DE10347016A1

DE10347016A1 - Klemmvorrichtung

Info

Publication number: DE10347016A1
Application number: DE10347016A
Authority: DE
Inventors: Shigekazu Yawara Nagai; Akio Yawara Saitoh; Motoshi Yawara Togasaki; Kazuyuki Yawara Oguma
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2002-10-10
Filing date: 2003-10-07
Publication date: 2004-04-22
Also published as: US20040071563A1; US7111835B2

Abstract

Eine Klemmvorrichtung hat einen unteren Körper (28). Eine Drehantriebsquelle (62), die durch ein elektrisches Signal angetrieben wird, ein Pumpenmechanismus (18) mit einem Druckölansaug/abfuhrmechanismus (16), welcher durch die Drehantriebsquelle (62) angetrieben/abgeschaltet wird, ein Zylindermechanismus (20) mit einem Kolben (112), welcher sich entsprechend der Zufuhr von Hydrauliköl in einer Axialrichtung bewegt, und ein Druckspeicher (22) zum Aufnehmen des Hydrauliköles sind integral an dem unteren Körper (28) angebracht.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Klemmvorrichtung, mit welcher ein Werkstück geklemmt werden kann, das auf einem Schlitten positioniert ist und in einer automatischen Montagelinie transportiert wird.
Teile von Maschinen oder Motoren werden bspw. in automatischen Montagelinien zur Herstellung von Automobilen durch Schlitten transportiert. Eine Vielzahl von Bearbeitungs- und Montageschritten wird an entsprechenden Stationen durchgeführt.
An jeder dieser Stationen ist es notwendig, das Werkstück zu positionieren, um eine Klemmvorrichtung anzubringen. In jüngerer Zeit wurde auch eine Klemmvorrichtung an dem Schlitten selbst vorgeschlagen. Das Werkstück wird transportiert, wobei es an dem Schlitten festgeklemmt ist. Lediglich der Schlitten wird an den Stationen positioniert.
Bei diesem System wird bspw. eine Drehantriebsquelle, wie ein Motor, als Antriebsquelle für die Klemmvorrichtung verwendet.
In der Klemmvorrichtung erzeugt die Drehantriebsquelle die Drehantriebskraft, die über einen Getriebemechanismus auf eine Kugelspindel übertragen wird. Die Drehantriebsquelle ist integral mit einem Körper vorgesehen und wird durch ein elektrisches Signal angetrieben. Die Drehantriebskraft wird in die geradlinige Bewegung der Kugelspindel umgewandelt, die entsprechend der Drehung in dem Körper in Axialrichtung verschiebbar ist. Die geradlinige Bewegung der Kugelspindel wird über einen Gelenkverbinder auf einen Kniehebelmechanismus übertragen. Ein Klemmarm wird durch die Drehwirkung eines Stützhebels des Kniehebelmechanismus gedreht, so dass das Werkstück geklemmt wird. Dementsprechend wird die Klemmkraft durch die Drehantriebskraft der Drehantriebsquelle auf den Klemmarm ausgeübt (vgl. bspw. die japanische Patentoffenlegung Nr. 2001-310225).
Bei der herkömmlichen Klemmvorrichtung wird die allein durch die Drehantriebsquelle erzeugte Antriebskraft dazu verwendet, die Kugelspindel durch Drehen des Getriebemechanismus geradlinig zu verschieben, die Antriebskraft durch die Verschiebung der Kugelspindel über den Gelenkverbinder auf den Kniehebelmechanismus zu übertragen und den Klemmarm zum Klemmen des Werkstückes durch Drehen des Stützhebels des Kniehebelmechanismus zu drehen. Daher wird eine große Antriebskraft auf die Drehantriebsquelle ausgeübt. Mit anderen Worten ist die auf die Drehantriebsquelle ausgeübte Antriebslast groß, weil alle Bewegungen der Komponenten von der Antriebskraft der Drehantriebsquelle abhängen.
Der Getriebemechanismus umfasst eine Vielzahl von Zahnrädern, die miteinander kämmen, um die Drehantriebskraft der Drehantriebsquelle auf die Kugelspindel zu übertragen. Daher weist der Körper, in welchem der Getriebemechanismus aufgenommen ist, meistens eine große Breite auf. Es wird daher angestrebt, die Gesamtvorrichtung durch Verringern der Breite des Körpers zu verkleinern.
