-
Gattung
-
Die Erfindung betrifft einen Unterbodenspanner zum Zentrieren und Spannen von Werkstücken, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie.
-
Stand der Technik
-
Aus der
DE 39 36 396 C1 ist ein Unterbodenspanner vorbekannt, der zum Spannen und Zentrieren von blechförmigen Karosserieteilen dient. Diese durch ein Druckmittel betätigbare Kniehebelspannvorrichtung besteht aus
einem ein- oder mehrteiligem Gehäuse mit einem Zylinderraum für den Kolben und einem Bewegungsraum für die Kolbenstange und die Kniehebelgelenkanordnung;
Führungsmittel am freien Kolbenstangenende für die Kolbenstange, die im Gehäuse und an einem Kolbenstangenbolzen angeordnet sind;
einer Lasche, die auf dem Kolbenstangenbolzen und auf einer Kniehebelgelenkachse schwenkbar gelagert ist;
einem zweiarmigen Hebel, dessen Antriebsende gleichfalls auf der Kniehebelgelenkachse gelagert ist;
der zweiarmige Hebel bildet eine aus einem Winkelhebel bestehende Schwinge, deren Scheitel schwenkbar im Gehäuse (gehäusefeste Schwenkachse) gelagert ist und dessen abtriebsseitiges Ende über eine Schwenkachse mit einem Spannglied gekoppelt ist;
eine einarmige Schwinge von gleicher Länge wie der abtriebsseitige Hebelarm der zweiarmigen Schwinge schwenkbar im Gehäuse (Schwenkachse) gelagert ist sowie parallel zum abtriebsseitigen Hebelarm des Winkelhebels verläuft und über eine Schwenkachse mit dem Spannglied gekoppelt ist, wobei in der Spannstellung die gehäusefesten Schwenkachsen und die Kniehebelgelenkachse am antriebsseitigen Ende des Winkelhebels auf einer gedachten Gerade liegen, die parallel zur Längsachse der Kolbenstange verläuft.
-
Dieser Unterbodenspanner eignet sich zum Spannen und Zentrieren für blechförmige Teile mit Aussparungen mit gleichem Durchmesser.
-
Die
GB 709,285 betrifft ebenfalls eine Spannvorrichtung mit einem von einem Zylinder angetriebenen Winkelhebel.
-
Aus der
DE 34 19 878 C1 ist eine Tragplatte, insbesondere Transportwagen- oder Palettentragplatte, mit Spannvorrichtung für auf der Platte festspannbare Gegenstände vorbekannt, wobei die Spannvorrichtung einen Spannhebel als Verbindungsglied zweier Schwingen aufweist und mit diesen ein Gelenkviereck bildet, mit seinem Spannteil das Gelenk der eine Schwinge überragt und am Gelenkviereck ein Verstellantriebsglied angeordnet ist, wobei die Tragplatte mit einer im Stellweg des Spannhebels angeordneten Durchgriffsöffnung versehen ist, wobei die Spannvorrichtung unter der Tragplatte angeordnet ist und das Spannteil des Spannhebels in Form eines Hakens ausgebildet ist, wobei die Gelenke des Gelenkvierecks derart angeordnet und die Schwingen derart bemessen sind, dass der Spannhebel in Spannstellung die Durchgriffsöffnung durchgreifend mit seiner Längsachse quer zu deren Verlauf bei Rückzugsstellung des Spannhebels unter der Tragplatte steht. Ein Zentrieren von blechförmigen Teilen ist mit dieser Vorrichtung nicht möglich.
-
Aufgabe
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Unterbodenspanner der vorausgesetzten Gattung derart auszugestalten, dass er sich nicht nur zum Zentrieren und Spannen von blechförmigen Teilen, insbesondere für den Karosseriebau der Kfz-Industrie eignet, sondern auch zum Zentrieren und Spannen derartiger blechförmiger Teile mit Aussparungen von unterschiedlichen Durchmessern eignet.
