DE202004002982U1

DE202004002982U1 - Kniehebelspannvorrichtung

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Publication number: DE202004002982U1
Application number: DE202004002982U
Authority: DE
Original assignee: Tuenkers Maschinenbau GmbH
Current assignee: Tuenkers Maschinenbau GmbH
Priority date: 2003-11-25
Filing date: 2004-02-27
Publication date: 2004-05-19
Anticipated expiration: 2014-02-28
Also published as: DE20318208U1

Abstract

Spannwerkzeug, insbesondere Kniehebelspannvorrichtung, zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie, mit einem Spannarm (4), der mit einem Gegenlager und/oder einem Werkstück zusammenwirkt und durch den das betreffende Werkstück, z. B. Bleche oder Blechkörper, klemmbar sind, wobei dem Spannarm (4) und/oder einem Widerlager mindestens ein Konturstück (6), vorzugsweise auswechselbar, zugeordnet ist, das mit einer der zu klemmenden Oberfläche des Werkstückes formmäßig ausgebildeten Klemmfläche zusammenwirkt, wobei mehrere neben- und/oder hintereinander angeordnete stangen- oder nadelförmige Einzelklemmkörper (8, 9, 10) mit einander zugekehrten Flächen aneinander parallel und satt aneinanderliegend gegeneinander hubbeweglich gegen die Rückstellkraft z. B. je mindestens eines Druckfederelementes (21, 22, 23) geführt sind und in der jeweils gewünschten Hubstellung jeder einzelne Einzelklemmkörper (8, 9, 10) über ein quer zur Längsachse (11) der Einzelklemmkörper (8, 9, 10) gegen die Einzelklemmkörper (8, 9, 10) einwirkendes Klemmelement (12), gemeinsam arretierbar, aber auch lösbar, ausgebildet sind, wobei das Klemmelement (12) über einen Kraftantrieb in entgegengesetzten Richtungen antreibbar...

Description

Spannwerkzeuge weisen in der Regel wenigstens einen Spannbacken auf, mit dem sie gegen das zu spannende Werkstück einwirken. Kniehebelspannvorrichtungen werden bevorzugt im PKW-Karosseriebau verwendet. Derartige Kniehebelspannvorrichtungen bestehen gewöhnlich aus einem Spannkopf, dem ein motorischer Antrieb, z. B. eine Kolben-Zylinder-Einheit mit abwechselnd beidseitig durch Druckmitteldruck, insbesondere durch Luftdruck, zu beaufschlagender Kolben zugeordnet ist. Der Kolben ist mit einer Kolbenstange verbunden, die auf eine Kniehebelgelenkanordnung einwirkt, über die ein Klemmarm auf- und niederschwenkbar und gegen das zu spannende Werkstück, z. B. Bleche im Karosseriebau, anpreßbar ist. Als Widerlager dienen oftmals sogenannte Kiefer oder sonstige Vorrichtungsteile, auf denen die Werkstücke, z. B. Bleche, aufliegen und dann unter hohem Druck von dem Spannarm und dem daran befestigten Spannbacken angepresst und arretiert werden, bis sie z. B. durch Punktschweißen, Clinchen, Kleben oder dergleichen dauerhaft miteinander verbunden sind. Da besonders im Karosseriebau die miteinander zu verspannenden Werkstücke, z. B. Radkästen, Schweller, oder sonstige aus Blech bestehende Teile der Karosserie, unterschiedliche Konturen aufweisen, müssen solche Konturen den äußeren zu spannenden Oberflächen angepasst werden, was kostspielig ist, da solche Konturstücke oft durch CNC-gesteuerte Maschinen aus dem Vollen gefräst oder sonst wie hergestellt werden müssen. Für unterschiedliche Konturen müssen auch unterschiedliche Konturstücke bereitgehalten werden, die mit den Spannbacken bzw. Spannhebel auswechselbar verbunden werden. Auch die Einrichtung solcher Konturstücke, das heißt die formgenaue Anpassung an die zu spannenden Oberflächenbereiche und der Werkstücke ist aufwendig und demgemäss kostspielig.
