CN102099587A - 通过压缩空气驱动的、带有双活塞功能的应用在汽车工业的车身制造中的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种通过压缩空气驱动的、节能的、带有双活塞功能的装置，该装置用于张紧，或用于夹紧，或用于定心，或用于穿孔，或用于焊接，或用于敲弯，应用在汽车工业的车身制造中。该装置通过处于压力下的流体、特别是通过压缩空气驱动。在此展示，在对环境进行保护和消耗较少的处于压力下的流体、特别是压缩空气的同时，如何能够节省显著的运行成本。此外，肘杆活节结构(12)的和与其连接的装置的枢转角、例如肘杆张紧装置的张紧臂的枢转角可以无级地在两个方向上调节，而同时调节具有传感器(35)例如微型开关、感应开关、气动开关或终端开关的探测装置。

Description

通过压缩空气驱动的、带有双活塞功能的应用在汽车工业的车身制造中的装置

技术领域

本发明涉及一种通过压缩空气驱动的、节能的、带有双活塞功能的装置，所述装置用于张紧，和/或用于夹紧，和/或用于定心，或用于穿孔，或用于焊接，或用于敲弯，应用在汽车工业的车身制造中，该装置具有构成为活塞-筒体-单元的、能被输入压缩空气的驱动单元和同轴地与驱动单元连接的头部单元(也称为夹头)，在该头部单元中，肘杆活节结构可枢转运动地设置在一个支承在头部单元中的位置固定的轴上。

背景技术

前述类型的肘杆活节结构在各种不同的结构中是已知的。

本申请人的DE 198 24 579C1描述了这样一种肘杆张紧装置，其特点在于，在驱动单元中相对于筒体密封了两个可彼此相对调节的活塞，但设计成从底盖出发借助于工具相对彼此可趋近行程。这例如这样实现，即穿过底盖中的开口借助于工具可将螺钉在两个方向上旋转，以便由此对底部侧的调节活塞的行程进行调节，这间接地导致了对配有活塞杆的环形活塞的调节。由此也间接地改变了张紧臂的枢转角。

EP 1 262 285A2和US 6,612,557B2描述了类似的结构。

在DE 298 11 331U1中显示了一种肘杆张紧装置，在该装置中，活塞杆设计成两节的。一个活塞杆节通过联接件与肘杆活节结构相连接并且构成为螺钉，该螺钉可或多或少地拧入第二活塞杆节的配有螺纹的盲孔中。该第二活塞杆节与在筒体中可纵向移动地和密封地引导的活塞成一个整体地连接并且由此将活塞的轴向的调节力通过活塞杆传递到肘杆活节上并从而传递到张紧臂上。根据两个活塞杆节的拧入长度，张紧臂的枢转角发生变化。同样也存在感应的位置传感器，其中位置传感器对应于配有肘杆活节结构的肘杆活节的活塞杆节并且另一个构成为片的位置传感器对应于带有内螺纹的活塞杆节。类似的情况在DE 698 10 413T2中，在US 6,065,743中，在EP 0 908 272B1中加以描述。US 6,220,588B1也显示了调节活塞的一种这样的轴向的调节，而US 6,616,133B1涉及活塞杆的有级的调节。

WO 2005/044517A2同样显示了本申请人的肘杆张紧装置，其具有活塞-筒体-单元中的双活塞，其中调节活塞相对于环形活塞通过螺钉可无级地调节，并且从底盖出发借助于穿过开口插入的工具实现这种调节。

从外部出发穿过底盖可调节的、能调节长度的活塞杆节也在US6,612,557B2以及EP 1 262 285A2和DE 101 36 057C1中显示和描述。

在这样的带有肘杆活节的装置、特别是肘杆活节张紧装置驱动时不利的是，在空行程即趋近行程(Anstellhub)期间完全不需要大部分的压缩空气做功，而是仅仅用于克服剩余的摩擦力，而对位于相对设置的环形室上的空气量进行卸载。

因此，已经由DE 102006041707B4提出了一种解决办法，在该解决办法中，当在空行程即趋近行程中仅仅利用明显更小的力来驱动真正的调节筒体并从而驱动活塞杆、肘杆活节结构和与其连接的装置部件例如张紧臂时，能量消耗可以巨大地下降，例如下降40％。只有当转换时、也就是说在工作位置上，全部的压缩空气才作用于调节活塞并且施加全力。在趋近行程期间，处于活塞环侧的压缩空气被导入压力作用表面上，也就是说导入用于调节活塞的筒室中，因此该压缩空气不损失，而是其能量对于驱动调节活塞和活塞杆保持可利用。由此减少了运行成本。

