DE102009009235A1

DE102009009235A1 - Articulated connection for converting a linear movement in a pivoting movement and tensioning device with such a hinge connection

Info

Publication number: DE102009009235A1
Application number: DE200910009235
Authority: DE
Inventors: Rudolf Kohlert; David Fischer
Original assignee: Ludwig Ehrhardt GmbH
Current assignee: Ludwig Ehrhardt GmbH
Priority date: 2009-02-17
Filing date: 2009-02-17
Publication date: 2010-08-19
Also published as: EP2218548A3; EP2218548A2; EP2218548B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gelenkverbindung zum Umwandeln einer Linearbewegung in eine Schwenkbewegung mit einem linear bewegbaren Betätigungselement (17), mit einem an dem Betätigungselement (17) angeordneten Kugelgelenkkopf (19), wobei der Kugelgelenkkopf (19) zum mindestens teilweisen Übertragen der Linearbewegung des Betätigungselementes (17) auf ein Drehelement (20) mit dem Drehelement (20) verbunden ist. Zur weitgehenden Vermeidung von, insbesondere quer zur Hauptwirkrichtung, auf das Drehelement wirkenden Kräften unmittelbar auf das Betätigungselement sowie zur Erleichterung der Montage und Verringerung des Raumbedarfs ist die Gelenkverbindung dadurch gekennzeichnet, dass das Drehelement (20) an einer örtlich feststehenden Drehachse (21) drehbar gelagert ist, und der Kugelgelenkkopf (19) verschiebbar in dem Drehelement (20) geführt ist.The invention relates to a hinge connection for converting a linear movement into a pivoting movement with a linearly movable actuating element (17), with a ball joint head (19) arranged on the actuating element (17), wherein the ball joint head (19) for at least partially transmitting the linear movement of the actuating element (17). 17) is connected to a rotary element (20) with the rotary element (20). To largely avoid, in particular transversely to the main direction of action, acting on the rotary member forces directly on the actuator and to facilitate assembly and reduce the space requirement, the hinge joint is characterized in that the rotary member (20) rotatably mounted on a stationary rotation axis (21) is, and the ball joint head (19) slidably guided in the rotary member (20).

Description

Die Erfindung betrifft eine Gelenkverbindung zum Umwandeln einer Linearbewegung in eine Schwenkbewegung mit einem linear bewegbaren Betätigungselement, mit einem an dem Betätigungselement angeordneten Kugelgelenkkopf, wobei der Kugelgelenkkopf zum mindestens teilweisen Übertragen der Linearbewegung des Betätigungselementes auf ein Drehelement mit dem Drehelement verbunden ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Spannvorrichtung zum Spannen von Werkstücken auf Maschinen, Vorrichtungen und/oder Paletten mit einer solchen Gelenkverbindung.The The invention relates to a hinge connection for converting a linear movement in a pivoting movement with a linearly movable actuating element, with a ball joint arranged on the actuating element, wherein the ball joint head for at least partially transmitting the linear movement of the actuating element on a rotary member is connected to the rotary element. Furthermore, the invention relates a clamping device for clamping workpieces on machines, Devices and / or pallets with such a hinge connection.

Eine derartige Gelenkverbindung sowie eine entsprechende Spannvorrichtung sind aus der DE 43 07 058 bekannt. Hierbei handelt es sich um eine Spannvorrichtung mit einem Spannhebel, der zum Einsetzen oder Herausnehmen eines Werkstückes in einen Spannbereich einschwenkbar und aus diesem herausschwenkbar ist. Dabei ist die Gelenkverbindung derart ausgebildet, dass der Spannhebel mit seinem Drehgelenk in einer Schiebegelenknut verschieblich an einem Gehäuse gelagert ist und die Kippbewegung des Spannhebels über einen Spannkolben erfolgt. Hierbei wird die Kraft des Spannkolbens auf den Spannhebel mittels eines Kugelbolzens übertragen.Such a hinge connection and a corresponding clamping device are from the DE 43 07 058 known. This is a clamping device with a clamping lever, which can be pivoted for inserting or removing a workpiece in a clamping range and herausschwenkbar out of this. In this case, the hinge connection is designed such that the clamping lever is slidably mounted with its rotary joint in a sliding joint groove on a housing and the tilting movement of the clamping lever via a clamping piston. Here, the force of the clamping piston is transmitted to the clamping lever by means of a ball pin.

Nachteilig ist hierbei, dass die Drehachse des Spannhebels verschieblich gestaltet ist. Hierdurch sind bei quer zur Spannrichtung bzw. Hauptwirkrichtung auf den Spannhebel wirkenden Kräften lediglich Reibkräfte auf das Gehäuse übertragbar. Bei quer zur Hauptwirkrichtung wirkenden Kräften wirkt mindestens eine Kraftkomponente in Längsrichtung der Schiebegelenknut. Diese in Längsrichtung der Schiebegelenknut wirkenden Kräfte werden nicht vom Gehäuse aufgenommen, sondern wirken auf den Spannkolben selbst. Hierdurch besteht jedoch die Gefahr, dass die Funktionstüchtigkeit beeinträchtigt wird und/oder die übertragbaren Spannkräfte reduziert werden.adversely Here is that the axis of rotation of the clamping lever designed to be displaceable is. As a result, are transverse to the clamping direction or Hauptwirkrichtung forces acting on the tensioning lever merely frictional forces transferable to the housing. In transverse to the main direction of action acting forces acts at least one force component in the longitudinal direction of the sliding joint groove. These in the longitudinal direction the Schiebegelenknut acting forces are not from the Housing added, but act on the clamping piston yourself. However, there is a risk that the functionality is affected and / or the transferable Tension forces are reduced.