Aus der DE 196 03 579 A1 ist ein Formspannbacken für eine Spannvorrichtung mit einem Klemmrahmen vorbekannt, der je zwei einander paarweise gegenüberliegende, eine im wesentlichen rechteckige Rahmenöffnung begrenzende Rahmenschenkel aufweist, mit einer Vielzahl von in der Rahmenöffnung des Klemmrahmens angeordneten, quer zur Rahmenebene parallel zueinander ausgerichteten und unabhängig voneinander verschiebbaren Spannstößeln, die an ihren Seitenflächen in dichter Packung gegeneinander anliegen und mit ihren über die Rahmenöffnung überstehenden freien Stirnflächen eine an die Oberflächenkontur eines Werkstückes anpassbare Spannfläche bilden, und mit einem die Spannstößel innerhalb des Klemmrahmens gegeneinanderpressenden Klemmmechanismus, der ein in der Rahmenöffnung angeordnetes, quer zur Verschieberichtung der Spannstößel im wesentlichen parallel zu einem der Rahmenschenkelpaare seitlich gegen die Spannstößelanordnung verschiebbares Druckstück und ein dem Druckstück in dessen Verschieberichtung gegenüberliegendes, gegen die Spannstößelanordnung anliegendes Widerlagerstück aufweist, wobei die Spannstößel unter der Einwirkung des Druckstücks und des Widerlagerstücks über ihre in Verschieberichtung des Druckstücks schräg angestellten Anlageflächen quer zur Verschieberichtung gegen die parallel zur Verschieberichtung ausgerichteten Rahmenschenkel anpressbar sind. Die Spannstößel weisen innerhalb der Spannstößelanordnung in Verschieberichtung des Druckstücks pfeilartig spitz zusammenlaufende Anlageflächen auf. Die Spannstößel weisen ein Vierkantprofil mit in Verschieberichtung des Druckstücks weisenden Profilspitzen auf. Außerdem sind Spannstößel mit Sechskantprofil beschrieben. Das Widerlagerstück wird durch den dem Druckstück in Verschieberichtung gegenüberliegenden Rahmenschenkel gebildet, wobei das Widerlagerstück in zum Druckstück entgegengesetzter Richtung gegen die Spannstößelanordnung verschiebbar ist. Dabei soll das Druckstück mittels eines im benachbarten Rahmenschenkel angeordneten Innengewinde geführten Gewindestößels verschiebbar sein. Weiterhin soll die lichte Weite der Rahmenöffnung quer zu den in Verschieberichtung des Druckstücks im wesentlichen parallelen Rahmenschenkeln im Verlauf dieser Rahmenschenkel kontinuierlich oder stufenförmig variieren. Vorgesehen ist auch, dass die lichte Weite vom beweglichen Druckstück zum festen Widerlagerstück hin abnimmt. Die lichte Weite soll außerdem vom beweglichen Druckstück und vom beweglichen Widerlagerstück aus zur Rahmenmitte hin abnehmen. Die Spannstößel sind in ihrer Verschieberichtung federbelastet. Hierzu weisen die Spannstößel ein rückwärtiges, achszentrales Sackloch zur Aufnahme einer sich an einer rahmenfesten Stützfläche abstützenden Druckfeder auf. Die Stützfläche wird durch eine rahmenfeste, zur Rahmenebene parallele Stützplatte gebildet. Die Druckfeder ist als zwischen der Stützfläche und dem Spannstößel eingespannte, den Zwischenraum frei überbrückende Schraubendruckfeder ausgebildet. Dabei werden die Schraubendruckfedern mit ihren auf Block gegeneinander anliegenden Endwindungen auf ein stützflächenseitiges und/oder spannstößelseitiges Gewinde aufgedreht. Sie können hier auch durch Kleben befestigt sein. Der Formspannbacken soll eine gleichmäßige Arretierung der Spannstößel innerhalb des Klemmrahmens gewährleisten und innerhalb des rechteckigen Klemmrahmens in Längs- und Querrichtung verspannbar sein.
