DE20203791U1

DE20203791U1 - Kniehebelspannvorrichtung

Info

Publication number: DE20203791U1
Application number: DE20203791U
Authority: DE
Original assignee: Tuenkers Maschinenbau GmbH
Current assignee: Tuenkers Maschinenbau GmbH
Priority date: 2002-03-08
Filing date: 2002-03-08
Publication date: 2002-07-18
Anticipated expiration: 2012-03-09

Description

:&idigr;&idigr;. ·: ;.&rgr;&iacgr;&iacgr;&kgr;*^&tgr;&Igr; *»\

Kniehebelspannvorrichtung

Beschreibung Gattung

Die Neuerung betrifft eine Kniehebelspannvorrichtung, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie.

Stand der Technik

Aus der DE 36 13 644 C2 ist eine kraftangetriebene Kniehebelspannvorrichtung zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie vorbekannt mit einem das Kniehebelgelenk betätigbaren, in einem Gehäuse befindlichen, motorisch axial verstellbaren Teil, wobei koaxial zum Gehäuse ein Elektromotor angeordnet ist, der mit einer Hohlwelle versehen ist, die mit einer Gewindemutter getrieblich verbunden ist, die ihrerseits eine Schraubspindel antreibt, die das axial verstellbare Teil bildet, wobei die Schraubspindel in die Hohlwelle eintaucht.

Kniehebelspannvorrichtungen der vorbeschriebenen Art benötigen speziell ausgebildete Elektromotoren.

Aufgabe

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Kniehebelspannvorrichtung der vorausgesetzten Gattung diese so auszubilden, daß sie bei konstruktiver Einfachheit die Verwendung von Normelektromotoren ermöglicht.

Lösung

Die Aufgabe wird durch die in Schutzanspruch 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst.

Einige Vorteile

Bei der Neuerung ist ein handelsüblicher Normmotor, beispielsweise ein Niedervoltmotor, in axialer Verlängerung des Spannkopfes an diesen angeflanscht, wobei der das Kniehebelgelenk antreibbare längenverstellbare Teil im Seitenabstand zur Längsachse der Führungsnut angeordnet ist. Auf diese Weise ergibt sich bei kompakter Ausbildung der Kniehebelspannvorrichtung ein verkantungsfreier,

• · a

• · ■

·'·	··	··	• ·
	I # · *I · <**		*I '<*
ft·

	&iacgr;- «'

sicherer Antrieb des Kniehebelgelenks, wobei die gewissermaßen doppelte Führung des Kniehebelgelenks durch die Führungsrollen hierzu noch beiträgt.

Weitere erfinderische Ausführungsformen

Weitere erfinderische Ausgestaltungen sind in den Schutzansprüchen 2 bis 9 beschrieben.

Bei Ausgestaltung gemäß Schutzanspruch 2 sind im Spannkopf auf gegenüberliegenden Seiten Führungsnuten angeordnet, in denen jeweils die Enden der Führungsachsen durch je eine Führungsrolle reibungsarm zwangsgeführt sind.

Gemäß Schutzanspruch 3 sind sämtliche Führungsrollen in Wälzlagern reibungsarm gelagert.

Bevorzugt werden nach Schutzanspruch 4 als Wälzlager Nadellager verwendet. Hierdurch ergibt sich eine kompakte Bauform.

Bei der Ausführungsform nach Schutzanspruch 5 kommen Kugellager zum Einsatz.

Gemäß Schutzanspruch 6 ist die Kupplung als Gabelstück ausgebildet.

&Rgr; V N &ngr;-1"=;:; 7 O ·! iii

&ngr;-1

7 O !.

! i

&Iacgr;&Rgr; V N &ngr;1;; 7

Bei der Ausführungsform nach Schutzanspruch 7 ist das längenverstellbare Teil als Kugelumlaufspindel ausgestaltet.

Schutzanspruch 8 beschreibt eine vorteilhafte Ausführungsform der Neuerung.

Bei der in Schutzanspruch 9 beschriebenen Ausführungsform wird die Kniehebelgelenkanordnung mit dem beweglichen Teil zusätzlich in der Spannstellung gesichert, so daß auch bei Druckabfall (zum Beispiel Ausfall der Druckluft) kein unbeabsichtigtes Lösen oder gar Herunterfallen von Teilen erfolgen kann.

