DE102011080504B4 - Spannvorrichtung und Palettenhandlingssystem - Google Patents

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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/0063Connecting non-slidable parts of machine tools to each other
    • B23Q1/0072Connecting non-slidable parts of machine tools to each other using a clamping opening for receiving an insertion bolt or nipple

Abstract

Spannvorrichtung (12), insbesondere Nullpunktspannvorrichtung, mit einem Gehäuse (28), mit einer in dem Gehäuse (28) vorgesehenen Spannaufnahme (18) zur Einführung eines zu spannenden Gegenstandes, mit einem in dem Gehäuse (28) axial verfahrbar gelagerten Antriebselement (23) mit mindestens einem Stellglied (52), und mit wenigstens einem radial verschiebbar geführt angeordneten, mit dem Stellglied (52) bewegungsgekoppelten Spannschieber (54) zum Spannen des Gegenstandes, wobei das wenigstens eine Stellglied (52) einen antriebsseitigen Stützabschnitt (74) und wenigstens einen spannschieberseitigen Koppelabschnitt (76) aufweist, wobei das Antriebselement (23) als in einem Zylinder (48) verfahrbar gelagerter Kolben (22) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützabschnitt (74) mit zwei Schenkeln (80) U-förmig und der Koppelabschnitt (76) als zwischen den beiden Schenkeln (80) verlaufender Bolzen (82) ausgebildet sind, dass der Stützabschnitt (74) derart im Gehäuse (28) angeordnet ist, dass er sich zur Übertragung von Querkräften an Kraftaufnahmeabschnitten (108) des Gehäuses (28) im Bereich einer senkrecht zur Bewegungsrichtung des Stellglieds (52) durch den Koppelabschnitt (76) verlaufenden Ebene abstützt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung, insbesondere eine Nullpunktspannvorrichtung, mit einem Gehäuse, mit einer in dem Gehäuse vorgesehenen Spannaufnahme zur Einführung eines zu spannenden Gegenstandes, mit einem in dem Gehäuse axial verfahrbar gelagerten Antriebselement mit mindestens einem Stellglied, und mit wenigstens einem quer zur Bewegungsrichtung des Stellglieds verschiebbar geführt angeordneten, mit dem Stellglied bewegungsgekoppelten Spannschieber zum Spannen des Gegenstandes. Eine derartige Spannvorrichtung ist beispielsweise aus der EP 1 707 307 A1 und der DE 10 2009 057 198 B3 bekannt. Darüber hinaus ist aus der EP 2 052 808 A1 eine Spanneinrichtung zum lösbaren Fixieren eines Werkstückträgers mit Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. Die Erfindung betrifft ferner ein Palettenhandlingssystem mit einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung.
  • Derartige Spannvorrichtungen finden beispielsweise zur Montage auf Maschinentischen von Werkzeugmaschinen Verwendung, um Werkstücke über die Spannvorrichtungen auf dem Maschinentisch zu befestigen. Der Maschinenbau verlangt jedoch nach immer leistungsfähigeren Spannvorrichtungen; es ist insbesondere eine immer höhere Einzugs- bzw. Haltekraft der Spannvorrichtung gefordert, um möglichst große bzw. schwere Gegenstände, wie beispielsweise hohe Palettengewichte mit einer solchen Spannvorrichtung spannen zu können. Eine solche Spannvorrichtung ließe sich beispielsweise in einem Palettenhandlingsystem zum Spannen und Heben von Paletten mit Hilfe von Industrierobotern einsetzen. Aus der EP 1 886 751 B1 ist eine Schnellspanneinheit bekannt, bei dem ein axial verschiebliches Zylinderelement zur radialen Bewegung eines Spannelements mit dem Spannelement bewegungsgekoppelt ist.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Spannvorrichtung, insbesondere eine Nullpunktspannvorrichtung mit einer hohen Einzugs- bzw. Haltekraft bereitzustellen, wobei die Spannvorrichtung funktionssicher arbeitet.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Spannvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Folglich ist vorgesehen, dass das wenigstens eine Stellglied einen antriebsseitigen Stützabschnitt und wenigstens einen spannschieberseitigen Koppelabschnitt aufweist, wobei der Stützabschnitt derart im Gehäuse angeordnet ist, dass er sich zur Übertragung von Querkräften an Kraftaufnahmeabschnitten des Gehäuses im Bereich einer senkrecht zur Bewegungsrichtung des Stellglieds durch den Koppelabschnitt verlaufenden Ebene abstützt. Die Kraftaufnahmeabschnitte können auch genau in der senkrecht zur Bewegungsrichtung des Stellglieds durch den Koppelabschnitt verlaufenden Ebene liegen. Ferner ist vorgesehen, dass das Antriebselement als in einem Zylinder verfahrbar gelagerter Kolben ausgebildet ist. Dies ist von Vorteil, da auch bei hohen Spann- bzw. Haltekräften ein Ausweichen des Stützabschnitts aufgrund auftretender Querkräfte entlang der Bewegungsrichtung der Spannschieber vermieden werden kann. Somit lassen sich auch hohe Lasten funktionssicher spannen und halten. Der Kolben kann dabei mit Druckluft beaufschlagt werden. Es kann auch vorgesehen sein, den Kolben fluidisch mit Hydraulikflüssigkeit zu beaufschlagen.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Spannvorrichtung ergibt sich dadurch, dass die Spannaufnahme entlang der Mittellängsachse der Spannvorrichtung verlaufend ausgebildet ist und dass zwei symmetrisch zur Mittelängsachse angeordnete Stellglieder vorgesehen sind. Dadurch wird eine symmetrische Krafteinleitung ermöglicht. Ein Verklemmen der Spannschieber bzw. des Antriebselements im Gehäuse kann daher sicher verhindert werden.