Aufgabe
Der Neuerung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Kniehebelspannvorrichtung, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie, zu schaffen, bei welcher sich die Umrüstungen von Kniehebelspannvorrichtungen auf unterschiedliche zu klemmende Konturen im Karosseriebau ohne Demontage der Kniehebelspannvorrichtung schnell und problemlos, gegebenenfalls auch durch Einbeziehung in eine zentrale Folgesteuerung, durchführen lassen.
Lösung
Die Aufgabe wird durch in Schutzanspruch 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst.
Einige Vorteile
Bei der Neuerung ist mindestens einem Spann- oder Klemmarm ein im Bedarfsfalle auswechselbares Konturstück zugeordnet, das zahlreiche hinter-und/oder nebeneinander angeordnete Einzelklemmkörper aufweist, die im Bedarfsfalle alle gleich groß sind und die gleiche Formgebung aufweisen können, und die mit ihren freien Enden mit dem zu klemmenden Werkstück zusammenwirken. Die in Längsachsrichtung gegeneinander verschieblichen Einzelklemmkörper werden neuerungsgemäß durch eine kraftangetriebene Klemmvorrichtung in der jeweiligen Konturenlage geklemmt, wobei die Klemmvorrichtung ihre hohe Klemmkraft über ein Kniehebelgelenk auf die Einzelklemmkörper überträgt. Die Klemmvorrichtung kann als abwechselnd beidseitig durch Druckmitteldruck zu beaufschlagende Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet werden, wobei als Druckmittel z. B. Luftdruck, aber auch eine hydraulische Flüssigkeit in Betracht kommen können Es kann auch ein Elektromotor als Kraftantrieb verwendet werden. Bevorzugt wird dabei die Klemmvorrichtung so ausgebildet und angeordnet, dass das Kniehebelgelenk zwecks seiner Arretierung um einen geringen Betrag, z. B. um einige Bogensekunden, über seine Totpunktlage durch den jeweiligen Kraftantrieb gefahren wird, so dass es selbst blockierend ist und sich nicht beim Hin- und Herbewegen des betreffenden Spann- oder Klemmarms lösen kann. Dies ist wichtig, falls es zum Energieausfall für die Klemmvorrichtung, insbesondere zum Ausfall oder Abfall des zum Antrieb der Klemmvorrichtung erforderlichen Druckmitteldruckes, kommen sollte.
Die Neuerung ermöglicht es, zahlreiche solchermaßen ausgestalteter Kniehebelspannvorrichtungen, die in einer Fertigungsstraße im Kfz-Bau benötigt werden, an eine zentrale Steuerung anzuschließen, um beim Wechseln von zu klemmenden Karosserieteilen jeweils auf die Kontur der zu klemmenden Bauteile, z. B. Radkästen, Schweller, Türholme oder dergleichen, angepasst zu werden. Die Kniehebelspannvorrichtungen brauchen zu diesem Zweck nicht ausgebaut zu werden. Vielmehr genügt es, einen entsprechenden Steuerungsbefehl von einer zentralen Steueranlage an die betreffende Fertigungslinie zu geben, um die vorgesehenen Klemmvorrichtungen zu lösen, so dass beim entsprechenden Auffahren der Konturstücke auf die neu zu klemmenden Oberflächenteile sich die Einzelkörper entsprechend einstellen können und dann in ihrer jeweiligen passgerechten Konturenlage durch die Klemmvorrichtung durch die zentrale Steuerung dauerhaft, aber lösbar, fixiert werden können.
Weitere erfinderische Ausgestaltungen
Weitere neuerungsgemäße Ausgestaltungen sind den Schutzansprüchen 2 bis 22 beschrieben.
Bei Ausgestaltung gemäß Schutzanspruch 2 erfolgt der Antrieb der Klemmvorrichtung pneumatisch, während dies bei der Ausführungsform nach Schutzanspruch 3 hydraulisch geschieht. Dagegen wird bei der Ausführungsform nach Schutzanspruch 4 die Klemmvorrichtung durch einen geeigneten Elektromotor angetrieben.
Gemäß Schutzanspruch 5 ist ein Druckstück mit dem Kniehebelgelenk verschieblich gekuppelt, das auf die Einzelklemmkörper einwirkt und diese in der jeweils gewünschten Konturenlage gegeneinander klemmt (spannt).
