DE102012006866B4

DE102012006866B4 - Kraftangetriebene Kniehebelspannvorrichtung

Info

Publication number: DE102012006866B4
Application number: DE102012006866.2A
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: 2018-05-09
Anticipated expiration: 2032-04-05
Also published as: DE102012006866A1

Abstract

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) 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), 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, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenteil (6) Teil des Spannkopfes (2) ist und dass die Spindel (8) in einem Lagerelement (9) in dem Bodenteil (6) in einem Wälzlager (10) reibungsarm drehbeweglich angeordnet ist und von der Bremse (11) in dem Bodenteil (6) koaxial umgeben ist, deren eines Element in dem Bodenteil (6) des Spannkopfes (2) getrieblich verbunden ist, während das andere Element der als Lamellenbremse oder als dauermagnetische Bremse (11) ausgebildeten Bremse (11) der Spindel (8) zugeordnet ist, die beim Antrieb der Mutteranordnung (16) über die Spindel (8) geöffnet ist und beim Stromloswerden des Elektromotors (3) sich in Bremsstellung befindet, und Motorwelle (7), Wälzlager (10), Lagerelement (9) und Bremse (11) in einer Aussparung (15) des Bodenteils (6) des Spannkopfes (2) raumsparend angeordnet sind und der Spannarm von 0° bis 135° bis 180° in den entgegengesetzten Richtungen (A bzw. B) schwenkbeweglich ist und die Spindel (8) an ihren dem Bodenteil (6) des Spannkopfes (2) gegenüberliegenden Endabschnitt in einer Gehäusewand (13) des Spannkopfes (2) drehbeweglich gelagert ist.

Description

Gattung
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 schwenkbeweglich um eine gehäusefeste, aber drehbewegliche Schwenkachse durch den Antriebsmotor antreibbar ist, einer in einem Bodenteil des Spannkopfes angeordneten Bremse, die eine von dem Antriebsmotor über eine Motorwelle angetriebene Spindel, 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. Diese Literaturstelle zeigt eine kraftangetriebene Kniehebelspannvorrichtung, bei welcher die Bremse in dem Gehäuse eines stirnseitig an dem Spannkopf angeordneten Elektromotors angeordnet ist. Eine Spindel ragt in die als Hohlwelle ausgebildete Motorwelle des Rotors, die an ihrem entgegengesetzten Ende über ein Kniehebelgelenk mit einem um eine gehäusefeste Schwenkachse schwenkbeweglichen Spannkopf getrieblich verbunden ist. Die Spindel tritt je nach Schwenkbewegung des Spannarms mehr oder weniger weit in die Hohlwelle des Elektromotors koaxial ein. Gelagert ist die Spindel in einer Buchse in einem Bodenteil des Spannkopfes, also am entgegengesetzten Ende des Schwenkarms.
Aus der DE 202 03 791 U1 ist eine Kniehebelspannvorrichtung, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie, vorbekannt, mit einem die Kniehebelgelenkanordnung betätigbaren, in einem als Spannkopf ausgebildeten Gehäuse befindlichen, durch einen Elektromotor axial verstellbaren Teil, wobei das axial verstellbare Teil zum Beispiel als Kugelumlaufspindel ausgebildet ist und insbesondere eine Kugelumlaufspindelmutter in entgegengesetzten Richtungen in Richtung der Längsachse des längenverstellbaren Teils antreibt, wobei zum Beispiel die Kugelumlaufspindel über ein Kupplungsteil mit der Kniehebelgelenkanordnung gekuppelt ist, und das in den Wänden des Spannkopfes auf diametral gegenüberliegenden Seiten gleich große und gleich geformte, in Richtung der Längsachse des längenverstellbaren Teils sich erstreckende Führungsnuten angeordnet sind, in denen die Kniehebelgelenkanordnung mit mehreren hinter- und/oder nebeneinander angeordneten Führungsrollen reibungsarm zwangsgeführt ist, die auf einem Schwenkbolzen der Kniehebelgelenkanordnung gelagert sind, wobei die durch die Drehmittelpunkte der Führungsrollen verlaufende Längsachse parallel sowie mit Abstand zur Längsachse des Elektromotors und des längenverstellbaren Teils, insbesondere in Richtung auf eine gehäusefeste Achse des Spannarms, angeordnet ist. Auch dem Kupplungsteil ist ein Schwenkbolzen zugeordnet, der an seinen entgegengesetzten Endabschnitten mit Führungsrollen versehen ist, die in denselben Führungsnuten wie die Führungsrollen der Kniehebelgelenkanordnung zwangsgeführt sind. Der als Elektromotor ausgebildete Antriebsmotor weist eine Welle auf, die in einem Verbindungsteil an der der Kniehebelgelenkordnung des Spannkopfes abgekehrten Seite gelagert ist, wobei auch die Kugelumlaufspindel mit einem Endabschnitt in einer Kupplung für die Welle des Elektromotors reibungsarm über Wälzlager, insbesondere Nadellager, angeordnet ist. Die Kugelumlaufspindel ist einseitig in einem Bodenteil des Spannkopfes gelagert und ragt mit ihrem überwiegenden Längenabschnitt in den Innenraum des Spannkopfes freikragened aus.
Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kraftangetriebene Kniehebelspannvorrichtung der vorausgesetzten Gattung derart auszugestalten, dass sie raumsparend baut bei biegesteifer Lagerung der Spindel.
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.
Da die Spindel an ihrem dem Bodenteil gegenüberliegenden Endabschnitt in einer Gehäusewand des Spannkopfes drehbeweglich gelagert ist, ergibt sich eine stabile Anordnung der zum Beispiel als Kugelumlaufspindel ausgebildeten Spindel.
Die Bremse ist 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 Fällen Selbsthemmung aufweisen und wird dadurch auf zwei Arten gesichert, einmal durch die Selbsthemmung selbst, zum anderen aber auch durch die Bremse, die im Bodenteil des Spannkopfes raumsparend angeordnet ist.
Weitere erfinderische Ausgestaltungen
Weitere erfinderische Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen 2 und 3 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.
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 bedämpft 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.

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) 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), 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, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenteil (6) Teil des Spannkopfes (2) ist und dass die Spindel (8) in einem Lagerelement (9) in dem Bodenteil (6) in einem Wälzlager (10) reibungsarm drehbeweglich angeordnet ist und von der Bremse (11) in dem Bodenteil (6) koaxial umgeben ist, deren eines Element in dem Bodenteil (6) des Spannkopfes (2) getrieblich verbunden ist, während das andere Element der als Lamellenbremse oder als dauermagnetische Bremse (11) ausgebildeten Bremse (11) der Spindel (8) zugeordnet ist, die beim Antrieb der Mutteranordnung (16) über die Spindel (8) geöffnet ist und beim Stromloswerden des Elektromotors (3) sich in Bremsstellung befindet, und Motorwelle (7), Wälzlager (10), Lagerelement (9) und Bremse (11) in einer Aussparung (15) des Bodenteils (6) des Spannkopfes (2) raumsparend angeordnet sind und der Spannarm von 0° bis 135° bis 180° in den entgegengesetzten Richtungen (A bzw. B) schwenkbeweglich ist und die Spindel (8) an ihren dem Bodenteil (6) des Spannkopfes (2) gegenüberliegenden Endabschnitt in einer Gehäusewand (13) des Spannkopfes (2) drehbeweglich gelagert ist.
Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mutteranordnung (16) über eine Führungsanordnung (17) mit der Kniehebelgelenkanordnung (20) getrieblich gekuppelt ist.
Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 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.