  • Erfindungsgemäß sind der Stützabschnitt mit zwei Schenkeln U-förmig und der Koppelabschnitt als zwischen den beiden Schenkeln verlaufender Bolzen ausgebildet. Der Stützabschnitt ist dabei vorteilhafterweise an die Kontur des Spannschiebers angepasst.
  • Besonders bevorzugt ist dabei, dass der Stützabschnitt mit sich pylonenartig parallel zur Mittellängsachse der Spannvorrichtung erstreckenden, im Querschnitt trapezförmigen Schenkeln, ausgebildet ist.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung der Spannvorrichtung sieht vor, dass im Gehäuse sich parallel zur Mittellängsachse der Spannvorrichtung erstreckende, im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildete Aussparungen zur Aufnahme der Stützabschnitte und zur Bildung der Kraftaufnahmeabschnitte vorgesehen sind.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Aussparungen derart länglich ausgebildet sind, dass die quer zur Verschieberichtung der Spannschieber verlaufenden Längsseiten der Aussparungen zu den entlang der Verschieberichtung der Spannschieber verlaufenden Schmalseiten der Aussparungen in einem Verhältnis im Bereich von 4:1 bis 3:1 stehen.
  • Besonders bevorzugt ist dabei, dass die quer zur Verschieberichtung der Spannschieber verlaufenden Längsseiten der Aussparungen von runden Durchbrüchen zur Aufnahme der Spannschieber durchdrungen sind. Die im Gehäuse angeordneten zylinderförmigen Aussparungen sind somit an die Kontur des mindestens einen Spannschiebers angepasst. Dies ermöglicht eine Krafteinleitung und Abstützung über die Kraftaufnahmeabschnitte in derselben Ebene.
  • Dabei ergibt sich eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, wenn die quer zur Verschieberichtung der Spannschieber verlaufenden Längsseiten der Aussparungen im Wesentlichen die Kraftaufnahmeabschnitte bilden. Die auftretenden Querkräfte treten hauptsächlich entlang der Bewegungsrichtung der Spannschieber auf. Somit ist es vorteilhaft, die Kraftaufnahmeabschnitte quer zur Verschieberichtung der Spannschieber vorzusehen.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Spannschieber eine den Koppelabschnitt aufnehmende, ungleichförmige Führungskontur mit bezüglich der Mittellängsachse der Spannvorrichtung unterschiedlichen Neigungswinkeln zur Erreichung unterschiedlicher Übersetzungsverhältnisse aufweist. Dadurch sind die Spannschieber in einem schnellen Eilhub und in einem Spannhub mit großer Spannkraft bewegbar.
  • Besonders bevorzugt ist dabei, dass der Zylinder Zylindereinbuchtungen bzw. Zylinderausbuchtungen und der Kolben dazu komplementäre Kolbenausbuchtungen bzw. Kolbeneinbuchtungen aufweisen und dass im Bereich wenigstens einer der Zylinderausbuchtungen Verbindungselemente zur Verbindung des Gehäuses mit einer Abdeckung vorgesehen sind. Dies ist von Vorteil, da eine vergrößerte Kolbenfläche bei einem gleichzeitig kompakt bauenden Gehäuse erreicht werden kann. Durch die vergrößerte Kolbenfläche wird bei Beaufschlagung mit Druck eine höhere Spannkraft ermöglicht.
