DE10013874A1 - Kniehebelspannvorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kniehebelspannvorrichtung, die einen Druckzylinder (1) mit einer linear geführten Kolbenstange (2) umfasst. Die Kolbenstange greift in ein an einem Ende des Druckzylinders (1) angeordnetes Spannerkopfstück (3) ein und ist dort über eine Stellmechanik (4) mit einem schwenkbar am Kopfstück (3) gelagerten Spannarm (5) verbunden. Dabei weist das Kopfstück (3) im Bereich zwischen dem Spannarm (5) und dem Druckzylinder (1) eine Eingriffsöffnung (6) auf und an der Kolbenstange (2) ist ein Fortsatz (7) angeordnet. Nach der Erfindung ist vorgesehen, daß in der Eingriffsöffnung (6) ein Element (8) lösbar befestigt eingesetzt ist, das in Wirkverbindung mit dem Fortsatz (7) der Kolbenstange (2) einen Anschlag zur Öffnungswinkelbegrenzung des Spannarmes (5) bildet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kniehebelspannvorrichtung zum Festspannen von Werkstücken gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Derartige Spannvorrichtungen sind beispielsweise nach der DE 196 16 441 C1 bekannt, die einen geschlossenen Spannkopf mit einer in eine Eingriffsöffnung einsetzbaren Abfragekassette offenbart, wobei aber die vorliegende Erfindung, wie sich aus dem Oberbegriff indirekt ergibt, nicht nur für diese geschlos­ senen, sondern auch für offene, gabelförmige Kopfstücke ver­ wendbar ist.

Zur Öffnungswinkelbegrenzung des Spannarmes wird bei derarti­ gen Spannvorrichtungen im spannkopffernen Ende des Druckzylin­ ders ein Anschlag in Form eines Stopfens eingesetzt, der als Wegbegrenzer für den sich beim Öffnungsvorgang der Spannvor­ richtung zum Zylinderboden bewegenden Kolben dient.

Die Einstellbarkeit des Spannarm-Öffnungswinkels dient dazu, den Öffnungsbereich der Spannvorrichtung aus Zeitgesichtspunk­ ten so klein wie möglich halten zu können, da es in der getak­ teten Fertigung immer mehr auf möglichst schnelle Bewegungen ankommt und dementsprechend eine vollständig öffnende Spann­ vorrichtung zum Wiederverschließen unnötig viel Zeit benötigen würde.

Je nach gewünschtem Öffnungswinkel des Spannarms wird dabei im Druckzylinder der oben genannten Spannvorrichtung ein entsprechend bemessener Stopfen angeordnet, der den maximalen Ver­ stellweg des Kolbens definiert.

Nachteilig an der Verwendung dieser Stopfen ist dabei, daß beim Umrüsten bzw. beim Einstellen der Spannvorrichtung auf einen anderen Öffnungswinkel der Druckzylinder geöffnet und der eingesetzte Stopfen durch einen neuen, dem nunmehr vor­ gegebenen Verstellweg entsprechenden Stopfen ersetzt werden muß. Dadurch ergibt sich nicht nur ein beträchtlicher Arbeits­ aufwand, sondern außerdem noch die Gefahr, daß Schmutz in den Druckzylinder gelangt, durch den dieser eventuell beschädigt wird. Im übrigen müssen aber auch die Sensoren der Endstel­ lungsabfrage neu eingestellt werden.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine Spann­ vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbes­ sern bzw. weiterzubilden, daß trotz Öffnungswinkelbegrenzungs­ möglichkeit die aufwendige Demontage des Druckzylinders ver­ bunden mit dem Austausch des Anschlagstopfens entfallen kann.

Diese Aufgabe wird mit einer Kniehebelspannvorrichtung der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen 2 bis 12.

