DE102012006866A1

DE102012006866A1 - Kraftangetriebene Kniehebelspannvorrichtung zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie

Info

Publication number: DE102012006866A1
Application number: DE201210006866
Authority: DE
Inventors: Josef-Gerhard Tünkers
Original assignee: Tuenkers Maschinenbau GmbH
Current assignee: Tuenkers Maschinenbau GmbH
Priority date: 2012-04-04
Filing date: 2012-04-04
Publication date: 2013-10-10
Anticipated expiration: 2032-04-05
Also published as: DE102012006866B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kniehebelspannvorrichtung mit einem als Elektromotor ausgebildeten Antriebsmotor, eine einem Bodenteil angeordnete Bremse und einem Spindelantrieb, der sich in einen Innenraum des Spannkopfes axial erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft eine kraftangetriebene Kniehebelspannvorrichtung zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie, mit einem Spannkopf, einem sich an den Spannkopf anschließenden, insbesondere als Elektromotor ausgebildeten Antriebsmotor, eine in einem Innenraum des Spannkopfes angeordnete Kniehebelgelenkanordnung, durch die ein Spannarm in entgegengesetzten Richtungen um 0° bis 135° bis 180° schwenkbeweglich um eine gehäusefeste, aber drehbewegliche Schwenkachse durch den Antriebsmotor antreibbar ist, einer in einem Boden des Spannkopfes angeordneten Bremse, die eine von dem Antriebsmotor über eine Motorwelle angetriebene Spindel, zum Beispiel einer Kugelumlaufspindel, umgreift und einer auf der Spindel in deren Längsachsrichtung in entgegengesetzten Richtungen durch den Antriebsmotor antreibbaren Mutteranordnung, die getrieblich über die Kniehebelgelenkanordnung den Spannarm antreibt.
Stand der Technik
Eine Kniehebelspannvorrichtung der gattungsgemäß vorausgesetzten Art ist durch die EP 1 066 929 A2 vorbekannt.
Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kraftangetriebene Kniehebelspannvorrichtung derart auszugestalten, dass sie raumsparend baut.
Lösung
Die Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst.
Einige Vorteile
Bei der erfindungsgemäßen Kniehebelspannvorrichtung sind die Bremse und eine in den Innenraum des Spannkopfes hineinragende Kugelumlaufspindel oder dergleichen sowie die Bremse selbst in dem Bodenteil des Spannkopfes angeordnet, so dass sie nicht längenvergrößernd in Erscheinung treten. Die Bremse kann als dauermagnetische Bremse oder als Lamellenkupplung ausgestaltet sein und mit elektrischer Energie so versorgt werden, dass sie beim Antrieb des Kniehebelgelenks geöffnet ist, während sie beim Stillsetzen des Antriebs stromlos wird und dann bremst. Auf diese Weise ergibt sich eine doppelte Sicherung gegen unbeabsichtigtes Lösen zum Beispiel eines Spannarmes, außerdem kann der Steigungswinkel der Spindel so ausgestaltet sein, dass Selbsthemmung gegeben ist.
Weitere erfinderische Ausgestaltungen
Weitere erfinderische Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen 2 bis 6 beschrieben.
Patentanspruch 2 beschreibt eine Ausführungsform, bei der eine Mutteranordnung im Innenraum des Spannkopfes angeordnet ist und über ein Führungselement das Kniehebelgelenk und damit zum Beispiel den Spannhebel in entgegengesetzten Richtungen antreibt.
Gemäß Patentanspruch 3 kann das Führungselement aus einem Gleitteil oder wenigstens einer Rolle bestehen, die in einer sich in Längsachsrichtung der Schraubspindel erstreckenden Nutführung parallel zur Längsachse der Schraubspindel reibungsarm geführt ist. Auch die Rolle oder die Rollen können reibungsarm angeordnet sein, zum Beispiel in Nadellagern gelagert sein. In dem Innenraum des Spannkopfes kann außerdem eine gehäusefeste, schwenkbewegliche Achse angeordnet sein, über die die Kniehebelgelenkanordnung den Spannarm oder dergleichen schwenkbeweglich hin und her antreibt.