Des Weiteren ist die Drehachse des verschiebbaren Gelenkes hohen Belastungen ausgesetzt. Insbesondere bei hohen Belastungen kann sich die Gelenkachse durchbiegen. Somit besteht die Gefahr, dass die Bauelemente bezüglich der verschiebbaren Drehachse des Spannhebels einem erhöhten Verschleiß unterliegen, wodurch die Funktionsfähigkeit gefährdet sein kann oder ein erhöhter Wartungsbedarf besteht. Des Weiteren ist eine derartige Gelenkverbindung nur unzureichend für eine raumsparende Konstruktion einer Spannvorrichtung geeignet. Zudem schwächt die Schiebegelenknut in Abhängigkeit von ihrer Anordnung das Gehäuse oder den Spannhebel, welche sich insbesondere bei hohen Belastungen verziehen können. Aufgrund eines Durchbiegens der Drehachse und/oder des Gehäuses bzw. Spannhebels wird beispielsweise bei einer Spannvorrichtung die maximale Spannkraft auf ein Werkstück begrenzt.Of Furthermore, the axis of rotation of the sliding joint is high loads exposed. Especially at high loads, the joint axis can bend. Thus, there is a risk that the components with respect the displaceable axis of rotation of the clamping lever increased Subject to wear, reducing its functionality may be at risk or an increased need for maintenance consists. Furthermore, such a hinge connection is insufficient suitable for a space-saving design of a clamping device. In addition, the Schiebegelenknut weakens depending on from their arrangement, the housing or the clamping lever, which can forgive especially at high loads. Due to a bending of the axis of rotation and / or the housing or clamping lever is, for example, in a clamping device the maximum clamping force is limited to one workpiece.

Es ist das der Erfindung zugrunde liegende Problem, eine Gelenkverbindung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein unmittelbares Einwirken von, insbesondere quer zur Hauptwirkrichtung, auf das Drehelement wirkenden Kräften auf das Betätigungselement möglichst weitgehend vermieden wird. Zudem sollte die Montage erleichtert und der Raumbedarf verringert sein. Hierbei muss insbesondere in Bezug auf eine Spannvorrichtung ein großer Schwenkwinkel realisierbar sein, um einen Spannhebel in und aus einem Spannbereich zu schwenken. Zugleich muss eine funktionssichere Verbindung zwischen dem Betätigungselement und dem Spannhebel realisiert sein, damit auch unter schwierigen Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise aufgrund von Verschmutzungen wie Spänen, Kühlmitteln und/oder dergleichen mehr, ein zuverlässiger Betrieb gewährleistet ist. Zudem sollte die Anzahl der Bauteile reduziert werden, wodurch der Montageaufwand sowie die Herstellungs- und Montagekosten reduzierbar sind.It is the problem underlying the invention, a hinge connection of the aforementioned type such that an immediate Acting on, in particular transversely to the main direction of action, on the Rotary element acting forces on the actuator avoided as far as possible. In addition, the assembly should be easier and the space required to be reduced. This must especially in With respect to a jig, a large swing angle be feasible to a clamping lever in and out of a clamping range to pan. At the same time a functionally reliable connection between be realized the actuator and the clamping lever, so that even under difficult environmental conditions, such as due to soiling such as chips, coolants and / or the like more, ensures reliable operation is. In addition, the number of components should be reduced, whereby the Installation costs and the manufacturing and assembly costs reduced are.

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird dadurch gelöst, dass das Drehelement an einer örtlich feststehenden Drehachse drehbar gelagert ist und der Kugelgelenkkopf verschiebbar in dem Drehelement geführt ist.The The problem underlying the invention is solved by that the rotating element at a fixed axis of rotation is rotatably mounted and the ball joint head slidably in the rotary member is guided.

Die örtlich feststehende Drehachse ist derart ausgeführt, dass ein entsprechendes stationäres Gelenk die auf sie wirkenden Belastungen, insbesondere aus verschiedenen Richtungen, aufnimmt. Hierbei ist einerseits aufgrund der fehlenden Verschiebbarkeit der Drehachse des Drehelementes eine hohe Betriebszuverlässigkeit gegeben und andererseits sind Gelenkverbindungen mit geringen Ausmaßen realisierbar. Hierdurch sind insbesondere sehr kompakte Spannvorrichtungen, beispielsweise mit einem schlanken Gabelkopf zur Aufnahme bzw. Lagerung eines Spannhebels, herstellbar. Eine örtlich feststehende Drehachse ist jedoch erst dadurch realisierbar, dass die Linearbewegung des Betätigungselementes mittels eines in dem Drehelement verschiebbaren Kugelgelenkkopfes auf das Drehelement übertragbar und hierbei in eine Schwenkbewegung umwandelbar ist. Nach einer weiteren auch eigenständig anwendbaren Ausführungsform ist der Kugelgelenkkopf verschiebbar mit einer Schiebeführung, insbesondere einer Leiste, verbunden, wobei die Schiebeführung fest an dem Drehelement angeordnet ist. Somit lassen sich Drehelemente durch die Montage einer geeignet gestalteten Leiste derart ausrüsten oder nachrüsten, dass mittels der Aufnahme des Kugelgelenkkopfes in der Leiste eine erfindungsgemäße Gelenkverbindung auf einfache Weise herstellbar ist.The locally fixed axis of rotation is designed such that a corresponding stationary joint absorbs the loads acting on it, in particular from different directions. Here, on the one hand due to the lack of displaceability of the axis of rotation of the rotary member given a high operational reliability and on the other hand articulated joints with small dimensions can be realized. As a result, in particular very compact clamping devices, for example, with a slender clevis for receiving or storage of a clamping lever produced. However, a locally fixed axis of rotation can only be realized by virtue of the fact that the linear movement of the actuating element can be transferred to the rotary element by means of a ball joint head displaceable in the rotary element and converted into a pivoting movement in this case. According to another embodiment which can also be used independently, the ball joint head is displaceably connected to a sliding guide, in particular a strip, wherein the sliding guide is fixedly arranged on the rotary element. Thus, rotating elements can be equipped or retrofitted by mounting a suitably designed strip in such a way that a hinge connection according to the invention can be produced in a simple manner by means of the reception of the ball joint head in the strip is.