这种设计思想同样也在本申请人的DE 10 2008 007 256B3中继续探讨，也就是说当驱动这样的带有肘杆活节的装置、特别是肘杆张紧装置时尽可能多地节省能量。在此不得不加以考虑的是，当大批量生产汽车工业的车身时在生产线中应用例如肘杆张紧装置或类似物，因此通常使用了大量的压缩空气，这些压缩空气归根到底在空行程期间完全不被需要。只有当同时导入力行程时，也就是说当该装置做功时，例如夹紧臂应该夹紧该装置部件，这是在整个行程的终端之前的最小间距的那种情况，则其被加载全部的压力介质压力。伴随着活塞的完全的压力扩展或在这种压力扩展之前不仅，处于环形室中的少量的压缩空气量被排出。对于WO 2007/128437A1是类似的。

发明内容

本发明的目的在于，创新设计前述类型的、例如通过压缩空气驱动的、应用在汽车工业的车身制造中的装置，该装置用于张紧，和/或用于夹紧，和/或用于定心，和/或用于穿孔，和/或用于焊接，和/或用于敲弯，使得不仅可以以简单的方式在不损坏装置的情况下从外部借助于简单的工具改变活塞-筒体-单元的趋近行程，而且还可以显著地节省驱动能量，以便降低运行成本并从而降低能量消耗成本。

该目的通过权利要求1或2中任一项完全和独立地实现。

在根据图1的解决办法中，活塞-筒体-单元配有双活塞，其中一个活塞构成为环形活塞，另一个活塞构成为调节活塞。环形活塞与一个活塞杆节相连接，该活塞杆节传动地与肘杆活节结构联接并且由此将轴向的调节运动传递为在相配于肘杆活节结构的装置部件、例如张紧杆上的枢转运动。环形活塞对控制装置进行控制，而通过调节活塞，借助于工具、例如内六角扳手，穿过筒体的底盖中的开口，可以将例如构成为螺钉的第二活塞杆节在一个或另一个方向上旋转。由此改变了环形活塞的和调节活塞的有效的趋近行程，这也间接地导致肘杆活节结构的并从而与其联接的装置部件的枢转角的变化。因此可以从外部例如改变张紧臂的枢转角。

这种通过调节自身的多部分的活塞杆的轴向长度实现枢转角的有效的和容易的调整，以简单的方式通过控制装置加以补充。直到以下时间点，即此时环形活塞尚未使得该控制装置转换，这在行程的终端之前不久才发生，此时仅需要相对少量的流体量，以便填充调节活塞的筒室，这是因为环形活塞在行程期间将由其排出的流体量通过通道系统供应给调节活塞的压力作用的室，因此该流体量并不损失。在趋近行程期间，仅仅需要引导通过活塞杆的体积确定的压缩空气量，以便实施趋近行程。为此需要相对较少的能量，这是因为仅需要克服相对较小的摩擦力，以及根据安装位置也仅需要克服由安装的装置部件引起的重力。在趋近行程即空行程期间也就还不需要进行张紧工作或其他工作。只有当控制装置通过环形活塞进行转换时(这可能在趋近行程结束之前不久发生)，排出处于环形室中的少量的压缩空气量。同时，压缩空气的全部的压力作用于调节活塞的压力作用的活塞表面上并且产生高的工作力，例如需要该工作力以用于张紧、敲弯、焊接或类似工作。

总体上，因此获得了运行成本的可察觉到的节省，这种节省根据所涉及的装置和活塞行程的大小，例如在肘杆张紧装置中可以是大约66％。如果注意到，在生产线中使用数上百个这样的装置、例如肘杆张紧装置，则大大节省能量消耗成本并从而大大节省运行成本。

因此通过本发明提供了一种具有肘杆活节结构的装置，其中除了简单地调节例如张紧臂的枢转角之外，从外部在不损坏装置的情况下还通过减少消耗而节省了运行成本。

在根据权利要求2所述的对于相同技术问题的第二个解决办法中，提供探测装置，其形式为一套微型开关、终端开关或气动开关或感应开关，其中在装置的经济的驱动时虽然同样也可以从外部以简单的方式无级地改变枢转角，同时可以随着肘杆活节结构的并从而例如张紧臂的枢转角的变化而调节探测装置的激活位置。这随着同一个运动即相对于一个活塞杆节的旋转运动发生，因此在肘杆活节结构的枢转角的改变之后不需要传感装置的较长时间的调节或调整工作。

另外的根据本发明的进一步方案在权利要求3至14中描述。

权利要求3描述了一种非常有利的实施方式，在该实施方式中不存在位于外部的软管线路，这是因为各自的转换和输送通道处于装置自身的壁中。它们例如可以布置在底盖中，或布置在位于头部部分与真正的筒体之间的壁中，但也可在筒体壁自身中延伸。由此，这些通道向外防止损坏以及污染物地受到保护并且也不改变装置例如肘杆张紧装置的总体尺寸。