-
Lösung
-
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
-
Einige Vorteile
-
Der erfindungsgemäße Unterbodenspanner ermöglicht das Zentrieren und Spannen von blechförmigen Teilen mit mindestens zwei im Durchmesser oder in den Querabmessungen unterschiedlichen Durchtrittsöffnungen. Je nachdem, wie groß die Aussparungen oder Öffnungen in den zu zentrierenden spannenden blechförmigen Teilen sind, kommt entweder nur ein Zentrierbolzen mit dem Spannhaken zur Wirkung, oder es wird eine Zentrierhülse motorisch angetrieben aus dem Gehäuse herausbewegt und die blechförmigen Teile auf den vergrößerten Durchmesser zentriert und anschließend gespannt.
-
Durch Austausch der Zentrierhülse lässt sich gegebenenfalls der Unterbodenspanner auf unterschiedliche Querabmessungen oder Durchmesser umstellen, so dass im Bedarfsfalle der Unterbodenspanner für mehr als zwei unterschiedliche Durchmesser von Durchgangsöffnungen in blechförmigen Teilen verwendet werden kann. Die parallel zueinander angeordneten Kolben-Zylinder-Einheiten, die abwechselnd beidseitig durch ein unter Druck stehendes Fluid, insbesondere durch Druckluft, beaufschlagt werden, ermöglichen hiermit eine präzise Steuerung des Spannhakens einerseits und der Zentrierhülse andererseits, wobei die Vorrichtung in eine Folgesteuerung einer Fertigungslinie, insbesondere im Karosseriebau der Kfz-Industrie, einbezogen werden kann, die die Druckmittelzufuhr zu den Zylinderräumen und damit die Beaufschlagung der in diesen beweglichen Kolben steuert.
-
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht eine kompakte Bauform, da die meisten Teile in einem Gehäuse abgekapselt angeordnet sind. Lediglich der den Spannhaken antreibende Kolben mit dem Zylinder ist teilweise unter dem Gehäuse, das heißt auf der dem Spanndorn gegenüberliegenden Seite des Gehäuses, angeordnet, zum Beispiel an diesem angeflanscht, kann im Bedarfsfalle aber auch in dem Gehäuse angeordnet sein.
-
Weitere erfinderische Ausgestaltungen
-
Weitere erfinderische Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen 2 bis 16 beschrieben.
-
Patentanspruch 2 beschreibt einen Unterbodenspanner, bei welchem der Antrieb des Spannhakens über eine Kulissenführung und ein Gabelstück erfolgt. Die Kulissenführung ermöglicht dabei eine Querverlagerung einer Verschiebeeinheit, falls die Zentrierhülse durch den dieser zugeordneten Kolben-Zylinder-Einheit angetrieben werden soll.
-
Auch die Zentrierhülse wird hubbeweglich von einem Kolben über ein Gabelstück, dem eine Kniehebelgelenkanordnung zugeordnet ist, angetrieben – Patentanspruch 3. Dadurch lässt sich die Zentrierhülse präzise einerseits steuern, andererseits ist durch das Anfahren der Kniehebelgelenkanordnung in Totpunktlage oder Übertotpunktlage eine sichere Steuerung und Verriegelung der Zentrierhülse gegeben.
-
Patentanspruch 4 beschreibt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, bei welcher eine Verschiebeeinheit vorgesehen ist, die mit dem Kniehebelgelenk gekuppelt ist und durch den Antrieb der die Zentrierhülse steuernde Kolben-Zylinder-Einheit quer zur Hubrichtung des den Spannhaken hubbeweglich steuernden Kolbens verlagert werden kann.
-
Auch Patentanspruch 5 beschreibt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.
-
Die Lösung nach Patentanspruch 6 ermöglicht eine kompakte, stabile Bauform.
-
In Patentanspruch 7 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben, bei welcher der Antrieb des Spannhakens über eine Kulissenführung erfolgt, die aus zwei Längenabschnitten besteht, deren Längsachse einen stumpfen Winkel bildet. Auf diese Weise ist einerseits eine Hub- und Kippbewegung des Spannhakens gegeben, so dass dieser aus der äußeren Umgrenzung des Zentrierdornes herausbewegt, aber auch in Spannstellung nach unten bewegt werden kann. Hierzu besitzen sowohl der Zentrierdorn einerseits als auch die Zentrierhülse andererseits seitliche Ausnehmungen, die miteinander korrespondieren, so dass der Spannhaken durch diese seitlichen Öffnungen des Zentrierdornes und der Zentrierhülse seitlich heraustreten und nach unten gegen die zu spannenden Bauteile gefahren werden kann.