Nach einer Weiterbildung ist der Kugelgelenkkopf in einer Nut des Drehelementes verschiebbar geführt. Die Nut ist insbesondere auf der dem Betätigungselement zugewandten Seite des Drehelementes angeordnet. Der Kugelgelenkkopf ist derart in der Nut des Drehelementes, insbesondere aufgrund geeigneter Schultern der Nut, aufgenommen, dass eine separate Stiftverbindung zwischen Kugelgelenkkopf und Drehelement vermieden ist. Hierdurch wird die Anzahl der notwendigen Bauelemente und damit zugleich der Montageaufwand sowie die Herstellungs- und Montagekosten reduziert. Vorzugsweise ist der Kugelgelenkkopf für einen sicheren Halt in Richtung der Linearbewegung von der Nut mindestens teilweise umfasst, wobei zur Aufnahme und/oder Führung eines Kugelgelenkkopfhalses in einem dem Betätigungselement zugewandten Bereich der Nut ein Durchbruch vorgesehen ist. Das Umfassen des Kugelgelenkkopfes erfolgt insbesondere mittels geeigneter Schultern der Nut. Diese Schultern dienen zum Zurückführen des Drehelementes, beispielsweise eines als Spannhebel ausgebildeten Drehelementes aus dem Spannbereich heraus. Dabei reichen Punktkontakte des Kugelgelenkkopfes mit den Schultern für eine hinreichende Rückholkraft aus. Aufgrund der Punktanlage des Kugelgelenkkopfes auf den Schultern der Nut ist beispielsweise bei einer Spannvorrichtung mit der erfindungsgemäßen Gelenkverbindung gewährleistet, dass die Funktionsfähigkeit, insbesondere aufgrund einer Ansammlung von Schmutzpartikeln, wie beispielsweise Späne, nicht gefährdet ist. Der Kugelgelenkkopf ist mittels des Kugelgelenkkopfhalses mit dem Betätigungselement verbunden. Zur Aufnahme und/oder Führung des Kugelgelenkkopfhalses weist der Durchbruch eine Breite auf, die geringer als der maximale Durchmesser des Kugelgelenkkopfes und etwas breiter als der Durchmesser des Kugelgelenkkopfhalses ist.To a development is the ball joint head in a groove of the rotary member slidably guided. The groove is particular on the the actuating element facing side of the rotary member arranged. The ball joint head is in the groove of the rotary element, in particular, due to suitable shoulders of the groove, added that a separate pin connection between ball joint head and rotating element is avoided. As a result, the number of necessary components and so that at the same time the assembly work and the manufacturing and assembly costs reduced. Preferably, the ball joint head for a secure hold in the direction of linear movement of the groove at least partially includes, wherein for recording and / or leadership a ball joint neck in a the actuator facing region of the groove is provided a breakthrough. Embracing the ball joint head takes place in particular by means of suitable shoulders the groove. These shoulders are for returning of the rotary element, for example, designed as a clamping lever Turning element out of the clamping area. Here are enough point contacts of the ball joint head with the shoulders for a sufficient Return force. Due to the point system of the ball joint head on the shoulders of the groove is, for example, in a clamping device ensured with the articulated joint according to the invention, that the functioning, in particular due to a Accumulation of dirt particles, such as chips, is not endangered. The ball joint head is by means of Ball joint neck connected to the actuator. For receiving and / or guiding the ball joint neck For example, the breakthrough has a width that is less than the maximum Diameter of the ball joint head and slightly wider than the diameter of the ball joint neck is.

Vorzugsweise ist der Kugelgelenkkopf in einem verschiebbaren Führungselement, insbesondere verdrehbar, aufgenommen. Das verschiebbare Führungselement kann als eine Druckschale ausgebildet sein. Somit sind verschiedene Nutquerschnitte realisierbar, wobei der Kugelgelenkkopf mittels eines entsprechend des Nutquerschnittes geeignet ausgebildeten Führungselementes verschiebbar in dem Drehelement bzw. der Nut des Drehelementes geführt ist. Hierbei ist der Kugelgelenkkopf, insbesondere in Längsrichtung der Nut, verdrehbar in dem Führungselement gelagert. Hierdurch ist ein großer Schwenkwinkel für das Drehelement erreichbar. Im Allgemeinen ist eine Verdrehbarkeit des Kugelgelenkkopfes in dem Führungselement quer zur Längsrichtung der Nut entbehrlich. Beispielsweise ist die Drehachse bezüglich ihrer Längsachse rechtwinklig zur Längsrichtung der Nut angeordnet. Weiter kann das Drehelement derart in einem Gehäuse, insbesondere einem Gabelkopf, angeordnet sein, dass das Drehelement nur in einer Ebene rechtwinklig zur Drehachse verdrehbar ist. Somit ist der Kugelgelenkkopf nach einer alternativen auch eigenständig anwendbaren Ausführungsform als ein Gelenkkopf, insbesondere ein Stiftgelenk, ausgebildet, wobei ausschließlich eine Verdrehbewegung des Gelenkkopfes rechtwinklig zur Längsrichtung der Drehachse realisierbar ist.Preferably is the ball joint head in a sliding guide element, especially rotatable, added. The sliding guide element can be designed as a pressure shell. Thus are different Groove cross sections feasible, the ball joint head means a suitable according to the groove cross-section formed guide element slidably guided in the rotary member or the groove of the rotary element is. Here, the ball joint head, in particular in the longitudinal direction the groove, rotatably mounted in the guide element. hereby is a large swing angle for the rotary element reachable. In general, a twistability of the ball joint head in the guide element transverse to the longitudinal direction the groove dispensable. For example, the axis of rotation is its longitudinal axis at right angles to the longitudinal direction the groove arranged. Next, the rotary member so in a Housing, in particular a clevis, be arranged that the rotating element only in a plane perpendicular to the axis of rotation is rotatable. Thus, the ball joint head for an alternative also independently applicable embodiment as a condyle, in particular a pin joint, is formed only a rotational movement of the condyle at right angles can be realized to the longitudinal direction of the axis of rotation.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist ein Mittelpunkt des Kugelgelenkkopfes, insbesondere aufgrund des Führungselementes, exzentrisch zu einem Mittelpunkt der Nut und/oder des Führungselementes in Richtung des Durchbruches verschoben. Vorzugsweise ist das Führungselement innerhalb der Nut und von dem Durchbruch abgewandt angeordnet. Hierbei ist die Nut insbesondere als eine Bohrung mit einem kreiszylindrischen Querschnitt ausgebildet.To Another embodiment is a center of the Ball joint head, in particular due to the guide element, eccentric to a center of the groove and / or the guide element moved in the direction of the breakthrough. Preferably, the guide element disposed within the groove and facing away from the opening. in this connection the groove is in particular as a bore with a circular cylindrical Cross section formed.

