DE29902777U1

DE29902777U1 - Kniehebel-Spannvorrichtung

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Publication number: DE29902777U1
Application number: DE29902777U
Authority: DE
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 1999-02-17
Filing date: 1999-02-17
Publication date: 1999-06-17
Anticipated expiration: 2009-02-18

Description

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G 18624-les 26.01.1999

FESTO AG & Co, 73734 Essiingen Kniehebel-Spannvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Kniehebel-Spannvorrichtung, mit einer Betätigungseinrichtung, die ein Gehäuse mit einem rohrförmigen Mittelteil und stirnseitig daran vorgesehenen vorderen und hinteren Abschlußwänden aufweist, in dem ein axial verschiebbarer Betätigungskolben angeordnet ist, der mit einer die vordere Abschlußwand durchsetzenden Betätigungsstange verbunden ist, und mit einem an der Vorderseite der Betätigungseinrichtung angeordneten Lagerungskopf, an dem ein Spannarm verschwenkbar gelagert ist, der über einen Kniehebel mechanismus mit der Betätigungsstange in Wirkverbindung steht.

Eine Kniehebel-Spannvorrichtung dieser Art geht aus der EP 0 575 888 Bl hervor. Ihre Betätigungseinrichtung ist nach Art eines f1uidbetätigten Arbeitszylinders ausgeführt und verfügt über ein den Betätigungskolben aufnehmendes Gehäuse, das sich aus einem rohrförmigen Mittelteil und stirnseitig daran angesetzten vorderen und hinteren deckelartigen Abschlußwänden zusammensetzt. An die vordere Abschlußwand ist ein Lagerungskopf angeflanscht, der einen

schwenkbeweglichen Spannarm trägt, welcher über einen Kniehebelmechanismus mit einer die vordere Abschlußwand durchsetzenden Betätigungsstange der Betätigungseinrichtung in Antriebsverbindung steht. Durch axiales Verlagern d,er Betätigungsstange läßt sich der Spannarm wahlweise in einer beispielsweise ein Werkstück spannenden Spannstellung und einer Freigabestellung positionieren.

Eine gewisse Unzulänglichkeit der bekannten Kniehebel-Spannvorrichtung resultiert aus der Vielzahl der erforderlichen Bauteile. Dies bedingt eine relativ umständliche Herstellung und Montage, wobei insbesondere darauf zu achten ist, daß der Lagerungskopf relativ zur Abschlußwand exakt positioniert wird, um eine störungsfreie Funktion des Kniehebelmechanismus und eine verschleißarme Bewegung der Betätigungsstange zu gewährleisten.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kniehebel-Spannvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei kostengünstigerem Aufbau und unter Beibehaltung einer hohen Funktionssicherheit eine einfachere Montage gestattet.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die von der Betätigungsstange durchsetzte vordere Abschlußwand der Betätigungseinrichtung als einstückiger Bestandteil des

Lagerungskopfes ausgebildet ist.

Auf diese Weise bilden die vordere Abschlußwand und der Lagerungskopf eine einstiickige Baueinheit, wobei der Lagerungskopf die Funktion der vorderen Abschlußwand mitübernimmt und mithin eine gemeinsame Montage von Abschlußwand und Lagerungskopf im Rahmen eines einzigen Arbeitsvorganges erfolgen kann. Durch die einstückige Ausbildung können bereits bei der Herstellung des Lagerungskopfes die notwendigen mechanischen Bearbeitungen so aufeinander abgestimmt werden, daß die Lagerstelle für den Schwenkarm und die Durchtrittsöffnung für die Betätigungsstange in der erforderlichen Weise korrespondieren und im späteren Betrieb, nach erfolgter Endmontage, durch Fluchtungsfehler bedingte verschleißförderne Verspannungen ausgeschlossen werden können.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Zweckmäßigerweise ist die vordere Abschlußwand von einer Bodenplatte des Lagerungskopfes gebildet, von dem zwei einstückig angeformte Seitenwände wegragen, an denen der Spannarm gelagert ist und zwischen die die die Bodenplatte durchsetzende Betätigungsstange eintaucht. Der Lagerungskopf kann somit als U-förmiges Bauteil ausgeführt sein,

dessen sich zwischen den beiden U-Schenkein erstreckender Verbindungsabschnitt die vordere Abschlußwand bildet.

Die Abdichtung zwischen dem rohrförmigen Mittelteil und dem die Funktion der vorderen Abschlußwand mitübernehmenden Lagerungskopf erfolgt zweckmäßigerweise durch eine dem Mittelteil axial vorgelagerte Dichtung.