  • vorteilhafterweise ist der Kolben derart länglich ausgebildet, dass die Kolbenlänge zur Kolbenbreite in einem Verhältnis im Bereich von 4:1 bis 1:1, vorzugsweise im Bereich von 3:1 bis 2:1 steht.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Kolben an seinen Längsseiten jeweils vier Kolbenausbuchtungen bzw. drei Kolbeneinbuchtungen aufweist, wobei der Zylinder an seinen Längsseiten jeweils drei Zylinderausbuchtungen bzw. vier Zylindereinbuchtungen aufweist. Dies ist vorteilhaft, da somit auf jeder Längsseite des Zylinders drei Zylinderausbuchtungen für die gleichmäßige Anordnung der Verbindungselemente vorgesehen sind.
  • Dabei ergibt sich eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung, wenn die Außenkontur des Kolbens symmetrisch zur Kolbenlängsachse und/oder zur Kolbenquerachse ausgebildet ist.
  • Dies ist vorteilhaft, da bei symmetrisch zur Mittellängsachse der Spannvorrichtung angeordneten Stellgliedern durch die symmetrische Außenkontur des Kolbens eine optimale Übertragung der Kolbenkraft auf die Stellglieder erfolgen kann.
  • Eine besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich dadurch, dass der Kolben eine wellenförmige Außenkontur aufweist.
  • Besonders bevorzugt ist dabei, dass die Kolbeneinbuchtungen bzw. Kolbenausbuchtungen mit einer doppelten Amplitude im Bereich von 1/10 bis 1/4 und insbesondere im Bereich von 1/6 bis 1/5 der maximalen Kolbenbreite ausgebildet sind. Die doppelte Amplitude ist der quer zur Längsseite des Kolbens verlaufende, maximale Abstands der Scheitelpunkte der Kolbeneinbuchtungen bzw. Kolbenausbuchtungen.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Kolbeneinbuchtungen bzw. Kolbenausbuchtungen mit einer Länge im Bereich von 1/20 bis 1/12 und insbesondere im Bereich von 1/10 bis 1/8 der maximalen Kolbenlänge ausgebildet sind.
  • Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Gehäuse am Scheitel der Zylindereinbuchtungen mit einer Wanddicke im Bereich von 1/7 bis 2/1 und insbesondere im Bereich von 1/2 bis 1/3 der doppelten Amplitude ausgebildet ist. Dies ist vorteilhaft, da sich durch die Höhe der Amplitude und durch die Länge der Kolbenein- bzw. Kolbenausbuchtungen sowie durch die am Scheitel der Zylindereinbuchtungen vorgesehene Wanddicke ein Bereich zur Aufnahme der Verbindungselemente am Gehäuse derart ergibt, dass eine große Kolbenfläche bei einem kompakten Gehäuse erreicht werden kann.
  • Vorzugsweise weist der Kolben an seiner der Abdeckung abgewandten Seite Befestigungsabschnitte zur Befestigung des mindestens einen Stellglieds auf. Das mindestens eine Stellglied kann daher an einer definierten Position des Kolbens sicher befestigt werden.
  • Vorteilhafterweise weist der Kolben eine zentral und rautenförmig ausgebildete Öffnung und/oder zwei in den Randbereichen des Kolbens angeordnete runde Öffnungen für Abstützabschnitte des Gehäuses auf, wobei sich die Abdeckung zur Verbindung mit dem Gehäuse an den Abstützabschnitten abstützt. Dies gewährleistet, dass auch bei hohen Betriebsdrücken ein Abheben der Abdeckung vom Gehäuse vermieden werden kann.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird auch durch ein Palettenhandlingsystem mit einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung und mit einem einen Einzugsbolzen umfassenden Grundteil gelöst, wobei der Einzugsbolzen zum Spannen in die Spannaufnahme der Spannvorrichtung einführbar ist. Dies ist vorteilhaft, da sich bei einem solchen Palettenhandlingsystem der Grundteil an einer zu spannenden bzw. zu hebenden Palette befestigen lässt, wobei die Spannvorrichtung beispielsweise am Roboterarm eines Industrieroboters befestigt werden kann.
  • Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer die in den Figuren dargestellte Ausführungsform der Erfindung näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigen:
    • 1 eine Perspektivansicht eines Palettenhandlingsmoduls und einer Spannvorrichtung;
    • 2 eine Perspektivansicht des Gehäuses einer Spannvorrichtung nach 1;
    • 3 eine Perspektivansicht einer Spannvorrichtung nach 1 mit transparent dargestelltem Gehäuse;
    • 4 eine perspektivische Ansicht eines Kolbens mit Stellgliedern und Spannschiebern einer Spannvorrichtung nach 1 und 3;
    • 5 eine perspektivische Ansicht der Unterseite des Gehäuses der Spannvorrichtung nach 1 und 3 und
    • 6 das erfindungsgemäße Palettenhandlingsystem nach 1 mit der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung nach 1 in einer Spannlage und in einer Freigabelage.
  • In den jeweiligen Figuren sind die sich entsprechenden Bauteile mit den entsprechenden Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Palettenhandlingsystem 10. Das Palettenhandlingsystem 10 umfasst eine erfindungsgemäße Spannvorrichtung 12 und einen Grundteil 14 mit einem nicht dargestellten Einzugsbolzen 16, der in 6 zu erkennen ist. Der Einzugsbolzen 16 des Grundteils 14 kann in der in 6 gezeigten Spannaufnahme 18 der Spannvorrichtung 12 gespannt werden. An der Längsseite 19 der Spannvorrichtung 12 sind Druckluftanschlüsse 20 vorgesehen. Diese dienen zur Druckbeaufschlagung eines in der Spannvorrichtung 12 verfahrbar gelagerten, in 4 gezeigten, als Kolben 22 ausgebildeten Antriebselements 23, sowie zur Abfrage der Anwesenheit des Grundteils 14 durch Luftanlage. Ferner sind an der Längsseite 19 der Spannvorrichtung 12 vertikal verlaufende Nuten 24 zur Anbringung von Sensoren 26 zur induktiven Abfrage der Kolbenstellung vorgesehen.
  • 2 zeigt eine Perspektivansicht des Gehäuses 28 der Spannvorrichtung 12. Die in 1 dargestellte Abdeckung 17 ist in 2 nicht dargestellt. Die Spannaufnahme 18 der Spannvorrichtung 12 zur Aufnahme des Einzugsbolzens 16 ist in 2 deutlich zu erkennen. Darüber hinaus sind Montagebohrungen 30 für Montageschrauben 32 im Gehäuse 28 vorgesehen. Über diese Montageschrauben 32 kann die Spannvorrichtung 12 beispielsweise mit einem Roboterarm verbunden werden. Insgesamt sind vier solcher Montagebohrungen 30 in den jeweiligen Ecken des Gehäuses 28 vorgesehen.
    Zwischen jeweils zwei dieser Montagebohrungen verlaufen kreisrunde, horizontale Durchbrüche 34 zur Aufnahme von in 2 nicht dargestellten Spannschiebern 54. Diese Durchbrüche 34 beginnen an der Gehäuseaußenseite und erstrecken sich bis zur Spannaufnahme 18. Darüber hinaus ist eine weitere Montagebohrung 30 wie in 5 gezeigt unterhalb der Spannaufnahme 18 angeordnet. An der der Spannaufnahme 18 zugewandten Flachseite 38 des Gehäuses 28 sind zwei Bohrungen 40 zur Aufnahme von in 6 dargestellten Stehbolzen 42 vorgesehen. Diese Stehbolzen 42 dienen zur Verdrehsicherung des Grundteils 14 gegenüber der Spannvorrichtung 12 im gespannten Zustand.
  • In 3 ist das Innere der Spannvorrichtung 12 deutlich zu erkennen. Das Gehäuse 28 ist nur stilisiert durch eine strichpunktierte Linie dargestellt. Die in 2 nicht dargestellten Montageschrauben 32 zur Montage der Spannvorrichtungen sind in 3 deutlich zu erkennen. Ferner ist die in 2 nicht dargestellte Abdeckung 17 auf der Unterseite der Spannvorrichtung 12 angeordnet. Diese Abdeckung 17 ist mit als Verbindungsschrauben ausgebildeten Verbindungselementen 44 mit dem Gehäuse verbunden. Auf der Flachseite der Abdeckung 17 ist eine Dichtung 46 angeordnet, welche an die Kontur des hier nicht dargestellten Zylinders 48 angepasst ist. Im Zylinder 48 sind acht regelmäßig verteilte Zylinderdruckfedern 50 angeordnet. Diese Zylinderdruckfedern 50 beaufschlagen den Kolben 22 in Richtung der Abdeckung 17. Auf dem Kolben 22 sind zwei Stellglieder 52 angeordnet. Diese Stellglieder 52 sind mit Spannschiebern 54 bewegungsgekoppelt. In 3 ist zur besseren Übersichtlichkeit nur ein Spannschieber 54 abgebildet. An der Flachseite 38 des Gehäuses 28 sind in die Steckbohrungen 40 eingelassene Hülsen 56 deutlich zu erkennen. Diese dienen zur genauen Führung der in die Hülsen 56 einführbaren Stehbolzen 42.