Vorzugsweise ist das Führungselement aufgrund der Aufnahme des Kugelgelenkkopfes und einer Anlage des Kugelgelenkkopfes an der Nut im Bereich des Durchbruches mittig in Längsrichtung der Nut zentriert. Insbesondere aufgrund einer Anlage des Kugelgelenkkopfes an geeigneten Schultern der Nut im Bereich des Durchbruches und des von dem Durchbruch abgewandt angeordneten Führungselementes sowie der im Querschnitt als zylindrische Bohrung ausgebildeten Nut ist durch die exzentrische Anordnung des Kugelgelenkkopfes innerhalb der Nut gewährleistet, dass sich das Führungselement selbstständig mittig in Längsrichtung der Nut zentriert.Preferably is the guide element due to the inclusion of the ball joint head and an abutment of the ball joint head to the groove in the region of Breakthrough centered centrally in the longitudinal direction of the groove. In particular, due to an investment of the ball joint head on suitable Shoulders of the groove in the area of the breakthrough and the breakthrough facing away arranged guide element and the cross-section formed as a cylindrical bore groove is through the eccentric Ensures the arrangement of the ball joint head within the groove, that the guide element is self-centered centered in the longitudinal direction of the groove.

Nach einer weiteren Ausführungsform liegt der Mittelpunkt des Kugelgelenkkopfes in einer ersten Endstellung des Drehelementes über einer Auflageebene des Drehelementes, wobei vorzugsweise ein Auflagepunkt in der Auflageebene auf der von dem Kugelgelenkkopf abgewandt liegenden Seite der Drehachse liegt. Hierdurch ist, insbesondere bei einer sehr kompakten Bauweise, beispielsweise einer Spannvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Gelenkverbindung, ein hinreichender Hubweg des Betätigungselementes realisierbar. Bei einer Spannvorrichtung entspricht die Auflageebene einer Spannebene, in der ein als Spannhebel ausgebildetes Drehelement in der ersten Endlage auf einem Werkstück aufliegt.To In another embodiment, the center of the Ball joint head in a first end position of the rotary element via a support plane of the rotary element, wherein preferably a support point in the support plane on the side facing away from the ball joint head Side of the axis of rotation is located. This is, especially in a very compact design, such as a clamping device with a hinge connection according to the invention, a sufficient stroke of the actuator realized. In a tensioning device, the support plane corresponds to a clamping plane, in a trained as a clamping lever rotary member in the first End position rests on a workpiece.

Vorzugsweise ist die Drehachse des Drehelementes mit dem Auflagepunkt des Drehelementes auf der quer, insbesondere rechtwinklig, zur Richtung der Linearbewegung ausgerichteten Auflageebene angeordnet. Hierdurch ergibt sich insbesondere bei einer Spannvorrichtung eine ideale Auflageebene in der Gestalt einer Spannebene, wodurch eine hohe Spannkraft mittels des Drehelementes über den Auflagepunkt in beispielsweise ein zu spannendes Werkstück eingeleitet werden kann.Preferably, the axis of rotation of the rotary element is arranged with the support point of the rotary element on the transversely, in particular at right angles, aligned to the direction of the linear movement support plane. This results in particular in a clamping device an ideal support plane in the form of a clamping plane, whereby a high Clamping force can be initiated by means of the rotary element on the support point in, for example, a workpiece to be clamped.

