EP0216710B1 - Mehrkopfspannvorrichtung mit einer einzelnen Fernbetätigung - Google Patents

Mehrkopfspannvorrichtung mit einer einzelnen Fernbetätigung Download PDF

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EP0216710B1
EP0216710B1 EP86402100A EP86402100A EP0216710B1 EP 0216710 B1 EP0216710 B1 EP 0216710B1 EP 86402100 A EP86402100 A EP 86402100A EP 86402100 A EP86402100 A EP 86402100A EP 0216710 B1 EP0216710 B1 EP 0216710B1
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EP
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clamping
carriage
crank plate
clamping heads
shaft
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Fabrice Goussu
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B5/00—Clamps
    • B25B5/06—Arrangements for positively actuating jaws
    • B25B5/12—Arrangements for positively actuating jaws using toggle links
    • B25B5/122—Arrangements for positively actuating jaws using toggle links with fluid drive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B5/00—Clamps
    • B25B5/16—Details, e.g. jaws, jaw attachments
    • B25B5/163—Jaws or jaw attachments

Definitions

  • the present invention relates to a clamping device intended to ensure the positioning or shaping of sheet metals, metal profiles or any other material to be assembled by welding or gluing or to be machined.
  • the clamping arm is locked in the service position is effective and the force exerted at the end of the clamping arm is particularly high if the alignment of the axes of the crankshaft is close to a perpendicular to the cylinder rod.
  • This optimum position, bracing, is made irreversible by exceeding the position of alignment of the axes of the crankshaft.
  • the object of the present invention is to avoid all the drawbacks and defects described above.
  • the subject of the present invention is a clamping device for clamping several pieces or several sets of pieces to be worked, comprising several clamping heads, a single control unit located at a distance from said clamping heads, said case. being equipped with a motor means, and linear force transmission members each connecting said motor means to one of the clamping heads, characterized in that each clamping head comprises a body, at at least one crank pin supporting a clamping arm and integral in rotation with a shaft kept fixed in translation in the body, a carriage movable linearly, at least one coupling rod connected in rotation on the one hand to one end of the aforesaid pin and on the other hand to the above-mentioned carriage, two guide ramps for the carriage having a rectilinear section corresponding to a closing stroke of the clamping arm and a non-rectilinear section corresponding to a locking stroke by bracing of said clamping arm in the clamping position and at least one elastically deformable element, the deformation of which occurs along a line of transmission of forces
  • the device of the invention consists of two sets of members located at a distance from each other.
  • the first set is made up of clamping heads with angular or linear movement.
  • Each clamping head consists of a body in two symmetrical machined plates assembled by means of shouldered screws, fixing them and locating them simultaneously.
  • the threaded part of the screw is housed in a removable knurled right nut.
  • a set of mechanical parts acts on a crank pin located, as desired, on a smooth shaft or a serrated shaft.
  • the crankpin directly supports the clamping element.
  • crankpin In the case where the tree is serrated, the crankpin is itself serrated differently from the crankpin. This element then supports the clamping element. The difference in the serrations gives the assembly the possibility of approaching the adjustment of the clamping element by a few minutes in proportion to the multiplication of the serrations. These two possibilities, at the user's choice, provide a great modularity to the clamping heads and this with a minimum of spare parts.
  • the crank pin, pivoting with the shaft is actuated by two connecting rods articulated on the one hand on the crank pin and, on the other hand, on a carriage by two axes parallel to the shaft crankpin. This carriage is a movable rectilinear member equipped with four bearings, two of them being housed on the axis of the two connecting rods.
  • the carriage travels on two shaped ramps, consisting of a first rectilinear part to which is connected a projecting part in an arc of a circle followed by a part in an arc of a circle in the opposite direction, itself followed by a fourth part in arc of a circle in the same direction as the second part, the third and fourth sections of this shape defining a concave section.
  • the shaped ramps rest on elastic mattresses, integral with the body.
  • the two lower bearings of the carriage move in the rectilinear part of the form ramps, and allow rotation of the carriage around their common axis.
  • the other two bearings housed on the axis of the two connecting rods, move on the non-straight part of the ramps.
  • the non-rectilinear part of the ramps makes it possible to ensure premature bracing during the rotation of the crankpin and to maintain this bracing during a certain stroke of the carriage while allowing the crankpin to continue its stroke.