Das zum Antrieb der Betätigungseinrichtung erforderliche fluidische Druckmedium wird über Fluidkanäle in die vom Betätigungskolben abgetrennten Arbeitsräume eingespeist. In diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn der dem vorderen Arbeitsraum zugeordnete Fluidkanal wenigstens teilweise im Lagerungskopf verläuft.

Eine weitere Vereinfachung von Herstellung und Montage ergibt sich, wenn das rohrförmige Mittelteil und die hintere Abschlußwand des Gehäuses der Betätigungseinrichtung unter Bildung einer becherähnlichen Baueinheit einstückig miteinander ausgeführt sind. Die becherähnliche Baueinheit könnte beispielsweise durch Tiefziehen oder durch ein Drück- oder RoI1ierverfahren kostengünstig hergestellt werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Deren einzige Abbildung zeigt

eine Kniehebel-Spannvorrichtung bevorzugten Aufbaus, wobei der Bereich der Betätigungseinrichtung und der angrenzende Abschnitt des Lagerungskopfes im Längsschnitt dargestellt si nd.

Die abgebildete Kniehebel-Spannvorrichtung enthält eine nach Art eines f1uidbetätigten Arbeitszylinders ausgeführte Betätigungseinrichtung 1, an deren Vorderseite ein Lagerungskopf 2 angeordnet ist, an dem ein Spannarm 3 um eine Schwenkachse 4 schwenkbeweglich gelagert ist.

Die Betätigungseinrichtung 1 verfügt über ein allgemein mit Bezugsziffer 5 bezeichnetes längliches Gehäuse, das ein rohrförmiges Mittelteil 6 aufweist, an dessen rückseitigem Endbereich eine hintere Abschlußwand 7 und an dessen vorderem stirnsei ti gen Endbereich eine vordere Abschlußwand 8 vorgesehen ist. Diese beiden Abschlußwände 7, 8 definieren zusammen mit dem rohrförmigen Mittelteil 6 einen Gehäuse-Innenraum, in dem ein Betätigungskolben 12 axial verschiebbar angeordnet ist, der den Gehäuse-Innenraum unter Abdichtung axial in einen hinteren und einen vorderen Arbeitsraum 13, 14 unterteilt.

In jeden Arbeitsraum 13, 14 mündet ein separater, in der Wandung des Gehäuses 5 verlaufender Fluidkanal 15, 16, über den hinweg die Zufuhr oder Abfuhr eines insbesondere

von Druckluft gebildeten fluidischen Druckmediums erfolgen kann, was zweckmäßigerweise unter Verwendung einer nicht näher dargestellten Steuerventi1 anordnung erfolgt.

Mit dem Betätigungskolben 12 steht eine Betätigungsstange 17 in axial fester Mitnahmeverbindung. Beim Ausführungsbeispiel ist der Betätigungskolben 12 mit der Betätigungsstange 17 fest verschraubt.

Die Betätigungsstange 17 erstreckt sich koaxial zum Gehäuse 5, wobei sie eine axiale Durchtrittsöffnung 18 der vorderen Abschlußwand 8 unter Abdichtung durchsetzt. Bei 22 ist eine in der Durchtrittsöffnung 18 fixierte und die Betätigungsstange 17 dichtend umschließende ringförmige Dichtungsanordnung angedeutet.

Die axiale Verlagerung des Betätigungskolbens 12 hat je nach Bewegungsrichtung eine lineare Ausfahrbewegung oder Einfahrbewegung der Betätigungsstange 17 zur Folge. Diese Linearbewegung wird über einen am Lagerungskopf 2 außerhalb der Betätigungseinrichtung 1 vorgesehenen Kniehebelmechanismus 23 so auf den Spannarm 3 übertragen, daß dieser eine durch Doppelpfeil angedeutete Schwenkbewegung 24 um seine Schwenkachse 4 ausführt.

Die Zeichnung zeigt einen Zustand, bei dem die Betäti-

gungsstange 17 maximal in das Gehäuse 5 eingefahren ist, wobei der Spannarm 3 eine Freigabestellung einnimmt. Beim Ausfahren der Betätigungsstange 17 verschwenkt der Spannarm 3 in eine nicht näher dargestellte Spannstellung, wobei die entsprechende Schwenkbewegung als Spannbewegung und die entgegengesetzt gerichtete Schwenkbewegung als Freigabebewegung bezeichnet sei.