特别有利的是，控制活塞布置在这样一个壁中，该壁将环形活塞的压力作用的筒室与头部部分的内腔、例如肘杆张紧装置的夹头的内腔分隔开。在此得出可能性，即环形活塞的趋近行程可以在其对控制装置、特别是控制活塞进行操纵和对控制装置进行转换之前基本上充分利用，从而同时使得全部的压力介质压力、特别是空气压力作用到调节活塞的压力作用的活塞表面上并且于是例如引起用于肘杆张紧装置的张紧杆的张紧力——权利要求4。

根据权利要求5，调节活塞与一个操纵部件相连接，该操纵部件在其端部上具有控制片。由此得到优点，即在调节活塞的行程调节时，同时通过操纵部件也调节该控制片，从而同时将传感装置调节到新的行程。

根据权利要求6，操纵部件可以构成为杆，杆密封地穿过环形活塞和将头部部分的内腔与驱动单元的筒体分隔开的壁。由此得到紧凑的结构形式。从外部不能看到这些部件，这是因为它们受保护地布置在内部中。

如在权利要求7中所描述的，有利的是，传感装置构成为盒，其穿过开口布置在头部部分例如夹头的背面上。装置自身可以在所有的四个侧面上具有合适的带有螺纹的盲孔，因此该装置可以在需要的情况下在所有四个侧面上固定，也可以在装置自身的背面上固定，这在汽车工业的车身制造中对于生产线来说是特别有利的。

权利要求8描述了一种特别有利的实施方式，因为利用这种结构可以获得肘杆活节结构的枢转角的可靠的改变。由此不仅可以，例如在调节焊接电极时灵敏地改变进给行程，而且也准确地确定，在双活塞筒体单元的什么行程之后应该将全部的压紧力在焊接时施加到彼此点焊的部件上。对于敲弯或对于例如借助于肘杆张紧装置进行张紧，同样如此。

权利要求9描述了一种结构上可简单实现的特别有利的实施方式，而权利要求10可以说展示与权利要求9中描述的解决办法相反的方案。

有利地，根据权利要求11，在调节活塞的朝向底部的一侧上布置有制动活塞，该制动活塞在打开位置上密封地嵌入筒体的底盖中的制动腔中。

根据权利要求12，在活塞-筒体-单元的底部中布置同样也可封闭的开口，合适的工具例如内六角扳手可以穿过该开口，该工具嵌入制动活塞的相应的空隙中，以便使得相配的活塞杆节在一个或另一个方向上旋转。

在根据权利要求13所述的实施方式中，位于调节活塞与环形活塞之间的筒室通过活塞杆中的孔和穿过活塞杆或活塞杆节延伸的通道连接到头部部分的内腔上并且进而实际上向外界大气环境卸载，这是因为该内腔并未对流体密封地密封。

朝向调节活塞的压力作用的一侧的筒室通过节流孔连接到用于流体、例如压缩空气的输送通道上。该输送通道本身连接到通道系统上，该通道系统也通向环形活塞的环形侧并且同时导流地与制动腔相连接。该制动腔在制动活塞插入之后和越过密封件之后与筒室隔绝，该筒室相配于调节活塞的压力作用的一侧。

权利要求14描述了一种优选的实施方式。

活塞-筒体-单元的筒体的内腔可以如同调节活塞和环形活塞自身的外部的边界那样设计成非圆的，例如扁平椭圆形的。“扁平椭圆形”在此理解为这样的形状，其中长边是矩形的长边并且短边通过圆弧或曲线相互连接。由此环形活塞和调节活塞都不可旋转地布置在筒体中。

相配于调节活塞的活塞杆相对于该调节活塞形锁合地或力锁合地连接。这种连接可以通过穿过底盖中的孔的工具为了实现活塞杆节的轴向调节而解锁或取消或被克服。这种类型的在活塞杆节与调节活塞之间的锁定或联接可以借助于切口、至少一个销钉、球体实现，或通过密封件例如环形密封件利用相应的预应力实现，或通过用工具从外部取消的闭锁来实现。

附图说明

在附图中对本发明部分示意性地举例进行说明。图中示出：

图1在示意性的纵截面图中在打开位置上示出了根据本发明的构成为肘杆张紧装置的装置，其中环形活塞和调节活塞都在终端位置上处于底盖的区域中，并且两个活塞杆节实际上最大地彼此拧入；