-
Zum Lösen wird der Spannhaken angehoben und nach hinten weggekippt, bis er wieder in die äußeren Umgrenzungen des Zentrierdornes eingetreten ist. Hierzu ist der Spannhaken innen mit einer Aussparung versehen, in die der Spannhaken eintritt.
-
Die Lösung nach Patentanspruch 8 ermöglicht eine kompakte Bauform. Etwaige empfindliche Schwenkgelenke sowie die Führungsrollen für die Verschiebeeinheit und die Notführungen, die sich in den Gehäusewandungen diametral gegenüberliegend im Inneren des Gehäuses befinden, werden dadurch gegen Verschmutzung geschützt.
-
Auch Patentanspruch 9 beschreibt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, bei welcher beiden Kolben-Zylinder-Einheiten für den Antrieb des Spannhakens einerseits und für den Antrieb der Zentrierhülse andererseits je eine Abfragevorrichtung zugeordnet sind. Diese können gemäß Patentanspruch 10 mit Mikroschaltern, induktiven Schaltern oder pneumatischen Schaltern ausgerüstet sein, die eine exakte Positionsbestimmung ermöglichen und dabei auch die Übertragung von Daten an eine entfernte Steuerstelle gestatten. Auf diese Weise lassen sich zum Beispiel die Endstellungen (Hubendstellungen) der jeweiligen Kolben und damit auch die Position des Spannhakens und der Zentrierhülse fernabfragen.
-
Bei der Ausführungsform nach Patentanspruch 11 sind diese Abfrageeinrichtungen als austauschbare Baueinheiten (Set) ausgebildet, so dass bei Störungen und/oder Umstellung auf andere Betriebsbedingungen diese Baueinheiten leicht austauschbar sind, und zwar ohne dass die Vorrichtung zerlegt zu werden braucht.
-
Patentanspruch 12 beschreibt die Abfrage von Daten und die Weiterleitung dieser Positionswerte, zum Beispiel an eine SPS.
-
Bei der Ausführungsform nach Patentanspruch 13 sind die Elemente der Abfrageeinrichtungen, zum Beispiel Mikroschalter, verstellbar und einstellbar. Das kann zum Beispiel durch Verschiebung entsprechender elektronischer Elemente geschehen. Es ist aber auch möglich, die Abfrageeinrichtungen derart auszubilden, dass sie eine unendliche Abfragung von Stellungen über den gesamten Hubweg gestatten – Patentanspruch 14.
-
Bei der Ausführungsform nach Patentanspruch 15 sind die Abfrageeinrichtungen lernfähig, zum Beispiel als lernfähige Mikroschalter ausgebildet, die durch ein oder mehrmaliges Ansteuern oder durch die Betätigung von Tasten auf die jeweiligen Positionen programmierbar sind. Diese Positionsdaten können überschrieben oder gelöscht werden, je nachdem, welche Betriebsbedingungen vorliegen.
-
Gemäß Patentanspruch 16 ist die Steuerung des Druckmediums für die Betätigung des Spannhakens einerseits und/oder die Steuerung der Zentrierhülse andererseits in eine programmierbare Steuerung bzw. Regelung oder Folgesteuerung in einer Fertigungslinie einbezogen, was zum Beispiel durch eine SPS geschehen kann.
-
Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass mittels der Vorrichtung auch unterschiedlich dicke Werkstücke, zum Beispiel Bleche, klemmbar sind – Patentanspruch 17.