Der Kniehebelmechanismus 23 enthält beim Ausführungsbeispiel einen drehfest mit dem Spannarm 3 verbundenen und bei Bedarf auch integral mit dem Spannarm 3 ausgeführten Schwenkhebel 25, an dem, an einer zur Schwenkachse 4 beabstandeten ersten Lagerstelle 27, ein Zwischenglied 26 angelenkt ist. Das Zwischenglied 26 ist des weiteren über eine zur ersten Lagerstelle 27 beabstandete zweite Lagerstelle 28 am außerhalb des Gehäuses 5 angeordneten äußeren Endabschnitt 32 der Betätigungsstange 17 angelenkt.

Zugunsten eines einfachen und sehr verschleißarmen Aufbaues ist die von der Betätigungsstange 17 durchsetzte vordere Abschlußwand 8 der Betätigungseinrichtung 1 als einstückiger Bestandteil des Lagerungskopfes 2 ausgebildet. Der Lagerungskopf 2 dient also nicht nur zur Schwenklagerung des Spannarmes 3, sondern übernimmt gleichzeitig auch eine Deckelfunktion, indem er das Gehäuse 5 an der Vorderseite abschließt.

Wie in der Zeichnung angedeutet ist, verfügt der Lagerungskopf
2 über integrierte Führungsmittel 33 für den
äußeren Endabschnitt 32 der Betätigungsstange 17, welche die Betätigungsstange 17 in Querrichtung entgegen der über den Kniehebelmechanismus 23 zu übertragenden Kraft abstützen.
Da die vordere Abschlußwand 8 nunmehr als integrale Baueinheit mit dem Lagerungskopf 2 ausgeführt ist, stellt auch die axiale Durchtrittsöffnung 18 einen einstückigen
Bestandteil des Lagerungskopfes 2 dar, so daß
sie wie die Führungsmittel 33 und die die Schwenkachse 4 definierenden Lagerungsmittel 34 unmittelbar bei der Herstellung des Lagerungskopfes 2 mit exakter Zuordnung zueinander realisiert werden können. Die anschließende Montage des Lagerungskopfes 2 am rohrförmigen Mittelteil 6
wirkt sich auf die Zuordnung der vorerwähnten Bestandteile nicht aus, so daß die für die Kinematik maßgeblichen Bestandteile trotz einfacher Montage mit hoher Präzision
bereitgestellt werden können. Es ist insbesondere möglich, schon bei der Herstellung des Lagerungskopfes 2 für eine exakt fluchtende Ausrichtung zwischen der Längsachse der axialen Durchtrittsöffnung 18 und der regelmäßig als insbesondere nutartige Führungsbahn ausgebildeten Führungsmittel 33 zu sorgen.

Der Lagerungskopf 2 des Ausführungsbeispiels ist U-förmig bzw. gabelartig ausgebildet und verfügt über eine Boden-

platte 35, die unmittelbar die Funktion einer deckelartigen vorderen Abschlußwand 8 übernimmt. Mit ihr ist der Lagerungskopf 2 stirnseitig axial an das rohrförmige Mittelteil 6 angesetzt, wobei ein axialer Zentriervorsprung 36 in das Mittelteil 6 eintauchen kann, bis letzteres mit seiner vorderen Stirnfläche 37 an einer gegenüberliegenden und ebenfalls axial orientierten Ringfläche der Bodenplatte 35 zur Anlage gelangt. Zur Abdichtung zwischen den beiden Teilen ist zwischen der vorderen Stirnfläche 37 und der Bodenplatte 35 eine Dichtung 38 vorgesehen, die auf Grund ihrer dem Mittelteil 6 axial vorgelagerten Plazierung beim Ansetzen des Lagerungskopfes 2 nicht beschädigt werden kann.

Mit der Bodenplatte 35 sind zwei vorzugsweise plattenartig ausgeführte Seitenwände 42, 43 einstückig verbunden, die parallel und mit Abstand zueinander angeordnet sind und ausgehend von der Bodenplatte 35 zu der der Betätigungseinrichtung 1 entgegengesetzten Axialseite wegragen. In der Zeichnung ist die eine der Seitenwände 42 teilweise weggebrochen, so daß der zwischen den Seitenwänden 42, 43 vorhandene Zwischenraum, in den die Betätigungsstange 17 eintaucht, partiell einsehbar ist. Auch der Kniehebelmechanismus 23 befindet sich in diesem Zwischenraum, wobei der Schwenkhebel 25 an einem über die Lagerungsmittel 34 an den beiden Seitenwänden 42, 43 drehgelagerten und dabei

den Zwischenraum durchquerenden Lagerbolzen 44 drehfest angreift. Der Spannarm 3 selbst verfügt beim Ausführungsbeispiel an seinem dem Lagerungskopf 2 zugeordneten Endbereich über eine gabelartige Gestaltung, wobei er die beiden Seitenwände 42, 43 umgreift und an Endabschnitten des Lagerbolzens 44 drehfest fixiert ist, die über die beiden Seitenwände 42, 43 seitlich hinausragen.