图2示出了部件的中间位置，其中调节活塞和环形活塞大约处于中间的行程区域中并且活塞杆节部分地彼此拧入；和

图3示出了肘杆张紧装置的张紧位置，其中活塞杆节部分地彼此拧出并且环形活塞通过纵向移动使得构成为控制活塞的控制装置恰好发生转换。

具体实施方式

在附图中描述了本发明在一种肘杆张紧装置中的应用，该肘杆张紧装置带有特别的优点应用在汽车工业的车身制造中。总体上以标号1标出构成为夹头的头部单元，在该头部单元上连接了构成为活塞-筒体-单元的驱动单元2。在附图中，夹头1和驱动单元2在材料方面成一个整体地示出，但它们也可以构成分隔开的结构单元并且例如通过螺钉(未示出)相互连接。头部单元1和驱动单元2、特别是其筒体3都可以由轻金属、特别是由铝合金制成。驱动单元2显示为通过壁4与头部单元1分隔开。该壁4可以构成为盖，这个盖同样也可以不是如在附图中示出地那样在材料方面成一个整体地、而是在功能上成一个整体地与筒体3和/或头部单元1通过螺钉或类似物连接(未示出)。筒体3的与头部单元1相对的底部构成为通过在附图中同样也在材料方面成一个整体地显示的底盖5封闭，该底盖在需要的情况下可以通过螺钉或类似物(未示出)与筒体3对流体密封地、特别是对压力介质密封地连接，如壁4与筒体3的连接那样。未示出相应的密封件。筒体3可以至少在内部中、但优选地也在外部构成圆的，因此构成圆柱形的，但也可能的是，为筒体赋予与之不同的形状，例如在横截面中在内部和在外部成矩形的形状或所谓的扁平椭圆形或卵形的形状。在此例如可以是如下的横截面的形状，其中在内部和外部，矩形长边通过圆弧或直线构成，而矩形的短边通过圆弧或曲线段构成。以这种方式得到了小的横向尺寸，因此这种装置可以特别紧密地在生产线中彼此紧靠地安置，以便例如能密集地相邻地布置焊点或夹紧臂。

在筒体3中布置了两个轴向彼此间隔开布置的活塞，其中一个朝向底盖5的活塞构成为调节活塞6，另一个朝向头部单元1的活塞构成为环形活塞7。调节活塞6和环形活塞7都构成为通过密封件8或9相对于筒体3的内壁10对流体密封，特别是对压缩空气密封。根据压力介质加载压力的情况，调节活塞6和环形活塞7同向地和共同地在共同的中心线11的方向上、也就是说同轴地在方向X或Y上运动。

如由附图所示，构成为两节的活塞杆将一方面调节活塞6的和另一方面环形活塞7的在方向X或Y上的行程运动借助于活节13传递到肘杆活节结构12上。活节13当前构成为枢转活节，该活节将其运动通过肘杆活节结构12的导杆元件传递到固定在壳体上的轴14上，能传动运动的(antriebsbeweglich)装置部件例如张紧臂15与该轴联接，该张紧臂根据肘杆活节结构12的运动在方向A或B上枢转。替代张紧臂15，在此也可以安装焊夹钳、扩管心杆或敲弯工具。与例如张紧臂5共同作用的支座出于简明的原因而未示出，该支座也称为颌座(Kiefer)。在这样一个支座与张紧臂15之间例如张紧地保持装置部件如金属板或组件，如其特别在汽车制造的车身制造中出现的那样，直到其持久地例如通过点焊或通过敲弯或通过粘合而相互连接。

一个活塞杆节16在所示出的实施方式中力锁合地与调节活塞6相连接并且在其外侧上具有螺纹17，也就是按照螺纹轴的形式来设计。在该活塞杆节16与调节活塞6之间的力锁合的连接基本上通过在活塞杆节16的部段的表面与相配于调节活塞6的密封件18之间的力锁合的或摩擦锁合的连接形成，该密封件例如可以构成为环形密封件。但取而代之，连接也可以形锁合地实现，例如按照球掣形式、通过借助于销钉的形锁合的闭锁实现、通过螺钉、卡口连接或类似物实现。

另一个活塞杆节19在纵轴线方向上带有盲孔20，该盲孔具有内螺纹21，在该内螺纹中，活塞杆节16或多或少地可在方向X或Y上、也就是说轴向地拧入。由此相应地，例如无级地改变调节活塞6与环形活塞7之间的轴向的间距。

活塞杆节16穿过调节活塞6并且在其朝向底盖5的纵向部段上带有制动活塞22，该制动活塞轴向地具有凹槽23用于装上合适的工具例如多角扳手。在底盖5中布置有可封闭的开口24，穿过该开口可将工具插入制动活塞22的凹槽23中，以便使其并从而活塞杆节16随后在一个或另一个方向上围绕它们的共同的纵轴线旋转并且由此改变调节活塞6与环形活塞7之间的间距。这随后导致了在方向X或Y上的相应的行程变化并从而也导致了肘杆活节结构12和与其相配的装置部件例如张紧臂15在方向A或B上的枢转角的相应变化。