Bei der Ausführungsform nach Patentanspruch 4 ist die Spindel an ihrem dem Boden gegenüberliegenden Endabschnitt in einer Gehäusewand des Spannkopfes drehbeweglich gelagert. Dadurch ergibt sich eine stabile Anordnung der zum Beispiel als Kugelumlaufspindel ausgebildeten Spindel.
Gemäß Patentanspruch 5 weist die Mutteranordnung eine Fahne auf, die Abfrageelemente einer Abfragevorrichtung bedämpft.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Abfrageelemente einer austauschbaren Kassette zugeordnet sind, die in einer nutartigen Ausnehmung an der Rückseite des Spannkopfes angeordnet sind, die sich in Längsachsrichtung erstreckt und die die nutartige Ausnehmung nach außen auswechselbar abdichtet. Neben dieser nutartigen Ausnehmung können mehrere mit Gewinde versehene Bohrungen, insbesondere Sackbohrungen, versehen sein, wie auch an den übrigen verbleibenden drei Seitenwänden der Kniehebelspannvorrichtung geeignete mit Gewinde versehene Befestigungsbohrungen, insbesondere Sackbohrungen, vorgesehen sein können. Auf diese Art und Weise lässt sich eine erfindungsgemäße Kniehebelspannvorrichtung bedarfsweise an allen vier Seiten auswechselbar befestigt, mithin auch an der Rückseite, da auf beiden Seiten der Kassette genügend Material zum Anordnen von Befestigungsbohrungen verbleibt. Die nutartige Aussparung braucht sich auch nur über einen Teil der Länge des Spannkopfes zu erstrecken, da die Kassette problemlos auch mit einem Teil ihrer Längenerstreckung in dem Innenraum des Spannkopfes angeordnet werden kann, während sich ein anderer Teil außerhalb befindet und die hier vorgesehene nutartige Ausnehmung abdichtet – Patentanspruch 6.
Bevorzugt ist die Bremse als dauermagnetische Bremse oder als Lamellenbremse ausgestaltet, die beim Antrieb der Mutteranordnung über die Schraubspindel geöffnet ist und beim Stromloswerden des Elektromotors sich in Bremsstellung befindet. Daraus resultiert der Vorteil, dass beim Ausfall der Energieversorgung sofort die Bremse eingreift, so dass ein gegebenenfalls durch den Spannarm gespanntes Bauteil nicht herunterfallen kann. Die Spindel, Schraubspindel oder Kugelumlaufspindel, kann in beiden Fallen Selbsthemmung aufweisen und wird dadurch auf zwei Arten gesichert, einmal durch die Selbsthemmung selbst, zum anderen aber auch durch die Bremse, die im Boden oder im Bodendeckel des Spannkopfes raumsparend angeordnet ist – Patentanspruch 7.
In der Zeichnung ist die Erfindung – teils schematisch – an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
Mit dem Bezugszeichen 1 ist insgesamt eine Kniehebelspannvorrichtung bezeichnet, die im wesentlichen aus einem Spannkopf 2 und einem Antriebsmotor 3 besteht, der bei der dargestellten Ausführungsform ein Elektromotor ist, dem über elektrische Leitungen 4, 5 elektrische Energie gesteuert oder regelbar zuführbar ist. Steuer- und Regeleinrichtungen sind aus Gründen der Vereinfachung nicht dargestellt.
Der Elektromotor 3 ist an einem Bodenteil 6 des Spannkopfes 2, zum Beispiel durch nicht dargestellte Schrauben oder dergleichen, lösbar angeordnet und treibt über eine Motorwelle 7 eine Schraubspindel oder eine Kugelumlaufspindel 8 an, die Selbsthemmung besitzen. Die Spindel 8 ist in einem Lagerelement 9 in einem Wälzlager 10, zum Beispiel in Nadellagern, reibungsarm drehbeweglich angeordnet und wird von einer Bremse 11 koaxial umgeben, deren eines Element mit dem Lagerelement 9 getrieblich verbunden ist, während das andere Element der Bremse 11 der Spindel 8 zugeordnet ist, so dass bei Betätigung der Bremse 11 die Spindel 8 abgebremst und gegen Drehbewegung blockiert werden kann. Die Bremse 11 kann als Lamellenbremse oder als dauermagnetische Bremse oder dergleichen ausgebildet sein.