Bei der Ausführungsform nach Schutzanspruch 6 ist die Klemmvorrichtung als Kolben-Zylinder-Einheit oberhalb des Klemmarmes an diesem befestigt, so dass sie den für das zu spannende Werkstück benötigten Raum nicht behindert.
In Schutzanspruch 7 ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Neuerung beschrieben.
Bei der Ausführungsform nach Schutzanspruch 8 wird jeder Einzelklemmkörper durch ein stangenförmiges Führungselement geführt, das auch zur Lagerung eines Druckfederelements, z. B. einer aus Stahl bestehenden Spiraldruckfeder, dient.
Vorteilhafterweise ist bei der Ausführungsform nach Schutzanspruch 9 jeder Einzelklemmkörper im Querschnitt polygonförmig gestaltet, während bei der Ausführungsform nach Schutzanspruch 10 die Einzelklemmkörper im Querschnitt – bis auf einen relativ kurzen Bereich nahe ihres freien, äußeren Längenabschnitts – im Querschnitt sechseckig oder achteckig ausgebildet sind.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher gemäß Schutzanspruch 11 die Einzelklemmkörper an ihrem freien Stirnende ballig oder kugelkalottenförmig gestaltet sind. An dieser Stelle können die Einzelklemmkörper gemäß Schutzanspruch 12 auch nach einer von einer Kreisform abweichenden Kurve konvex ausgebildet sein.
In der Regel wird man das Klemmelement aus Stahl herstellen. An dieser Stelle könnte allerdings auch ein Kunststoffblock eingesetzt sein. Es ist jedoch auch möglich, das Klemmelement durch eine Quasiflüssigkeit, z. B. auf Kunststoffbasis, zu ersetzen. Als Quasiflüssigkeit käme ein quasi flüssiger Kunststoff in Betracht, auf den der Kraftantrieb über die Gelenkanordnung unter Einschaltung eines Druckübertragungselements, z. B. eines Kolbens, einwirkt – Schutzanspruch 13.
Auf jeden Einzelklemmkörper kann ein als Spiraldruckfeder ausgebildetes Federelement einwirken. Ein solches Federelement wird bevorzugt aus Federstahl hergestellt – Schutzanspruch 14.
In der Regel wird man die etwa nadelförmigen Einzelklemmkörper aus einem geeigneten metallischen Werkstoff, z. B. aus Stahl, herstellen. Es ist jedoch auch möglich, die Einzelklemmkörper aus Kunststoffblöcken oder Kunststoffteilen zu fertigen, z. B. aus einem Polyurethan-Kunststoff, der die erforderliche Härte und Abriebfestigkeit sowie Alterungsbeständigkeit und Lichtechtheit, besitzt – Schutzanspruch 15.
Die Ausführungsform nach Schutzanspruch 16 baut kompakt, was auch für die Ausführungsform nach Schutzanspruch 17 gilt.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform beschreibt Schutzanspruch 18.
Unter beengten Raumverhältnissen wird man sowohl für den Kraftantrieb der Kniehebelgelenkanordnung als auch für den Kraftantrieb, mittels dessen sich die nadelförmigen Einzelklemmkörper kraftschlüssig gegeneinander verspannen lassen, eine von der Kreisform abweichende Konstruktion wählen – Schutzanspruch 19.
Hierzu bietet sich z. B. eine Lösung nach Schutzanspruch 20 oder Schutzanspruch 21 an.
Schutzanspruch 22 beschreibt eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Neuerung.
In der Zeichnung ist die Neuerung – teils schematisch – beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen:
1 eine Kniehebelspannvorrichtung, teils in der Ansicht, teils im Schnitt, abgebrochen dargestellt;
2 einen Spannarm der aus 1 ersichtlichen Kniehebelspannvorrichtung, in der Seitenansicht, und
3 einen Schnitt nach der Linie III – III der 1.