-
In der Zeichnung ist die Erfindung – teils schematisch – an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigen:
-
1 einen Unterbodenspanner in perspektivischer Darstellung, teils herausgebrochen dargestellt, mit in Spannstellung befindlichem Spannhaken (ohne gespannte Werkstücke);
-
2 eine Seitenansicht entsprechend 1, allerdings ohne Schnittdarstellung;
-
3 eine Draufsicht zur 2;
-
4 eine Stirnansicht der 2;
-
5 eine Einzelheit aus den 1 bis 4 (Spanndorn, Spannhaken und Auflageplatte), in größerem Maßstab sowie in perspektivischer Darstellung;
-
6 der aus den 1 bis 4 ersichtliche Unterbodenspanner in perspektivischer Darstellung, teils herausgebrochen dargestellt mit in Spannstellung gefahrenem Spannhaken (ohne zu spannendes Werkstück) und eingefahrener Zentrierhülse;
-
7 der aus 6 ersichtliche Unterbodenspanner mit in den Zentrierdorn eingefahrenem Spannhaken;
-
8 der Unterbodenspanner, ebenfalls in perspektivischer Darstellung, teils herausgebrochen dargestellt, wie in den 6 und 7, allerdings bei teilweise herausgefahrener Zentrierhülse und in den Zentrierdorn eingefahrenem Spannhaken;
-
9 der aus den 1 bis 8 ersichtliche Unterbodenspanner mit herausgefahrener Zentrierhülse und in seitlich aus dem Zentrierdorn und aus der Zentrierhülse herausgefahrenem Spannhaken in Nicht-spannstellung;
-
10 eine ähnliche Darstellung wie in den 6 bis 9, wobei allerdings der Spannhaken aus der Zentrierhülse in den Zentrierdorn zurückgefahren ist;
-
11 die verschiedenen Getriebeelemente mit Kniehebelgelenkanordnung, Abfragevorrichtungen; Zentrierhülse, Verschiebeeinheit und Zentrierdorn ohne zu spannendes Werkstück;
-
12 eine Einzelheit im oberen Bereich des Unterbodenspanners mit Spannhaken, Auflageplatte und einem Teil des Gehäuses, ebenfalls in perspektivischer Darstellung, abgebrochen dargestellt und
-
13 eine Einzelheit aus 12 mit Auflageplatte, Spannhaken und Zentrierdorn mit eingefahrener Spannhülse und einen Teil der Kniehebelgelenkanordnung, ohne Gehäuse dargestellt.
-
Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein Gehäuse bezeichnet, das allseitig geschlossen ausgebildet ist, aber zumindest auf einer Seite durch eine Gehäuseplatte 2 verschlossen ist, die durch Befestigungsmittel wie Schrauben oder dergleichen lösbar mit dem Gehäuse 1 verbunden ist, um den Zugang zum Innern zu ermöglichen. An der Oberseite 3 des Gehäuses 1 ist eine zylindrische Ausnehmung für einen Zentrierdorn 4 angeordnet, der eine zylindrische Aussparung 5 einer Auflageplatte 6 durchdringt. Diese Auflageplatte 6 ist über mehrere Schrauben 7, die jeweils in Senkbohrungen 8 angeordnet sind mit dem Gehäuse 1 fest, aber lösbar verbunden. Die Auflageplatte 6 liegt bei der dargestellten Ausführungsform ebenflächig auf der Oberseite 3 des Gehäuses 1 auf. Auf der Auflageplatte 6 werden nicht dargestellte, in der Regel blechförmige Werkstücke, zum Beispiel Gehäuseteile von Karosserien der Kfz-Industrie zentriert und gespannt angeordnet (nicht dargestellt). Der Zentrierdorn 4 ist ortsfest angeordnet und überragt die obere Auflagefläche der Auflageplatte 6 um die Länge B (5).
-
An der Oberseite ist der Zentrierdorn 4 abgerundet ausgebildet. Im Inneren besitzt der Zentrierdorn eine nicht dargestellte Aussparung für die Aufnahme eines Spannhakens 9, der mit einen Lenkeransatz 10 und mit einer noch zu beschreibenden Kniehebelgelenkanordnung 11 getrieblich auch mit einer Verschiebeeinheit 12 verbunden ist. Die Verschiebeeinheit 12 ermöglicht über die Kniehebelgelenkanordnung 11 bei der Druckmittelbeaufschlagung eines Kolbens 13, der in einem Zylinder 14 längsverschieblich und dichtend geführt ist, über eine Kulissenführung mit Kulissenzapfen 15 und Kulissenführung 16 eine Querverschiebung der Verschiebeeinheit 12 in Richtung C bzw. D, also orthogonal zur Längsachse des Zentrierdornes 4 und damit auch des Spannhakens 9 und dessen Lenkeransatz 10. Die Kulisse wird durch einen oder mehrere koaxial zueinander angeordnete Kulissenzapfen 15 und eine Kulissenführungsausnehmung 16 in einem Gabelstück 17 gebildet, das mit einer Kolbenstange 18 funktionell oder materialmäßig einstückig verbunden ist, die wiederum mit einem Kolben 19 gekuppelt ist, der längsverschieblich und dichtend in einem Zylinder 20 angeordnet ist. Die Kolbenstange 18 ist über eine Schraubverbindung 21 (1) mit dem Kolben 19 gekuppelt und bewegt den Lenkeransatz 10 und damit den Spannhaken 9 in Hubbewegung des Kolbens 19, also in Längsachsrichtung der Kolbenstange 18 je nach Druckmittelbeaufschlagung des Zylinders 20 in diametral entgegengesetzten Hubrichtungen, also in Richtung X bzw. Y (1).