Außerdem erfordert die herkömmliche Klemmvorrichtung bspw. eine Gleichstromquelle oder eine Wechselstromquelle für die Zufuhr des Gleich- oder Wechselstromes, um die Drehantriebsquelle anzutreiben. Es ist manchmal schwierig, die Gleichstromquelle oder die Wechselstromquelle abhängig von der Nutzungsumgebung der Klemmvorrichtung zu installieren.
Außerdem ist bei der herkömmlichen Klemmvorrichtung die Verdrahtung zum Anschluss der Drehantriebsquelle an der Gleichstrom- oder Wechselstromquelle kompliziert, auch wenn die Gleichstromquelle oder die Wechselstromquelle in der Umgebung installiert werden kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Klemmvorrichtung vorzuschlagen, bei welcher die gesamte Vorrichtung verkleinert werden kann, indem ein Drehantriebsabschnitt, ein Pumpenmechanismus und ein Haltemechanismus integral in einem Grundkörper vorgesehen sind. Ferner wird angestrebt, auf externe Stromversorgung und externe Verdrahtung zu verzichten.
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Klemmvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine teilweise geschnittene Darstellung in Axialrichtung der Klemmvorrichtung gemäß 1.
3 ist ein vergrößerter Teilschnitt, der das Innere eines unteren Körpers der Klemmvorrichtung gemäß 1 darstellt.
4 ist ein vergrößerter Schnitt, der einen in 3 gezeigten Pumpenmechanismus darstellt.
5 ist ein Schnitt entlang einer Linie V-V in 3.
6 ist ein Blockdiagramm, das die Arbeitsweise der Klemmvorrichtung gemäß 1 erläutert.
7 ist eine perspektivische Ansicht einer Klemmvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 ist ein Teilschnitt entlang der Axialrichtung der Klemmvorrichtung gemäß 7.
9 ist ein vergrößerter Teilschnitt, der das Innere eines unteren Körpers der Klemmvorrichtung gemäß 7 darstellt.
10 ist ein vergrößerter Teilschnitt, der einen in 9 gezeigten Pumpenmechanismus darstellt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
In den 1 und 2 bezeichnet das Bezugszeichen 10 eine Klemmvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Klemmvorrichtung 10 umfasst einen flachen Körper 12 mit geringer Breite, einen Drehantriebsabschnitt 14, der integral mit der Seite des Körpers 12 verbunden ist, einen Pumpenmechanismus 18, der unterhalb des Drehantriebsabschnitts 14 vorgesehen ist und einen Druckölansaug/abfuhrmechanismus 16 (vgl. 3) aufweist, welcher durch den Drehantriebsabschnitt 14 betrieben/abgeschaltet wird, einen Zylindermechanismus (Antriebskraftübertragungsmechanismus) 20, der an einem im Wesentlichen zentralen Bereich des Körpers 12 vorgesehen ist und einen Kolben 112 und eine Kolbenstange 114 aufweist, die in Axialrichtung verschiebbar sind, wenn das Drucköl zugeführt wird, einen Energiesammler oder Druckspeicher (Haltemechanismus) 22, der in dem Körper 12 vorgesehen ist und eine festgelegte Menge des Hydrauliköls aufnimmt, und einen Kniehebelmechanismus 162 zur Umwandlung der geradlinigen Bewegung der durch den Zylindermechanismus 20 angetriebenen Kolbenstange 114 in die Drehbewegung eines Klemmarmes 160.
Der Körper 12 umfasst einen flachen oberen Körper 24, einen flachen unteren Körper 28, der über einen zwischen dem oberen Körper 24 und dem unteren Körper 28 angeordneten Abstandskörper 26 integral mit der unteren Seite des oberen Körpers 24 verbunden ist, einen Endkörper 34, der integral mit einem unteren Bereich des unteren Körpers 28 verbunden ist und erste und zweite Fluiddurchgänge 30, 32, durch welche das Hydrauliköl fließt, aufweist, und einen Verbindungskörper 36, welcher zwischen dem Endkörper 34 und dem unteren Körper 28 angeordnet ist.
