DE20214887U1 - Pneumatische Verstellvorrichtung mit Schwenkhebel - Google Patents

Description

VEP AUTOMATION S.r.l.

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Pneumatische Verstellvorrichtung mit Schwenkhebel

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft pneumatische Verstellvorrichtungen mit Schwenkhebel. Insbesondere betrifft die Erfindung eine solche pneumatische Vorrichtung, die einen Kopf hat, dem ein Hebelarm sowie Mittel zum Schwenken des Hebelarmes zwischen zwei um einen Winkel voneinander beabstandeten Stellungen zugeordnet sind, wobei die Mittel zum Schwenken wenigstens einen drehbaren Bolzen aufweisen, der aus dem Kopf nach außen vorsteht und die Verbindung des Hebelarmes über ein reibschlüssiges Verbindungsorgan gestattet.

Der Kopf bekannter Verstellvorrichtungen dieser Bauart, die als pneumatische Kipper bekannt sind, hat normalerweise einen doppelt wirkenden Pneumatikzylinder für die Steuerung der Antriebsmittel des Hebelarmes. Diese Antriebsmittel weisen ein Kniehebelgelenk auf, das in einer Kurbel endet, die ein Paar von koaxialen Kurbelzapfen hat. Im allgemeinen hat der Hebelarm eine gabelförmige Ausbildung mit zwei Schenkeln, von denen jeder mit einem der beiden Kurbelzapfen verbunden ist. An den Schenkeln des Hebelarmes ist eine Anschlußplatte befestigt, um daran Apparate befestigen zu können, die mittels der pneumatischen Verstellvorrichtung bewegt werden sollen. Durch die Verschiebung des Kolbens des pneumatischen Zylinders erfährt die Kurbel eine Schwenkbewegung, die ihrerseits eine entsprechende Bewegung des Hebelarms und mit diesem der Anschlußplatte und des daran befe-

stigten Apparates erzeugt. An die Anschlußplatte können beispielsweie pneumatische Verschlußvorrichtungen, Schweißapparate oder Rahmen für die Vorpositionierung von Teilen der Karosserie eines Kraftfahrzeugs befestigt werden, die zwei unterschiedliche Lagen einnehmen sollen, nämlich eine Arbeitsstellung und eine Ruhestellung, die beispielsweise an eine Produktionslinie angenähert bzw. von dieser beabstandet sind.

Um die Hebelarme an den Kurbelzapfen fest anzubringen, werden im allgemeinen reibschlüssige Verbindungsorgane verwendet, die als Keilverbinder bekannt sind und den Vorteil haben, daß sie wenig Platz beanspruchen und eine sehr präzise Einstellung der Position zwischen den Kurbelzapfen und den Schenkeln des Hebelarmes gestatten. Diese Organe haben für jeden Kurbelzapfen und jeden zugehörigen Schenkel des Hebelarmes zwei Hauptringe, von denen jeder ein Paar konischer Flächen hat, die divergierend und konzentrisch so montiert sind, daß ihre konischen Flächen paarweise radial gegenüberliegen. Die Hauptringe sind in axialer Richtung kraftschlüssig festgespannt durch axiale Schraubelemente, die durch ringförmige Rippen mit V-Querschnitt eines Paares von Hilfsringen verlaufen, wobei jeder Schenkel dieser Rippen in reibförmigem Eingriff mit einer der konischen Flächen der Hauptringe ist.

Im normalen Betrieb der Vorrichtung unterliegt der Hebelarm kontinuierlichen Bewegungszyklen zwischen den gegenüberliegenden Endanschlag-Winkelstellungen. Da die Geräte, die mit diesen pneumatischen Verstellvorrichtungen bewegt werden, im allgemeinen schwer sind und der Hebelarm bezüglich der Schwenkachse erheblich vorsteht, können an dem Hebelarm Momente angreifen, die mit der Zeit einen Verlust der anfänglichen Reibverbindung aufgrund der gegenseitigen Gleitbewegung der Ringe verursachen, die das Verbindungsorgan bilden. Insbesondere dann, wenn die Verstellvorrichtung anomalen Betriebsbedingungen unterworfen wird, die sich dann einstellen können, wenn sich in dem Antriebszylinder auf nur einer Seite des Kolbens Druckluft befin-

