EP0917932A1 - Toggle-lever clamp, in particular for use in car bodywork construction - Google Patents

Toggle-lever clamp, in particular for use in car bodywork construction Download PDF

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EP0917932A1
EP0917932A1 EP98119088A EP98119088A EP0917932A1 EP 0917932 A1 EP0917932 A1 EP 0917932A1 EP 98119088 A EP98119088 A EP 98119088A EP 98119088 A EP98119088 A EP 98119088A EP 0917932 A1 EP0917932 A1 EP 0917932A1
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EP
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toggle lever
toggle
clamping head
clamping
support plate
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Josef-Gerhard Tünkers
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I S I International SA
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a toggle clamp device, in particular for use in body construction in the automotive industry.
  • Toggle clamps for use in body construction in the automotive industry are already known in various constructions. Some such toggle clamps are for example in the German utility model 93 11 132 U1 and shown and described in EP 0 636 449 B1. Especially Body construction in the automotive industry strives to save weight through the use of light metals. That's why you go increasingly in addition, the housing, i.e. clamping head and cylinder, of toggle lever clamping devices no longer - as before - from steel, but from light metal alloys, especially aluminum alloys. Such Lighter toggle clamps are used especially in mobile systems used. Because when clamping, very large reaction forces from the clamping head must be included, exists when using light metal the risk of deformation of the housing walls, especially after some operating time, so that no precise clamping position and no defined Clamping forces are more to be transferred.
  • DE 196 16 441 C1 shows a toggle lever clamping device for the body shop with a clamping head which is rectangular in a cross section guided orthogonally to the longitudinal axis of the piston rod and which is constructed from two housing parts, and with a cylinder adjoining the cylinder-side end of the clamping head in an axial extension which is a longitudinally displaceable and sealingly guided a piston to be acted upon alternately by pressure medium pressure, in particular by air pressure, which axially engages through the cylinder and a cavity of the clamping head with its piston rod, a toggle joint arrangement being attached to the free end of the piston rod and being coupled to a clamping arm , with limit switches or position transmitters in the form of microswitches, inductive switches, pneumatic switches or sensors which are integrated in a space of the clamping head, the switches being adjustable relative to one another and the cover for the same on one forming holder are arranged and fastened as an overall interchangeable query cassette in the form of a circuit board in the region of a slot in the
  • a toggle lever tensioning device is also included a clamping head and with an adjoining one in axial extension Cylinder previously known, in which presumably an alternating on both sides piston to be acted upon by fluid pressure and is sealingly guided, the cylinder and a cavity with a piston rod of the clamping head passes axially, with at the free end of the piston rod a toggle joint assembly is attached to one on one Side of the clamping head arranged clamping arm or one on both end sections an axially mounted, fork-shaped clamping arm is coupled, the toggle joint arrangement in the clamping head on one axis fixed to the housing.
  • a kind of support plate is also provided, which is arranged resiliently or resiliently.
  • the invention has for its object a toggle lever tensioning device, in particular for use in body construction in the motor vehicle industry, in which also when using light metal or light metal alloys for the clamping head and / or the cylinder and z. B. despite the arrangement of only one clamping arm on one side of the clamping head and therefore less favorable Force transmission does not lead to harmful deformations on the clamping head or its storage can come, the construction for the radial and Thrust bearing should be kept simple.
  • the pivot axis of the toggle joint arrangement which is fixed to the housing, which also the z. B. drives one-sided clamping arm, axially and radially stored in the clamping head.
  • Support plate and fixed stop can be made of hardened steel, if necessary also of ceramic material, exist and be designed accordingly large area, so that the Surface pressure in this area can be kept low.
  • the support plate is arranged in a housing wall of the clamping head and held by a screw screwed into the support plate from the outside.
  • Claim 6 describes a toggle lever tensioning device, in which the fixed stop can also be locked by one or more screws that act on the fixed stop from the outside, optionally also adjustable by screws or the like. This fixed stop enables precise tensioner adjustment, so that a certain amount of wear that occurs after some time can be compensated for by adjustment.
  • Reference number 1 denotes a cylinder, in which alternately on both sides a z. B. piston 2 to be acted upon by compressed air and is performed sealing.
  • a piston rod 3 is connected, which at its end with a toggle joint arrangement 4 is provided.
  • This toggle joint arrangement 4 has, inter alia, a swivel bracket 5 which is around a toggle joint pin 7 can be pivoted in the direction A or B by a limited amount is.
  • the swivel bracket 5 is through a hole on the toggle joint pin 7 pivotally arranged and has at its other end a further hole through which a hinge pin 8 extends the two end sections of the link plates 9 and 10 are also pivotable are arranged with one hole each.
  • These link plates 9 and 10 are integrally connected to one another.
  • a cylinder 12 connects to the cylinder 1, the parts of the piston rod 3 and the toggle joint arrangement 4 with its pivot axes 7, 8 takes up and in the wall of an axis 11 is mounted stationary.
  • the axis 11 is in the embodiments shown in the drawing led out from one side of the housing of the clamping head 12 and has the illustrated embodiment on one side a tension arm 13.
  • the axis 11 can be removed from the housing at both end sections of the chuck 12 be led out and on these two end sections carry a fork-shaped clamping arm that has a central or has off-center clamping part.
  • the axis 11 is in the embodiment of FIGS. 1 to 4 at both ends supported by a radial bearing 14 and a thrust bearing 15 smoothly. In 2, only one radial bearing 14 and one axial bearing 15 are shown. On the arrangement is also made on the opposite side of the axis 11 been.
  • the bearings 14 and 15 are designed as roller bearings, in the present case as needle bearings, so that on the one hand high forces in the axial and radial direction with large Ease of movement can be included.
  • FIG. 1 there is a support plate in the area of the top dead center position 16 arranged from hardened steel or a suitable ceramic material, which is held by at least one screw 17.
  • the screw 17 can be actuated by an externally accessible bore in the clamping head 12 are and engages in the support plate 16 to hold it. In the field of the toggle joint arrangement 4 is supported against this, so that wall parts of the clamping head 12 cannot be deformed.
  • a fixed stop 18 in the form of a Plate provided, which is also by at least one screw 19 or the like is held.
  • the fixed stop 18 serves for an exact tension adjustment and can also be made from hardened steel or from a ceramic material exist.
  • the screw 19 or the like can be a Allow adjustment and adjustment of the fixed stop 18.
  • This embodiment differs differs from the above-described embodiment in that the support plate 16 against a spring element 20, for example by one or more disc springs, is arranged resiliently. In this way, the support plate 16 dodge something so that when the top dead center is reached the toggle joint literally z. B. clicks into place. By the screw 17, the bias of the spring element 20 continuously adjust and lock.
  • - disc springs can also form one or more compression springs made of helical compression springs or a polyurethane block designed as a plastic block form the spring element 20. In this case the plastic block pre-pressed to largely eliminate hysteresis and to to achieve the required elasticity and shore hardness.
  • Both by the support plate 16 and by the fixed stop 18 can determine the exact angular position of the toggle joint at which the predetermined Tension is achieved in the area of top dead center. Furthermore wear and / or tolerances are compensated.
  • Rolling elements 21 arranged at an even angular distance from one another are provided.
  • These rolling elements are in the form of barrels or cylindrical Rolling bodies formed.
  • the rolling elements 21 engage in a formally adapted Recess 22 of the wall of the clamping head 12.
  • This recess can have a radial depression in the relevant wall of the clamping head Be 12. This forms the radial bearing of the axis 11.
  • the Rolling elements 21 lie with their outwardly facing end faces 23 a collar of the recess 22 or the like provided here.
  • the rolling elements can not only on their in the recess 22nd rolling surfaces can be slightly barrel-shaped or spherical, but also on their faces. This is necessary for the functioning as However, axial and radial bearings are not essential.