开口24通入底盖5中的制动腔25中，为制动腔配设密封件26，该密封件在制动活塞22插入到制动腔25中之后使制动腔密封。密封件26可以如此设计，即在通过制动腔25的压力介质压力加载时使得流体、特别是压缩空气能流入调节筒室27中，但在相反的方向上被密封。另一个相配于环形活塞7的并且能通过流体压力、特别是压缩空气进行加载的环形筒室以标号28标出。筒室29与其相反不被加载流体压力，而是通过横向通道60和纵向通道30通过孔31连接到盲孔20上并且由此持续地在头部部分1的内腔32中卸载。该头部部分1向外防止污染物和湿气封装了活塞杆节19和肘杆活节结构12以及活节。为此，头部部分1可以由多个、特别是由两个夹层形式的并且密封地上下相叠放置的壳体部分、特别是两个壳体半部构成，这些壳体部分以合适的方式、特别是通过未示出的螺钉可拆地相互连接。

活塞杆节19穿过壁4，对流体密封地通过密封件33进行密封，并且在内腔32中带有控制片34，该控制片使得传感装置35激活

该传感装置可以带有合适的微型开关、感应开关或类似物。微型开关或其他的传感元件可以在方向X或Y上或者牢固地但或者也是断续地或无级地可调节或者在整个长度上具有可被激活的元件。为传感装置35配设合适的电力的或电子的部件36，该部件将值传输给远离的监测单元、例如传输给计算机，其在后续控制中为了各个装置的流体压力加载而接通和布置(未示出)。传感装置35穿过空隙、特别是穿过装置的背面上的纵向狭槽布置并且尽可能防尘和防湿气地将其遮住。但是它也可以穿过合适的开口导入到内腔32中。在所示出的实施方式中示出了两个隔开的微型开关37或38，它们也可以构成为感应开关并且通过它们来探测装置部件例如张紧臂15的各个位置，也就是说是否其例如在打开位置或在关闭位置(工作位置)上。

如由附图中可看到地，纵向通道39位于一个筒体壁中，该纵向通道导流地连接在横向通道40上，该横向通道又连接到布置在底盖5中的通道41上，该通道41与制动腔25导流地相连接，必要时通过节流孔相连接。通道41在朝向底盖5的方向上在密封件26后方通到制动腔25中并且也连接于流体入口和出口，这可以通过横向通道40进行。因此其不仅用于输入而且也在必要时用于输出流体、例如压缩空气。制动腔25本身通过封闭塞42对流体密封地向外密封。如果该封闭塞42被移开，则这些通道并从而调节筒室27被卸载并且借助于工具有通向制动活塞22中的凹槽23的进口。

纵向通道39通过横向通道40通到调节筒室27中。横向通道40连接于合适的流体输入和排出管路系统(未示出)。该流体可以是液压液体、压缩空气或准液体，如其在操作工作缸时应用。但优选地在汽车工业的车身制造中应用压缩空气，这是因为其到处都被提供在运行中和特别在生产线中。

与其另外的端部间隔开地，纵向通道39与布置在壁4中的分支通道43导流地连接，而纵向通道39在其端部上还与通道部段44导流地连接，该通道部段导流地通到室45中。在壁4中布置了另一个通道46，该另一个通道通到圆柱形的孔47中。在该通道46上连接有腔通道48，该腔通道在一个端部上导流地与孔47连接并且在另一个端部上通到室45中。在圆柱形的孔47中布置有控制装置，该控制装置当前包括活塞式阀芯49，该活塞式阀芯能纵向移动地和密封地在圆柱形的孔47中引导并且该活塞式阀芯利用一定的纵向部段伸入到环形筒室28中并且在室45中利用活塞50能纵向移动地和密封地引导。出于简明的原因未示出用于活塞50的密封件。室45由此分成两个筒室51和52，其中腔通道48导流地通到其中一个筒室中，而通道部段44导流地通到另一个相对设置的筒室中。活塞式阀芯49具有纵向通道53，该纵向通道53在所示出的实施方式中同轴于活塞式阀芯49的纵轴在后者长度的一部分上延伸，并且具有正交于纵轴线取向的、导流的、连接到纵向通道53上的支线通道54。

以标号55标出了构成为杆的用于控制片56的操纵装置。杆55与调节活塞6成一个整体地，例如通过螺纹57牢固地、但可拆地连接并且通过密封件58密封地穿过壁4，以及在调节活塞6的各个位置上伸入头部部分1的内腔32中。如果调节活塞6通过或多或少地将活塞杆节16拧入到活塞杆节19的内螺纹21中而被调节，则由此也实现了控制片56的正确的调节，因此与肘杆活节结构12以及与其连接的装置部件例如张紧臂15在方向A或B上的枢转角的调整一起，也同时正确地调节了传感装置。控制片34可以与此相反地在需要的情况下始终位置固定地和活塞杆节19相连接。由于在调节活塞筒体单元的枢转角时仅仅活塞杆节16在一个或另一个方向上旋转，因此调节活塞6没有改变其相对于筒体3的角度位置，尤其是当内壁10设计成非圆的，例如矩形形状的、椭圆形的、正方形的或类似形状时。由此，控制片56相对于传感装置35的相对位置保持不变并且不需要补充调整。