Nach einer weiteren Ausführung ist die Nut für eine hinreichende Hebelwirkung in der ersten Endstellung mit einem spitzen Winkel, bevorzugt mit einem Winkel zwischen 1° und 45°, besonders bevorzugt mit einem Winkel von 10°, zu der Auflageebene geneigt. Vorzugsweise liegt ein Schnittpunkt der Auflageebene mit einer hierzu geneigten Mittelpunktlinie der Nut und/oder des Führungselementes auf der von dem Kugelgelenkkopf abgewandt liegenden Seite der Drehachse. Hierbei ergibt sich die Hebelwirkung bzw. ein Hebelarm unter Berücksichtigung des Verhältnisses zwischen dem Abstand des Kugelgelenkkopfes, insbesondere dessen Mittelpunkt, und der Drehachse einerseits sowie dem Abstand der Drehachse und dem Auflagepunkt andererseits. Ein Neigungswinkel von 10° hat sich hierbei in der Praxis im Zusammenhang mit Spannvorrichtungen, insbesondere auch bei austauschbaren Spannhebeln mit unterschiedlichen Ausladungen bzw. Auskraglängen, als ein hinreichendes geometrisches Mittel ergeben, um auch eine ausreichende Hebelwirkung am Auflagepunkt des Spannhebels zu bewirken. Aufgrund des über der Auflageebene des Drehelementes liegenden Mittelpunktes des Kugelgelenkkopfes in der ersten Endstellung des Drehelementes entsteht, insbesondere beim Spannen bei einer Spannvorrichtung, am Mittelpunkt des Kugelgelenkkopfes eine rechtwinklig zur Linearbewegung des Betätigungselementes ausgerichtete Kraftkomponente durch die Reibung des Führungselementes in der Nut in Richtung der Drehachse. Hierdurch würde sich das verschieblich in der Nut geführte Führungselement in Richtung der Drehachse des Drehelementes bewegen und sich somit einseitig an den Kugelgelenkkopf anlegen. Dadurch würde das Betätigungselement seitlich ungleich belastet. Aufgrund der geneigten Nut wird nun aufgrund einer Keilschräge der das Führungselement verschiebenden Kraft entgegengewirkt. Hierdurch wird eine einseitige Belastung des Kugelgelenkkopfes und damit auch des Betätigungselementes vermieden.To Another embodiment is the groove for a sufficient leverage in the first end position with a pointed Angle, preferably with an angle between 1 ° and 45 °, particularly preferably at an angle of 10 °, inclined to the support plane. Preferably, an intersection of the support plane with a thereto inclined center line of the groove and / or the guide element on the side facing away from the ball joint head side of the axis of rotation. This results in the leverage or a lever arm under consideration the ratio between the distance of the ball joint head, in particular its center, and the axis of rotation on the one hand and the distance of the axis of rotation and the support point on the other. An inclination angle of 10 ° has this in practice in connection with clamping devices, especially with replaceable clamping levers with different discharges or overhang lengths, as give a sufficient geometric means to a sufficient To cause leverage at the contact point of the clamping lever. Due to the over the support plane of the rotary element lying center of the ball joint head arises in the first end position of the rotary element, in particular when clamping with a tensioning device, at the center of the ball joint head a right angle to the linear movement of the actuating element aligned force component by the friction of the guide element in the groove in the direction of the axis of rotation. This would become the slidably guided in the groove guide element move in the direction of the axis of rotation of the rotary element and thus Apply to one side of the ball joint head. This would the actuator loaded laterally unequal. by virtue of the inclined groove is now due to a wedge slope of the counteracting the guide element shifting force. As a result, a one-sided load of the ball joint head and thus avoided the actuator.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Spannvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Gelenkverbindung weist die Spannvorrichtung ein als Spannkolben ausgebildetes Betätigungselement zum Erzeugen einer Linearbewegung und einen an dem Spannkolben angeordneten Kugelgelenkkopf auf, wobei der Kugelgelenkkopf zum mindestens teilweise Übertragen der Linearbewegung des Spannkolbens auf ein als Spannhebel ausgebildetes Drehelement mit dem Spannhebel verbunden ist, der Spannhebel an einer örtlich feststehenden Drehachse drehbar gelagert ist und der Kugelgelenkkopf verschiebbar in dem Spannhebel geführt ist. Vorzugsweise ist der Spannhebel in einer ersten Endstellung, insbesondere zum Spannen eines Werkstückes, in einen Spannbereich eingeschwenkt und in einer zweiten Endstellung, insbesondere zum Einsetzen oder Herausnehmen des Werkstückes, aus dem Spannbereich herausgeschwenkt. Hierdurch wird das Einsetzen und/oder Herausnehmen des Werkstückes aus dem Spannbereich erleichtert.To a further embodiment of the clamping device with a hinge connection according to the invention the clamping device designed as a clamping piston actuator for Generating a linear movement and arranged on the clamping piston Ball joint head, wherein the ball joint head for at least partially transmitting the linear movement of the clamping piston on a trained as a clamping lever Rotary element is connected to the clamping lever, the clamping lever on a locally fixed axis of rotation rotatably mounted is and the ball joint head slidably guided in the clamping lever is. Preferably, the tensioning lever is in a first end position, in particular for clamping a workpiece, pivoted into a clamping area and in a second end position, in particular for insertion or Take out the workpiece, swung out of the clamping area. As a result, the insertion and / or removal of the workpiece facilitated from the clamping area.

Mittels des sich selbst zentrierenden Führungselementes im Zusammenhang mit dem exzentrisch in der Nut angeordneten Kugelgelenkkopf wird ein großer Schwenkwinkel des Spannhebels ermöglicht, ohne dass der Spannhebel mit dem Kugelgelenkkopfhals kollidiert. Aufgrund des großen Schwenkwinkels und des sich damit ergebenden ebenfalls großen Spannhebelschwenkes ist eine große Spannhebelausladung realisierbar. Gleichzeitig erlaubt die erfindungsgemäße Gelenkverbindung eine kompakte Bauweise der Spannvorrichtung, wobei gleichzeitig große Spannkräfte übertragbar sind. Weiter ist eine leichte Montage und/oder ein leichtes Austauschen des Spannhebels realisierbar, wobei insbesondere eine Stiftverbindung bei der Gelenkverbindung vermieden wird.through the self-centering guide element in context with the eccentrically arranged in the groove ball joint head is a large swivel angle of the clamping lever allows without the cocking lever colliding with the ball joint neck. Due to the large swivel angle and the resulting also large tension lever pivot is a large tension lever projection realizable. At the same time allows the invention Articulated a compact design of the clamping device, wherein at the same time large clamping forces transferable are. Next is an easy installation and / or easy replacement the clamping lever realized, in particular a pin connection is avoided in the joint.

Von besonderem Vorteil ist eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Gelenkverbindung und/oder einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung zum Spannen beim Bearbeiten und/oder Herstellen von Werkstücken.From particular advantage is a use of an inventive Articulated connection and / or an inventive Clamping device for clamping during machining and / or manufacturing of workpieces.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The Invention will become apparent from the following drawings explained. Show it:

1 eine Spannvorrichtung mit einer Gelenkverbindung mit den Erfindungsmerkmalen in einer Seitenansicht, 1 a tensioning device with a hinge connection with the features of the invention in a side view,

2 die Spannvorrichtung gemäß 1 in einer ersten Endstellung in einem teilweisen geschnittenen Ausschnitt, 2 the tensioning device according to 1 in a first end position in a partially cut-out section,

3 die Gelenkverbindung gemäß 1 und 2 im Querschnitt, und 3 the joint according to 1 and 2 in cross-section, and

4 die Spannvorrichtung gemäß 2 in einer zweiten Endstellung im Längsschnitt. 4 the tensioning device according to 2 in a second end position in longitudinal section.