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Abstract

A toggle lever tightening device for use in the automobile industry in the assembly of automobile bodies. Toggle lever tightening devices secure one workpiece relative to a second work piece to locate the pieces for permanent connection. This toggle lever tightening device prevents deformation of the grip head and its seatings. The design of this toggle lever tightening device allows the grip head and cylinder to be constructed of light metal alloys without experiencing damaging deformation of the grip head. A very simple bearing arrangement for this toggle lever tightening device has made possible an embodiment in which a single tightening arm is provided on one side of the grip head. This single tightening arm design is highly desirable in the automobile industry. However, it results in an unfavorable introduction of forces. The pivot shaft that is driven by the toggle lever arrangement and functions to drive the tightening arm is axially and radially seated in the grip head. As a result of this construction, the axial and radial force are transferred to the walls of the grip head dependably and without causing deformation, twisting or sluggishness of the toggle lever arrangement. Bearings in the form of roller bodies are provided that simultaneously function as the axial and radial bearing. This simple bearing arrangement has permitted the use of light metals or light metal alloys for the construction of this mechanism. Major forces are dependably absorbed by an adjustable support plate that is fixed at the top dead center location of the toggle arrangement. The support plate and the fixed stop are made of hardened steel or of a ceramic material, and can be embodied with appropriately large surfaces so that the surface pressure in this area are kept low.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kniehebelspannvorrichtung, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie.The invention relates to a toggle clamp device, in particular for use in body construction in the automotive industry.

Kniehebelspannvorrichtungen zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie sind in mannigfaltigen Konstruktionen vorbekannt. Einige solcher Kniehebelspannvorrichtungen sind zum Beispiel in dem deutschen Gebrauchsmuster 93 11 132 U1 und in der EP 0 636 449 B1 dargestellt und beschrieben. Besonders im Karosseriebau der Kfz-Industrie strebt man Gewichtseinsparungen durch die Verwendung von Leichtmetallen an. Deshalb geht man zunehmend dazu über, die Gehäuse, also Spannkopf und Zylinder, von Kniehebelspannvorrichtungen nicht mehr - wie bisher - aus Stahl, sondern aus Leichtmetall-Legierungen, insbesondere Aluminium-Legierungen, herzustellen. Solche leichteren Kniehebelspannvorrichtungen werden insbesondere in mobilen Anlagen verwendet. Da beim Spannen sehr große Reaktionskräfte vom Spannkopf aufgenommen werden müssen, besteht bei der Verwendung von Leichtmetall die Gefahr der Deformation der Gehäusewandungen, besonders nach einiger Betriebsdauer, so daß keine genaue Spannstellung und keine definierten Spannkräfte mehr zu übertragen sind.Toggle clamps for use in body construction in the automotive industry are already known in various constructions. Some such toggle clamps are for example in the German utility model 93 11 132 U1 and shown and described in EP 0 636 449 B1. Especially Body construction in the automotive industry strives to save weight through the use of light metals. That's why you go increasingly in addition, the housing, i.e. clamping head and cylinder, of toggle lever clamping devices no longer - as before - from steel, but from light metal alloys, especially aluminum alloys. Such Lighter toggle clamps are used especially in mobile systems used. Because when clamping, very large reaction forces from the clamping head must be included, exists when using light metal the risk of deformation of the housing walls, especially after some operating time, so that no precise clamping position and no defined Clamping forces are more to be transferred.