In der Zeichnung ist die Neuerung - teils schematisch - an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 eine Kniehebelspannvorrichtung, teils im axialen Längsschnitt, teils in der Seitenansicht, in Spannstellung;

Fig. 2 die aus Fig. 1 ersichtliche Kniehebelspannvorrichtung in Lösestellung.

Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein Spannkopf bezeichnet, der aus zwei dichtend aufeinanderliegenden Gehäuseteilen 1a, vorzugsweise Gehäusehälften, besteht,

&Ggr;·:"? 7O

i M;

die einen Innenraum 2 begrenzen, in welchem eine Kniehebelgelenkanordnung 3 staub- und weitgehend auch feuchtigkeitsdicht abgekapselt angeordnet ist. In der Zeichnung ist ein Gehäuseteil 1a ersichtlich, das andere Gehäuseteil 1b ist entsprechend ausgebildet. Beide Gehäuseteile 1a, 1b liegen mit umlaufenden ebenflächigen Flanschen satt aufeinander.

Die Kniehebelgelenkanordnung 3 treibt einen in Richtung A bzw. B um eine gehäusefeste Achse 4 schwenkbeweglichen Spannarm 5 an, der mit einem nicht dargestellten sogenannten Kiefer zusammenwirken kann, um gleichfalls nicht dargestellte Blechteile oder dergleichen, zum Beispiel Karosserieteile im Karosseriebau der Kfz-Industrie, zu spannen und zu haltern.

Bei der dargestellten Kniehebelspannvorrichtung besitzt der Spannkopf 1 an allen vier Seiten mit Gewinde versehene Sacklöcher, mittels derer sich die Kniehebelspannvorrichtung bedarfsweise an einer der vier Seiten in einer Vorrichtung einbauen und befestigen läßt. Aus der Zeichnung ist auch zu erkennen, daß auf der dem Spannarm 5 abgekehrten Rückseite ein nur schematisch angedeuteter Schlitz 6 vorgesehen ist, der sich in Richtung der Längsachse des Spannkopfes 1 erstreckt und durch den eine als Kassette ausgebildete Blechabdeckung oder Blechteil 7 hindurchgreift, die als austauschfähige Baueinheit (Set) ausgebildet ist und an der zwei mit Abstand zueinander angeordnete Sensoren 8 bzw. 9 befestigt sind. Mindestens einer der Sensoren 8, 9 ist in Richtung der Längsachse 26,

insbesondere der Sensor 9, verstellbar und in der jeweils gewünschten Stellung auch arretierbar angeordnet. Diese Sensoren 8, 9 dienen zur Fernübertragung der jeweiligen Schwenkstellung des Spannarmes 5 in der noch zu beschreibenden Art und Weise. Die Sensoren 8, 9 können als Mikroschalter, Pneumatikschalter oder Induktivschalter ausgebildet sein und wirken mit einer Fahne 10 zusammen, die an einem die Kugelumlaufspindelmutter 11 haltenden Gehäuse 20, z. B. funktionell oder materialmäßig einstückig, angeordnet ist und die den jeweiligen Sensor 8 bzw. 9 bedämpft. Die jeweils gemessenen Werte werden über nicht dargestellte elektrische Leitungen an ein Steckergehäuse 12 weitergeleitet, dem ein Stecker 13 zugeordnet ist, mit dem elektrische Leitungen verbunden sind, durch die die Meßwerte an einer Fernanzeige akustisch und/oder optisch weiterzuleiten sind. Das Steckergehäuse 12 kann einstückig, insbesondere funktionell einstückig, mit der Kassette 7 verbunden sein, so daß sich die Kassette 7 mit dem Steckergehäuse 12 als z. B. einheitlich handzuhabendes Bauteil austauschen läßt. Auf diese Weise läßt sich die Kniehebelspannvorrichtung leicht zum Zwecke der Wartung bei Reparaturen oder dergleichen umrüsten oder austauschen. Des weiteren ist es durch Verstellung zum Beispiel des Sensors 9 auch möglich, entsprechend den Schwenkwinkel des Spannarmes 5 zu ändern.

Die Kugelumlaufspindelmutter 11 ist auf einem als Kugelumlaufspindel 14 ausgebildeten längenverstellbaren Teil angeordnet, die den längenverstellbaren Teil zum Antrieb der Kniehebelgelenkanordnung 3 bildet und die durch eine Weile 15

eines Elektromotors 16 angetrieben wird. Bei dem Elektromotor 16 kann es sich um einen üblichen, preiswerten Normmotor handeln, der über nicht dargestellte Schrauben an ein Verbindungsteil 17 auswechselbar angeflanscht ist, das ebenfalls über nicht dargestellte Schrauben mit der betreffenden Stirnseite des Spannkopfes 1 verbunden ist.