由附图可见的实施方式的工作方式如下。

在根据图2中示例性可见的部件位置中，横向通道40连接到未示出的流体源、例如压缩空气源上，其提供了处于压力下的流体、例如压缩空气。由此为调节筒室27填充了压力介质压力、特别是压缩空气。同时，该压力介质压力通过纵向通道39和分支通道43以及活塞式阀芯49中的支线通道54和活塞式阀芯49中的纵向通道53传播到环形筒室28中并且同样对环形筒室28加载压力介质压力、特别是压缩空气。由于环形筒室28中的有效的活塞表面小于调节筒室27中的压力作用的表面，因此得出力差，该力差在部件的这种给出的位置中在方向Y上、也就是说在关闭方向上枢转，并且进而使张紧臂15在方向A上枢转。

替代张紧臂15也可以相应地驱动另外的装置部件，这些装置部件例如在张紧、压紧、接合、冲裁、压制、穿孔或焊接时是必需的。在空行程、也就是说趋近行程中，仅仅需要很小的驱动力用于克服摩擦力以及必要时克服重力阻力。因此，在空行程即趋近行程中，需要的驱动能量按照驱动单元中的压力作用的表面，例如减少70％或更多。这也可以通过压力作用的活塞表面的选择例如由此来确定，即活塞杆节19的横截面发生相应变化。

如果在调节活塞6和环形活塞7进一步移动时环形活塞7碰到活塞式阀芯49的端面上，则因此活塞式阀芯在其纵轴方向上同样也在壁4中在环形活塞7的行程方向上移动，直到活塞式阀芯达到根据图3所示的位置为止。在该位置上，分支通道43与环形筒室28隔绝并且通过活塞式阀芯49中的纵向通道53和其支线通道54导流地连接到通道46上，由此环形筒室28连接到返回线路上或被卸载。该返回线路或卸载在相反的行程方向上再次对于输送压力介质压力、特别是对于输送压缩空气是必需的。

在方向Y上的趋近行程即空行程期间，由环形活塞7排出的流体量通过活塞式阀芯49中的纵向通道53、分支通道43输入纵向通道39中，通过输入纵向通道39、通过横向通道40和必要时通过通道41输送给调节筒室27，因此在空行程期间，由环形活塞7排出的用于驱动的流体量未丢失，而是仅仅需要补充用于驱动的力差，其根据调节活塞6相对于环形活塞7的调节并且进而根据活塞杆节16拧入到活塞杆节19中的长度而可以改变。

如果活塞杆节16、19在方向Y上运动，则通过未示出的、用于流体输送的特别是用于压缩空气输送的控制装置来为横向通道40加载压力介质压力，其在根据图3的部件的位置中通过纵向通道39和通道46、通过纵向通道53传播到环形筒室28中。通过腔通道48，压力介质压力也在活塞50下方一直传播到室45中并且将活塞式阀芯49保持在其根据图3可见的位置上。活塞杆节16、19以及环形活塞7和调节活塞6由此在方向Y上运动并且使得肘杆活节结构12在方向B上枢转，因此与其联接的张紧臂或类似物同样也在方向B上运动，也就是说在打开位置上枢转。在张紧臂中例如可以计为在方向A或B上从0至135度或其它角度的枢转角。这些部件随后一直运动，直到制动活塞22进入制动腔25中并且密封件26由此截断调节筒室27。从那里出发，流体仅仅可以通过节流孔(未示出)在通道41或40中泄漏出来并且输送给返回线路。由于处于调节筒室27中的压力介质、例如压缩空气的流出延迟地进行，因此进行了装置的软启动或打开运动，从而避免了调节活塞6生硬地抵靠在底盖5上。

如果期待部件的在方向X上的运动(空行程、趋近行程)，则流体压力、例如压缩空气压力再次通过横向通道40、纵向通道39向着分支通道43传播并且也通过通道部段44传播和加载于活塞50，由此前述的工作循环可以重复进行，这是因为随后活塞式阀芯49再次在其根据图1可见的位置上在方向X上移动，直到其再次通过环形活塞7移动到其根据图3可看到的位置上为止。

如可见的，当操纵活塞式阀芯49时，全部的压力介质压力作用于调节活塞6的压力作用的表面上。在趋近行程中，仅仅通过环形室中的活塞杆确定的压力介质容积始终通过压力介质源，例如通过压缩空气产生装置进行补充，从而可以节省运行成本。压力介质特别是压缩空气的仅仅非常少的剩余量被卸载。在肘杆张紧装置或类似物的趋近行程中也就仅仅需要克服那些要被克服的摩擦力和必要时克服惯性力。因此在同样的技术方面的功率数据和公差的情况下，得到平均至少降低50％的流体、特别是压缩空气的消耗。根据本发明的装置因此统一了在环保情况下的节能的驱动和如下可能性，即行程并从而角度(通过肘杆活节驱动的部件可以以该角度运动)从外部在不损坏装置的情况下在两个方向上无级地改变，以及在调节探测装置的同时达到期望的位置，而无需在调节枢转角时对其进行补充调整。