Mit dem Bezugszeichen 1 ist insgesamt eine Kniehebelspannvorrichtung bezeichnet, die vorliegend ein als Spannkopf 2 ausgebildetes Antriebsteil mit einem um eine gehäusefeste Achse 3 hin und her schwenkbaren Spannarm 4 aufweist. Die gehäusefeste Achse 3 besitzt an ihren aus dem Spannkopf 2 heraustretenden, gegenüberliegenden Endabschnitten eine quadratische Ausgestaltung, so dass sich der Spannarm 4 hieran mit entsprechenden Ausprägungen und je einem Flanschstück 5 lösbar anordnen lässt. Der Spannarm 4 ist in Richtung A bzw. B hin und her schwenkbar und wird über eine im Spannkopf 2 angeordnete, im einzelnen aus der Zeichnung nicht ersichtliche Kniehebelgelenkanordnung angetrieben. Die Kniehebelgelenkanordnung wird wiederum über ein z. B. als Kolbenstange ausgebildetes Antriebsteil hin und her bewegt, um die entsprechende Schwenkbewegung A bzw. B des Spannarmes 4 durchzuführen.
An dem Spannkopf 2 schließt sich ein nicht dargestelltes Antriebsteil an, das z. B. als Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildet ist. Der Kolben kann an sich jede beliebige Querschnittsform aufweisen, ist z. B. entweder flachoval oder kreisrund ausgebildet und durch Dichtungen druckmitteldicht an den Innenwandungen des Zylinders geführt. Der Kolben wird durch eine Folgesteuerung abwechselnd beidseitig durch Druckmitteldruck beaufschlagt und führt dann die entsprechende Hin- und Herbewegung durch, was die Schwenkbewegung in Richtung A bzw. B des Spannarmes 4 verursacht. Bevorzugt wird als Druckmittel Druckluft verwendet, die in den Betrieben in der Regel zur Verfügung steht. Als Antriebsteil kann jedoch auch ein Elektromotor in Betracht kommen, der dann die Kniehebelgelenkanordnung in entgegengesetzten Richtungen antreibt, um die Schwenkbewegung A bzw. B des Spannarmes 4 herbeizuführen.
Dem Spannarm 4 ist ein nicht dargestellter sogenannter Kiefer zugeordnet, der das Widerlager für den Spannarm 4 bildet. Es kann im Bedarfsfalle aber auch entfallen, falls die Reaktionskraft durch ein anderes Widerlager aufgefangen werden kann. Der Spannarm 4 klemmt nicht dargestellte Werkstücke, z. B. blechförmige Teile von Karosserien im Karosseriebau der Kfz-Industrie. Solche Blechteile können unterschiedliche Formgestaltungen aufweisen, so dass die entsprechenden Oberflächenbereiche des Spannarmes 4 und/oder des Kiefers oder eines sonstigen Widerlagers formmäßig entsprechende sogenannte Konturstücke aufweisen müssen, um die Klemmkraft zuverlässig und zerstörungsfrei auf die Oberflächen der Werkstücke übertragen zu können. Ein derartiges Konturstück ist in 1 und 2 insgesamt mit dem Bezugszeichen 6 bezeichnet. Es besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 7 und mehreren unter- oder nebeneinander angeordneten Einzelklemmkörpern, von denen nur einige mit den Bezugszeichen 8, 9 und 10 bezeichnet sind. Die Einzelklemmkörper 8, 9 und 10 sind bevorzugt alle gleich groß und besitzen gleiche Formgestaltung und sind etwa nadelförmig bzw. stangenartig ausgebildet und mit ihren Längsachsen 11 parallel zueinander angeordnet. Bei der dargestellten Ausführungsform besitzen die Einzelklemmkörper 8, 9 und 10 in zahlreichen zu ihrer Längsachse 11 orthogonal geführten Querschnitten sechseckförmige Gestaltung, können aber auch quadratisch oder polygonförmig ausgebildet sein. Das bedeutet, dass die neben- und/oder hintereinander angeordneten Einzelklemmkörper 8, 9 und 10 sich mit ihren benachbarten Flächen jeweils gegeneinander abstützen können, so dass eine gute Kraftübertragung zwischen ihnen erfolgt.