Werden dann außerdem an der betreffenden Kniehebelspannvorrichtung nur einseitig Spannarme vorgesehen, statt über ein Gabelgelenk die Kräfte auf die gehäusefeste Schwenkachse des Spannkopfes beidseitig zu übertragen, werden hohe axiale und radiale Kräfte auf die Lagerung ausgeübt, was zu einem Verkanten und Unbrauchbarwerden der Kniehebelspannvorrichtung führen kann.Are then only on the relevant toggle clamp clamping arms provided on one side, instead of the forces on the to transfer housing-fixed swivel axis of the clamping head on both sides high axial and radial forces exerted on the bearing, resulting in a Canting and becoming unusable of the toggle lever clamping device can.

Aus der US-PS 49 05 973 ist eine Spannvorrichtung zu entnehmen, deren gehäusefeste Achse an beiden Endbereichen durch je ein Radial- und Axiallager gelagert ist. Dort ist bereits eine einer Stützplatte entsprechende Vorrichtung vorgesehen, gegen die sich die Kniehebelgelenkanordnung im Bereich des oberen Totpunktes abstützen kann.From US-PS 49 05 973 a clamping device can be seen, the housing-fixed Axis at both end areas by a radial and axial bearing is stored. There is already a device corresponding to a support plate provided against which the toggle joint arrangement in the area of can support top dead center.

Die DE 196 16 441 C1 zeigt eine Kniehebelspannvorrichtung für den Karosseriebau mit einem in einem orthogonal zur Längsachse der Kolbenstange geführten Querschnitt rechteckförmigen Spannkopf, der aus zwei Gehäuseteilen aufgebaut ist, und mit einem sich in axialer Verlängerung an das zylinderseitige Ende des Spannkopfes anschließenden Zylinder, in dem ein abwechselnd beidseitig durch Druckmitteldruck, insbesondere durch Luftdruck zu beaufschlagender Kolben längsverschieblich und dichtend geführt ist, der mit seiner Kolbenstange den Zylinder und einen Hohlraum des Spannkopfes axial durchgreift, wobei am freien Ende der Kolbenstange eine Kniehebelgelenkanordnung befestigt ist, die mit einem Spannarm gekoppelt ist, mit Endschaltern bzw. Stellungsgebern in Form von Mikroschaltern, induktiven Schaltern, Pneumatikschaltern oder Sensoren, die in einem Raum des Spannkopfes integriert sind, wobei die Schalter relativ zueinander einstellbar sind und an einer die Abdeckung für dieselben bildenden Halterung als insgesamt austauschfähige Abfragekassette in Form einer Platine im Bereich eines Schlitzes in axialer Richtung des Spannkopfes angeordnet und befestigt sind, wobei die Abfragekassette in der Draufsicht eine

Figure 00040001
T"-förmige Gestalt mit einer Befestigungsschiene und einem Flansch aufweist, an den sich ein mit seiner Längsachse parallel zur Längsachse der Kolbenstange erstreckendes Profil anschließt, wobei die Abfragekassette von der Rückseite des Gehäuses des Spannkopfes durch einen engen, sich in Richtung der Längsachse der Kolbenstange erstreckenden Schlitz und unter Beibehaltung der Anbaumöglichkeit der Kniehebelspannvorrichtung von allen vier Seiten, insbesondere von der Rückseite her eingesteckt ist, derart, daß das Profil den Schlitz nach außen hin möglichst fugendicht abdichtet. Diese Kniehebelspannvorrichtung soll die Aufgabe lösen, daß sie nicht nur von der Rückseite, sondern auch von allen vier Seiten an Vorrichtungsteilen anbaubar ist, unter Beibehaltung der von der Kassettentechnik her bekannten Vorteile.DE 196 16 441 C1 shows a toggle lever clamping device for the body shop with a clamping head which is rectangular in a cross section guided orthogonally to the longitudinal axis of the piston rod and which is constructed from two housing parts, and with a cylinder adjoining the cylinder-side end of the clamping head in an axial extension which is a longitudinally displaceable and sealingly guided a piston to be acted upon alternately by pressure medium pressure, in particular by air pressure, which axially engages through the cylinder and a cavity of the clamping head with its piston rod, a toggle joint arrangement being attached to the free end of the piston rod and being coupled to a clamping arm , with limit switches or position transmitters in the form of microswitches, inductive switches, pneumatic switches or sensors which are integrated in a space of the clamping head, the switches being adjustable relative to one another and the cover for the same on one forming holder are arranged and fastened as an overall interchangeable query cassette in the form of a circuit board in the region of a slot in the axial direction of the clamping head, the query cassette being a plan view
Figure 00040001
T "-shaped shape with a mounting rail and a flange, to which a profile extending with its longitudinal axis parallel to the longitudinal axis of the piston rod connects, the interrogation cassette from the rear of the housing of the clamping head through a narrow, in the direction of the longitudinal axis of the piston rod extending slot and while maintaining the attachment option of the toggle lever tensioning device is inserted from all four sides, in particular from the rear, in such a way that the profile seals the slot to the outside as joint-tight as possible. This toggle lever tensioning device is intended to solve the task that it is not only from the rear , but can also be attached to device parts from all four sides, while maintaining the advantages known from cassette technology.