  • the non-rectilinear part of the ramps and the elastic modulus of the elastic mattresses are perfectly defined and allow the crankpin, by reaction on the bearings, during the bracing, to perform an additional rotation which allows the games to be completed and wear on the one hand, and allow, within certain limits, to present one or two additional sheets after a first assembly, on the other hand.
  • a constant pressure is generated during the bracing of the mechanism independent of the pressure exerted by the control means.
  • the carriage is connected to the flexible member transmitting the linear movement, by a nozzle fixed on the latter.
  • the end piece is mounted freely by an axis, in the carriage.
  • the clamping head thus formed is also provided with a means for locking the carriage at the opening, formed, for example, of pawls, claws or elastic clamps which are received in a groove formed on the carriage. Unlocking is carried out by a cam secured to the end fitting described above, itself secured within certain limits of the carriage.
  • the elastic pawls, claws or clamps are fixed in the clamping head. The locking force is adjustable.
  • the second set is the control unit which is located at a distance chosen by the user from the clamping heads. It is essentially composed of a support on which a motor element is fixed (pneumatic or hydraulic cylinder or hydraulic motor).
  • the support is equipped with a quantity of guides equal to the number of clamping heads and on which the outer sheath (s) of the member or flexible members for transmitting movement is fixed.
  • the drive shaft is mounted in a flexible manner, in order to absorb jolts and misalignments, a barrel guided by columns, fixed on the support described above, and equipped with elastic stops in an amount equal to the clamping heads .
  • In each housing of the barrel is fixed the flexible movement transmission member.
  • a spacing (up to 25 m) of the clamping heads can be achieved, thanks to this invention, without penalizing, the synchronization of movements.
  • FIG. 1 shows, by way of example, a device for remote control of several clamping heads 1 (the number of heads of which is not limited) shown in the closed position, and which are connected to a control box 9 by flexible links 8 transmitting a linear movement (such as cable or ball remote control 23).
  • This Figure 1 shows the advantage of the device, object of the invention.
  • FIG. 2 shows the detail of the constitution of a clamping head formed by two symmetrical machined plates 1 assembled by shoulder screws 42 fixing them and locating them simultaneously.
  • the carriage 3 is equipped with four bearings 5 circulating on two ramps of form 6 supported on two elastic mattresses 45 calibrated at the desired pressure.
  • a tip 7 receiving the rod 23 of the flexible connection 8. The carriage 3 during its movement, undergoes a transverse movement due to the shape of the ramps 6.
  • the two bearings placed on the connection 43 serve as a pivot and elastic compensating mattresses 46 return the bearings to the ramps of shape 6.
  • a bell 41 serving to receive on the one hand the sheath of the flexible connection 8 and on the other hand the elastic pawls 40 on which the carriage 3 hangs, the purpose of the fasteners 42 being to disassemble one of the plates 1 'without removing the clamping head from its support, thus allowing access to the internal mechanism very quickly.
  • Figure 3 shows the same elements as in Figure 2 but in the open and closed position highlighting the rotational movement of the crankpin 2 with the shaft 47 and the attachment of the carriage 3 on the elastic pawls 40. We also sees the progress of the bearings 5 on the form ramps 6 and the compensating mattresses 46.
  • FIG. 4 shows the system for unlocking the carriage 3: when the cable or its rigid end 23 secured to the end piece 7 moves by the value of the aperture 44, the cam 41 of the end piece 7 allows the pawls to retreat 40.
  • FIG. 5 represents the way in which the bracing is operated on the ramps of shape 6, considering that to obtain the bracing, we must make the connecting rods 4 perpendicular, simultaneously with the line passing through the axis 49 and the shaft 47 of the crankpin 2, and with the slope advantageously machined on the ramps of shape 6, by means of the bearings 5.
  • the elastic mattresses 45 restore the force required for clamping and the elastic compensating mattresses 46 retain the bearings 5 on their opposite generatrix. Simultaneously, we obtain a positive locking by slightly closing the right angle on the ramps 6. It is obvious that the force exerted by the elastic mattresses 45 advantageously compensates for the games caused during the operation of the mechanism.
  • FIG. 6 shows the control unit 9 equipped with a reciprocating motor element 10 whose rod 13 threaded at one end is connected to a hub 17 equipped with shock absorbers 18 assembled by studs 19.