Die Spindel 8 durchgreift eine Öffnung 12 im Bodenteil 6 und ist an ihrem der Bremse 11 entgegengesetzten Endabschnitt in einer Gehäusewand 13 des Spannkopfes 2 drehbeweglich angeordnet. Bei der dargestellten Ausführungsform fällt die Längsachse 14 der Kugelumlaufspindel 8 oder dergleichen mit der Längsachse des Elektromotors 3, mit der Längsachse der Bremse 11 und mit der Längsachse des Lagerelementes 9 zusammen, das heißt diese Teile sind koaxial zueinander angeordnet. Motorwelle 7, Wälzlager 10, Lagerelement 9 und Bremse 11 sind in einer Aussparung 15 des Bodenteils 6 raumsparend angeordnet.
Der Spannkopf 2 kann aus zwei nicht dargestellten, sandwichartig und abgedichtet aufeinander liegenden Gehäuseteilen bestehen, die durch Schrauben (gleichfalls nicht dargestellt) lösbar miteinander verbunden sind. Die beiden Gehäuseteile können Hälften des Spannkopfes 2 darstellen, also entsprechend symmetrisch gestaltet sein.
Auf der Spindel 8 ist eine Mutteranordnung 16 in Längsachsrichtung der Spindel 8 hin und her schraubbar angeordnet, die mit einer Führungsanordnung 17 getrieblich verbunden ist, die in einer Nut oder einem Nutpaar 18 in Längsachsrichtung der Spindel 8 und parallel zur Längsachse 14 geführt ist. Die Nuten 18 sind an den Innenwänden der Gehäuseteile des Spannkopfes 2 eingearbeitet und erstrecken sich mit ihren Längsachsen in Längsachsrichtung der Spindel 8, also parallel zur Längsachse 14 der Spindel 8. Bei der dargestellten Ausführungsform sind der Führungsanordnung 17 Rollen 19 zugeordnet, die in den gegenüberliegenden Nuten 18 der Gehäuseteile des Spannkopfes 2 reibungsarm geführt sind.
Den Rollen 19 können ebenfalls in Nadellager angeordnet sein (nicht dargestellt). Über die Führungsanordnung 17 wird eine Kniehebelgelenkanordnung 20 hin und her angetrieben, die ihre Bewegungen über eine gehäusefeste, aber drehbewegliche Schwenkachse 21 auf einen Spannarm 22 überträgt, der von 0° bis 135° bis 180° in entgegengesetzten Richtungen A bzw. B schwenkbeweglich ist. Die Schwenkachse 21 besitzt an ihren aus dem Gehäuse heraustretenden Endabschnitten quadratische Gestaltungen, auf denen der betreffende Schwenkarm 22 mit entsprechenden Ausformungen formschlüssig lösbar angeordnet ist (ebenfalls nicht dargestellt).
Auf der Rückseite des Spannkopfes 2 ist eine sich in Längsachsrichtung des Spannkopfes 2 erstreckende, nutartige Ausnehmung 23 vorgesehen, in der eine auswechselbare Kassette 24 mit Abfragelementen 25, 26 in Form von Mikroschaltern oder Induktivschaltern angeordnet ist, die von einer Fahne 27 der Mutteranordnung 16 bedampft werden. Die Signale werden über Leitungen 28 an ein Steckergehäuse 29 und von hier aus an eine geeignete Schaltstelle weitergeleitet, zum Beispiel an einen zentralen Regel- oder Steuerstand. Die Vorrichtung kann in eine Folgesteuerung einer Fertigungslinie einbezogen sein, die geeignete Signale an den Elektromotor 3 gibt, um die Spindel 8 anzutreiben.