Erfindungsgemäß wird also bei diesen Spannvorrichtungen die ohnehin vorhandene Eingrifföffnung für die Abfragekassette ge­ nutzt, um dort stattdessen ein Element einzusetzen und zu be­ festigen, das mit dem an der Kolbenstange angeordneten Fort­ satz, der für diesen Einsatzzweck entsprechend stabil ausge­ bildet ist, einen Öffnungswinkelbegrenzungsanschlag zu bilden.

Je nach dem, welcher Öffnungswinkel eingestellt werden soll, wird ein entsprechend ausgebildetes Element in die Eingriffs­ öffnung eingesetzt, das den maximalen Verstellweg der Kolben­ stange in Richtung des Druckzylinders definiert. Am Einsatzort der Spannvorrichtung können dabei eine Reihe hinsichtlich des einzustellenden Verstellweges entsprechend gestalteter Elemen­ ten vorrätig aufbewahrt werden, von denen dann bei einer Um­ stellung der Spannvorrichtung das geeignete ausgesucht wird. Alternativ und bevorzugt ist ein verstellbares Element vor­ gesehen, das noch genauer beschrieben wird.

Da sowohl bei den geschlossenen als auch bei den gabelförmigen Kopfstücken in der Regel zwei dieser Eingriffsöffnungen vor­ handen sind, wird durch die Verwendung des Wegbegrenzungsele­ ments prinzipiell nicht die weitere Benutzung der Abfrage­ kassette in der noch verbleibenden Eingriffsöffnung ausge­ schlossen. Alternativ können aber, was noch genauer beschrie­ ben wird, am Wegbegrenzungselement die ansonsten in der Ab­ fragekassette angeordneten Sensoren vorgesehen werden, d. h. es ergibt sich eine Kombination aus Abfragekassette mit Wegbe­ grenzungsanschlag.

Die erfindungsgemäße Kniehebelspannvorrichtung und ihre vor­ teilhaften Weiterbildungen werden nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher er­ läutert.

Es zeigt

Fig. 1 schematisch im Schnitt eine Seitenansicht der er­ findungsgemäßen Spannvorrichtung mit geschlossenem Gehäuse;

Fig. 2 schematisch eine Rückansicht der Spannvorrichtung mit gabelförmigem Kopfstück;

Fig. 3 perspektivisch eine mögliche Ausführungsform des in die Eingriffsöffnung einzusetzenden Elements;

Fig. 4 in Seitenansicht eine alternative Ausführungsform des Elements gemäß Fig. 3;

Fig. 5 im Schnitt in Seitenansicht die Spannvorrichtung mit einem geschlossenen Kopfstück und einer bevor­ zugten Ausführungsform des Elements mit Abfrageein­ richtungen;

Fig. 6 das Element gemäß Fig. 5 in Vorderansicht;

Fig. 7 das Element gemäß Fig. 5 im Schnitt von der Seite;

Fig. 8 das Element gemäß Fig. 5 in Rückansicht und

Fig. 9 das Element gemäß Fig. 5 im Schnitt entlang der Linie A-A gemäß Fig. 7.

Die Kniehebelspannvorrichtung gemäß Fig. 1 umfasst einen Druckzylinder 1 mit einer linear geführten Kolbenstange 2, die in ein an einem Ende des Druckzylinders 1 angeordnetes Span­ nerkopfstück 3 eingreift und dort über eine Stellmechanik 4 mit einem schwenkbar am Kopfstück 3 gelagerten Spannarm 5 verbunden ist, wobei das Kopfstück 3 im Bereich zwischen dem Spannarm 5 und dem Druckzylinder 1 eine Eingriffsöffnung 6 aufweist und an der Kolbenstange 2 ein Fortsatz 7 angeordnet ist.

Für diese Spannvorrichtung ist nun wesentlich, daß in die Ein­ griffsöffnung 6 ein Element 8 lösbar befestigt eingesetzt ist, das in Wirkverbindung mit dem Fortsatz 7 der Kolbenstange 2 einen Anschlag zur Öffnungswinkelbegrenzung des Spannarmes 5 bildet.