Aus der EP 0 370 914 A1 ist ebenfalls eine Kniehebelspannvorrichtung mit einem Spannkopf und mit einem sich in axialer Verlängerung daran anschließenden Zylinder vorbekannt, in dem vermutlich ein abwechselnd beidseitig durch Druckmitteldruck zu beaufschlagender Kolben längsverschieblich und dichtend geführt ist, der mit einer Kolbenstange den Zylinder und einen Hohlraum des Spannkopfes axial durchgreift, wobei am freien Ende der Kolbenstange eine Kniehebelgelenkanordnung befestigt ist, die mit einem auf einer Seite des Spannkopfes angeordneten Spannarm oder einem auf beiden Endabschnitten einer Achse gelagerten, gabelförmigen Spannarm gekuppelt ist, wobei die Kniehebelgelenkanordnung in dem Spannkopf an einer gehäusefesten Achse gelagert ist. Es ist auch eine Art Stützplatte vorgesehen, die federnd oder federelastisch angeordnet ist.From EP 0 370 914 A1 a toggle lever tensioning device is also included a clamping head and with an adjoining one in axial extension Cylinder previously known, in which presumably an alternating on both sides piston to be acted upon by fluid pressure and is sealingly guided, the cylinder and a cavity with a piston rod of the clamping head passes axially, with at the free end of the piston rod a toggle joint assembly is attached to one on one Side of the clamping head arranged clamping arm or one on both end sections an axially mounted, fork-shaped clamping arm is coupled, the toggle joint arrangement in the clamping head on one axis fixed to the housing. A kind of support plate is also provided, which is arranged resiliently or resiliently.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Kniehebelspannvorrichtung, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie, zu schaffen, bei welcher auch bei Verwendung von Leichtmetall oder Leichtmetall-Legierungen für den Spannkopf und/oder den Zylinder und z. B. trotz Anordnung von nur einem Spannarm auf einer Seite des Spannkopfes und damit ungünstiger Krafteinleitung es nicht zu schädlichen Deformationen am Spannkopf oder dessen Lagerung kommen kann, wobei die Konstruktion für das Radial- und Axiallager einfach gehalten werden soll. The invention has for its object a toggle lever tensioning device, in particular for use in body construction in the motor vehicle industry, in which also when using light metal or light metal alloys for the clamping head and / or the cylinder and z. B. despite the arrangement of only one clamping arm on one side of the clamping head and therefore less favorable Force transmission does not lead to harmful deformations on the clamping head or its storage can come, the construction for the radial and Thrust bearing should be kept simple.

Die Aufgabe wird durch die in Patenanspruch 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst.The object is achieved by the features set out in claim 1 .

Bei der Erfindung ist die gehäusefeste Schwenkachse der Kniehebelgelenkanordnung, die auch den z. B. einseitigen Spannarm antreibt, axial und radial im Spannkopf gelagert. Dadurch werden die axial und radial auftretenden Kraftkomponenten zuverlässig und ohne Deformationen in die Wandungen des Spannkopfes geleitet, und zwar ohne daß es zu Verkantungen oder zu einem Schwergängigwerden der Kniehebelgelenkanordnung kommt.In the invention, the pivot axis of the toggle joint arrangement, which is fixed to the housing, which also the z. B. drives one-sided clamping arm, axially and radially stored in the clamping head. As a result, the axially and radially occurring force components reliable and without deformation in the walls of the Clamping head directed, and without it to tilt or to one The toggle joint assembly becomes stiff.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß auch bei Verwendung von Leichtmetall bzw. Leichtmetall-Legierungen, die auftretenden hohen Kräfte, besonders beim Übertotpunktfahren, sicher von der Stützplatte und von einem Festeinschlag für genaue Spannereinstellung aufgenommen werden. Stützplatte und Festanschlag können aus gehärtetem Stahl, gegebenenfalls auch aus Keramikwerkstoff, bestehen und entsprechend großflächig ausgebildet sein, so daß die Flächenpressung in diesem Bereich gering gehalten werden kann. Trotz der Verwendung von Aluminium oder Aluminium-Legierung kommt es dadurch nicht zu schädlichen Deformationen der Spannkopfwandungen. Dabei bilden die Wälzkörper gleichzeitig das Axial- und Radiallager.Another advantage is that even when using light metal or light metal alloys, the high forces that occur, especially when Dead center driving, safe from the support plate and a hard drive for exact tensioner adjustment can be included. Support plate and fixed stop can be made of hardened steel, if necessary also of ceramic material, exist and be designed accordingly large area, so that the Surface pressure in this area can be kept low. Despite the This results in the use of aluminum or aluminum alloy not causing harmful deformations of the clamping head walls. In doing so the rolling elements simultaneously the axial and radial bearings.

In den Patentansprüchen 2 bis 4 sind vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.Advantageous embodiments of the invention are described in patent claims 2 to 4 .

Bei der Ausführungsform nach Patentanspruch 5 ist die Stützplatte in einer Gehäusewand des Spannkopfes angeordnet und von einer von außen in die Stützplatte eingeschraubten Schraube gehalten.In the embodiment according to claim 5 , the support plate is arranged in a housing wall of the clamping head and held by a screw screwed into the support plate from the outside.

Patentanspruch 6 beschreibt eine Kniehebelspannvorrichtung, bei der der Festanschlag ebenfalls von einer oder mehreren Schrauben, die von außen auf den Festanschlag einwirken, arretiert werden kann, gegebenenfalls über Schrauben oder dergleichen auch einstellbar ausgebildet sein. Dieser Festanschlag ermöglicht eine genaue Spannereinstellung, so daß auch ein gewisser nach einiger Zeit sich einstellender Verschleiß durch Justieren ausgeglichen werden kann. Claim 6 describes a toggle lever tensioning device, in which the fixed stop can also be locked by one or more screws that act on the fixed stop from the outside, optionally also adjustable by screws or the like. This fixed stop enables precise tensioner adjustment, so that a certain amount of wear that occurs after some time can be compensated for by adjustment.