Die Kassette 24 dichtet die Nut 23 nach außen möglichst staub- und feuchtigkeitsdicht ab, so dass der Innenraum 31 des Spannkopfes 2 gegen Verunreinigungen weitgehend geschützt ist. Das Bezugszeichen 30 ist ein Steckergehäuse für einen elektrischen Anschluss für die Bremse 11.
Die 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: Kniehebelspannvorrichtung
2: Spannkopf
3: Antriebsmotor, Elektromotor
4: Leitung
5
6: Bodenteil
7: Motorwelle
8: Schraubspindel, Kugelumlaufspindel, Spindel
9: Lagerelement
10: Wälzlager
11: Bremse
12: Öffnung
13: Gehäusewand
14: Längsachse
15: Aussparung
16: Mutteranordnung
17: Führungsanordnung
18: Nut, Nutpaar
19: Rolle
20: Kniehebelgelenkanordnung
21: Schwenkachse
22: Spannarm
23: Ausnehmung, nutartige
24: Kassette
25: Abfrageelement
26
27: Fahne
28: Signalleitungen
29: Steckergehäuse
30
31: Innenraum
A: Schwenkrichtung
B

Literaturverzeichnis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1066929 A2 [0002]

Claims

Kraftangetriebene Kniehebelspannvorrichtung (1) zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie, mit einem Spannkopf (2), einem sich an den Spannkopf (2) anschließenden, insbesondere als Elektromotor ausgebildeten Antriebsmotor (3), eine in einem Innenraum (31) des Spannkopfes (2) angeordnete Kniehebelgelenkanordnung (20), durch die ein Spannarm (22) in entgegengesetzten Richtungen (A bzw. B) um 0° bis 135° bis 180° schwenkbeweglich um eine gehäusefeste, aber drehbewegliche Schwenkachse (21) durch den Antriebsmotor (3) antreibbar ist, einer in einem Bodenteil (6) des Spannkopfes (2) angeordneten Bremse (11), die eine von dem Antriebsmotor (3) über eine Motorwelle (7) angetriebene Spindel (8), zum Beispiel einer Kugelumlaufspindel, umgreift und einer auf der Spindel (8) in deren Längsachsrichtung in entgegengesetzten Richtungen durch den Antriebsmotor (3) antreibbaren Mutteranordnung (16), die getrieblich über die Kniehebelgelenkanordnung (20) den Spannarm (22) antreibt.
Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mutteranordnung (16) über eine Führungsanordnung (17) mit der Kniehebelgelenkanordnung (20) getrieblich gekuppelt ist.
Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsanordnung (17) durch wenigstens eine sich parallel zur Längsachse (14) der Spindel (8) erstreckende Nut oder in an gegenüberliegenden Wänden des Spannkopfes (2) angeordneten korrespondierenden Nuten reibungsarm, zum Beispiel durch Rollen (19), geführt ist.
Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (8) an ihrem dem Bodenteil (6) gegenüberliegendem Endabschnitt in einer Gehäusewand (13) des Spannkopfes (2) drehbeweglich gelagert ist.
Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mutteranordnung (16) eine Fahne (27) aufweist, die Abfragelemente (25, 26) einer Abfragevorrichtung bedampft.
Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfrageelemente (25, 26) einer austauschbaren Kassette (24) zugeordnet sind, die in einer nutartigen Ausnehmung (23) an der Rückseite des Spannkopfes (2) angeordnet sind, die sich in Längsachsrichtung erstreckt und die die nutartige Ausnehmung nach außen auswechselbar abdichtet, wobei der Spannkopf an allen vier Seiten Befestigungsanordnungen, zum Beispiel mit Gewinde versehene Bohrungen zum Befestigen der Kniehebelspannvorrichtung, aufweist.
Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse (11) als dauermagnetische Bremse oder als Lamellenbremse ausgestaltet ist, die bei Antrieb der Mutteranordnung (16) über die Schraubspindel (8) geöffnet ist und beim Stromloswerden des Elektromotors (3) sich in Bremsstellung befindet.