  • In 4 ist der Kolben 22 mit den Stellgliedern 52 und den Spannschiebern 54 dargestellt. Der Kolben 22 ist länglich ausgebildet und weist eine wellenförmige Außenkontur 58 auf. An der Außenkontur 58 ist eine Dichtlippe 60 vorgesehen. Die wellenförmige Außenkontur 58 ergibt sich durch jeweils vier Kolbenausbuchtungen 62 bzw. drei Kolbeneinbuchtungen 64 auf jeder der beiden Längsseiten des Kolbens 22. Die Außenkontur des Kolbens 22 ist dabei im Wesentlichen symmetrisch zur Kolbenlängsachse und/oder zur Kolbenquerachse ausgebildet. Die Kolbeneinbuchtungen 64 bzw. Kolbenausbuchtungen 62 sind mit einer Länge im Bereich von 1/10 bis 1/8 der maximalen Kolbenlänge ausgebildet. An der den Stellgliedern 52 zugewandten Seite des Kolbens 22 sind eingelassene Befestigungsabschnitte 66 vorgesehen. Auf diesen Befestigungsabschnitten 66 sind die beiden Stellglieder 52 angeordnet. Der Kolben 22 weist eine zentrale, rautenförmige Öffnung 68 in seiner Mitte auf. Darüber hinaus weist der Kolben in den Randbereichen zwei kreisrunde Öffnungen 70 auf. Die rautenförmige Öffnung 68 und die beiden kreisrunden Öffnungen 70 dienen zur Aufnahme von in 5 dargestellten Abstützabschnitten 72 des Gehäuses 28.
  • Die in dem Befestigungsabschnitt 66 angeordneten Stellglieder 52 umfassen einen antriebsseitigen Stützabschnitt 74 und einen spannschieberseitigen Koppelabschnitt 76. Die beiden Stellglieder 52 sind symmetrisch zur Mittellängsachse 78 der Spannvorrichtung 12 angeordnet. Die Stützabschnitte 74 sind u-förmig mit zwei Schenkeln 80 ausgebildet, wobei der Koppelabschnitt 76 als zwischen den beiden Schenkeln 80 verlaufender Bolzen 82 ausgebildet ist. Die Schenkel 80 erstrecken sich pylonenartig parallel zur Mittellängsachse 78 der Spannvorrichtung 12 und sind im Querschnitt trapenzförmig. Der Bolzen 82 greift in eine Führungskontur 84 des Spannschiebers 54 ein und stellt somit die Bewegungskopplung zwischen Stellglied 52 und Spannschieber 54 her. Der Spannschieber 54 ist zumindest abschnittsweise als Kreiszylinder ausgebildet. Er weist einen Spannabschnitt 86 auf, welcher mit der Kontur des in der Spannvorrichtung 12 zu spannenden Einzugsbolzens 16 korrespondiert. Die Führungskontur 84 weist einen Eilhubabschnitt 88 und eine Krafthubabschnitt 90 auf. Befindet sich der Bolzen 82 im Eilhubabschnitt 88 kann der Spannschieber 54 mit einer relativ hohen Geschwindigkeit in Richtung des Einzugsbolzens 16 verfahren werden. Wenn sich der Bolzen 82 im Bereich des Krafthubabschnitts 90 befindet, wird der Spannschieber 54 mit einer geringeren Geschwindigkeit, jedoch mit einer höheren Kraft gegen den Einzugsbolzen 16 gespannt.