Weitere erfinderische Ausführungsformen sind in den Patenansprüchen 6 bis 13 beschrieben.Further inventive embodiments are described in the claims 6 to 13 .

In der Zeichnung ist die Erfindung - teils schematisch - beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1
eine Kniehebelspannvorrichtung im Axiallängsschnitt;
Fig. 2
eine Draufsicht zur Fig. 1, teils im Schnitt, nach der Linie II - II der Fig. 1;
Fig. 3
eine Einzelheit aus Fig. 1, in größerem Maßstab und
Fig. 4
eine weitere Ausführungsform der Erfindung.
In the drawing, the invention is illustrated - partly schematically - for example. Show it:
Fig. 1
a toggle lever device in axial longitudinal section;
Fig. 2
a plan view of Figure 1, partly in section, along the line II - II of Fig. 1.
Fig. 3
a detail of Fig. 1, on a larger scale and
Fig. 4
a further embodiment of the invention.

Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein Zylinder bezeichnet, in dem abwechselnd beidseitig ein z. B. durch Druckluft zu beaufschlagender Kolben 2 längsverschieblich und dichtend geführt ist.Reference number 1 denotes a cylinder, in which alternately on both sides a z. B. piston 2 to be acted upon by compressed air and is performed sealing.

Mit dem Kolben 2 ist eine Kolbenstange 3 verbunden, die an ihrem Ende mit einer Kniehebelgelenkanordnung 4 versehen ist. Diese Kniehebelgelenkanordnung 4 weist unter anderem eine Schwenklasche 5 auf, die um einen Kniehebelgelenkbolzen 7 in Richtung A bzw. B um ein begrenztes Maß schwenkbeweglich ist. Die Schwenklasche 5 ist durch eine Bohrung auf dem Kniehebelgelenkbolzen 7 schwenkbeweglich angeordnet und weist an ihrem anderen Ende eine weitere Bohrung auf, durch die ein Gelenkbolzen 8 hindurchgreift, auf dessen beiden Endabschnitten Gelenklaschen 9 bzw. 10 ebenfalls schwenkbeweglich mit je einer Bohrung angeordnet sind. Diese Gelenklaschen 9 und 10 sind einstückig miteinander verbunden.With the piston 2, a piston rod 3 is connected, which at its end with a toggle joint arrangement 4 is provided. This toggle joint arrangement 4 has, inter alia, a swivel bracket 5 which is around a toggle joint pin 7 can be pivoted in the direction A or B by a limited amount is. The swivel bracket 5 is through a hole on the toggle joint pin 7 pivotally arranged and has at its other end a further hole through which a hinge pin 8 extends the two end sections of the link plates 9 and 10 are also pivotable are arranged with one hole each. These link plates 9 and 10 are integrally connected to one another.

An den Zylinder 1 schließt sich ein Spannkopf 12 an, der Teile der Kolbenstange 3 und die Kniehebelgelenkanordnung 4 mit ihren Schwenkachsen 7, 8 aufnimmt und in dessen Wandung eine Achse 11 ortsfest gelagert ist. A cylinder 12 connects to the cylinder 1, the parts of the piston rod 3 and the toggle joint arrangement 4 with its pivot axes 7, 8 takes up and in the wall of an axis 11 is mounted stationary.

Die Achse 11 ist bei den aus der Zeichnung ersichtlichen Ausführungsformen einseitig aus dem Gehäuse des Spannkopfes 12 herausgeführt und weist bei der dargestellten Ausführungsform einseitig einen Spannarm 13 auf. In Abänderung hierzu kann die Achse 11 aus an beiden Endabschnitten aus dem Gehäuse des Spannkopfes 12 herausgeführt sein und auf diesen beiden Endabschnitten einen gabelförmig gestalteten Spannarm tragen, der ein mittiges oder außermittiges Spannteil aufweist.The axis 11 is in the embodiments shown in the drawing led out from one side of the housing of the clamping head 12 and has the illustrated embodiment on one side a tension arm 13. In amendment For this purpose, the axis 11 can be removed from the housing at both end sections of the chuck 12 be led out and on these two end sections carry a fork-shaped clamping arm that has a central or has off-center clamping part.

Die Achse 11 ist bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 4 an beiden Enden durch je ein Radiallager 14 und ein Axiallager 15 leichtgängig gelagert. In Fig. 2 ist jeweils nur ein Radiallager 14 und ein Axiallager 15 dargestellt. Auf der gegenüberliegenden Seite der Achse 11 ist die Anordnung ebenso getroffen worden.The axis 11 is in the embodiment of FIGS. 1 to 4 at both ends supported by a radial bearing 14 and a thrust bearing 15 smoothly. In 2, only one radial bearing 14 and one axial bearing 15 are shown. On the arrangement is also made on the opposite side of the axis 11 been.

Die Lager 14 und 15 sind als Wälzlager, vorliegend als Nadellager, ausgebildet, so daß einerseits hohe Kräfte in axialer und radialer Richtung bei großer Leichtgängigkeit aufgenommen werden können. The bearings 14 and 15 are designed as roller bearings, in the present case as needle bearings, so that on the one hand high forces in the axial and radial direction with large Ease of movement can be included.