标号60表示横向通道，标号58或59表示用于对压力介质密封地穿过杆55的密封件。标号61是插头，通过该插头将被传感装置35所探测的数据传输给远离的数据收集点。

在摘要中、权利要求书中和说明书中描述的以及由附图可见的特征不仅单独地而且也以任意组合的形式对于实现本发明来说都可以是至实质性的。

参考标号表

1夹头，头部单元

2驱动单元

3筒体

4壁

5底盖

6调节活塞

7环形活塞

8密封件

9密封件

10内壁

11中心线

12肘杆活节结构

13活节

14固定在壳体上的轴

15装置部件，张紧臂、定心芯棒、焊夹钳、敲弯工具

16活塞杆节

17螺纹

18密封件

19活塞杆节

20盲孔

21内螺纹

22制动活塞

23凹槽

24开口

25制动腔

26密封件

27调节筒室

28环形筒室

29筒室

30纵向通道

31孔

32内腔

33密封件

34控制片

35传感装置

36部件

37微型开关

38微型开关

39纵向通道

40横向通道

41通道

42封闭塞

43分支通道

44通道部段

45室

46通道

47圆柱形的孔

48腔通道

49活塞式阀芯，控制装置

50活塞

51筒室

52筒室

53纵向通道

54支线通道

55杆，操纵部件

56控制片

57螺纹

58密封件

59密封件

60横向通道

61插头

X行程方向

Y行程方向

A枢转方向

B枢转方向

参考文献表

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US 6，416，045

Claims (14)

1.通过压缩空气驱动的、节能的、带有双活塞功能的装置，所述装置用于张紧，或用于夹紧，或用于定心，或用于穿孔，或用于焊接，或用于敲弯，所述装置应用在汽车工业的车身制造中，所述装置具有构成为活塞-筒体-单元的、能被输入压缩空气的驱动单元(2)和同轴地与该驱动单元连接的头部单元(1)，在头部单元中，肘杆活节结构(12)可枢转运动地设置在一个支承在头部单元(1)中的位置固定的轴(14)上，肘杆活节结构(12)与多部分式的、能调节长度的并且也能锁定在期望的长度上的、在驱动单元(2)的轴向方向上延伸的活塞杆(16、19)连接，并且环形活塞(7)和调节活塞(6)彼此之间保持轴向间距地在驱动单元(2)的筒体(3)中、在压缩空气的作用下可纵向移动地和密封地引导，并且环形活塞(7)和肘杆活节结构(12)经过一个活塞杆节(19)通过活节(13)可活节式运动地连接，而调节活塞(6)与第二活塞杆节(16)联接，以及在环形活塞(7)和调节活塞(6)彼此之间的各个行程位置和各个调节中，设置在环形活塞(7)和调节活塞(6)之间的、根据环形活塞(7)和调节活塞(6)彼此之间的调节而变大或变小的筒室(29)与压缩空气隔绝，并且环形活塞(7)在趋近行程即空行程期间通过控制装置(49)控制和引导由环形活塞(7)排出的压缩空气量经由通道系统(39)进入调节活塞(6)的压力作用的活塞面的调节筒室(27)中，并且随着空行程的结束才在操纵控制阀(49)时将来自于环形筒室(28)的、由环形活塞(7)排出的剩余的压缩空气量通过通道连接到返回线路上，在操纵控制装置(49)时或之后不久，完全的空气压力对调节活塞(6)的压力作用的表面进行加载并且引起力行程。