Die Welle 15 greift in eine Kupplung 18 getrieblich ein, die über Wälzlager 19 reibungsarm rotierbar an der Stirnseite des Spannkopfes 1 angeordnet ist. Als Wälzlager können Kugellager oder Nadellager in Betracht kommen, auch entsprechende Schrägrollenlager oder dergleichen, um einen etwaigen Axialschub aufzunehmen.

Die Kugelumlaufspindel 14 ist koaxial zur Welle 15 des Elektromotors 16 angeordnet. Auf der Kugelumlaufspindel 14 ist je nach Antriebsrichtung der Welle 15 durch den Elektromotor 16 die Kugelumlaufspindelmutter 11 in Richtung X oder in Richtung Y verstellbar. Die Kugelumlaufspindelmutter 11 ist in einem Kupplungsteil 20 angeordnet und an einem Ende stirnseitig gegen eine Ringschulter 21 und am entgegengesetzten Ende z. B. durch einen Sicherungsring 22 axial und an ihrem Umfang durch das Kupplungsteil 20 festgelegt und arretiert. Statt eines Sicherungsringes können auch andere geeignete Mittel, z. B. das Sichern durch Verschrauben, zur Anwendung gelangen. Des weiteren ist die Kugelumlaufspindelmutter 11 in dem Kupplungsteil 20 verdrehsicher angeordnet. Dadurch wird auch das Kupplungsteil 20 in Richtung X bzw. Y mitgenommen, wenn die Kugelumlaufspindel 14 angetrieben wird.

Mit dem Kupplungsteil 20, das an einem Ende 23 als Gabelkopf ausgebildet sein kann, ist eine Gelenkanordnung 24 über einen Schwenkbolzen 25 gekuppelt, dessen Längsachse orthogonal zur Längsachse 26 der Kugelumlaufspindel 14 verläuft. Die Gelenkanordnung 24 kann aus einer oder mehreren parallel zueinander verlaufenden Laschen bestehen. An dem dem Schwenkbolzen 25 entgegengesetzten Endabschnitt der Gelenkanordnung ist ein weiterer Schwenkbolzen 27 angeordnet, mit dem eine Gelenklaschenanordnung 28 gekuppelt ist. Auch diese Gelenklaschenanordnung 28 kann aus einer oder mehreren Laschen bestehen. Die Gelenklaschenanordnung 28 ist mit der gehäusefesten Schwenkachse 4 verbunden, die an ihrem aus dem Spannkopf 1 herausragenden Endabschnitt mit einem Vierkant versehen ist, auf dem der Spannarm ein- oder beidseitig durch geeignete Ausnehmungen formschlüssig verbunden ist. Die gehäusefeste Achse 4 selbst ist kreisrund ausgebildet, da sie in Richtung A bzw. B das Schwenken des Spannarmes 5 erlaubt.

Auf diametral gegenüberliegenden Seiten des Spannkopfes 1 sind im Innern des Spannkopfes 1 Führungsnuten angeordnet, die gleich groß und gleich geformt sind, Von diesen Führungsnuten ist lediglich eine Führungsnut aus der Zeichnung ersichtlich und mit dem Bezugszeichen 29 bezeichnet. Die in dem nicht dargestellten Gehäuseteil 1b diametral gegenüberliegende Führungsnut 30 ist entsprechend ausgestaltet.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, erstrecken sich die Führungsnuten 29 und 30 mit ihrer Längsachse 31 parallel zur Längsachse 26, die koaxial zum Elektromotor 16, zu dessen Welle 15, zur Kugelumlaufspindel 14 und zu der Kugelumlaufspindelmutter 11 angeordnet ist. Des weiteren läßt die Zeichnung erkennen, daß die Längsachse 31 der Führungsnuten 29 und 30 in Richtung auf den Spannarm 5 um das Maß C versetzt angeordnet ist. Auf diese Weise ergibt sich eine besonders günstige Ausnutzung des Innenraumes 2 zur Unterbringung der Kniehebelgelenkanordnung 3, der Führungsnuten 29 und 30, der Kugelumlaufspindelmutter 11 und der Kugelumlaufspindel 14.