Wie man insbesondere aus 3 erkennt, werden die Einzelklemmkörper 8, 9 und 10 auf mindestens drei Seiten seitlich von dem Gehäuse 7 umschlossen, während die vierte Seite im wesentlichen durch ein Klemmelement 12 gebildet ist, das über eine Achse 13 mit einer Kniehebelgelenkanordnung 14 in Richtung C oder D verstellbar angeordnet ist. Mit 15 ist eine weitere Achse bezeichnet, mit der die Kniehebelgelenkanordnung 14 mit einer Kolbenstange 16 verbunden ist, die ihrerseits einstöckig mit einem Kolben 17 in Verbindung steht, der abwechselnd beidseitig mit Druckmitteldruck, insbesondere durch Druckluft, zu beaufschlagen ist. Die Druckluft wird über Leitungen 18 bzw. 19 gesteuert herangeführt. Hierzu kann die betreffende Kniehebelspannvorrichtung in eine Folgesteuerung einbezogen werden, die die Druckmittelzuführung zu den Leitungen 18 und 19 sinnvoll steuert. Der Kolben 17 führt dadurch einen Hub entweder in Richtung C oder D aus, wodurch über die Kniehebelgelenkanordnung 14 das Klemmelement 12 entweder gegen die Einzelklemmkörper 8, 9 und 10 gedrückt oder von diesen wegbewegt wird. Wird es gegen die Einzelklemmkörper 8, 9 und 10 gedrückt, werden sämtliche Einzelklemmkörper 8, 9 und 10 in dem Gehäuse 7 kraftschlüssig gegeneinander verspannt und behalten ihre jeweils eingenommene Konturlage bei. Soll eine andere Kontur eingestellt werden, so wird die Verklemmung bzw. Verspannung durch entsprechenden Antrieb des Kolbens 17 in Richtung C gelöst, der Spannarm 4 in Richtung A geschwenkt und auf die zu klemmende bzw. zu spannende Oberfläche des Werkstückes gefahren, so dass sich die Einzelklemmkörper 8, 9 und 10 auf die neue Konturenlage einstellen. Alsdann erfolgt durch entsprechende Druckmittelbeaufschlagung des Kolbens 17 ein Festklemmen der Einzelklemmkörper 8, 9 und 10 in der neuen Konturlage. Wie man erkennt, kann eine beliebige Vielzahl solcher Kniehebelspannvorrichtungen auch in wechselnde Werkstücke und deren Konturenausbildung durch Fernsteuerung eingestellt werden, ohne daß ein Ausbau oder sonstiges Umrüsten erforderlich ist. Dadurch ergibt sich eine nicht unbeträchtliche Zeitersparnis. T bzw. E bezeichnet die Hubrichtung des Klemmstückes 12. Mit 20 sind eine oder mehrere Rollen zum Führen bezeichnet.
Die Einzelklemmkörper 8, 9 und 10 können aus Stahl, aber auch aus einem geeigneten Kunststoff, bei empfindlichen Werkstücken auch aus Kupfer, Aluminium oder dergleichen, bestehen. Des weiteren ist es möglich, die Einzelklemmkörper 8, 9 und 10 – wie auch in 1 dargestellt – an ihren freien Endabschnitten abgerundet auszubilden und diese an ihre freien Oberflächen gegebenenfalls mit einem schonenden Überzug, z. B. mit Gummi oder gummielastische Eigenschaften aufweisenden Kunststoff oder dergleichen, zu versehen.
Mit den Bezugszeichen 21, 22, 23 ist jeweils ein stangenförmiges Führungselement bezeichnet, das in dem Gehäuse 7 angeordnet ist und jeweils koaxial zu dem betreffenden Einzelklemmkörper 8, 9, 10 angeordnet ist. Die stangenförmigen Führungselemente 21, 22, 23 – und sämtliche anderen in der Zeichnung nicht dargestellten stangenförmigen Führungselemente für die nicht bezeichneten weiteren Einzelklemmkörper – dienen auch zur Lagerung von Druckfedern 24, 25, 26, die jeweils in Sackbohrungen der Einzelklemmkörper 8, 9, 10 gelagert sind und sich an ihrem Ende gegen die Oberseite des Gehäuses 7 abstützen. Die Druckfedern 24, 25, 26 können unter einer gewissen Vorspannung eingebaut sein und belasten somit die Einzelklemmkörper 8, 9, 10 in dem Sinne, dass sie die Tendenz haben, sich aus dem Gehäuse 7 herauszubewegen.