det, während die andere Seite des Kolbens Verbindung zur Außenumgebung hat, besteht die Gefahr, daß der Hebelarm heftig gegen eine der beiden Endstellungen gedrückt wird. In einem solchen Fall können auf den Hebelarm sehr beträchtliche, stoßartige Momente einwirken, wodurch die anfängliche Reibverbindung zwischen den Kurbelzapfen und dem Hebelarm sehr rasch nachläßt. Jedesmal dann, wenn die vorbestimmte Winkelstellung zwischen dem Hebelarm und den Kurbelzapfen verloren geht, ist es erforderlich, eine neue Einstellung des Systems vorzunehmen, was notwendigerweise die Stillsetzung der Verstellvorrichtung und der Anlage erfordert, in der diese eingesetzt ist.

Um den erläuterten Nachteil zu vermeiden, ist gemäß der Erfindung die pneumatische Verstellvorrichtung der eingangs umrissenen Bauart so ausgebildet, daß jeder Bolzen einen Fortsatz mit einer nicht kreisförmigen Eingriffsformation hat und daß diese Eingriffsformation in einen Sitz mit im wesentlichen entsprechender Form eines Hilfsflansches eingreift, der an dem Hebelarm befestigt ist, derart, daß- der Eingriff zwischen der Eingriffsformation und dem Sitz einer Gleitbewegung der Elemente des reibschlüssigen Verbindungsorgans entgegenwirkt.

Mit dieser Lösung ist es möglich, die Verbindung zwischen dem Hebel und den vom Kopf der Verstellvorrichtung abstehenden Bolzen wesentlich sicherer zu gestalten, um dadurch eine vollständige Blockierung des Hebelarms an den Kurbelzapfen bei allen Funktionsbedingungen der Vorrichtung zu gewährleisten.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung hat der Kopf der Vorrichtung wenigstens einen Vorsprung, der ein Bezugselement beim Erreichen einer vorbestimmten Endstellung des Hebelarms bildet, wobei der Hebelarm wenigstens eine Anschlagfläche aufweist, die sich in wenigstens einer Näherungsstellung an dem Vorsprung anlegt, wenn der Hebelarm seine vorbestimmte Endstellung erreicht hat.

Mit dieser Ausgestaltung ist es möglich, von der Außenseite der Vorrichtung her einen eventuellen Verschleißzustand der Elemente zu erkennen, die den Mechanismus des Kniehebelgelenkes bilden und die eine der Endstellungen für die Winkelbewegung des Hebelarmes definieren.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist. Es zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht einer Verstellvorrichtung mit Schwenkhebel gemäß der Erfindung,

Figur 2 eine perspektivische Rückansicht der Vorrichtung der Figur 1,

Figur 3 eine vergrößerte Teilseitenansicht des in Figur 1 mit dem Pfeil III gekennzeichneten Bereiches und

Figur 4 eine Hälfte eines Längsschnitts in der Ebene IV-IV der Figur 3.

In den Figuren ist die pneumatische Verstellvorrichtung 1 mit Schwenkhebel gemäß der Erfindung dargestellt, die auch als pneumatischer Kipper bezeichnet werden kann.

Die Vorrichtung 1 hat einen Kopf 3, der vorzugsweise aus zwei Halbschalen 3a, 3b metallischen Werkstoffs besteht, beispielsweise Sphäroguß oder Aluminiumlegierung. An dem Kopf 3 ist eine Betätigungseinheit 5 befestigt, die einen doppelt wirkenden Pneumatikzylinder bekannter Bauart enthält, der hier nicht weiter dargestellt ist. Es genügt, darauf hinzuweisen, daß die Betätigungseinheit 5 einen Kolben hat, der in einem Zylinderraum abgedichtet verschiebbar und fest mit einer Kolbenstange verbunden ist. Das obere Ende der Kolbenstange ist mit einem in Figur 4 gezeigten und an sich bekannten Kniehebelgelenk 9 verbunden. Dieses Kniehebelgelenk 9 hat ein Pleuel 11, an dessen Ende drehbar ein Kurbelzapfen 13 einer Kurbelstange 15 angreift. Die Kurbelstange 15 hat zwei koaxiale Bolzen 17, die aus dem