Auf dem Schwenkbolzen 25, und zwar an dessen Enden, ist je mindestens eine Rolle in Wälzlagern, vornehmlich in Nadellagern, reibungsarm gelagert angeordnet. Von diesen Führungsrollen ist lediglich die Führungsrolle 32 aus der Zeichnung zu erkennen. Die am diametral entgegengesetzten Ende des Schwenkbolzens 25 angeordnete weitere Führungsrolle 33 ist entsprechend ausgebildet und angeordnet. Die Führungsrollen 32, 33 sind in den Führungsnuten 29 bzw. 30 abrollbar und leichtgängig in Richtung der Längsachse 31 zwangsgeführt.

Dem Kupplungsteil 20 ist ebenfalls ein Schwenkbolzen 38 zugeordnet, dessen Längsachse parallel zur Längsachse des Schwenkbolzens 25 verläuft und auf dessen Enden je eine Führungsrolle 34 bzw. 35 in Wälzlagern leichtgängig angeordnet sind, die ebenso ausgebildet und angeordnet sind wie die Führungsrollen

32 und 33. Auch die Führungsrollen 34 und 35 sind in den betreffenden zugeordneten Führungsnuten 29 bzw. 30 abrollbar und leichtgängig in Richtung der Längsachse 31 zwangsgeführt.

Wie man erkennt, kann der Elektromotor 16 leicht und schnell ausgetauscht werden, wobei handelsübliche, preiswerte Elektromotoren zum Einsatz kommen können, da die Welle 15 lediglich in die Kupplung 18 eingeführt und zum Beispiel formschlüssig, insbesondere durch Nut-Feder-Verbindungen oder dergleichen, gekuppelt zu werden braucht. Die äußeren Abmessungen des Spannkopfes 1 brauchen gegenüber herkömmlichen durch die verschiedenen Industriefirmen genormten Abmessungen nicht verändert zu werden.

Mit dem Bezugszeichen 36 ist eine Kugelraste bezeichnet, die in Spannstellung in eine Aussparung 37 des Kupplungsteils 20 einrastet und dadurch bei Energieabfall die Kniehebelspannvorrichtung und den Spannarm 5 in der Spannstellung sichert. Die Kugelraste 36 besitzt ein Rastteil, das gegen die Rückstellkraft einer nicht dargestellten Feder in die Aussparung 37 einschnappt, aber nach Überwindung einer gewissen Kraft auch wieder zu entriegeln ist. Diese Kraft wird gewöhnlich durch den Elektromotor 16 beim Antrieb der Welle 15 aufgebracht.

	···	·· ··
•	• • ••a	■ · · «
•	• · ·

Die in den Schützansprüchen und in der Beschreibung beschriebenen sowie aus der Zeichnung ersichtlichen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Neuerung wesentlich sein.

Bezugszeichenliste

1	Spannkopf
1a	Gehäuseteil
1b
2	Innenraum
3	Kniehebelgelenkanordnung
4	Achse, gehäusefeste
5	Spannarm
6	Schlitz

7 Kassette

8 Sensor, Mikroschalter, Pneumatikschalter, induktive Schalter

t H

10 Fahne

11 Kugeiumlaufspindelmutter

12 Steckergehäuse

13 Stecker

14 Kugelumlaufspindel, Teil, längenverstellbares

15 Welle

16 Elektromotor

17 Verbindungsteil

18 Kupplung

19 Wälzlager

20 Kupplungsteil

21 Ringschulter

22 Sicherungsring

23 Ende

24 Gelenkanordnung, Gelenklaschenanordnung

25 Schwenkbolzen

26 Längsachse

27 Schwenkbolzen

28 Gelenklaschenanordnung

29 Führungsnut 30

31 Längsachse der Führungsnuten

32 Führungsrolle 33

36 Kugelraste

37 Aussparung

38 Schwenkbolzen

A Schwenkrichtung des Spannarmes 5

■-^ JJ IJ M

C Maß des Versatzes (Abstand) der Längsachse 31

X Verschieberichtung der Kugelumlaufspindelmutter 11

Literaturverzeichnis

DE	5	50 737
DE	7	08 439
DE	21	17 550
DE	22	22 686
DE	27	39 150
DE	36	13 644C2
DE	36	38 526
DE	196	16 441
DE	199	42 390 A1
DE-GM		83 07 606
DE-GM		19 17295

Nicht vorveröffentlichte deutsche Gebrauchsmusteranmeldung der Anmelderin 201 16 016.1

