseansatz 25 abgedichtet geführt. Das Federelement 16 ist eine Scheibe oder Platte aus einem federelastischen Werkstoff, z. B. Federstahl, die bedarfsweise aus mehreren, paketartig übereinander liegenden Scheiben oder Platten gleicher Form besteht und dadurch einen Federhebel bildet. Das plattenförmige Federelement 16 weist für den Durchtritt der Schwenkachsen 15 und 17 entsprechende Bohrungen auf. Zwischen diesen Bohrungen weist das etwa trapezförmige Federelement 16 mit abgerundeten Kantenbereichen eine im Durchmesser wesentlich kleinere Bohrung 26 auf, in die ein Schlitz 27 mündet, der an der Längsseite des Federelementes 16 heraustritt.
Das Kniehebelgelenk ist in 2 in Totpunktlage dargestellt, bei welcher das Kniehebelgelenk einige wenige Bogengrade oder Bogensekunden über die Totpunktlage hinweggefahren ist und dadurch Selbsthemmung (Blockierung) erfährt, so dass sich bei Druckmittelausfall der Spannhaken 4 nicht unbeabsichtigt lösen kann.
Der Spannhaken 4 treibt eine Dichtplatte 28 an, die in einer Gleitführung 29 angeordnet ist und die den Spannhaken 4 mit einer entsprechenden Ausnehmung abgedichtet umschließt. Somit folgt die Dichtplatte 28 den Bewegungen des Spannhakens 4, so dass seitlich in die Aussparung 5 eintretender Schmutz nicht in den Innenraum 30 des Gehäuses 1 hineingelangen kann.
Mit 31 ist eine Abfragevorrichtung bezeichnet, die Abfrageelemente 32 bzw. 33 in Form von Mikroschaltern, Endschaltern, Induktivschaltern oder dergleichen aufweist, die mit einer der Kolbenstange 18 zugeordneten Schaltfahne 34 zusammenwirken, die die Abfrageelemente 32 und 33 bedampft. Die entsprechenden Werte können über ein Steckergehäuse 35 und ein nicht dargestelltes Kabel zu einer zentralen Schalt- und Kommandostelle weitergeleitet werden.
Die in den Schutzansprüchen 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.
Bezugszeichenliste

1: Gehäuse
2: Zentrierdorn
3: Aussparung
4: Spannhaken
5: Aussparung, seitliche
6: Auflage
7: Aussparung, kulissenartige
8: Kulissenfolgestift
9: Endabschnitt, innerer
10: Schwenkachse
11: Kniehebelgelenkanordnung
12: Achse
13: Hebelarm
14
15: Schwenkachse
16: Feder, Federelement, Laschenkörper
17: Schwenkachse
18: Kolbenstange
19: Kolben, Antriebseinheit
20: Dichtelement
21: Zylinder, Antriebseinheit
22: Anschluss
23
24: Dichtelement
25: Gehäuseansatz
26: Bohrung
27: Schlitz
28: Dichtplatte
29: Gleitführung
30: Innenraum
31: Abfragevorrichtung
32: Abfrageelement
33
34: Schaltfahne
35: Steckergehäuse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2004/0041323 A1 [0002, 0004]
DE 102009058985 B3 [0003]
US 2004/0046299 A1 [0004]
DE 3130942 A1 [0005]
US 2004/0195747 A1 [0006]

Claims

Unterbodenspanner zum Zentrieren und/oder Spannen von Werkstücken, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie mit einem Gehäuse (1), einem Zentrierdorn (2) für zu zentrierende und zu spannende Werkstücke, einer kraftangetriebenen Antriebseinheit (19, 21), die über eine Kniehebelgelenkanordnung (11) einen seitlich aus einer Aussparung (5) des Zentrierdorns (2) heraustretenden Spannhaken (4) in entgegengesetzten Richtungen antreibt, wobei mindestens ein laschenförmiges Hebelelement der Kniehebelgelenkanordnung (11) als Federelement (16) ausgebildet ist, wobei das Federelement (16) über eine Schwenkachse (15) mit einem Teil der Kniehebelgelenkanordnung (11) und mit einer weiteren Schwenkachse (17) mit einer Kolbenstange (18) – ggf. mittelbar – der Antriebseinheit (19, 21) schwenkbeweglich gekuppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Durchtrittsöffnungen für die Schwenkachsen (15, 17), von der eine mit der Kolbenstange (18) – ggf. mittelbar – und die andere mit einem Winkelhebel verbunden ist, sich ein bogenförmiger Materialabschnitt befindet, der diese Materialanhäufungen im Bereich der Schwenkachsen materialmäßig einstückig verbindet.
Unterbodenspanner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein als Winkelhebel ausgebildeter Hebel oder ein so gestaltetes Winkelhebelpaar (14) um eine gehäusefeste Schwenkachse (12) gelagert ist, wobei der eine Hebelarm (13) über eine Schwenkachse (10) mit dem den Innenraum (30) zugekehrten Längenabschnitt des Spannhakens (4) schwenkbeweglich gekuppelt ist, während der andere Hebelarm (14) über eine Schwenkachse (15) mit dem Federelement (16) schwenkbeweglich getrieblich verbunden ist, und dass die Längsachsen der beiden Hebelarme (13 und 14) einen von einem spitzen Winkel abweichenden Winkel, bevorzugt einen stumpfen Winkel, einschließen.
Unterbodenspanner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der bogenförmige Materialabschnitt der gehäusefesten Schwenkachse (12) zugekehrt ist.
Unterbodenspanner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der bogenförmige Materialabschnitt auf der der gehäusefesten Schwenkachse (12) abgekehrten Seite angeordnet ist.
Unterbodenspanner nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannhaken (4) eine Dichtplatte (28) quer zur Längsachse des Gehäuses (1) formschlüssig antreibt, derart, dass in jeder Stellung des Spanners (4) der Innenraum (30) des Gehäuses (1) schmutzdicht gegenüber der Aussparung (5) des Zentrierdorns (2) abgedichtet ist.
Unterbodenspanner nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannhaken (4) von einem elastischen Dichtelement in jeder seiner Bewegungen staub- und feuchtigkeitsdicht umschlossen ist und den Innenraum (30) nach außen hin staub- und feuchtigkeitsdicht sowie gegen Funkenbildung abdichtet.
Unterbodenspanner nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der bogenförmige Abschnitt zwischen den Materialanhäufungen einen Freiraum begrenzt, der zu beiden Seiten geöffnet ist und zwischen den Materialanhäufungen ein schlitzförmiger Freiraum belassen ist, und dass alle Wandungsabschnitte durch Abrundungen in die angrenzenden Wandabschnitte übergehen.
Unterbodenspanner nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (21) eine abwechselnd beidseitig durch Druckmitteldruck, insbesondere durch Druckluft, zu beaufschlagende Kolben-Zylinder-Einheit (19, 21) ist.
Unterbodenspanner nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (21) ein in entgegengesetzten Drehrichtungen antreibbarer Elektromotor ist, der ein mit der Kniehebelgelenkanordnung (11) in Verbindung stehendes in axialer Richtung translatorisch antreibendes Verstellglied antreibt.
Unterbodenspanner nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (21) ein elektrischer Motor mit Spindeltrieb ist.