1 zeigt eine Spannvorrichtung 10 mit einer erfindungsgemäßen Gelenkverbindung 11 in einer Seitenansicht. Hierbei wird mittels der Gelenkverbindung 11 eine Linearbewegung eines Betätigungselementes 17 in eine Schwenkbewegung eines Drehelementes 20 um eine Drehachse 21 umgewandelt. Der Spannvorrichtung 10 ist ein Gehäuse 12 zu entnehmen, das einen Grundkörper 13 und einen Gabelkopf 14 aufweist. 1 shows a clamping device 10 with a hinge connection according to the invention 11 in a side view. This is done by means of the hinge connection 11 a linear movement of an actuating element 17 in a pivoting movement of a rotary element 20 around a rotation axis 21 transformed. The tensioning device 10 is a housing 12 to take that a basic body 13 and a clevis 14 having.

Innerhalb des Grundkörpers 13 ist eine Zylinderbohrung 15 angeordnet, der einen Druckkolben 16 aufnimmt. Der Druckkolben 16 ist in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel als ein hydraulisch betriebener Druckkolben 16 ausgebildet. Auf der dem Gabelkopf 14 zugewandten Seite des Druckkolbens 16 ist an dem Druckkolben 16 ein Betätigungselement 17 angeordnet. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Betätigungselement 17 als ein Spannkolben 17 ausgebildet. An der von dem Druckkolben 16 abgewandten Seite des Spannkolbens 17 geht der Spannkolben 17 in einen Kugelgelenkkopfhals 18 über. Dieser Kugelgelenkkopfhals 18 trägt einen Kugelgelenkkopf 19.Within the body 13 is a cylinder bore 15 arranged, a pressure piston 16 receives. The pressure piston 16 is in the embodiment shown here as a hydraulically operated pressure piston 16 educated. On the fork head 14 facing side of the pressure piston 16 is on the pressure piston 16 an actuator 17 arranged. In the embodiment shown here is the actuating element 17 as a tensioning piston 17 educated. At the of the pressure piston 16 opposite side of the clamping piston 17 the tensioning piston goes 17 in a ball joint neck 18 above. This ball joint neck 18 carries a ball joint head 19 ,

An dem von dem Grundkörper 13 abgewandten Ende des Gabelkopfes 14 ist ein Drehelement 20 an dem Gabelkopf 14 montiert. Hierbei ist das Drehelement 20 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als ein Spannhebel 20 ausgebildet. Der Spannhebel 20 ist an einer örtlich feststehenden, nämlich stationären, nicht verschiebbaren Drehachse 21 mittels einer Gelenkachse 22 drehbar gelagert.At the of the main body 13 opposite end of the clevis 14 is a rotary element 20 on the clevis 14 assembled. Here is the rotary element 20 in the embodiment shown as a clamping lever 20 educated. The tension lever 20 is at a fixed, namely stationary, non-displaceable axis of rotation 21 by means of a joint axis 22 rotatably mounted.

Auf der dem Kugelgelenkkopf 19 zugewandten Seite des Spannhebels 20 ist der Kugelgelenkkopf 19 in einem Führungselement 23 aufgenommen. Der Kugelgelenkkopf 19 ist mittels des Führungselementes 23 in einer Nut 24 verschiebbar geführt. Die Nut 24 ist als eine durchgehende Bohrung innerhalb des Spannhebels 20 ausgebildet. Hierdurch ist gewährleistet, dass die Gelenkverbindung 11 und damit die Spannvorrichtung 10, beispielsweise bei einer spanenden Bearbeitung, funktionstüchtig bleibt und die Entstehung eines Spänestaus weitgehend vermieden wird. Gegebenenfalls in die Nut 24 eintretende Verschmutzungen werden bei einer Verschiebung des Führungselementes 23, insbesondere im Zusammenspiel mit Abstreifkanten 35 an dem Führungselement 23, aus der Nut 24 herausgeschoben. Hierdurch wird auch ein Eindringen von Schmutzpartikeln in das Führungselement 23 hinreichend vermieden. Der Kugelgelenkkopf 19 ist, insbesondere zusammen mit dem Führungselement 23, zum Herstellen der Gelenkverbindung in eine Nutöffnung 36 der Nut 24 einführbar. Die Nutöffnung 36 ist an einem von der Drehachse 21 abgewandten Ende der Nut 24 angeordnet.On the ball joint head 19 facing side of the clamping lever 20 is the ball joint head 19 in a guide element 23 added. The ball joint head 19 is by means of the guide element 23 in a groove 24 slidably guided. The groove 24 is as a through hole within the clamping lever 20 educated. This ensures that the hinge connection 11 and thus the tensioning device 10 , for example, during a machining, remains functional and the formation of a swarf is largely avoided. If necessary, in the groove 24 entering contaminants are at a displacement of the guide element 23 , in particular in conjunction with scraping edges 35 on the guide element 23 , from the groove 24 pushed out. As a result, an ingress of dirt particles in the guide element 23 sufficiently avoided. The ball joint head 19 is, in particular together with the guide element 23 for making the hinge connection in a slot opening 36 the groove 24 insertable. The slot opening 36 is at one of the axis of rotation 21 opposite end of the groove 24 arranged.

Der 1 ist die Spannvorrichtung 10 einerseits mittels der durchgezogenen Linien in einer ersten Endstellung sowie andererseits mittels der strichpunktierten Linien in einer zweiten Endstellung zu entnehmen. In der ersten Endstellung ist der Druckkolben 16 auf die dem Gabelkopf 14 zugewandten Seite der Zylinderbohrung 15 verfahren. Somit befindet sich der Spannkolben 17 in seiner maximal ausgefahrenen Position. In dieser Endstellung ist der Spannhebel 20 in einen Spannbereich 25 eingeschwenkt, so dass sich ein Auflagepunkt 26 in einer Auflageebene 27 befindet. In der ersten Endstellung liegt der Auflagepunkt 26 des Spannhebels 20 auf einem nicht näher dargestellten Werkstück auf. Hierdurch ist das Werkstück, beispielsweise auf einem Maschinentisch, festgespannt.Of the 1 is the tensioning device 10 on the one hand by means of the solid lines in a first end position and on the other hand by means of the dotted lines in a second end position to remove. In the first end position is the pressure piston 16 on the clevis 14 facing side of the cylinder bore 15 method. Thus, the tensioning piston is located 17 in its maximum extended position. In this end position is the tension lever 20 in a clamping area 25 pivoted in, so that a support point 26 in a support plane 27 located. In the first end position is the support point 26 of the clamping lever 20 on a workpiece, not shown. As a result, the workpiece, for example, on a machine table, clamped.