-
Der Zylinder 20 und damit der Kolben 19 sind in einem Zylinderteil 22 mit geeigneten Anschlüssen 23, 24 bzw. 25, 26 zum Zuführen von Druckmittel versehen. Paarweise können derartige Anschlüsse, zum Beispiel 23 und 24, durch Blindstopfen verschlossen werden, je nach Einbaulage der Unterbodenspanners. Als Druckmittel kommt normalerweise Druckluft in Betracht, die in Fertigungsanlagen des Karosseriebaus der Kfz-Industrie überall zur Verfügung steht. Selbstverständlich ist es möglich, auch ein anderes Druckmittel, zum Beispiel ein hydraulisches Druckmittel, zu verwenden. Auch dem Zylinder 14 kann je nach Antriebsrichtung ein derartiges Druckmittel, zum Beispiel Druckluft, durch eine Folgesteuerung zugeführt werden, so dass dort der Kolben 13 ebenfalls abwechselnd beidseitig durch Druckmitteldruck zu beaufschlagen ist und ihn ebenfalls in Richtung X oder Y antreibt. Die Kolbenstangen 18 und 27 sind jeweils aus den Zylindern 14 oder 20 durch ein nicht näher bezeichnetes Dichtelement druckmitteldicht abgedichtet herausgeführt. Der Kolben 13 ist über die Kolbenstange 27 und ein Schwenkgelenk 28 mit einem Lenkerelement 29 schwenkgelenkbeweglich gekuppelt. Das Lenkerelement 29 trägt an seinem Ende ein Gabelstück 30, das mit seinen Gabelenden über Gelenkbolzen 31 mit einem beabstandeten und von den Gabelenden umschlossenen Laschenpaar 32 schwenkbeweglich gekuppelt ist. Das Laschenpaar bildet Teil der Kniehebelgelenkanordnung und ist mit der Verschiebeeinheit 12 gekuppelt. Zwischen den Laschen oder Laschenpaar 32 ist auch der Lenkeransatz 10 des Spannhakens 9 angeordnet. Die Lasche oder das Laschenpaar ist über Schwenkbolzen 33 und einer Kulissenführung 50 mit der Verschiebeeinheit 12 schwenkbeweglich. Die Verschiebeeinheit 12 ist über koaxiale und paarweise zueinander angeordneten und ggf. in Wälzlagern gelagerten Führungsrollen 34, 35 bzw. 36, 37 in Führungsschlitzen des Gehäuses (im einzelnen nicht bezeichnet) in Richtung C bzw. D reibungsarm verschieblich geführt, so dass die Verschiebeeinheit 12 gegenüber dem Gabelstück 17 und damit gegenüber der Kolbenstange 18 in Richtung C bzw. D zusammen mit der Kniehebelgelenkanordnung 11 um ein begrenztes Maß quer verschiebbar zwangsgeführt ist.
-
Mit dem Gabelstück 17 ist über die Verschiebeeinheit 12 ein Verschiebekupplungsteil 38 verbunden, dass eine Kulisse 39 aufweist, die aus zwei Längenabschnitten besteht, deren Längsachsen im stumpfen Winkel zueinander verlaufen und durch die ein Kulissenbolzen 40 hindurch greift, der mit dem Lenkeransatz 10 des Spannhakens 9 verbunden ist und bei der Hubbewegung des Kolbens 19 über die Kolbenstange 18 und das Gabelstück 17 das Verschiebekupplungsteil 38 entsprechend hubbeweglich steuert, wobei der Kulissenbolzen 40 den Lenkeransatz 10 entsprechend dem Verlauf der Kulisse 39 nicht nur in Richtung X bzw. Y nach oben bzw. unten hubbeweglich steuert, sondern ihn auch entweder aus einer Öffnung des Zentrierdorns 4 heraus in die Spannlage (6) oder in den Spanndorn 4 wieder hineinbewegt. Der Spannhaken 9 ist mit einem Lenkeransatz 10 hubbeweglich auf und ab sowie seitwärts kippbeweglich entsprechend dem Verlauf der Kulisse 39. Es bewegt sich auch das Verschiebekupplungsteil 38, während bei der Bewegung des Kolbens 19 sich der Kulissenzapfen 15 in der aus 8 ersichtlichen rechten Endstellung innerhalb der Kulissenführung 16 befindet.