Kopf 3 nach außen vorstehen. Mit diesen Bolzen 17 sind zwei Schenkel 20 eines gabelförmigen Hebelarms 21 verbunden, und zwar über reibschlüssige Verbindungsorgane 19, die bekannter Bauart sind und eine Keilverbindung darstellen; die Verbindungsorgane 19 sind über Schrauben 19a befestigt. An den Schenkeln 20 ist eine Anschlußplatte 20a befestigt, die Bohrungen und/oder Öffnungen hat, damit ein durch die Vorrichtung 1 zu bewegendes Gerät angebracht werden kann, das in den Figuren nicht dargestellt ist.

Aufgrund des Kniehebelgelenkes 9 wird die hin- und hergehende Axialbewegung der Kolbenstange in eine alternierende Schwenkbewegung der Kurbelstange 15 und damit auch des Gabelhebels 21 umgewandelt, wobei gewährleistet wird, daß die von dem Hebelarm 21 am Ende seiner Winkelbewegung erreichte Konfiguration irreversibel bleibt.

Da die Befestigung mittels des reibschlüssigen Verbindungsorgans 19 bei einigen Anwendungsfällen der Vorrichtung 1 nicht immer zuverlässig sein kann, ist eine zusätzlich Sicherungsvorrichtung vorgesehen, die mögliche Rutschbewegungen des Verbindungsorgans 19 verhindert. Diese zusätzliche Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer nicht kreisförmigen Eingriffsformation 23 im Bereich des axialen Fortsatzes 17a der beiden Bolzen 17, der über die reibschlüssigen Verbindungsorgane 19 nach außen vorsteht und in einen Sitz 25 entsprechender Form eines Flansches 27 eingreift, der am zugehörigen Schenkel 2 0 des Hebelarms 21 befestigt ist.

Obwohl für die Eingriffsformation 23 und den zugehörigen Sitz 25 jede mögliche, vom Kreis abweichende Form verwendet werden kann, werden die besten Ergebnisse hinsichtlich der Zuverlässigkeit, der einfachen Montage und der geringen Herstellungskosten dann erreicht, wenn jede Eingriffsformation 23 ein Paar axialer Abflachungen 24 aufweist, die an den Fortsätzen 17a diametral gegenüberliegend ausgebildet sind, wobei die Sitze in den Flan-

sehen 27 als jeweils ein Langloch 26 ausgebildet sind, dessen Breite dem Abstand zwischen den beiden Abflachungen 24 entspricht. Jeder Flansch 27 wird an dem zugehörigen Schenkel 20 durch nicht dargestellte Schrauben befestigt, die in glatte Durchgangsbohrungen 28 der Flansche 27 eingreifen und parallel zur Achse der Bolzen 17 verlaufen, sowie durch zu den Bohrungen 28 koaxiale Gewindebohrungen, die in den Figuren nicht dargestellt sind, weil sie erst im Augenblick der Befestigung der Flansche 27 mittels Schrauben eingearbeitet werden, nachdem die erforderliche Winkeleinstellung des Hebelarms 21 relativ zu den Bolzen 17 über die reibschlüssigen Verbindungsorgane 19 vorgenommen wurde.

Um ein äußeres Referenzelement zur Verfügung zu stellen, über welches das Erreichen eine der Endstellungen bei der Schwenkbewegung des Armes 21 relativ zu dem Kopf 3 festgestellt werden kann, ist an dem Kopf 3 vorzugsweise ein Paar von Vorsprüngen 3 0 vorgesehen, von denen jeder durch die zugehörige Halbschale 3a, 3b über deren Seitenfläche nach außen vorsteht. Die Vorsprünge 30 sind jeweils einer Anschlagfläche 32a oder 32b eines zugehörigen Schenkels 2 0 des Armes 21 gegenüberliegend angeordnet, wobei jede der Anschlagflächen 32a, 32b an einem Fortsatz 31a, 31b des entsprechenden Schenkels 30 ausgebildet ist.

