DE2222686B2

DE2222686B2 - Druckmittelbetatigte Kniehebelspannvorrichtung, insbesondere für Karosserieteile

Info

Publication number: DE2222686B2
Application number: DE19722222686
Authority: DE
Inventors: Josef-Gerhard 4030 Ratingen Tuenkers
Original assignee: Tuenkers Maschinenbau 4030 Ratingen GmbH
Current assignee: Tuenkers Maschinenbau 4030 Ratingen GmbH
Priority date: 1972-05-09
Filing date: 1972-05-09
Publication date: 1980-06-12
Also published as: JPS5138655B2; JPS4954244A; BE797359A; FR2183689A1; DE2222686A1; GB1413751A; IT976078B; FR2183689B1

Description

Die Erfindung betrifft eine druckmittelbetätigte Kniehebclspannvorrichtung, insbesondere für Karosserieteile, bestehend aus einem Gehäuse mit einem Zylinderraum für den Kolben, an dessen freiem Kolbenstangenende Führungsmittel für die Kolbenstange und ein Kolbenstangenbolzen angeordnet sind, der über eine Lasche mit dem Kniegelenk eines Werkstückspannenden-Winkelhebels verbunden ist, welcher auf einem im Gehäuse gelagerten Lagerzapfen schwenkbar gelagert ist.

Zum Festspannen und Halten von Werkstücken oder Konstruktionsteilen in der zu ihrer Bearbeitung oder Montage erforderlichen Lage sind solche Kniehebelspanneinrichtungen gebräuchlich. Bei einer bekannten Kniehebelspannvorrichtung dieser Art, vgl. aus der US-PS 31 16 058, wird die Kolbenstange mit dem einen Ende am Kolben im zylindrischen Arbeitsraum und mit dem herausragenden anderen Ende an einem zweiten Kolben in einer zweiten zylindrischen Kammer beweglich gehalten und geführt. Die Kolbenstange und der zweite Kolben sind miteinander durch einen Gewindezapfen der Kolbenstange verschraubt. Zur Sicherung der Verschraubung dient ein Querstift. Der durch die Kolbenstange in der zweiten zylindrischen Kammer axial verschiebbare zweite Kolben ist unter anderem noch mit einer nasenartigen flachen Ausbildung versehen, an der in einer Bohrung mit einem Zapfen eine bewegliche Gelenklasche für die Bewegungen des Winkelhebels befestigt ist. Die Bewegungen des Winkelhebels erfolgen demnach durch den zweiten Kolben über die aj ihm befindliche Gelenklasche. Die während des Betriebes auftretenden Druckkräfte werden schlagartig auf den zweiten Kolben übertragen und beanspruchen und verschleißen nachteilig in besonderem Ma3e ihn und den zweiten Zylinder. Diese Einwirkungen sind erfahrungsgemäß derart siark, daß sich nachteilig oft bereits nach relativ kurzer Betriebsdauer ungünstig Veränderungen oder Schäden an der Kolbenoberfläche und an der Innenfläche seiner Zylinderwand ergeben, die zu Störungen oder Ausfall der Lager- und Führungsgenauigkeit oder sogar zur Betriebsunfähigkeit der Spanneinrichtung führen können.

Die Spanneinrichtung nach dieser Patentschrift hat ferner den Nachteil großer Aufwendigkeit und Kompliziertheit. Sie fordert viele Teile und ist in ihrer Herstellung, Montage, Funktion und Reparatur sehr aufwendig. Durch die vielen Teile und ihre Ausbildung und Anordnung ist die Spannvorrichtung sehr stör- und verschleißanfällig und in ihrer Betriebssicherheit und Lebensdauer nachteilig sehr begrenzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine druckmittelbetätigte Kniehcbelspannvorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die aus weniger Teilen besteht und daher preiswerter ist und ferner die Kraftübertragungseinrichtungen so auszubilden, daß der Kraftantrieb geschont wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Führungsmittel für die Kolbenslange bestehen aus den Enden des Kolbenstangenbolzens und im Gehäuse angeordneten, in Achsrichtung der Kolbenstange verlaufenden Führungsnuten zum Führen dieser Enden. Dadurch benötigt die Spannvorrichtung im Gehäuse nur einen Zylinderraum und nur einen Kolben. Ferner wird in einfacher Weise die Kolbenstange an einem Ende durch den Kolben und am anderen Ende durch einen Kolbenstangcnbolzen gehalten, der mit seinen Enden in Führungsnuten des Gehäuses geführt wird.

Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung weist das Gehäuse auf der Seite mit dem freien

Kolbenstangenende einen unabhängig vom Querschnitt der Kolbenstange gestaltbaren und abdichtungsfreien Bewegungsraum auf. Ein abgeschlossener und zylindrischer Sewegungsraum ist nicht notwendig und nicht vorhanden. Die Kolbenstange ist im Bewegungsraum ausreichend frei untergebracht, so daß keine direkte Berührung zwischen ihr und der Wand des Gehäuses stattfindet. Es können demnach an der Kolbenstange und der Wand des Gehäuses keine gemeinsame Reibungs- und Verschleißflächen sich ergeben, wodurch die Betriebssicherheit und Lebensdauer der ganzen Spannvorrichtung wesentlich erhöht werden.

Eine weitere Ausgestaltung nach der Erfindung sieht ferner vor, daß der Kolbenstangenbolzen an seinen Enden mit Rollen versehen ist, die in Führungsnuten oder Längsschlitzen im Bewegungsraum führbar sind. Die Enden des Kolbenstangenbolzens können zweckmäßig auch Wälzlager oder andere Lagermittel aufweisen. Mit Vorteil können diese Lager dazu dienen, Störungen oder Schädigungen der Vorrichtung durch auftretende Druckkräfte zu verhindern und ihre Funktionssicherheit und Lebensdauer zu erhöhen.

Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist zur Zuführung und zur Abführung des Druckmediums an jedem Ende des Zylinderraumes eine ventillose gemeinsame Leitung mit in der Größe unveränderlichen Durchlässen vorgesehen. Durch den Fortfall von Ventilen oder anderen zur Drosselung dienenden Mitteln in den Leitungen ergeben sich wesentliche Einsparungen und Vereinfachungen für die Herstellung und den Betrieb der Vorrichtung. Jedes Ende des Zylinderraumes benötigt aufwandsparend nur eine gemeinsame Zu- und Ableitung für das Druckmedium. Der Durchlaß an jedem Ende des Zylinderraumes kann als Bohrung oder in anderer Weise ausgebildet und in seiner Größe unveränderlich sein. Die Durchlaßweite ist derart vorgesehen, daß das den Zylinderraum verlassende Druckmedium den Kolben jeweils in der Endphase seiner Bewegung dämpft. Der Zylinderraum dienl gleichzeitig als Dämpfungsraum und macht eine besondere Drosselungskammer entbehrlich.

Die Kniehebelspannvorrichtung zeichnet sich weiter dadurch aus, daß das Gehäuse ein Befestigungsauge trägt und dieses auf einem Schwenkzapfen gelagert ist, um ein Verschwenken des Gehäuses beim Bewegen des Kolbens und der Kolbenstange zu ermöglichen. Mit Vorteil ergibt sich die Möglichkeit, das Gehäuse in beliebiger Lage unbeweglich zu halten und anzuordnen Die Anordnung erlaubt es ferner, das Gehäuse um einen Drehpunkt beweglich vorzusehen. Hierbei kann der Drehpunkt auf der Seite mit dem Zylinderraum sich befinden, so daß das Gehäuse verschwenkbar ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, beim Spannvorgang das Gehäuse zum beziehungsweise vom Werkstück zu bewegen. Den jeweiligen Erfordernissen entsprechend können die axiahn Bewegungen des Kolbens und der Kolbenstange gleichzeitig auch mit der Bewegung des Gehäuses erfolgen.