Bei den in den Figuren dargestellten Ausführungsformen ist da­ bei, wie dies für Abfragekassetten seit langem Stand der Tech­ nik ist, die Eingriffsöffnung 6 derart angeordnet, daß die Spannvorrichtung auch nach Einschub des Elements 8 von allen vier Seiten anbaubar ist, d. h. das Element 8 wird derart tief in die Eingriffsöffnung 6 eingeführt, daß es mindestens bündig mit der Seite, auf der die Eingriffsöffnung 6 angeordnet ist, abschließt.

Eine Bewegung der Kolbenstange 2 in Richtung des Druckzylin­ ders 1, d. h. ein Aufschwenken des Spannarmes ist bis zu dem Zeitpunkt unbehindert, bis der Fortsatz 7 auf das Element 8 stößt. Ab diesem Zeitpunkt kann auch bei weiterer Druckbe­ aufschlagung die Kolbenstange nicht weiter in den Druckzylin­ der eingefahren, d. h. der Spannarm nicht weiter geöffnet wer­ den.

Um dabei unterschiedlichen Einsatz- und Verwendungszwecken der Spannvorrichtung Rechnung zu tragen, ist vorteilhaft vorgese­ hen, daß das Element 8 zur Definition unterschiedlicher Öff­ nungswinkel verstellbar ausgebildet ist.

Gemäß Fig. 1 ist diese Verstellbarkeit beispielsweise dadurch erreichbar, daß das Element 8 aus zwei Teilen 81, 82 besteht, wobei der erste Teil in Form einer an die Eingriffsöffnung 6 angepaßten Abdeckplatte 81 ausgebildet ist und der zweite Teil als Wegbegrenzer 82 in den Verstellbereich des Fortsatzes 7 hineinragt, um den Öffnungswinkel des Spannarmes zu begrenzen.

Alternativ und mit Bezug auf Fig. 3 und 4 ist das Element 8 einstückig ausgebildet, wobei dann der Wegbegrenzer 82 inte­ graler Bestandteil des Elements 8 ist und zur Einstellung unterschiedlicher Öffnungswinkel Elemente 8 mit unterschied­ licher Anordnung der Wegbegrenzer 82 vorgesehen sind.

Zur Vermeidung allzu harter Schläge beim Auftreffen des Fort­ satzes 7 auf den Wegbegrenzer 82 ist vorgesehen, daß wahlweise am Wegbegrenzer 82 fortsatzseitig oder am Fortsatz 7 wegbe­ grenzerseitig ein elastisches Element 17 zur Anschlagsdämpfung angeordnet ist.

Zur Befestigung des Elements 8 an der Spannvorrichtung ist vorgesehen, daß dieses mindestens eine über die Eingriffsöff­ nung 6 herausragende Lasche 9 aufweist, mittels derer es am Kopfstück 3 lösbar befestigt ist. Diesbezüglich wird auf Fig. 2 verwiesen. Dort ist eine gabelförmige Spannvorrichtung dar­ gestellt, bei der das Element 8 mittels vier Laschen 9 und vier Schrauben 91 am Kopfstück 3 befestigt ist.

Nach einer bevorzugten, in den Fig. 5 bis 9 dargestellten Aus­ führungsform ist vorgesehen, daß die Abdeckplatte 81 kolben­ stangenseitig zahnstangenartig ausgebildet und der Wegbegren­ zer 82 abdeckblattenseitig ebenfalls gezahnt formschlüssig an der Abdeckplatte 81 lösbar befestigt ist. Diese Gestaltung ermöglicht eine besonders zweckmäßige, einfach zu handhabende und darüber hinaus auch verstellsichere Öffnungswinkelbegren­ zung, bei der der Wegbegrenzer 82 mittels eines Kugelschnapp­ verschlusses 18 (siehe Fig. 7) an der Abdeckplatte 81 befe­ stigt ist.