  • This hub 17 supports and drives a barrel 14 guided by columns 24 and equipped with guides 15 in which the columns 24 and elements 16, adjustable in their movement by stops 22.
  • Elastic dampers 20 also equip these elements 16.
  • the motor element 10 is fixed on a support 11 equipped with guides 12 secured to the flexible connections 8.
  • guides 8 pass rigid rods 21 connected to the elements 16.
  • the alternating linear displacements of the driving element drive the barrel 14, communicating to the elements 16 a linear movement of the desired stroke, adjusted beforehand.
  • Figure 7 shows in the control unit an example of driving the rod 21 by friction.
  • a notched core 52 which is trapped in an elastic clamp 51 calibrated to the friction requested by the ring 54. Any object in the path of the crank pin 2 of the clamping head releases the core 52 and by there, the push rod 21, thus allowing the barrel 14 to continue its stroke. Electrical or pneumatic contacts control the movement of the core 52 for its extreme travel ends.
  • a confirmation tube 50 traps the clamp 51 at the end of the stroke, thus preventing it from spreading under the clamping force.
  • FIGs 8 and 9 show another embodiment of a clamping head arranged according to the invention and which, according to the teachings given above, is formed essentially of two machined plates 1 'symmetrical, assembled by shouldered screws 42 which fix and position them simultaneously, and a bell 41 used to receive the sheath of the flexible connection 8.
  • the presence of the fixings 42 makes it possible to disassemble one of the plates 1 'without removing the clamping head from its support, which thus allows access to the internal mechanism very quickly.
  • the internal mechanism consists of a pin 2 of suitable shape able to pivot around a shaft 47 resting on ball or roller bearings; the crankpin 2 is connected to a carriage 3 (not shown in FIG. 8) by means of two connecting rods 4 and pins 48 and 49.
  • the pin 49 is mounted with the interposition of an elastic compensating ring 30.
  • the carriage 3 ( Figure 9) is equipped with four bearings 5, circulating on form ramps 6. In this carriage is coupled, an end piece receiving the rod 23 of the flexible connection 8.
  • elastic compensating mattresses 46 return the bearings to the ramps of shape 6.
  • the ramps of shape 6 are fixed in particular by gluing, directly on the body 1 of the clamping head.
  • this clamping device In use, the general operation of this clamping device remains identical to what has been indicated on this subject previously, except that now the elastic ring 30 restores the force required for clamping and the elastic compensating mattresses 46 retain the bearings 5 on their opposite generator.
  • the third embodiment shown in FIG. 10 differs from the embodiment of FIGS. 8 and 9 (the numerical references of which are kept to designate identical parts) by the fact that the elastically deformable compensating ring 30 no longer disposed between the axis 49 and the crank pin 2, but between the shaft 47 and the crank pin 2. The operation remains identical to what has already been indicated.
  • the fourth embodiment shown in FIG. 11 is distinguished from the previous two by the fact that the elastically deformable compensating ring 30 is no longer disposed between the crankpin 2 and the axis 49 or the shaft 47, but is split into two elastically deformable rings mounted on the ends of the shaft 47, between said ends and the support bearings of this shaft 47 formed in the body 1 of the clamping head. Again, the operation remains identical, which has already been indicated.
  • the fifth embodiment shown in FIG. 12 (in which the same numerical references always designate the same parts) is distinguished from the previous ones by the fact that the elastically deformable compensating ring 30 is split into two rings, one of which 30 ' is interposed between the axis 49 and the crank pin 2 and the other 30 '' of which is interposed between the shaft 47 and the crank pin 2. The operation remains identical to what has already been indicated.
  • the object of the invention is, by extension, to remotely control, in particular: handling tongs, reference positioners, clamps with linear displacement, piloting, locks, slide fasteners, flaps, trolleys, ejectors, elevators and all other applications with the same advantages as clamping heads.