  • 5 zeigt das in 2 dargestellte Gehäuse 28 der Spannvorrichtung 12 von unten. Die Abdeckung 17 ist dabei nicht mit dem Gehäuse 28 verbunden, sodass die Innenseite des Gehäuses 28 zu erkennen ist. Im Inneren des Gehäuses 28 ist der Zylinder 48 vorgesehen. In diesem Zylinder 48 ist der Kolben 22 verfahrbar gelagert. In 5 sind die Abstützabschnitte 72, die in die rautenförmige Öffnung 68 sowie die kreisrunden Öffnungen 70 des Kolbens 22 eingreifen und zur Abstützung der Abdeckung 17 dienen, deutlich zu erkennen. Darüber hinaus sind auf der der Abdeckung 17 abgewandten Seite des Zylinders 48 Federaufnahmeabschnitte 94 vorgesehen. In diesen Federaufnahmeabschnitten 94 sind die Zylinderdruckfedern 50 angeordnet. Die Zylinderdruckfedern 50 bewegen den Kolben 22 in eine Spannlage. Zur Bewegung in eine Freigabelage wird der der Abdeckung 17 zugewandte Teil des Kolbens 22 mit Druckluft beaufschlagt. Sobald die Kolbenkraft die Federkraft der Zylinderdruckfedern 50 übersteigt, bewegen die auf dem Kolben 22 angeordneten Stellglieder 52 die mit den Stellgliedern 52 bewegungsgekoppelten Spannschieber 54 in eine Freigabelage. Zur Verstärkung der Einzugs- bzw. Haltekraft kann jedoch auch der den Zylinderdruckfedern 50 zugewandte Kolbenraum ebenfalls mit Druckluft beaufschlagt werden, sodass kurzfristig, nämlich solange Druck anliegt, eine erhöhte Spannkraft bereitgestellt werden kann. Bei Ausfall der Druckluftversorgung kann die Spannvorrichtung 12 aufgrund der acht Zylinderdruckfedern 50 jedoch immer noch eine Mindestspannkraft in Höhe der Spannkraft der Zylinderdruckfedern 50 bereitstellen.
  • An der Längsseite 19 des Gehäuses 28 sind die Nuten 24 ohne Sensoren 26 dargestellt, sowie Druckluftbohrungen 96, welche ohne die Druckluftanschlüsse 20 dargestellt sind, die in 1 zu erkennen sind.
  • Der Zylinder 48 weist eine zur Kontur des Kolbens 22 komplementäre Kontur auf. Vier Zylindereinbuchtungen 98 und drei Zylinderausbuchtungen 100 wechseln sich auf jeder der beiden Längsseiten des Zylinders ab. Die Zylindereinbuchtungen 98 und die Zylinderausbuchtungen 100 schließen sich wellenförmig mit einer Amplitude 99 aneinander an. Die doppelte Amplitude 99 ergibt sich aus den maximalen Abständen der Scheitelpunkte der Zylindereinbuchtungen 98 und der Zylinderausbuchtungen 100 bzw. der Scheitelpunkte der Kolbeneinbuchtungen 62 und Kolbenausbuchtungen 64. Die doppelte Amplitude 99 ist dabei im Bereich von 1/6 bis 1/5 der maximalen Kolbenbreite ausgebildet. In den Bereichen der Zylinderausbuchtungen sind Bohrungen 101 für die als Schrauben ausgebildeten Verbindungselemente 44 vorgesehen, welche zur Verbindung der Abdeckung 17 mit dem Gehäuse 28 dienen. Der Kolben 22 erstreckt sich mit seinen Kolbenausbuchtungen 62 in die Zylindereinbuchtungen 98 derart, dass im Bereich des Scheitels der Zylindereinbuchtungen nur noch eine geringe Restwanddicke 102 des Gehäuses 28 gegeben ist. Die Restwanddicke 102 liegt dabei im Bereich von 1/2 bis 1/3 der doppelten Amplitude 99. Daher hat der Kolben 22 auch bei einem kompakten Gehäuse 28 eine sehr große Fläche. Aufgrund der großen Kolbenfläche kann bei im Vergleich zu anderen Spannvorrichtungen gleichen Druckverhältnissen eine höhere Spannkraft erreicht werden.
  • Auf der der Abdeckung 17 abgewandten Seite des Zylinders 48 sind zwei Aussparungen 104 im Gehäuse vorgesehen, in welche im Betrieb die Stellglieder 52 eingreifen. Diese Aussparungen 104 sind im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet, wobei die Grundfläche ein Rechteck mit abgerundeten Kanten ist. Die Aussparung 104 ist in der Form an die Form des Stützabschnitts 74 angepasst. Die Aussparungen 104 werden von den runden Durchbrüchen 34, die zur Aufnahme der Spannschieber 54 vorgesehen sind, durchdrungen. Wenn nun eine schwere Last exakt gespannt bzw. gehoben werden soll, ist eine hohe Einzugskraft von Nöten. Damit die Stellglieder 52 im Betrieb nicht in Richtung der Spannschieberverstellachse 106 ausweichen, stützen sich die Stellglieder an Kraftaufnahmeabschnitten 108 der Aussparungen 104 ab. Diese Kraftaufnahmeabschnitte 108 werden hauptsächlich von den quer zur Verschieberichtung der Spannschieber 54 verlaufenden Längsseiten der Aussparungen 104 gebildet. Die Kraftaufnahmeabschnitte 108 liegen dabei im Bereich einer quer zur Bewegungsrichtung des Stellglieds 52 durch den Koppelabschnitt 76 verlaufenden Ebene.