Deshalb können besonders bei asymmetrisch am Spannarm 13 in den Spannkopf 12 eingeleiteten Kräfte zu keiner Schwergängigkeit führen. Vielmehr werden diese Kräfte sicher und bei großer Leichtgängigkeit in den Spannkopf 12 eingeleitet, der ebenso wie der Zylinder 1 aus Leichtmetall bzw. einer Leichtmetall-Legierung, vornehmlich aus einer Aluminium-Legierung, besteht. Statt dessen können diese Teile auch aus Druckguß, Stahl oder Kunststoff bestehen.Therefore, especially in the case of asymmetrical clamping arm 13 in the clamping head 12 introduced forces do not lead to stiffness. Rather be these forces safely and with great ease of movement into the clamping head 12 initiated, which like the cylinder 1 made of light metal or a light metal alloy, mainly consists of an aluminum alloy. Instead these parts can also be made of die-cast, steel or plastic.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist im Bereich der oberen Totpunktlage eine Stützplatte 16 aus gehärtetem Stahl oder einem geeigneten Keramikwerkstoff angeordnet, die durch mindestens eine Schraube 17 gehalten ist. Die Schraube 17 kann durch eine von außen zugängliche Bohrung im Spannkopf 12 betätigt werden und greift in die Stützplatte 16 ein, um diese zu haltern. Im Bereich der oberen Totpunktlage stützt sich die Kniehebelgelenkanordnung 4 hiergegen ab, so daß Wandungsteile des Spannkopfes 12 nicht deformiert werden können.As can be seen from FIG. 1, there is a support plate in the area of the top dead center position 16 arranged from hardened steel or a suitable ceramic material, which is held by at least one screw 17. The screw 17 can be actuated by an externally accessible bore in the clamping head 12 are and engages in the support plate 16 to hold it. In the field of the toggle joint arrangement 4 is supported against this, so that wall parts of the clamping head 12 cannot be deformed.

Gegenüberliegend zur Stützplatte 16 ist ein Festanschlag 18 in Form einer Platte vorgesehen, der ebenfalls durch mindestens eine Schraube 19 oder dergleichen gehaltert ist. Der Festanschlag 18 dient für eine genaue Spannereinstellung und kann ebenfalls aus gehärtetem Stahl oder aus einem keramischen Werkstoff bestehen. Die Schraube 19 oder dergleichen kann eine Verstellung und Einstellung des Festanschlages 18 ermöglichen.Opposite the support plate 16 is a fixed stop 18 in the form of a Plate provided, which is also by at least one screw 19 or the like is held. The fixed stop 18 serves for an exact tension adjustment and can also be made from hardened steel or from a ceramic material exist. The screw 19 or the like can be a Allow adjustment and adjustment of the fixed stop 18.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 sind für Teile gleicher Funktion die gleichen Bezugszeichen verwendet worden. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der vorbeschriebenen Ausführungsform dadurch, daß die Stützplatte 16 gegen ein Federelement 20, zum Beispiel durch eine oder mehrere Tellerfedern, federelastisch angeordnet ist. Auf diese Weise kann die Stützplatte 16 etwas ausweichen, so daß bei Erreichen der oberen Totpunktlage das Kniehebelgelenk regelrecht z. B. einrastet. Durch die Schraube 17 läßt sich die Vorspannung des Federelementes 20 stufenlos verstellen und arretieren. Statt - wie dargestellt - Tellerfedern können auch ein oder mehrere Druckfedern gebildet aus Schraubendruckfedern oder ein als Kunststoffblock ausgebildeter Polyurethanblock das Federelement 20 bilden. In diesem Fall wird der Kunststoffblock vorgepreßt, um eine Hysterese weitgehend auszuschalten und um die erforderliche Elastizität und Shore-Härte zu erzielen. 3 are the same for parts with the same function Reference numerals have been used. This embodiment differs differs from the above-described embodiment in that the support plate 16 against a spring element 20, for example by one or more disc springs, is arranged resiliently. In this way, the support plate 16 dodge something so that when the top dead center is reached the toggle joint literally z. B. clicks into place. By the screw 17, the bias of the spring element 20 continuously adjust and lock. Instead of - as shown - disc springs can also form one or more compression springs made of helical compression springs or a polyurethane block designed as a plastic block form the spring element 20. In this case the plastic block pre-pressed to largely eliminate hysteresis and to to achieve the required elasticity and shore hardness.

Sowohl durch die Stützplatte 16 als auch durch den Festanschlag 18 läßt sich die genaue Winkelstellung des Kniehebelgelenkes bestimmen, bei der die vorbestimmte Spannkraft im Bereich der oberen Totpunktlage erzielt ist. Außerdem werden Verschleiß und/oder Toleranzen ausgeglichen.Both by the support plate 16 and by the fixed stop 18 can determine the exact angular position of the toggle joint at which the predetermined Tension is achieved in the area of top dead center. Furthermore wear and / or tolerances are compensated.