Die in den Schutzansprüchen und in der Beschreibung beschriebenen sowie aus der Zeichnung ersichtlichen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Neuerung wesentlich sein.

1: Kniehebelspannvorrichtung
2: Antriebsteil, Spannkopf
3: Achse, gehäusefeste
4: Spannarm
5: Flanschstück
6: Konturstück
7: Gehäuse
8: Einzelklemmkörper
9
10: „
11: Längsachse
12: Klemmelement
13: Achse
14: Kniehebelgelenkanordnung
15: Achse
16: Kolbenstange
17: Kolben
18: Leitung
19: „
20: Rolle
21: Führungselement, stangenförmiges
22: „
23: „
24: Druckfeder
25: „
26: „
A: Schwenkrichtung des Spannarmes
B: „
C: Hubrichtung des Kolbens der Klemmvorrichtung
D: „
E: Hubrichtung des Klemmstücks 12
T: „

Claims

Spannwerkzeug, insbesondere Kniehebelspannvorrichtung, zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie, mit einem Spannarm (4), der mit einem Gegenlager und/oder einem Werkstück zusammenwirkt und durch den das betreffende Werkstück, z. B. Bleche oder Blechkörper, klemmbar sind, wobei dem Spannarm (4) und/oder einem Widerlager mindestens ein Konturstück (6), vorzugsweise auswechselbar, zugeordnet ist, das mit einer der zu klemmenden Oberfläche des Werkstückes formmäßig ausgebildeten Klemmfläche zusammenwirkt, wobei mehrere neben- und/oder hintereinander angeordnete stangen- oder nadelförmige Einzelklemmkörper (8, 9, 10) mit einander zugekehrten Flächen aneinander parallel und satt aneinanderliegend gegeneinander hubbeweglich gegen die Rückstellkraft z. B. je mindestens eines Druckfederelementes (21, 22, 23) geführt sind und in der jeweils gewünschten Hubstellung jeder einzelne Einzelklemmkörper (8, 9, 10) über ein quer zur Längsachse (11) der Einzelklemmkörper (8, 9, 10) gegen die Einzelklemmkörper (8, 9, 10) einwirkendes Klemmelement (12), gemeinsam arretierbar, aber auch lösbar, ausgebildet sind, wobei das Klemmelement (12) über einen Kraftantrieb in entgegengesetzten Richtungen antreibbar ist, und dass der Kraftantrieb seine Verstellbewegungen über eine Kniehebelgelenkanordnung (14) auf das Klemmelement (12) ausübt.
Spannwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftantrieb durch eine abwechselnd beidseitig mit Druckmitteldruck zu beaufschlagende Kolben-Zylinder-Einheit gebildet ist, wobei der Kolben (17) abwechselnd durch Luftdruck zu beaufschlagen ist.
Spannwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftantrieb durch eine Kolben-Zylinder-Einheit gebildet ist, wobei der Kolben abwechselnd beidseitig hydraulisch beaufschlagt ist.
Spannwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftantrieb durch einen Elektromotor, z. B. einen Linearmotor, gebildet ist, der über die Kniehebelgelenkanordnung (14) das Klemmelement (12) antreibt.
Spannwerkzeug nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das als Druckstück ausgebildete Klemmelement (12) über eine als Gelenkachse ausgebildete Achse (15) verschieblicht in einem Gehäuse (7) angeordnet ist und quer zur Längsachsrichtung auf die Einzelklemmkörper (8, 9, 10) einwirkt.
Spannwerkzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben-Zylinder-Einheit auf dem Spannarm (4) angeordnet und mit diesem schwenkbeweglich ist.
Spannwerkzeug nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kniehebelgelenkanordnung (14) über eine Kolbenstange (16) mit dem Kolben (17) getrieblich gekuppelt ist und dass die Kolbenstange (16) druckmitteldicht in den Druckraum des Zylinders, in dem der Kolben (17) längsverschieblich und dichtend geführt ist, hineingeführt ist.