• &diams; ·

US-PS	4,137,784	643
US-PS	3,963,229	873
US-PS	2,390,022
US-PS	1,324,851
US-PS	1,404,862
US-PS	1,543,181
US-PS	733,614
DD-A-138
GB-A-611

EP	0	243 599	&Bgr;1
EP	0	255 853
EP	1	066 929	&Agr;2

Fachbuch K. Schreyer, Werkstückspanner (Vorrichtung), 3. Auflage, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 1969, S. 80, 81, Bild 246

Claims

1. Kniehebelspannvorrichtung, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie, mit einem die Kniehebelgelenkanordnung (3) betätigbaren, in einem als Spannkopf (1) ausgebildeten Gehäuse befindlichen, durch einen Elektromotor (16) axial verstellbaren Teil (14), wobei das axial verstellbare Teil (14) z. B. als Kugelumlaufspindel ausgebildet ist und insbesondere eine Kugelumlaufspindelmutter (11) in entgegengesetzten Richtungen (X bzw. Y) in Richtung der Längsachse (26) des längenverstellbaren Teils (14) antreibt, wobei z. B. die Kugelumlaufspindel (14) über ein Kupplungsteil (20) mit der Kniehebelgelenkanordnung (3) gekuppelt ist, und daß in den Wänden des Spannkopfes (1) auf diametral gegenüberliegenden Seiten gleich große und gleich geformte, in Richtung der Längsachse (26) des längenverstellbaren Teils (14) sich erstreckende Führungsnuten (29 bzw. 30) angeordnet sind, in denen die Kniehebelgelenkanordnung (3) mit mehreren hinter- und/oder nebeneinander angeordneten Führungsrollen (32, 34) reibungsarm zwangsgeführt ist, die auf einem Schwenkbolzen der Kniehebelgelenkanordnung (3) gelagert sind, wobei die durch die Drehmittelpunkte der Führungsrollen (32, 33) verlaufende Längsachse (31) parallel sowie mit Abstand (C) zur Längsachse (26) des Elektromotors (16) und des längenverstellbaren Teils (14), insbesondere in Richtung auf eine gehäusefeste Achse (4) des Spannarmes (5), angeordnet ist.

2. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch dem Kupplungsteil (20) ein Schwenkbolzen (38) zugeordnet ist, der an seinen entgegengesetzten Endabschnitten mit Führungsrollen (34, 35) versehen ist, die in denselben Führungsnuten (29, 30) wie die Führungsrollen (32, 33) der Kniehebelgelenkanordnung (3) zwangsgeführt sind.

3. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Führungsrollen (32-35) in Wälzlagern reibungsarm gelagert sind.

4. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzlager als Nadellager ausgebildet sind.

5. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzlager als Kugellager ausgebildet sind.

6. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsteil (20) an einem mit einem Gabelkopf versehenen und mit dem auf dem längenverstellbaren Teil (14) axial (X bzw. Y) verstellbaren Teil, insbesondere einer Kugelumlaufspindelmutter (11), gekuppelt ist.

7. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, wobei der Kniehebelspannvorrichtung eine als insgesamt austauschfähiges Bauteil ausgebildete Kassette (7) zugeordnet ist, die in einem sich in Richtung der Längsachse (26) erstreckenden Schlitz des Spannkopfes (1) diesen abdeckend angeordnet ist, wobei in Längsachsrichtung der Kassette mindestens zwei relativ zueinander verstellbare Sensoren (Mikroschalter, induktive Schalter, Pneumatikschalter - 8, 9) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Kupplungsteil (20) eine Schaltfahne verbunden ist, die die Sensoren (8, 9) oder dergleichen bedämpft.

8. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, mit einer dem Elektromotor (16) zugeordneten und von diesem in entgegengesetzten Richtungen abwechselnd antreibbaren Welle (15), dadurch gekennzeichnet, daß die Wellle (15) in einem Verbindungsteil (17) an der der Kniehebelgelenkanordnung (3) des Spannkopfes (1) abgekehrten Seite gelagert ist und daß auch die Kugelumlaufspindel (14) mit einem Endabschnitt in einer Kupplung für die Welle (15) des Elektromotors (16) reibungsarm über Wälzlager (19), insbesondere Nadellager, angeordnet ist.

9. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannkopf (1) eine Kugelraste (36) aufweist, die in Spannstellung in eine Aussparung (37) der Kugelumlaufspindelmutter (11) bzw. des diese aufnehmenden Kupplungsteils (20) einrastet.