Bei der aus Fig. 4 ersichtlichen Ausführungsform sind über den betreffenden Längenabschnitt der Achse 11 über den Umfang derselben mit vorzugsweise gleichmäßigem Winkelabstand zueinander angeordnete Wälzkörper 21 vorgesehen. Diese Wälzkörper sind vorliegend als Tonnen oder als zylindrische Wälzkörper ausgebildet. Die Wälzkörper 21 greifen in eine formmäßig angepaßte Aussparung 22 der Wandung des Spannkopfes 12 ein. Diese Aussparung kann eine radiale Vertiefung in der betreffenden Wandung des Spannkopfes 12 sein. Dadurch wird die radiale Lagerung der Achse 11 gebildet. Die Wälzkörper 21 liegen mit ihren nach außen weisenden Stirnseiten 23 gegen einen hier vorgesehenen Kragen der Aussparung 22 oder dergleichen an. Auf ihrer diametral gegenüberliegenden Stirnseite 24 liegen dagegen die Wälzkörper 21 gegen je eine Seitenwandung 25 bzw. 26 der zugehörigen Gelenklasche 9 bzw. 10 an und bilden dadurch das Axiallager. Aus der Zeichnung ist zu erkennen, daß hierzu die Gelenklaschen 9 und 10, die gabelförmig einstückig miteinander verbunden sind, an ihren einander zugekehrten inneren Seitenwänden 25 und 26 mit gegeneinander gerichteten Vorsprüngen, Ansätzen oder Erhöhungen versehen sind, gegen die die Wälzkörper 21 mit ihren Stirnseiten anliegen.In the embodiment shown in Fig. 4 are above the relevant Length section of the axis 11 over the circumference of the same with preferably Rolling elements 21 arranged at an even angular distance from one another are provided. These rolling elements are in the form of barrels or cylindrical Rolling bodies formed. The rolling elements 21 engage in a formally adapted Recess 22 of the wall of the clamping head 12. This recess can have a radial depression in the relevant wall of the clamping head Be 12. This forms the radial bearing of the axis 11. The Rolling elements 21 lie with their outwardly facing end faces 23 a collar of the recess 22 or the like provided here. On The diametrically opposite end face 24, however, are the rolling elements 21 against one side wall 25 or 26 of the associated hinge plate 9 or 10 and thereby form the thrust bearing. From the drawing it can be seen that this the hinge plates 9 and 10, the fork-shaped one-piece are interconnected, on their mutually facing inner side walls 25 and 26 with opposing projections, approaches or Elevations are provided against which the rolling elements 21 with their end faces issue.

Im Bedarfsfalle können die Wälzkörper nicht nur an ihren in der Aussparung 22 abrollenden Oberflächen leicht tonnenförmig oder ballig ausgeführt sein, sondern auch an ihren Stirnseiten. Notwendig ist dies für die Funktionsweise als Axial- und Radiallager jedoch nicht unbedingt.If necessary, the rolling elements can not only on their in the recess 22nd rolling surfaces can be slightly barrel-shaped or spherical, but also on their faces. This is necessary for the functioning as However, axial and radial bearings are not essential.

Die in der Zusammenfassung, in den Patentansprüchen 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. The in the summary, in the claims and in the description described features and can be seen from the drawing both individually and in any combination for the realization of the Invention to be essential.

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    Zylindercylinder
    22nd
    Kolbenpiston
    33rd
    KolbenstangePiston rod
    44th
    KniehebelgelenkanordnungToggle joint arrangement
    55
    SchwenklascheSwivel tab
    66
    --
    77
    Kniehebelgelenkbolzen, SchwenkachseToggle joint pin, Swivel axis
    88th
    Kniehebelgelenkbolzen, Schwenkachse, GelenkbolzenToggle joint pin, swivel axis, joint pin
    99
    GelenklascheHinge strap
    1010th
    GelenklascheHinge strap
    1111
    Achseaxis
    1212th
    SpannkopfClamping head
    1313
    SpannarmArm
    1414
    RadiallagerRadial bearing
    1515
    AxiallagerThrust bearing
    1616
    StützplatteSupport plate
    1717th
    Schraubescrew
    1818th
    FestanschlagFixed stop
    1919th
    Schraubescrew
    2020th
    FederelementSpring element
    2121
    Wälzkörper Rolling elements
    2222
    AussparungRecess
    2323
    StirnseiteFace
    2424th
    StirnseiteFace
    2525th
    SeitenwandSide wall
    2626
    SeitenwandSide wall
    AA
    Schwenkrichtung der Schwenklasche 5Swivel direction of the swivel bracket 5
    BB
    Schwenkrichtung der Schwenklasche 5Swivel direction of the swivel bracket 5

    Claims (13)