Wie die Figuren zeigen, ist an jedem der Schenkel 20 vorzugsweise ein Paar von Anschlagflächen ausgebildet, die einen Winkelabstand zueinander haben. Mit dieser Maßnahme ist es möglich, den Gabelhebel 21 in zwei unterschiedlichen Stellungen an dem Kopf 3 zu montieren, wobei beispielsweise diese beiden Winkelstellungen um 90° voneinander verschieden sind, wenn die Anschlagflächen 3 2a und 3 2b einen entsprechenden Winkelabstand voneinander haben, so daß die Vorrichtung 1 leichter an mögliche Einsatzbedingungen angepaßt werden kann. In der Zeichnung ist nur eine der möglichen Einbaustellungen des Armes 21 dargestellt, bei der in einer der Winkelendstellungen die

Anschlagflächen 32a der beiden Schenkel 20 an den Vorsprüngen 30 anliegen oder in deren Nähe liegen. Bei der anderen, hier nicht gezeigten Einbaumöglichkeit kommen die Anschlagflächen 3 2b der beiden Schenkel 2 0 zur Anlage an den Vorsprüngen 3 0 oder in eine diesen angenäherte Stellung. Es ist von Vorteil, wenn jede Anschlagfläche 32a, 32b der Schenkel 20 an einem Fortsatz 31a, 31b des entsprechenden Schenkels ausgebildet ist.

In jedem Fall werden die Endstellungen bei der Winkelbewegung des Hebelarms 21 hauptsächlich bestimmt durch den Kinematismus des Kniehebelgelenks im Kopf 3. So legt sich in der Endstellung, in der sich der Hebelarm 21 in seiner in den Figuren gezeigten, abgesenkten Stellung befindet, ein Ende des Pleuels 21 des Kniehebelgelenkes 9 an einer Anschlagfläche innerhalb des Kopfes 3 an. Diese Anschlagfläche kann aus einer Stahlplatte bestehen, die in dem Fall ausgewechselt werden kann, in dem die Halbschalen 3a und 3b aus einer Aluminiumlegierung bestehen, oder aus einer mit den Halbschalen 3a und 3b einstückig ausgebildeten Fläche, wenn die Halbschalen aus Guß hergestellt sind. Da von der Außenseite des Kopfes 3 ein möglicher Verschleiß dieser Anschlagfläche nicht direkt abgelesen werden kann, was zu der unerwünschten Folge führen würde, daß die Endanschlagstellung des Armes 21 ungenau wird, haben die Vorsprünge 3 0 und die Anschlagflächen 3 2a und 3 2b die hauptsächliche Funktion, eine von außen sichtbare Kontrolle der Vorrichtung 1 hinsichtlich einer möglichen Verschleißerscheinung dieser Innenfläche zu ermöglichen. Wenn sich in der Praxis eine heftige Berührung der Anschlagflächen 32a oder 32b in einer der Endstellungen an den Vorsprüngen 3 0 einstellt, bedeutet das, daß die Anschlagflächen im Inneren des Kopfes 3 verschlissen sind.

An den Vorsprüngen 3 0 sind vorzugsweise einstellbare Regulierungselemente in Form von jeweils einer Schraube 34 vorgesehen, damit eine Feineinstellung des Abstandes zwischen dem Vorsprung 3 0 und der zugehörigen Anschlagfläche 32a, 32b in der vorbestimmten Endstellung des Hebelarmes 21 durchgeführt werden kann.