In der zweiten Endstellung ist der Druckkolben 16 an das dem Gabelkopf 14 abgewandte Ende der Zylinderbohrung 15 verfahren. Hierdurch ist der Spannkolben 17 in seiner eingefahrenen Position. Der Spannhebel 20 ist vollständig aus dem Spannbereich 25 herausgeschwenkt. Somit lassen sich in der zweiten Endstellung Werkstücke sehr einfach und weitgehend barrierefrei aus dem Spannbereich 25 entfernen und/oder in den Spannbereich 25 einbringen.In the second end position is the pressure piston 16 to the fork head 14 opposite end of the cylinder bore 15 method. This is the tensioning piston 17 in its retracted position. The tension lever 20 is completely out of the clamping range 25 pivoted. Thus, in the second end position workpieces can be very easily and largely barrier-free from the clamping area 25 remove and / or into the clamping area 25 contribute.

2 zeigt einen Ausschnitt einer weiteren Spannvorrichtung 10 mit einer erfindungsgemäßen Gelenkverbindung 11. Hierbei entspricht der Aufbau der der Spannvorrichtung 10 gemäß 1. Der Spannhebel 20 befindet sich in der ersten Endstellung. Die Nut 24 ist bezüglich ihrer Mittelpunktlinie 28 um 10° zur Auflageebene 27 geneigt. Weiter ist der Mittelpunkt 29 des Kugelgelenkkopfes 19 einerseits über der Auflageebene 27 und andererseits unterhalb der Mittelpunktlinie 28 der Nut 24 angeordnet. Die Mittelpunktlinie 28 der Nut 24 schneidet sich in einem dem Spannbereich 25 zugewandten Schnittpunkt 30 mit der Auflageebene 27. Ferner weist der Spannhebel 20 auf der dem Spannbereich 25 zugewandten Seite einen Schlitz 31 auf. Dieser Schlitz 31 geht in die Nut 24 über, wodurch beispielsweise ein Spänestau oder die Ansammlung anderer Schmutzpartikel innerhalb der Nut 24 weitgehend vermieden wird und damit eine dauerhafte Funktionstüchtigkeit gewährleistet ist. 2 shows a section of another clamping device 10 with a hinge connection according to the invention 11 , Here, the structure corresponds to that of the clamping device 10 according to 1 , The tension lever 20 is in the first end position. The groove 24 is with respect to its midpoint line 28 by 10 ° to the support plane 27 inclined. Next is the center 29 of the ball joint head 19 on the one hand above the support level 27 and, on the other hand, below the midpoint line 28 the groove 24 arranged. The midpoint line 28 the groove 24 cuts in a clamping area 25 facing intersection 30 with the support level 27 , Furthermore, the tension lever 20 on the clamping area 25 facing side a slot 31 on. This slot 31 goes into the groove 24 over which, for example, a swarf accumulation or the accumulation of other dirt particles within the groove 24 is largely avoided and thus a permanent functioning is guaranteed.

3 zeigt einen Querschnitt des Spannhebels 20 gemäß 1 und 2. Die Nut 24 ist als eine kreiszylindrische Bohrung ausgebildet. An der dem Kugelgelenkkopfhals 18 zugewandten Seite weist die Nut 24 einen Durchbruch 32 zur Aufnahme und/oder Führung des Kugelgelenkkopfhalses 18 auf. Hierdurch bilden sich im Bereich des Durchbruchs 32 Schultern 33. Auf den Schultern 33 liegt der Kugelgelenkkopf 19 mittels einer Punktauflage auf. Hierdurch wird zugleich die Entstehung eines Spänestaus, beispielsweise bei einer spanenden Bearbeitung eines Werkstückes, weitgehend vermieden. Das Führungselement 23 wird aufgrund der exzentrischen Lage des Mittelpunktes 29 des Kugelgelenkkopfes 19 gemäß dem Pfeil 34 selbständig zentriert. 3 shows a cross section of the clamping lever 20 according to 1 and 2 , The groove 24 is formed as a circular cylindrical bore. At the ball joint head neck 18 facing side, the groove 24 a breakthrough 32 for receiving and / or guiding the ball joint neck 18 on. This results in the area of the breakthrough 32 Shoulder 33 , On the shoulders 33 lies the ball joint head 19 by means of a point support. As a result, at the same time the formation of a chip jam, for example, during a machining of a workpiece, largely avoided. The guide element 23 is due to the eccentric position of the midpoint 29 of the ball joint head 19 according to the arrow 34 independently centered.

4 zeigt die Spannvorrichtung 10 gemäß 2 in der zweiten Endstellung. Hierbei ist der Spannkolben 17 vollständig in dem Grundkörper 13 eingefahren. Das Führungselement 23 befindet sich an dem von der Drehachse 21 abgewandten Ende der Nut 24. Der Spannhebel 20 ist in dieser zweiten Endstellung vollständig aus dem Spannbereich 25 herausgeschwenkt. 4 shows the tensioning device 10 according to 2 in the second end position. Here is the tensioning piston 17 completely in the body 13 retracted. The guide element 23 is located at the of the axis of rotation 21 opposite end of the groove 24 , The tension lever 20 is completely out of the clamping range in this second end position 25 pivoted.