-
Die Kniehebelgelenkanordnung 11 ist über mindestens eine Lasche oder ein Laschenpaar 41 mit Kupplungsteilen über ein Schwenkgelenk 43 schwenkbeweglich gekuppelt, über das die Verstellbewegungen, die von dem Kolben 13, über die Kolbenstange 27, das Lenkerelement 29 und das Gabelstück 30 auf die Kniehebelgelenkanordnung 11 übertragen werden und dadurch eine koaxial zum Zentrierdorn 4 angeordnete und in dessen Längsachsrichtung durch die Aussparung 5 über die Auflageplatte 6 hinaus und auch wieder in das Innere des Gehäuses 1 hineinbewegliche Zentrierhülse 44 hubbeweglich angetrieben ist. Beim Einfahren in das Gehäuse 1 befindet sich die obere Begrenzung dieser im Durchmesser erheblich größer als der Außendurchmesser des Zentrierdorns 4 bemessene Zentrierhülse 44 unterhalb der Auflagefläche der Auflageplatte 6 (zum Beispiel 6, 7, 12), während sie sich beim vollständigen Ausfahren (z. B. 9) in erheblichem Abstand oberhalb der Auflageplatte 6 befindet. Man erkennt dabei, dass nach dem vollständigen Herausfahren sich der Kolben 13 in seiner oberen Stellung (9) befindet, während sich eine Zwischenstellung beim Ausfahren zum Beispiel aus 12 ergibt, bei der der Kolben 13 einen Teilhub in Richtung Y durchgeführt hat. Der Kulissenzapfen 15 befindet sich dabei in der linken Stellung (in der Zeichnungsebene gesehen) der Kulissenführung 16 (z. B. 9). Die Zentrierhülse 44 besitzt eine mit der seitlichen Ausnehmung im Zentrierdorn 4 korrespondierende und fluchtende seitliche Ausnehmung 45.
-
Das Bezugszeichen 42 bezeichnet eine Verdrehsicherung für die Zentrierhülse 44, während das hülsenförmige Teil 51 die Zentrierhülse 44 führt. Die Zentrierhülse 44 wird über die Lasche oder das Laschenpaar 41 angetrieben.
-
Das Bezugszeichen 47 bezeichnet eine als austauschbares Set ausgebildete Abfragevorrichtung, die die Stellung der Kolbenstange 27 bzw. des Kolbens 13 und damit indirekt auch die Hubstellung der Zentrierhülse 44 detektiert und eine Fernabfrage erlaubt. Die Abfragevorrichtung 47 kann induktive Abfrageelemente, Mikroschalter oder Pneumatikschalter enthalten und gegebenenfalls in Längsachsrichtung der Kolbenstange 27 einstellbare Elemente oder auch eine Inkrementalmessung über den gesamten Hubbereich aufweisen. Die gemessenen Daten werden durch eine geeignete Datenleitung, zum Beispiel an einen Computer und in eine Folgesteuerung eingegeben. Diese Daten können ebenso wie die Druckmittelzufuhr zu dem Zylinder 20 und zu dem Zylinder 14, beispielsweise über eine Speicher-Programmierbare-Steuerung (SPS) gesteuert oder geregelt werden.