  • Die Spannvorrichtung 12 ermöglicht somit nicht nur durch den vergrößerten Kolben 22 bei kompaktem Gehäuse 28 eine höhere Einzugskraft; das Spannen bei höheren Kräften wird durch die sich an den Kraftaufnahmeabschnitten 108 abstützenden Stützabschnitte 74 der Stellglieder 52 auch sicherer.
  • In 6 sind zwei erfindungsgemäße Palettenhandlingsysteme 10 im Schnitt dargestellt. In den übrigen Figuren nicht dargestellte Zentrierelemente 110 zur Zentrierung der Spannvorrichtung 12 gegenüber dem Grundteil sind in Zentriernuten 112 des Grundteils 14 eingelassen.
  • Das linke Palettenhandlingsystem 10 ist in seiner Spannlage dargestellt. Der Kolben 22 wird dabei von den Zylinderdruckfedern 50 in Richtung der Abdeckung 17 beaufschlagt. Die Spannschieber 54 sind von den bewegungsgekoppelten Stellgliedern 52 in die Spannlage bewegt. Die Spannschieber 54 spannen dabei den Einzugsbolzen 16, der mit dem Grundteil 14 verschraubt ist.
  • Das rechte Palettenhandlingsystem 10 ist in der Freigabelage dargestellt. Der der Abdeckung 17 zugewandte Druckraum des Zylinders 48 ist dabei mit Druckluft beaufschlagt. Die Kolbenkraft übersteigt dabei die Kraft der Zylinderdruckfedern 50, sodass der Kolben 22 axial in Richtung des Grundteils 14 verstellt wird. Über die auf dem Kolben 22 angeordneten Stellglieder 52 werden die mit den Stellgliedern 52 bewegungsgekoppelten Spannschieber 54 in ihre Freigabelage bewegt. Die Spannschieber 54 geben den Einzugsbolzen 16 frei. Somit kann der Einzugsbolzen 16 samt Grundteil 14 aus der Spannaufnahme 18 entfernt werden.

Claims (19)

  1. Spannvorrichtung (12), insbesondere Nullpunktspannvorrichtung, mit einem Gehäuse (28), mit einer in dem Gehäuse (28) vorgesehenen Spannaufnahme (18) zur Einführung eines zu spannenden Gegenstandes, mit einem in dem Gehäuse (28) axial verfahrbar gelagerten Antriebselement (23) mit mindestens einem Stellglied (52), und mit wenigstens einem radial verschiebbar geführt angeordneten, mit dem Stellglied (52) bewegungsgekoppelten Spannschieber (54) zum Spannen des Gegenstandes, wobei das wenigstens eine Stellglied (52) einen antriebsseitigen Stützabschnitt (74) und wenigstens einen spannschieberseitigen Koppelabschnitt (76) aufweist, wobei das Antriebselement (23) als in einem Zylinder (48) verfahrbar gelagerter Kolben (22) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützabschnitt (74) mit zwei Schenkeln (80) U-förmig und der Koppelabschnitt (76) als zwischen den beiden Schenkeln (80) verlaufender Bolzen (82) ausgebildet sind, dass der Stützabschnitt (74) derart im Gehäuse (28) angeordnet ist, dass er sich zur Übertragung von Querkräften an Kraftaufnahmeabschnitten (108) des Gehäuses (28) im Bereich einer senkrecht zur Bewegungsrichtung des Stellglieds (52) durch den Koppelabschnitt (76) verlaufenden Ebene abstützt.
  2. Spannvorrichtung (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannaufnahme (18) entlang der Mittellängsachse (78) der Spannvorrichtung (12) verlaufend ausgebildet ist und dass zwei symmetrisch zur Mittellängsachse (78) der Spannvorrichtung (12) angeordnete Stellglieder (52) vorgesehen sind.
  3. Spannvorrichtung (12) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützabschnitt (74) mit sich pylonenartig parallel zur Mittellängsachse (78) der Spannvorrichtung (12) erstreckenden, im Querschnitt trapezförmigen Schenkeln (80), ausgebildet ist.