Spannwerkzeug nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Einzelklemmkörper (8, 9, 10) durch ein im Gehäuse (7) koaxial zu dem betreffenden Einzelklemmkörper (8, 9, 10) angeordnetes stangenförmiges Führungselement (21, 22, 23) geführt ist, das auch zur Lagerung einer Druckfeder (24, 25, 26) dient.
Spannwerkzeug nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelklemmkörper (8, '9, 10) in jedem zu ihrer Längsachse geführten Querschnitt – bis auf einen relativ kurzen Bereich nahe ihres freien, äußeren Längenabschnitts – polygonförmig ausgebildet ist.
Spannwerkzeug nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Einzelklemmkörper (8, 9, 10) in jedem parallel zu ihrer Längsachse geführten Querschnitt – bis auf einen relativ kurzen Bereich nahe ihres freien, äußeren Längenabschnitts – im Querschnitt sechseckig oder achteckig ausgebildet ist.
Spannwerkzeug nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Einzelklemmkörper (8, 9, 10) an seinem nach außen gekehrten freien Endabschnitt stirnseitig ballig oder kugelkalottenförmig ausgebildet ist.
Spannwerkzeug nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Einzelklemmkörper (8, 9, 10) jeweils an seinem nach außen gekehrten freien stirnseitigen Endabschnitt nach einer von einer Kreisform abweichenden Kurve konvex ausgebildet ist.
Spannwerkzeug nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmelement (12) durch eine Quasiflüssigkeit, z. B. auf Kunststoffbasis, ersetzt ist, auf die der Kraftantrieb über die Kniehebelgelenkanordnung (14), gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Druckübertragungselements, einwirkt.
Spannwerkzeug nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Einzelklemmkörper (8, 9, 10) jeweils eine als Spiraldruckfeder aus Federstahl wirkendes Federelement (24) einwirkt.
Spannwerkzeug nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die etwa nadelförmigen Einzelklemmkörper (8, 9, 10) aus einem geeigneten metallischen Werkstoff, z. B. aus Stahl, oder aus einzelnen Kunststoffblöcken, oder aus Kunststoffstiften, gebildet sind, die die erforderliche Abriebfestigkeit, Alterungsbeständigkeit und Beständigkeit gegen die im Betrieb vorkommenden Öle, Fette und dergleichen aufweisen.
Spannwerkzeug nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (7) die Einzelklemmkörper (8, 9, 10) auf mindestens drei Seiten umschließt und die vierte Seite durch das bewegliche Klemmelement (12) gebildet ist.
Spannwerkzeug nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (7) in der Draufsicht U-förmig gestaltet ist.
Spannwerkzeug nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftantrieb mit der Kniehebelspannvorrichtung zwischen der gehäusefesten Schwenkachse (3) und dem die Einzelklemmkörper (8, 9, 10) aufnehmenden Gehäuse (7) an dem Spannarm (4) einstöckig angeordnet ist.
Spannwerkzeug nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der als Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildete Kraftantrieb einen von der Kreisform abweichenden Zylinder aufweist, in dem ein formmäßig angepasster Kolben (17) längsverschieblich und dichtend angeordnet ist.
Spannwerkzeug nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder im Querschnitt auf gegenüberliegenden Seiten durch parallele Seitenwände innen und außen begrenzt ist und diese parallelen, längeren Seiten jeweils durch Kreisbögen oder von der Kreisform abweichende Kurven begrenzt sind.
Spannwerkzeug nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder des Kraftantriebs an seinen Außenseiten und an seinen mit dem Kolben (7) in Berührung stehenden Seitenflächen flachoval ausgebildet ist.
Spannwerkzeug nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der als Kolben-Zylinder-Einheit ausgebildete Kraftantrieb (7) als Kurzhubzylinder ausgebildet ist, und dass die in Hubrichtung des Kolbens (7) gemessene axiale Länge des Zylinders etwa der an dieser Stelle gemessenen Dicke des Spannarmes (4) entspricht.