In weiterer Vereinfachung des Aufbaus der Kniehebel-Spannvorrichtung kann ferner vorgesehen sein, daß das rohrförmige Mittelteil 6 und die hintere Abschlußwand 7 wie abgebildet einstückig miteinander ausgeführt sind und eine insgesamt napf- bzw. becherähnliche Baueinheit 45 bilden. Diese Baueinheit kann beispielsweise durch Tiefziehen, Drücken oder durch ein Rollierverfahren kostengünstig spanlos hergestellt werden. Um das Gehäuse 5 zusammenzubauen, bedarf es nurmehr einer Fixierung des Lagerungskopfes 2 an der vorderen offenen Stirnseite der becherähnlichen Baueinheit 45, was zweckmäßigerweise unter Einsatz einer geeigneten Schraubverbindung 46 geschieht.

Beim Ausführungsbeispiel verläuft der in den vorderen Arbeitsraum 14 einmündende Fluidkanal 16 ausschließlich im Lagerungskopf 2 und mündet über eine erste Anschlußöffnung 47 an dessen seitlicher Außenfläche aus. In vergleichbarer Weise erstreckt sich der in den hinteren Arbeitsraum 13

einmündende Fluidkanal 15 ausschließlich in der integral mit dem rohrförmigen Mittelteil 6 ausgeführten hinteren Abschlußwand 7 und mündet über eine zweite Anschlußöffnung 48 an geeigneter Stelle an der Außenfläche der becherähnlichen Baueinheit 45 aus. Allerdings wäre es durchaus möglich, die beiden Anschlußöffnungen 47, 48 gemeinsam im Bereich nur eines axialen Endbereiches des Gehäuses 5 vorzusehen, wobei dann zumindest der in den abgewandten Arbeitsraum einmündende Fluidkanal wenigstens teilweise in der Wandung des Mittelteils 6 verlaufen würde.

Claims

G 18624-1 es 26.01.1999 FESTO AG & Co, 73734 Esslingen Kniehebel-Spannvorrichtung Ansprüche

1. Kniehebel-Spannvorrichtung, mit einer Betätigungseinrichtung (1), die ein Gehäuse (5) mit einem rohrförmigen Mittelteil (6) und stirnseitig daran vorgesehenen vorderen und hinteren Abschlußwänden (8, 7) aufweist, in dem ein axial verschiebbarer Betätigungskolben (12) angeordnet ist, der mit einer die vordere Abschlußwand (8) durchsetzenden Betätigungsstange (17) verbunden ist, und mit einem an der Vorderseite der Betätigungseinrichtung (1) angeordneten Lagerungskopf (2), an dem ein Spannarm (3) verschwenkbar gelagert ist, der über einen Kniehebelmechanismus (23) mit der Betätigungsstange (17) in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Betätigungsstange (17) durchsetzte vordere Abschlußwand (8) der Betätigungseinrichtung (1) als einstückiger Bestandteil des Lagerungskopfes (2) ausgebildet ist.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Abschlußwand (8) von einer

Bodenplatte (35) des Lagerungskopfes 2 gebildet ist.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß von der Bodenplatte (35) zwei einstückig mit dieser ausgebildete und zueinander beabstandete Seitenwände (42, 43) wegragen, an denen der Spannarm (3) gelagert ist und zwischen die/die "Betätigungsstange .(17) eintaucht.

4. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung zwischen dem rohrförmigen Mittelteil (6) und dem Lagerungskopf (2) durch eine dem Mittelteil (6) axial vorgelagerte Dichtung (38) erfolgt.

5. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungskolben (12) zwei Arbeitsräume (13, 14) voneinander abteilt, in die jeweils ein Fluidkanal (15, 16) ausmündet, wobei der dem vorderen Arbeitsraum (14) zugeordnete Fluidkanal (16) wenigstens teilweise im Lagerungskopf (2) verläuft.

6. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Mittelteil (6) und die hintere Abschlußwand (7) unter Bildung einer becherähnlichen Baueinheit (45) einstückig miteinander ausgeführt sind.