Kennzeichnend ist der Schwenkbereich des Winkelhebels stufenlos in seiner Größe durch den veränderlich einstellbaren Hub des Kolbens wahlweise veränderlich. Es isi möglich, den Winkelhebel in einem Schwenkbereich bis zu 180° zu bewegen. Die Kolbenstange ist aus ihrer Endlage stets sicher und ohne besondere Aufwendung beweglich, auch wenn der Winkelhebel hierbei bis in die Null- oder Totstellung verschwenkt ist. Hindernde Reibungskräfte treten nicht auf, so daß aucti kein Klemmen oder ^t;rstsetzen der Kolbenstange und des Winkelhebels erfolgt, weil der Kolbenstangenbolzen mit seiner Lagerung eine sichere Halterung und Führung gewährleistet.

Einem weiteren Kennzeichen nach ist ein hubbegrenzender Anschlag oder Puffer am Boden des Zylinderraumes angeordnet und durch eine Steilschraube von außen stufenlos axial verstellbar. Vom eingestellten wahlweisen Hub abhängig ist die Kolbenstange mehr oder weniger weit axial verschiebbar, so daß ein wahlweise großer öffnungswinkel sich ergibt. In einfacher und vorteilhafter Weise läßt sich durch Änderung des Hubes für den Kolben der Schwenk- und öffnungswinkel ändern und der Form und Größe des Werkstücks und der Werkstückauflage durch stufenlose Einstellung anpassen.

Weiter weist die Einrichtung nach der Erfindung Ausbildungen auf, die zur Betätigung von Schaltern, Kulissen oder sonstigen Einrichtungen an einem Ende oder an beiden Enden des Kulber.stangenbolzens Verlängerungszapfen oder andere Teile angeordnet sind.

Ein Ausführungsbeispiel der F bindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt der Vorrichtung in Spannstellung des Winkelhebels,

Fi^ einen Längsschnitt der Vorrichtung in Ruhestellung des Winkelhebels und

F i g. 3 eine Draufsicht nach Fig. 1.

Im ein- oder mehrteiligen Gehäuse 1 befindet sich auf einer Seite ein Zylinderraum 2 mit dem darin axial bewegbaren Kolben 3. Eine Kolbenstange 4 wird mit einem Ende fest am Kolben 3 gehalten, während für den nicht im Zylinderraum 2 befindlichen Teil der Kolbenstange 4 ein vom Gehäuse 1 gebildeter offener Bewegungsraum 5 derart vorgesehen ist, daß die Kolbenstange 4 selbst kiine Berührung mit den Wänden des Bewegungsraumes 5 erfordert und hat. Zur Führung der Kolbenstange 4 ist an ihrem Ende in einer Bohrung oder sonstigen Ausbildung 6 ein Kolbenstangeniolzen 7 befestigt, der mit seinen beiden Enden in gegenüberliegenden Nuten 8 oder Längsschlitzen 9 des Gehäuses 1 in der Weise beweglich gelagert ist, daß die Kolbenstange 4 von dem Kolbenstangenbolzen 7 gehalten und geführt wird. Die Lagerung des Kolbenstangenbolzens 7 kann durch Wälzlager oder andere geeignete Teile erfolgen.