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Claims (21)

  1. Spannvorrichtung zum Bewirken des Spannens mehrerer zu bearbeitender Teile oder Baugruppen, umfassend mehrere Spannköpfe und eine einzige Steuerung (9), die entfernt von den Spannköpfen lokalisiert ist, welche Steuerung mit einem Antriebsmittel (10) und Übertragungsorganen für lineare Kräfte (8) versehen ist, welche jeweils das Antriebsmittel mit einem der Spannköpfe verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Spannkopf einen Korpus (1) umfaßt, mindestens eine abgewinkelte Kurbel (2), die einen Spannarm trägt und drehfest mit einer Welle (47, 42) verbunden ist, die translationsfest in dem Korpus (1) gehalten ist, einen Schlitten (3), der linear verlagerbar ist, mindestens einen Kopplungslenker (4), der drehbeweglich einerseits mit einem Ende der Kurbel (2) und andererseits mit dem Schlitten (3) verbunden ist, wobei zwei Führungsrampen (6) für den Schlitten (3) einen geraden Abschnitt entsprechend einem Schließweg des Spannarmes und einen ungeraden Abschnitt entsprechend einem Verriegelungsweg durch Blockierung des Spannarmes in der Spannposition aufweisen, und mindestens ein elastisch deformierbares Element (45, 30) umfassend, dessen Deformation längs einer Übertragungslinie von Kräften zwischen der Kurbel (2) und dem Korpus (1) erfolgt und elastisch nachgiebig ist im Augenblick der Verriegelung des Spannarmes in der Spannposition, und daß jedes Übertragungsorgan der linearen Kräfte (8) mit dem Schlitten (3) des entsprechenden Kopfes verbunden ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit zwei Lenkern (4) versehen ist zum Herstellen der Verbindung mit dem beweglichen Schlitten (3), und daß der Schlitten (3) mit vier Lagern (5) versehen ist, von denen zwei (5) jeweils auf den Achsen der Lenker (48) positioniert sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lenkerlager (48) jeweils an dem ungeraden Abschnitt der beiden Führungsrampen (6) anliegen, während die beiden anderen Lager jeweils an dem geraden Abschnitt der beiden Rampen anliegen.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der ungerade Abschnitt der Führungsrampen (6) im Anschluß an dem geraden Abschnitt positioniert, von einer kreisbogenförmig vorspringenden Partie, gefolgt von einer kreisbogenförmig im Gegensinne gekrümmten Partie gebildet ist, dem seinerseits eine dritte kreisbogenförmige Partie folgt, mit einer Krümmung im gleichen Sinne wie die erste Partie, wobei die zweite und dritte Partie einen konkaven Abschnitt definieren, mittels dem eine vorzeitige Blockierung bei der Drehung der Kurbel (2) hervorrufbar ist und diese Blockierung während eines bestimmten Weges des Schlittens (3) aufrechterhaltbar ist, wobei jedoch weiterhin die Kurbel (2) in ihrer Bewegung fortfahren kann und eine Verriegelung in Schließposition bewirkt wird.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der den Führungsrampen (6) gegenüberliegenden Seite auf dem Korpus (1) elastische Kompensationskissen (46) vorgesehen sind, an denen die Lager (5) des Schlittens (3) derart anliegen, daß ein vorzeitiges Kippen der Kurbel (2) unterdrückt wird, daß Spiel begrenzt wird und der Führung des Schlittens (3) ein Freiheitsgrad auf den Rampen (6) gegeben wird unter Aufrechterhaltung der permanenten Anlage an diesen.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner ein Verriegelungsmittel (40) umfaßt, mittels dem zunächst der Schlitten (3) mit dem Korpus des Spannkopfes verbindbar ist sowie einen Entriegelungsnocken (41) umfaßt, der von einem Fortsatz (7) getragen ist, welcher mit einem relativen axialen Freiheitsgrad mit dem Schlitten (3) verbunden ist und mit dem Verriegelungsmittel (40) für das Deblockieren des Schlittens zusammenwirken kann.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungsmittel (40) mindestens ein Verankerungsorgan umfaßt, wie eine Klinke, eine Kralle oder eine Zange, verbunden mit dem Korpus (1) des Spannkopfes und ausgebildet zum Zusammenwirken mit einer Nut oder einem Analogon, vorgesehen auf dem Schlitten (3).