2.通过压缩空气驱动的、节能的、带有双活塞功能的装置，所述装置用于张紧，或用于夹紧，或用于定心，或用于穿孔，或用于焊接，或用于敲弯，所述装置应用在汽车工业的车身制造中，所述装置具有构成为活塞-筒体-单元的、能被输入压缩空气的驱动单元(2)和同轴地与该驱动单元连接的头部单元(1)，在头部单元中，肘杆活节结构(12)可枢转运动地设置在一个支承在头部单元(1)中的位置固定的轴(14)上，肘杆活节结构(12)与多部分式的、能调节长度的并且也能锁定在期望的长度上的、在活塞-筒体-单元(2)的轴向方向上延伸的活塞杆(16、19)连接，并且环形活塞(7)和调节活塞(6)彼此之间保持轴向间距地在驱动单元(2)的筒体(3)中、在压缩空气的作用下可纵向移动地和密封地引导，并且环形活塞(7)和肘杆活节结构(12)经过一个活塞杆节(19)通过活节(13)可活节式运动地连接，而调节活塞(6)与第二活塞杆节(16)联接，以及在环形活塞(7)和调节活塞(6)彼此之间的各个行程位置和各个调节中，设置在环形活塞(7)和调节活塞(6)之间的、根据环形活塞(7)和调节活塞(6)彼此之间的调节而变大或变小的筒室(29)与压缩空气隔绝，并且环形活塞(7)在空行程期间通过控制装置(49)控制和引导由环形活塞排出的压缩空气量经由通道系统进入调节活塞的压力作用的活塞面的筒室中，并且随着空行程的结束才在操纵控制阀(49)时将来自于环形筒室(28)的、由环形活塞(7)排出的剩余的压缩空气量通过通道连接到返回线路上，在操纵控制装置(49)时或之后不久，完全的空气压力对调节活塞(6)的压力作用的表面进行加载并且引起力行程，设有探测打开位置和工作位置、例如肘杆张紧装置的张紧臂的张紧位置的传感装置——感应开关、终端开关、微型开关、气动开关，并且通过调节活塞(6)，与肘杆活节结构(12)的枢转角的调节并从而例如也与张紧臂(15)或类似物的枢转角的调节一起，能调节与调节活塞(6)联接的、必要时间接地联接的控制片(56)的激活位置，而第二控制片(34)与相配于肘杆活节结构(12)的活塞杆节(19)连接。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，环形活塞(7)控制活塞式阀芯(49)和设置在活塞式阀芯中的、引导压缩空气的通道以及这些通道的在布置于所述装置的壁中的通道(39，40)上的接头，这些布置于所述装置的壁中的通道用于连接在压缩空气输入和输出端上以及用于到调节活塞(6)的具有该调节活塞的压力作用的表面的调节筒室(27)中的转送。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，活塞式阀芯(49)设置在以对压力介质密封的方式将环形活塞(7)的环形筒室(28)与头部部分(1)的内腔(32)、例如肘杆张紧装置的夹头(1)的内腔分隔开的壁(4)中，肘杆活节结构(12)也在内腔(32)中优选地向外全面地防止污物地封装地布置。

5.根据权利要求2所述的或根据权利要求3和4中任一项所述的装置，其特征在于，调节活塞(6)与一个操纵部件(55)相连接，所述操纵部件在其端部上具有控制片(56)。

6.根据权利5所述的装置，其特征在于，操纵部件构成为杆(55)，所述杆密封地穿过环形活塞(7)和将头部部分(1)的内腔(32)分隔开的壁(4)。

7.根据权利要求1所述的或根据权利要求2至6中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置配有构成为盒的传感装置(35)，所述传感装置穿过开口，优选地布置在头部部分(1)的背面上，并且传感装置向外尽可能接缝密封地和防止污物密封地封闭，所述装置在所有四个侧面上具有固定器、特别是带有螺纹的盲孔，因此所述装置不仅能从背面、而且也能根据需要可替换地从剩下的其余三个侧面固定。

8.根据权利要求1所述的或根据其后权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，活塞杆节(16)构成为带有螺纹的调节螺钉，用于调节肘杆活节结构(12)的枢转角。

9.根据权利要求1所述的或根据其后权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，与肘杆活节结构(12)和环形活塞(7)连接的活塞杆节(19)具有带有内螺纹(21)的盲孔，在所述内螺纹中，另外的与调节活塞(6)相连接的活塞杆节(16)通过外螺纹(17)能从外部穿过驱动单元(2)的底盖(5)调节并且也能在各个期望的位置上锁定。

10.根据权利要求1所述的或根据权利要求2至8中任一项所述的装置，其特征在于，设有调节活塞(6)的活塞杆节(16)设有带有螺纹的盲孔，环形活塞(7)和构成为螺栓的活塞杆节能通过螺纹拧入所述盲孔中并且能穿过驱动单元(2)的底盖(5)调节。

11.根据权利要求1所述的或根据其后权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，为调节活塞(6)在其背离头部部分(1)的一侧上配有制动活塞(22)，所述制动活塞在打开位置上密封地嵌入底部(5)的制动腔(25)中。

12.根据权利要求1所述的或根据其后权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，在驱动单元(2)的底盖(5)中设有可封闭的开口(24)，穿过所述开口，活塞杆节(16、19)能借助于工具调节长度。

13.根据权利要求1所述的或根据其后权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，位于调节活塞(6)与环形活塞(7)之间的筒室(29)通过纵向通道(30)卸载，所述纵向通道在所述活塞杆或一个活塞杆节(16)中延伸并且在一个端部上通过孔(31)通到头部部分(1)的内腔(32)中。

14.根据权利要求1所述的或根据其后权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，位于调节活塞(6)与底盖(5)之间的调节筒室(27)通过节流通道连接于流体输入端和流体输出端并且连接于通向环形筒室(28)的通道系统(40，39)以及连接于底盖(5)中的制动腔(25)。

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