Ferner ist vorteilhaft vorgesehen, daß am Element 8 mindestens ein Sensor 13 zur Endstellungsabfrage angeordnet ist. Es ent­ steht auf diese Weise ein Kombinationselement, bestehend aus der an sich schon bekannten Abfragekassette und dem erfin­ dungsgemäßen Öffnungswinkelbegrenzungselement 8. Unabhängig davon, ob es sich um induktive oder pneumatische Sensoren han­ delt, ist dabei ferner vorgesehen, daß der Fortsatz 7 gleich­ zeitig als Geber für den mindestens einen Sensor 13 dient.

Bei der geschlossenen Spannvorrichtung gemäß Fig. 5 ist an beiden Seiten eine Eingriffsöffnung 6 vorgesehen, um das Ele­ ment 8 je nach Anordnung der Spannvorrichtung in der Gesamt­ anlage von der günstigeren Seite einführen zu können. Um dabei zu vermeiden, daß durch die nicht benutzte Eingriffsöffnung Schmutz in das Kopfstück 3 gelangt, ist dort ein Verschluß­ element 83 vorgesehen, daß im Prinzip die gleiche Form wie die Abdeckplatte 81 aufweist.

Wie bei den an sich bekannten Abfragekassetten ist ferner vor­ teilhaft vorgesehen, daß der mindestens eine Sensor 13 zur Endstellungsabfrage verstellbar am Element 8 angeordnet ist. Sollten zwei Sensoren vorhanden sein, wie in den Fig. 5 bis 9, so können auch beide Sensoren verstellbar am Element 8 be­ festigt sein. Hierdurch lassen sich die Bewegungen der Kolben­ stange 2 gezielt detektieren.

Um die Sensoren problemlos und auf Dauer sicher verstellen zu können, ist es erforderlich, daß die Verbindungsleitungen der Sensoren beschädigungssicher untergebracht werden. Es ist deshalb, wie in Fig. 6, 7 und 9 dargestellt, vorgesehen, daß das Element 8 einen kolbenstangenseitig offenen Spalt 14 auf­ weist, der zur Aufnahme einer Verbindungsleitung 15 zwischen dem Sensor 13 und einem Anschluß 16 dient, wobei der Anschluß 16 von außen zugänglich am Element 8 angeordnet ist.

Hinsichtlich der mechanischen Belastung des Elements 8 ist zu berücksichtigen, daß durch die nicht unerheblichen Kräfte, die beim Auftreffen des Fortsatzes 7 auf den Wegbegrenzer 82 wirken, u. a. ein Drehmoment entsteht, das eine unerwünschte Be­ wegung des spannarmseitigen Teils des Elements 8 ins Innere des Kopfstücks verursachen könnte. Zur Vermeidung einer sol­ chen Bewegung ist vorgesehen, daß innerhalb des Kopfstückes 3 zwischen der Eingriffsöffnung 6 und der Kolbenstange 2 und parallel zu diesen beiden eine Nut 10 angeordnet ist, in die zur räumlichen Fixierung des Elements 8 ein paßfederartiger Anschlag 11 eingesetzt ist. Dieser Anschlag 11 verhindert darüber hinaus beim Einsetzen des Elements 8, daß dieses versehentlich zu weit eingesteckt wird, da, wie insbesondere aus Fig. 9 ersichtlich, am Element 8 eine Schulter 84 vor­ gesehen ist, die sich an den Anschlag 11 anlegt.

Alternativ ist vorgesehen, daß innerhalb des Kopfstückes 3 zwischen der Eingriffsöffnung 6 und der Kolbenstange 2 und parallel zu diesen beiden ein Steg 12 zur räumlichen Fixierung des Elements 8 angeordnet ist, wobei diese Ausführungsform insbesondere dann in Betracht kommt, wenn die Spannvorrichtung ohnehin nicht zu den vorhandenen Abfragekassetten kompatibel ist, d. h. es nicht darauf ankommt, daß diese in die Ein­ griffsöffnung einsteckbar sind.