Im Zylinderraum 2 ist ein Boden 10, an dem ein Anschlag oder Puffer Il sich befindet. Mit einer von außen bedienbaren Stellschraube 12 läßt sich der Anschlag oder Puffer 11 axial verschieben, so daß der Hub des Kolbens 3 wahlweise stufenlos einstellbar ist. Zur Zu- und Abführung des Druckmediums befindet sich an jedem Ende des Zylinderraumes 2 ein Durchlaß 13 beziehungsweise 14. Die Zuführungs- und die Abfüh^run^s!eitungen dafür sind ventillos. Die Durchlässe 13 und 14 sind in ihrer Größe unveränderlich und derart bemessen, daß da^ Druckmedium nur unter Drosselwirkung den Zylinderraum 2 verlassen kann, wobei der Kolben 3 in der Endphase seiner Bewegung gedämpft wird. Zur Übertragung der axialen Bewegung der Kolbenstange 4 ment eine Gelenk- oder Verbindungslasche 15, die einerseits an dem Kolbenstangenbolzen 7 und andererseits an dem Winkelhebel 16 dear: gelenkig verbunden ist, daß der zum Spannen und Halten des Werkstückes an der Werkstückauflage 18 dienende Winkelhebel 16 um einen am Gehäuse 1 befestigten Bolzen oder Zapfen 17 verschwenkbar ist. Der Schwenk- und öffnungswinkel des Winkelhebels 16 läßt

sich einfach durch Änderung des Hubes für den Kolben 3 ändern und der Form und Größe der Werkstückauflage 18 und des Werkstückes durch stufenlose Einstellung anpassen.

Das Gehäuse 1 kann am Boden 10 oder an anderer Stelle ein Befestigungsauge oder anderes Teil 19 besitzen, so daß das Gehäuse 1 um einen außenliegenden Dreh- und Schwenkpunkt 20 zum oder vom Werkstück verschwenkbar ist.

Schließlich kann der Kolbenstangenbolzen 7 zur Betätigung von Schaltern, Kulissen oder sonstigen Einrichtungen an einem Ende oder an beiden Enden mit Verlängerungszapfen oder anderen Teilen 21 versehen

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Druckmittelbetätigte Kniehebelspann vorrichtung, insbesondere für Karosserieteile, bestehend aus einem Gehäuse mit einem Zylinderraum für den Kolben, an dessen freiem Kolbenstangenende Führungsmittel für die Kolbenstange und ein Kolbenstangenbolzen angeordnet sind, der über eine Lasche mit dem Kniegelenk eines Werkstückspannenden-Winkelhebels verbunden ist, welcher in auf einem im Gehäuse gelagerten Lagerzapfen schwenkbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel für die Kolbenstange (4) bestehen aus den Enden des Kolbenstangenbolzens (7) und im Gehäuse (1) angeordneten, in Achsrichtung der Kolbenstange (4) verlaufenden Führungsnuten (8, 9) zum Führen dieser Enden.

2. Druckmittelbetätigte Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) auf der Seite mit dem freien Kolbensisagenende einen unabhängig vom Querschnitt der Kolbenstange (4) gestaltbaren und abdichtungsfreien Bewegungsraum (S) aufweist.

3. Druckmittelbetätigte Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenstangenbolzen (7) an seinen Enden mit Rollen versehen hl, die in Führungsnuten (8) oder Längsschlitzen (9) im Bewegungsraum (5) führbar sind. jo

4. Druckmittelbetätigte Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur zuführung und zur Abführung des Druckmediums an ji-dem E-Je des Zylinderraumes (2) eine ventillose geneinsame Leitung mit in der )ί Größe unveränderlichen D rchlässen (13, 14) vorgesehen ist.

5. Druckmittelbetätigte Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) ein Befestigungsauge (19) trägt ■»< > und dieses auf einem Schwenkzapfen (20) gelagert ist.

6. Druckmittelbetätigte Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkbereich des Winkelhebels (16) « stufenlos in seiner Größe durch den veränderlich einstellbaren Hub des Kolbens (3) wahlweise veränderlich ist.

7. Druckmittelbetätigte Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, ■>" daß ein hubbegrenzender Anschlag oder Puffer (11) am Boden (10) des Zylinderraumes (2) angeordnet und durch eine Stellschraube (12) vor außen stufenlos axial verstellbar ist.

8. Druckmittelbetätigte Kniehebelspannvorrich- ■>■> tung nach Anspruch I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung von Schaltern, Kulissen oder sonstigen Einrichtungen an einem Ende oder an beiden Enden des Kolbenstangenbolzens (7) Verlängerungszapfen oder andere Teile (21) angeordnet «> sind.