  4. Spannvorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (28) sich parallel zur Mittellängsachse (78) der Spannvorrichtung (12) erstreckende, im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildete Aussparungen (104) zur Aufnahme der Stützabschnitte (74) und zur Bildung der Kraftaufnahmeabschnitte (108) vorgesehen sind.
  5. Spannvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (104) derart länglich ausgebildet sind, dass die quer zur Verschieberichtung (106) der Spannschieber (54) verlaufenden Längsseiten der Aussparungen (104) zu den entlang der Verschieberichtung (106) der Spannschieber (54) verlaufenden Schmalseiten der Aussparungen (104) in einem Verhältnis im Bereich von 4:1 bis 3:1 stehen.
  6. Spannvorrichtung (12) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die quer zur Verschieberichtung (106) der Spannschieber (54) verlaufenden Längsseiten der Aussparungen (104) von runden Durchbrüchen (34) zur Aufnahme der Spannschieber (54) durchdrungen sind.
  7. Spannvorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die quer zur Verschieberichtung (106) der Spannschieber (54) verlaufenden Längsseiten der Aussparungen (104) im Wesentlichen die Kraftaufnahmeabschnitte (108) bilden.
  8. Spannvorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannschieber (54) eine den Koppelabschnitt (76) aufnehmende, ungleichförmige Führungskontur (84) mit bezüglich der Mittellängsachse (78) der Spannvorrichtung (12) unterschiedlichen Neigungswinkeln zur Erreichung unterschiedlicher Übersetzungsverhältnisse aufweist.
  9. Spannvorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (48) Zylindereinbuchtungen (98) bzw. Zylinderausbuchtungen (100) und der Kolben (22) dazu komplementäre Kolbenausbuchtungen (62) bzw. Kolbeneinbuchtungen (64) aufweisen und dass im Bereich wenigstens einer der Zylinderausbuchtungen (100) Verbindungselemente (44) zur Verbindung des Gehäuses (28) mit einer Abdeckung (17) vorgesehen sind.
  10. Spannvorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (22) derart länglich ausgebildet ist, dass die Kolbenlänge zur Kolbenbreite in einem Verhältnis im Bereich von 4:1 bis 1:1 vorzugsweise im Bereich von 3:1 bis 2:1 steht.
  11. Spannvorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (22) an seinen Längsseiten jeweils vier Kolbenausbuchtungen (62) bzw. drei Kolbeneinbuchtungen (64) aufweist, wobei der Zylinder (48) an seinen Längsseiten jeweils drei Zylinderausbuchtungen (100) bzw. vier Zylindereinbuchtungen (98) aufweist.
  12. Spannvorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur (58) des Kolbens (22) symmetrisch zur Kolbenlängsachse und/oder zur Kolbenquerachse ausgebildet ist.
  13. Spannvorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (22) eine wellenförmige Außenkontur (58) aufweist.
  14. Spannvorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbeneinbuchtungen (64) bzw. Kolbenausbuchtungen (62) mit einer doppelten Amplitude (99) im Bereich von 1/10 bis 1/4 und insbesondere im Bereich von 1/6 bis 1/5 der maximalen Kolbenbreite ausgebildet sind.
  15. Spannvorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbeneinbuchtungen (64) bzw. Kolbenausbuchtungen (62) mit einer Länge im Bereich von 1/20 bis 1/12 und insbesondere im Bereich von 1/10 bis 1/8 der maximalen Kolbenlänge ausgebildet sind.
  16. Spannvorrichtung (12) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (28) am Scheitel der Zylindereinbuchtungen (98) mit einer Wanddicke (102) im Bereich von 1/7 bis 2/1 und insbesondere im Bereich von 1/2 bis 1/3 der doppelten Amplitude (99) ausgebildet ist.
  17. Spannvorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (22) an seiner der Abdeckung (17) abgewandten Seite Befestigungsabschnitte (66) zur Befestigung des mindestens einen Stellglieds (52) aufweist.
  18. Spannvorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (22) eine zentral und rautenförmig ausgebildete Öffnung (68) sowie zwei in den Randbereichen des Kolbens angeordnete runde Öffnungen (70) für Abstützabschnitte (72) des Gehäuses (28) aufweist, wobei sich die Abdeckung (17) zur Verbindung mit dem Gehäuse (28) an den Abstützabschnitten (72) abstützt.
  19. Palettenhandlingssystem (10) mit einer Spannvorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit einem einen Einzugsbolzen (16) umfassenden Grundteil (14), wobei der Einzugsbolzen (16) zum Spannen in die Spannaufnahme (18) der Spannvorrichtung (12) einführbar ist.
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