An den Anschlagflächen 3 2a, 3 2b können außerdem im Bereich der Berührungszone mit den Vorsprüngen 3 0 und den eventuellen Einstellmitteln 34 Verzögerungsorgane vorgesehen sein, beispielsweise mit Ölübertragung, um die Schläge bei einem harten Stoß der Anschlagflächen 32a, 32b gegen die Vorsprünge 30 abzudämpfen.

Claims (10)

1. Pneumatische Verstellvorrichtung mit Schwenkhebel, umfassend einen Kopf (3), dem ein Hebelarm (21) sowie Mittel zum Schwenken des Hebelarmes (21) zwischen zwei um einen Winkel voneinander beabstandeten Stellungen zugeordnet sind, wobei die Mittel zum Schwenken wenigstens einen drehbaren Bolzen (17) aufweisen, der aus dem Kopf (3) nach außen vorsteht und die Verbindung des Hebelarmes (21) über ein reibschlüssiges Verbindungsorgan (19) gestattet, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bolzen (17) einen Fortsatz (17a) mit einer nicht kreisförmigen Eingriffsformation (23) hat und daß diese Eingriffsformation (23) in einen Sitz (26) mit im wesentlichen entsprechender Form eines Hilfsflansches (27) eingreift, der an dem Hebelarm (21) befestigt ist, derart, daß der Eingriff zwischen der Eingriffsformation (23) und dem Sitz (26) einer Gleitbewegung der Elemente des reibschlüssigen Verbindungsorgans (19) entgegenwirkt.

2. Verstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsformation (23) des Fortsatzes (17a) jedes Bolzens (17) wenigstens eine axiale Abflachung (24) aufweist, an der eine entsprechende flache Seite (25) des Sitzes (26) des zugehörigen Flansches (27) anliegt.

3. Verstellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fortsatz (17a) jedes Bolzens (17) ein Paar diametral gegenüberliegender axialer Abflachungen (24) aufweist, wobei der Sitz als Langloch (26) mit einer Breite ausgebildet ist, die dem Abstand zwischen den beiden Abflachungen (24) entspricht.

4. Verstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Flansch (27) an dem zugehörigen Schenkel (20) des Hebelarmes (21) über eine Vielzahl von Schrauben befestigt ist, die parallel zur Achse des zugehörigen Bolzens (17) verlaufen.

5. Verstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (3) wenigstens einen Vorsprung (30) hat, der ein Bezugselement beim Erreichen einer vorbestimmten Endstellung des Hebelarms (21) bildet, wobei der Hebelarm (21) wenigstens eine Anschlagfläche (32a, 32b) aufweist, die sich in wenigstens einer Näherungsstellung an den Vorsprung (30) anlegt, wenn der Hebelarm (21) seine vorbestimmte Endstellung erreicht hat.

6. Verstellvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (30) von einer Seitenfläche des Kopfes (3) absteht.

7. Verstellvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schenkel (20) des Hebelarmes (21) ein Paar dieser Anschlagflächen (32a, 32b) aufweist, die einen Abstand zueinander aufweisen und von denen jede wenigstens in die Nähe eines Vorsprunges (30) in einer entsprechenden Endanschlagstellung des Hebelarmes (21) kommt, derart, daß der Hebelarm (21) in zwei bezüglich des Kopfes (3) unterschiedlichen Stellungen montierbar ist.

8. Verstellvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Anschlagfläche (32a, 32b) jedes Schenkels (20) des Hebelarmes (21) an einem Fortsatz (31a, 31b) des entsprechenden Schenkels (20) ausgebildet ist.

9. Verstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Vorsprung (20) verstellbare Einstellmittel (34) vom Typ einer Schraube aufweist, wodurch der Abstand zwischen jedem Vorsprung (30) und der entsprechenden Anschlagfläche (32a, 32b) entsprechend der vorbestimmten Endanschlagstellung des Hebelarmes (20) einstellbar ist.

10. Verstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Anschlagfläche (32a, 32b) ein Verzögerungsorgan (33) zum Dämpfen möglicher Schläge der Fortsätze (31a, 31b) der Schenkel (20) des Hebelarmes (21) gegen den Vorsprung (30) zugeordnet ist.