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das elastisch deformierbare Element mindestens zwei elastische Kissen (45) umfaßt, die jeweils zwischen einer Führungsrampe (6) und dem Korpus (1) eingefügt sind.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das elastisch deformierbare Element mindestens einen elastisch deformierbaren Ring (30) umfaßt, der auf mindestens einer der Achsen (48, 49) montiert ist, mittels denen die Lenker (4) gegenüber dem Korpus (1) des Spannkopfes angelenkt sind, und daß die beiden Führungsrampen (6) direkt auf dem Korpus (1) des Spannkopfes befestigt sind.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der elastisch deformierbare Ring (30) auf einer (49) der Lenkerachsen (48, 49) montiert ist, welche parallel zur Kurbelwelle (47) sind, und zwar zwischen der Achse (49) und der Kurbel (2).
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der elastisch deformierbare Ring (30) auf der Welle (47) der Kurbel (2) zwischen der Welle (47) und der Kurbel (2) montiert ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der elastisch deformierbare Ring von zwei elastisch deformierbaren Ringen (30', 30'') gebildet ist, die auf einer (49) der Lenkerachsen (48, 49) beziehungsweise auf der Welle (47) der Kurbel (2) montiert sind zwischen den Achsen (49) und der Welle (47) beziehungsweise der Kurbel (2).
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (30) von zwei elastisch deformierbaren Reifen gebildet ist, die jeweils auf den Enden der Welle (47) montiert sind zwischen den Enden und dem Korpus (1) des Spannkopfes.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragungsorgane Kabel (8) mit Wirk- und Gegenwirkrichtung sind, ausgebildet zum Übertragen sowohl von Zug- als auch von Schubkräften.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die im Abstand von den zu betätigenden Spannköpfen angeordnete Steuerung (9) umfaßt:
       einen Support (11), auf dem das Antriebsmittel (10) befestigt ist, und der mit einer Anzahl von Führungen (12) für die Kabel ausgestattet ist, in der Anzahl gleich der Anzahl von zu betätigenden Spannköpfen,
       eine an der Welle (13) des Antriebsmittels (10) befestigte Brücke (14) und
       an der Brücke (14) in gleicher Anzahl wie die Anzahl der Spannköpfe befestigte Kulissen (16), die mit den jeweiligen Kabelenden verbunden sind und voreinstellbar sind mittels regulierbarer Anschläge (22) für die Vorabbestimmung des Weges oder der Öffnung der jeweiligen Spannköpfe.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücke (14) an der Welle (13) des Antriebsmittels nachgiebig befestigt ist und von Führungssäulen (24) geführt ist, die mit dem Support (11) verbunden sind.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsmittel (10) ein Antriebszylinder ist, der derart ausgebildet ist, daß er, wenn er einen Zug auf die Brücke (14) überträgt, den aktiven Abschnitt (21) der Kabel (8), der mit den Spannköpfen verbunden ist, betätigt, wobei der kleinere Querschnitt des Zylinders (10) das Durchlaufen der Blockierung in allen Spannköpfen ermöglicht, und daß, wenn er einen Schub auf die Brücke ausübt, er auf die Spannköpfe mit seinem größeren Querschnitt einwirkt zum Deblockieren der Blockierung aller Spannköpfe.
  18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabel (8) mit einem Element ausgestattet sind, das eine manuelle Steuerung ermöglicht, welche getrennt auf einen oder mehrere Spannköpfe wirkt, wobei das Öffnen automatisch erfolgt.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Kabel (8) Detektoren für das Wegende zugeordnet sind, angeordnet auf dem Support (11) und den Kulissen (16).
  20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulissen (16), die auf die Anschläge (22) der Brücke (14) einwirken, reibungsschlüssig angetrieben sind, derart, daß ein unzeitiges Anhalten (Vorhandensein eines Hindernisses) eine Entkupplung der Brücke (14) bewirkt, wodurch man mittels Veränderung des Wertes der Reibungen zeitlich die Steuerung des Spannens eichen kann und ein Zylinder geringeren Querschnitts verwendbar wird.
  21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die reibungsschlüssige Kupplung eine weiche Zange (51) umfaßt, die mit der Brücke (14) verbunden ist und abgeglichen ist zum Erzeugen des gewünschten Reibungswertes, wenn sie durch Gleiten mit einem Rohr (50), das mit dem Support (11) verbunden ist, zusammenwirkt.
EP86402100A 1985-09-24 1986-09-24 Mehrkopfspannvorrichtung mit einer einzelnen Fernbetätigung Expired - Lifetime EP0216710B1 (de)

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