Bezugszeichenliste

1

Druckzylinder

2

Kolbenstange

3

Kopfstück

4

Stellmechanik

5

Spannarm

6

Eingriffsöffnung

7

Fortsatz

8

Element

81

Abdeckplatte

82

Wegbegrenzer

83

Verschlußelement

84

Schulter

9

Lasche

10

Nut

11

Anschlag

12

Steg

13

Sensor

14

Spalt

15

Verbindungsleitung

16

Anschluß

17

elastisches Element

18

Kugelschnappverschluss

Claims (12)

1. Kniehebelspannvorrichtung, umfassend einen Druckzylinder (1) mit einer linear geführten Kolbenstange (2), die in ein an einem Ende des Druckzylinders (1) angeordnetes Spanner­ kopfstück (3) eingreift und dort über eine Stellmechanik (4) mit einem schwenkbar am Kopfstück (3) gelagerten Spann­ arm (5) verbunden ist, wobei das Kopfstück (3) im Bereich zwischen dem Spannarm (5) und dem Druckzylinder (1) eine Eingriffsöffnung (6) aufweist und an der Kolbenstange (2) ein Fortsatz (7) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in die Eingriffsöffnung (6) ein Element (8) lösbar be­ festigt eingesetzt ist, das in Wirkverbindung mit dem Fort­ satz (7) der Kolbenstange (2) einen Anschlag zur Öffnungs­ winkelbegrenzung des Spannarmes (5) bildet.

2. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (8) zur Definition unterschiedlicher Öff­ nungswinkel verstellbar ausgebildet ist.

3. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (8) im wesentlichen aus zwei Teilen (81, 82) besteht, wobei der erste Teil in Form einer an die Ein­ griffsöffnung (6) angepaßten Abdeckplatte (81) ausgebildet ist und der zweite Teil als Wegbegrenzer (82) in den Ver­ stellbereich des Fortsatzes (7) hineinragt, um den Öff­ nungswinkel des Spannarmes zu begrenzen.

4. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatte (81) kolbenstangenseitig zahnstangen­ artig ausgebildet und der Wegbegrenzer (82) abdeckblat­ tenseitig ebenfalls gezahnt formschlüssig an der Abdeck­ platte (81) lösbar befestigt ist.

5. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß wahlweise am Wegbegrenzer (81) fortsatzseitig oder am Fortsatz (7) wegbegrenzerseitig ein elastisches Element 17 zur Anschlagsdämpfung angeordnet ist.

6. Kniehebelspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Element (8) mindestens ein Sensor (13) zur Endstel­ lungsabfrage angeordnet ist.

7. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Fortsatz (7) gleichzeitig als Geber für den min­ destens einen Sensor (13) dient.

8. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Sensor (13) zur Endstellungsabfrage verstellbar am Element (8) angeordnet ist.

9. Kniehebelspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (8) einen kolbenstangenseitig offenen Spalt (14) aufweist, der zur Aufnahme einer Verbindungs­ leitung (15) zwischen dem mindestens einen Sensor (13) und einem Anschluß (16) dient, wobei der Anschluß (16) von außen zugänglich am Element (8) angeordnet ist.

10. Kniehebelspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (8) mindestens eine über die Eingriffs­ öffnung (6) herausragende Lasche (9) aufweist, mittels de­ rer es am Kopfstück (3) lösbar befestigt ist.

11. Kniehebelspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Kopfstückes (3) zwischen der Eingriffs­ öffnung (6) und der Kolbenstange (2) und parallel zu diesen beiden eine Nut (10) angeordnet ist, in die zur räumlichen Fixierung des Elements (8) ein paßfederartiger Anschlag (11) eingesetzt ist.

12. Kniehebelspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Kopfstückes (3) zwischen der Eingriffs­ öffnung (6) und der Kolbenstange (2) und parallel zu diesen beiden ein Steg (12) zur räumlichen Fixierung des Elements (8) angeordnet ist.