Die Gelenkverbindung 11 zwischen dem Spannhebel 20 und dem Kugelgelenkkopf 19 ermöglicht somit eine stationäre, stabile Lagerung des Spannhebels in einem Gabelkopf 14. Hierdurch sind kompakte Spannvorrichtungen realisierbar, die hinreichend große Spannkräfte zum Spannen eines Werkstückes übertragen. Zudem wird aufgrund der stiftlosen Verbindung zwischen dem Spannhebel 20, dem Führungselement 23 und/oder dem Kugelgelenkkopf 19 eine schnelle Montage bzw. ein einfacher Austausch des Spannhebels 20 durchführbar.The articulation 11 between the clamping lever 20 and the ball joint head 19 thus enables a stationary, stable storage of the clamping lever in a clevis 14 , As a result, compact clamping devices can be realized, which transmit sufficiently large clamping forces for clamping a workpiece. In addition, due to the pinless connection between the clamping lever 20 , the guide element 23 and / or the ball joint head 19 a quick installation or a simple replacement of the clamping lever 20 feasible.

1010: Spannvorrichtungjig
1111: Gelenkverbindungarticulation
1212: Gehäusecasing
1313: Grundkörperbody
1414: Gabelkopfclevis
1515: Zylinderbohrungbore
1616: Druckkolbenpressure piston
1717: Betätigungselement, SpannkolbenActuator clamping piston
1818: KugelgelenkkopfhalsBall joint head neck
1919: KugelgelenkkopfBall joint head
2020: Drehelement, SpannhebelSwivel, clamping lever
2121: Drehachseaxis of rotation
2222: Gelenkachsejoint axis
2323: Führungselementguide element
2424: Nutgroove
2525: Spannbereichclamping range
2626: Auflagepunktsupport point
2727: Auflageebenesupport plane
2828: MittelpunktlinieCenter line
2929: MittelpunktFocus
3030: Schnittpunktintersection
3131: Schlitzslot
3232: Durchbruchbreakthrough
3333: Schultershoulder
3434: Pfeilarrow
3535: Abstreifkantestripping
3636: Nutöffnungslot opening

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 4307058 [0002]

Claims

Articulated connection for converting a linear movement into a pivoting movement with a linearly movable actuating element ( 17 ), with one on the actuating element ( 17 ) arranged ball joint head ( 19 ), wherein the ball joint head ( 19 ) for at least partially transmitting the linear movement of the actuating element ( 17 ) on a rotary element ( 20 ) with the rotary element ( 20 ), characterized in that the rotary element ( 20 ) at a fixed axis of rotation ( 21 ) is rotatably mounted, and the ball joint head ( 19 ) displaceable in the rotary element ( 20 ) is guided.

Articulated connection according to claim 1, characterized in that the ball joint head ( 19 ) in a groove ( 24 ) of the rotary element ( 20 ) is guided displaceably.

Hinge connection according to claim 2, characterized in that the ball joint head ( 19 ) for securely holding the ball joint head ( 19 ) in the direction of the linear movement of the groove ( 24 ) is at least partially included, wherein for receiving and / or guiding a ball joint neck ( 18 ) in an actuator ( 17 ) facing region of the groove ( 24 ) a breakthrough ( 32 ) is provided.

Hinge connection according to one of the preceding claims, characterized in that the ball joint head ( 19 ) in a displaceable guide element ( 23 ), in particular rotatable, is added.

Articulation according to one of the preceding claims, characterized in that a center ( 29 ) of the ball joint head ( 19 ), in particular due to the guide element ( 23 ), eccentric to a midpoint ( 28 ) of the groove ( 24 ) and / or the guide element ( 23 ) in the direction of the breakthrough ( 32 ) is shifted.

Articulated connection according to claim 4 or 5, characterized in that the guide element ( 23 ) within the groove ( 24 ) and the breakthrough ( 32 ) is arranged facing away.

Hinge connection according to one of claims 4 to 6, characterized in that the guide element ( 23 ) due to the inclusion of the ball joint head ( 19 ) and a system of the ball joint head ( 19 ) at the groove ( 24 ) in the area of the breakthrough ( 32 ) centrally in the longitudinal direction of the groove ( 24 ) is centered.

Hinge connection according to one of the preceding claims, characterized in that the center ( 29 ) of the ball joint head ( 19 ) in a first end position of the rotary element ( 20 ) above a support level ( 27 ) of the rotary element ( 20 ), preferably a bearing point ( 26 ) in the support plane ( 27 ) on the ball joint head ( 19 ) facing away from the axis of rotation ( 21 ) lies.

Hinge connection according to one of the preceding claims, characterized in that the axis of rotation ( 21 ) of the rotary element ( 20 ) with the support point ( 26 ) of the rotary element ( 20 ) on the transversely, in particular at right angles, aligned to the direction of the linear movement support plane ( 27 ) is arranged.

Hinge connection according to one of the preceding claims, characterized in that the groove ( 24 ) for a sufficient leverage in the first end position with an acute angle, preferably at an angle between ¹⁰ and 45 °, particularly preferably at an angle of 10 °, to the support plane ( 27 ) is inclined.

Articulated connection according to claim 10, characterized in that an intersection ( 30 ) of the support level ( 27 ) with a center line inclined thereto ( 28 ) of the groove ( 24 ) and / or the guide element ( 23 ) on the ball joint head ( 19 ) facing away from the axis of rotation ( 21 ) lies.

Clamping device for clamping workpieces on machines, devices and / or pallets with a hinge connection ( 11 ) for converting a linear movement into a pivoting movement according to one of the preceding claims.

Clamping device according to claim 12 with a clamping piston ( 17 ) trained actuator ( 17 ) for generating a linear movement, with one on the tensioning piston ( 17 ) arranged ball joint head ( 19 ), wherein the ball joint head ( 19 ) for at least partially transmitting the linear movement of the tensioning piston ( 17 ) as a tensioning lever ( 20 ) formed rotary element ( 20 ) with the clamping lever ( 20 ), characterized in that the tensioning lever ( 20 ) at a fixed axis of rotation ( 21 ) is rotatably mounted, and the ball joint head ( 19 ) displaceable in the tensioning lever ( 20 ) is guided.

Use of a hinge connection ( 11 ) according to one of claims 1 to 11 and / or a tensioning device ( 10 ) according to claim 12 or 13 for clamping during machining and / or manufacture of workpieces.