-
Der Kolbenstange 18 bzw. dem Gabelstück 17 ist ebenfalls eine derartige Abfragevorrichtung 48 zugeordnet, die mittels einer Schaltfahne 49 geeignete Mikroschalter oder dergleichen bedämpft. Die Abfragevorrichtung 47 kann entsprechend ausgebildet sein wie die Abfragevorrichtung 47. Auch die Abfragevorrichtung 48 kann in Längsachsrichtung der Kolbenstange 18 verstellbare Schaltelemente wie Mikroschalter, induktive Schalter oder Pneumatikschalter oder auch Schaltelemente aufweisen, die eine inkrementale Abfragung der Hubbewegung und damit der Hubbewegung des Lenkeransatzes 10 und des diesem zugeordneten Spannhakens 9 ermöglichen. Die Abfragewerte werden ebenfalls über eine nicht dargestellte Datenleitung an einen Computer übermittelt, der in eine Folgesteuerung einbezogen ist und – wie schon erwähnt – die Druckmittelzufuhr zu dem Zylinder 20 und damit abwechselnd beidseitig den Kolben 19 steuert oder regelt. Auf diese Weise lassen sich die Stellungen sowohl des Spannhakens 9 als auch der Zentrierhülse 44 fernabfragen und zum Beispiel von einem entfernten Steuer- oder Regelstand aus überwachen. Dadurch ist es zum Beispiel möglich, mehrere oder eine Vielzahl derartiger Unterbodenspanner in einer Fertigungslinie, zum Beispiel im Karosseriebau der Kfz-Industrie, anzuordnen und durch eine SPS zu steuern oder zu regeln.
-
Die Wirkungsweise des Unterbodenspanners ist folgende:
Wird der Zylinder 20 unterhalb des Kolbens 19 mit Druckmitteldruck, zum Beispiel mit Druckluft, beaufschlagt, so wird der Kolben 19 in Richtung Y, also nach oben, in der Zeichnungsebene gesehen, verschoben, was eine entsprechende Verschiebung der Kolbenstange 18, des Gabelstücks 17 und über den Kulissenzapfen 15 und die Kulissenführung 16 und die Verschiebeeinheit 12 und den Lenkeransatz 10 auch eine entsprechende Hubbewegung des Spannhakens 9 zur Folge hat. Der in Bezug auf das Verschiebekupplungsteil 38 ortsunbewegliche Kulissenbolzen 40 gleitet dabei aus der Kulisse 39, dessen Längsachse parallel oder etwa parallel zur Längsachse der Kolbenstange 18 bzw. 27 verläuft in den Abschnitt, der etwa unter einen stumpfen Winkel nach unten in Richtung auf die Kolbenstange 27 verläuft und kippt dabei gleichzeitig den Spannhaken 9 durch die seitliche Ausnehmung 45 im Zentrierdorn 4 in das Innere des Zentrierdorns hinein. Diese Kippbewegung wird über den Lenkeransatz 10 übertragen. Dabei findet sich der Spannhaken 9 vollständig innerhalb der äußeren Umgrenzung des Zentrierdornes 4 (zum Beispiel 7) und der Kulissenzapfen 15 in der Kulissenführung 16 in der rechten Darstellung wie dies zum Beispiel in den 6 und 7 dargestellt ist.
-
Wird dagegen der Kolben 19 auf der gegenüberliegenden Seite, also in der Zeichnungsebene gesehen von oben mit Druckmitteldruck, insbesondere mit Luftdruck, beaufschlagt, so zieht die Kolbenstange 18 über das Gabelstück 17 und das Verschiebekupplungsteil 38 über den Lenkeransatz 10 den Spannhaken 9 aus dem mit der Längsachse parallel zu den Kolbenstangen 18, 27 verlaufenden Abschnitt der Kulisse 39 nach unten in das unter einem stumpfen Winkel dazu verlaufende Kulissenteil, was den Spannhaken 9 aus der seitlichen Ausnehmung 46 im Zentrierdorn 4 heraustreten lässt. Im weiteren Verlauf setzt dann der Spannhaken 9 auf das nicht dargestellte Werkstück, das sich auf der Auflageplatte 6 befindet, auf und spannt dieses fest, solange bis eine Umsteuerung des Kolbens 19 durch entsprechende Druckmittelbeaufschlagung erfolgt. Der Kolben 13, dessen Kolbenstange parallel zur Kolbenstange 18 verläuft, befindet sich dabei in der zum Beispiel aus 6 ersichtlichen unteren Stellung (in der Zeichnungsebene gesehen).