    Kniehebelspannvorrichtung, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie, mit einem Spannkopf (12) und mit einem sich in axialer Verlängerung daran anschließenden Zylinder (1), in dem ein abwechselnd beidseitig durch Druckmitteldruck, insbesondere durch Luftdruck, zu beaufschlagender Kolben (2) längsverschieblich und dichtend geführt ist, der mit seiner Kolbenstange (3) den Zylinder (1) und einen Hohlraum des Spannkopfes (12) axial durchgreift, wobei am freien Ende der Kolbenstange (3) eine Kniehebelgelenkanordnung (4) befestigt ist, die mit einem auf einer Seite des Spannkopfes (12) angeordneten Spannarm (13) oder einem auf beiden Endabschnitten einer Achse (11) gelagerten, gabelförmigen Spannarm gekuppelt ist, wobei die Kniehebelgelenkanordnung (4) in dem Spannkopf (12) an einer gehäusefesten Achse (11) gelagert ist, wobei auf dem betreffenden Längenabschnitt der Achse (11) über den Umfang derselben mit vorzugsweise gleichmäßigem Winkelabstand zueinander angeordnete Wälzkörper (21) vorgesehen sind, die in eine formmäßig angepaßte Aussparung (22) der Wandung des Spannkopfes (12) eingreifen und dadurch die radiale Lagerung der Achse (11) bilden, während sie mit ihren jeweils nach außen weisenden Stirnseiten (23) gegen einen hier vorgesehenen Kragen der Aussparung (22) oder dergleichen anlegen und auf ihrer diametral gegenüberliegenden Stirnseite (24) gegen die dem betreffenden Längenabschnitt der Achse (11) zugekehrte Seitenwand (25 bzw. 26) der zugehörigen Gelenklasche (9 bzw. 10) anliegen und dadurch das Axiallager bilden, und auf der der gehäusefesten Achse (11) gegenüberliegenden Seite des Spannkopfes (12) im Bereich des Totpunktes eine aus Stahl oder aus Keramik oder dergleichen bestehende Stützplatte (16) angeordnet ist, gegen die sich die Kniehebelgelenkanordnung (4) im Bereich des oberen Totpunktes abstützt.Toggle lever clamping device, in particular for use in body construction the automotive industry, with a clamping head (12) and with one in axial extension adjoining cylinder (1), in which an alternating on both sides by pressure medium, in particular by air pressure, Piston (2) to be loaded is longitudinally displaceable and sealing is guided, the cylinder (1) and one with its piston rod (3) Cavity of the clamping head (12) passes axially through, at the free end the piston rod (3) is attached to a toggle joint arrangement (4) with a clamping arm arranged on one side of the clamping head (12) (13) or one mounted on both end sections of an axle (11), fork-shaped clamping arm is coupled, the toggle joint arrangement (4) in the clamping head (12) on a housing-fixed axis (11) , on the relevant longitudinal section of the axis (11) over the circumference of the same with a preferably uniform angular distance Rolling elements (21) which are arranged with respect to one another and are provided in a recess (22) of the wall of the Intervene clamping head (12) and thereby the radial mounting of the axis (11) form, while with their outward-facing end faces (23) against a collar of the recess (22) provided here or put the like and on their diametrically opposite End face (24) against the relevant length section of the axis (11) facing side wall (25 or 26) of the associated hinge plate (9 or 10) and thereby form the thrust bearing, and on which axis (11) fixed to the housing opposite side of the clamping head (12) in the area of the dead center one made of steel or ceramic or the same existing support plate (16) is arranged against which the toggle joint arrangement (4) in the area of top dead center supports. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper (21) als Tonnen ausgebildet sind.Toggle lever tensioning device according to claim 1, characterized in that the rolling bodies (21) are designed as tons. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper (21) zylindrisch ausgebildet sind.Toggle lever tensioning device according to claim 1, characterized in that the rolling bodies (21) are cylindrical. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper (21) an ihren Stirnseiten leicht tonnenförmig oder ballig ausgeführt sind. Toggle lever tensioning device according to claim 1 or one of the subsequent claims, characterized in that the rolling bodies (21) are slightly barrel-shaped or spherical on their end faces. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützplatte (16) in einer Aussparung des Spannkopfes (12) angeordnet und von außen durch mindestens eine Schraube (17) einstellbar und arretierbar gehalten ist.Toggle lever clamping device according to claim 1 or one of the subsequent claims, characterized in that the support plate (16) is arranged in a recess in the clamping head (12) and is held and locked from the outside by at least one screw (17). Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Stützplatte (16) gegenüberliegenden Seite am Spannkopf (12) ein Festanschlag (18) aus Stahl, insbesondere aus gehärtetem Stahl oder aus Keramik oder dgl., für genaue Spanneinstellung angeordnet ist, der mit der Kniehebelgelenkanordnung (4) ebenfalls zusammenwirkt, und daß der Festanschlag (18) sich an der Innenwandung des Spannkopfes (12) abstützt und durch mindestens eine von außen zugängliche Schraube (19) gehalten, vorzugsweise einstell- und arretierbar, ausgebildet und angeordnet ist.Toggle lever clamping device according to claim 1 or one of the subsequent claims, characterized in that on the side opposite the support plate (16) on the clamping head (12) a fixed stop (18) made of steel, in particular hardened steel or ceramic or the like, for precise clamping adjustment is arranged, which also cooperates with the toggle joint arrangement (4), and that the fixed stop (18) is supported on the inner wall of the clamping head (12) and held, preferably adjustable and lockable, by at least one screw (19) accessible from the outside and is arranged. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützplatte (16) federnd oder federelastisch angeordnet ist. Toggle lever clamping device according to claim 1 or one of the subsequent claims, characterized in that the support plate (16) is arranged resiliently or resiliently. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützplatte (16) gegen ein Federelement (20) - gegebenenfalls mit voreinstellbarer Federspannung - gelagert ist.Toggle lever tensioning device according to claim 1 or one of the subsequent claims, characterized in that the support plate (16) is mounted against a spring element (20) - optionally with a presettable spring tension. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (20) wenigstens eine Tellerfeder, vorzugsweise ein Tellerfederpaket, ist.Toggle lever tensioning device according to claim 8, characterized in that the spring element (20) is at least one plate spring, preferably a plate spring package. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (20) aus Kunststoff besteht.Toggle lever tensioning device according to claim 8 or 9, characterized in that the spring element (20) consists of plastic. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Spannkopf (12) als auch der Zylinder (1) aus einer Leichtmetall-Legierung, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung, bestehen.Toggle lever clamping device according to claim 1 or one of the subsequent claims, characterized in that both the clamping head (12) and the cylinder (1) consist of a light metal alloy, in particular an aluminum alloy. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannkopf (12) und der Zylinder (1) aus Stahl bestehen.Toggle lever clamping device according to claim 1 or one of claims 2 to 10, characterized in that the clamping head (12) and the cylinder (1) consist of steel. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wälzkörper (21) keglig ausgebildet sind.Toggle lever tensioning device according to claim 1, characterized in that the rolling bodies (21) are conical.
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