-
Wird eine Umstellung des Unterbodenspanners auf einen größeren Durchmesser gewünscht, wird der Kolben 19 durch entsprechende Druckmitteldruckbeaufschlagung in Richtung Y, also nach oben gefahren (7) und der Zylinder 14 unterhalb des Kolbens 13 mit Druckmitteldruck, insbesondere mit Luftdruck, beaufschlagt, was eine entsprechende Verschiebung der Kolbenstange 27 und damit eine Kraftübertragung auf die Kniehebelgelenkanordnung 11 zur Folge hat, was bewirkt, dass über die Kniehebelgelenkanordnung die Laschen 32, 41 und über das Schwenkgelenk 43 die Zentrierhülse 44 durch die Aussparung 5 der Auflageplatte 6 herausgefahren wird, bis das Kniehebelgelenk seine Sperrstellung oder Totpunktlage oder Übertotpunktlage erreicht hat. Eine Zwischenstellung zeigt zum Beispiel die 8. Bei der Darstellung in 8 befindet sich der Spannhaken 9 noch innerhalb der Projektion des Zentrierdornes 4, während er in 9 bereits aus den seitlichen Ausnehmungen 45 und 46 des Zentrierdorns 4 einerseits und der Zentrierhülse 44 andererseits herausgetreten ist. Befindet sich der Spannhaken 9 in Spannstellung, hat er also auf einem Werkstück aufgesetzt, so hat sich die Verschiebeeinheit 12 sich in Richtung C verschoben, was dadurch erreicht wird, dass der Kulissenzapfen 15 sich in der Kulissenführung 16 zum Beispiel aus der Darstellung nach 6 in die Position in Richtung C bewegt hat.
-
Der erfindungsgemäße Unterbodenspanner ermöglicht es somit Werkstücke mit zwei unterschiedlichen Durchmessern, und zwar einmal bezüglich des Durchmessers des Zentrierdorns 4, zum anderen aber auch bezüglich des Durchmessers der Zentrierhülse 44 zu zentrieren und zu spannen.
-
Die in der Zusammenfassung, in den Patentansprüchen und in der Beschreibung beschriebenen sowie aus der Zeichnung ersichtlichen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Gehäuse
- 2
- Gehäuseplatte
- 3
- Oberseite
- 4
- Zentrierdorn
- 5
- Aussparung
- 6
- Auflageplatte
- 7
- Schrauben
- 8
- Senkbohrung
- 9
- Spannhaken
- 10
- Lenkeransatz
- 11
- Kniehebelgelenkanordnung
- 12
- Verschiebeeinheit
- 13
- Kolben
- 14
- Zylinder
- 15
- Kulissenzapfen
- 16
- Kulissenführung, Kulissenführungsausnehmung
- 17
- Gabelstück
- 18
- Kolbenstange
- 19
- Kolben
- 20
- Zylinder
- 21
- Schraubverbindung
- 22
- Zylinderteil
- 23
- Anschluß für Druckmittel
- 24
- Anschluß für Druckmittel
- 25
- Anschluß für Druckmittel
- 26
- Anschluß für Druckmittel
- 27
- Kolbenstange
- 28
- Schwenkgelenk
- 29
- Lenkerelement
- 30
- Gabelstück
- 31
- Gelenkbolzen
- 32
- Laschenpaar
- 33
- Schwenkbolzen
- 34
- Führungsrollen
- 35
- Führungsrollen
- 36
- Führungsrollen
- 37
- Führungsrollen
- 38
- Verschiebekupplungsteil
- 39
- Kulisse
- 40
- Kulissenbolzen
- 41
- Lasche, Laschenpaar
- 42
- Führungsnut, Verdrehsicherung
- 43
- Schwenkgelenk
- 44
- Zentrierhülse
- 45
- Ausnehmung, seitliche
- 46
- Ausnehmung, seitliche
- 47
- Abfragevorrichtung, Set
- 48
- Abfragevorrichtung, Set
- 49
- Schaltfahne
- 50
- Kulissenführung
- 51
- hülsenförmiges Führungsteil, Führung
- A
- Ansichtsrichtung
- B
- Länge des Zentrierdornes 4
- C
- Verschieberichtung der Verschiebeeinheit 12
- D
- Verschieberichtung der Verschiebeeinheit 12
- X
- Hubrichtung
- Y
- Hubrichtung