Ein Vorsprung 38 ist an der oberen Fläche des Verbindungskörpers 36 ausgebildet und steht um eine festgelegte Länge nach oben vor. Der Vorsprung 38 ist in eine Durchgangsöffnung 40 eingesetzt, die an einem im Wesentlichen zentralen Bereich des unteren Körpers 28 ausgebildet ist. Ein Abdeckelement 42 ist in später beschriebener Weise auf dem oberen Körper 24 angebracht.
Ein Lade- oder Zufuhranschluss 44 ist in der Seite des Endkörpers 34 ausgebildet. Dem Ladeanschluss 44 wird von einer nicht dargestellten externen Druckölzufuhrquelle über eine nicht dargestellte Rohrleitung das Druck- oder Hydrauliköl zugeführt. Der Ladeanschluss 44 steht mit einem Zufuhrdurchgang 46 in Verbindung, der im Wesentlichen horizontal in dem Endkörper 34 ausgebildet ist.
Ein Stopfenelement 48 ist an dem Ladeanschluss 44 angebracht, um den Ladeanschluss 44 nach Zufuhr des Hydrauliköls zu verschließen. Das Hydrauliköl wird durch den Stopfen 48 an einer Leckage aus dem Ladeanschluss 44 heraus gehindert.
Ein Abzweigdurchgang 50 erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht von dem in dem Endkörper 34 angeordneten Zufuhrdurchgang 46. Der Abzweigdurchgang 50 zweigt zu dem Pumpenmechanismus 18 ab und steht in später beschriebener Weise mit einer Druckölladekammer 70 des Pumpenmechanismus 18 in Verbindung.
Wie in 3 dargestellt ist, steht ein Ende des in dem Endkörper 34 ausgebildeten ersten Fluiddurchgangs 30 mit einem ersten Anschluss 82 des Pumpenmechanismus 18 in Verbindung, während das andere Ende mit einer ersten Zylinderkammer 116 des Zylindermechanismus 20 in Verbindung steht.
Der zweite Fluiddurchgang 32 verläuft im Wesentlichen parallel zu dem ersten Fluiddurchgang 30, wobei er von diesem einen festgelegten Abstand aufweist.
Ein Ende des zweiten Fluiddurchganges 32 steht in Verbindung mit einem zweiten Anschluss 84 des Pumpenmechanismus 18, während sein anderes Ende durch das Innere des unteren Körpers 28 mit der Seitenfläche einer zweiten Zylinderkammer 120 des Zylindermechanismus 20 in Verbindung steht.
Wie in 5 dargestellt ist, stehen die in dem Endkörper 34 ausgebildeten ersten und zweiten Fluiddurchgänge 30, 32 über einen Bypassdurchgang 52, welcher im Wesentlichen senkrecht zu den ersten und zweiten Fluiddurchgängen 30, 32 angeordnet ist, in Verbindung.
In dem Bypass 52 ist ein Wechselventil 54 vorgesehen und in Axialrichtung des Bypassdurchgangs 52 verschiebbar. Das Wechsel- oder Pendelventil 54 umfasst einen Ventilstopfen 56, der an einem im Wesentlichen zentralen Bereich entlang der Achse des Bypassdurchganges 52 angeordnet ist und einen im Wesentlichen I-förmigen Querschnitt aufweist, und ein Paar von Sitzabschnitten 58, die durch den Bypass 52 mit reduzierten Innendurchmessern in konischer Form gebildet werden. Konische Flächen 60 liegen den Sitzabschnitten 58 des Ventilstopfens 56 gegenüber und sind im Wesentlichen um die gleichen Winkel wie die Sitzabschnitte 58 geneigt.
Wenn das durch den ersten Fluiddurchgang 30 oder den zweiten Fluiddurchgang 32 fließende Hydrauliköl einen höheren Öldruck aufweist als der andere, so wird das Wechselventil 54 entsprechend dem Druckunterschied des Hydrauliköles zu dem Durchgang gedrückt, in dem der Öldruck niedriger ist. Das Wechselventil 54 setzt auf der konischen Fläche 60 des Sitzabschnittes 58 auf, wenn es verschoben wird. Daher fließt das Hydrauliköl nicht von dem Fluiddurchgang mit dem höheren Öldruck zu dem Fluiddurchgang mit dem niedrigeren Öldruck. Es ist daher möglich, die Verbindung des durch den Bypass 52 fließenden Drucköles zu schließen. Der Abzweigdurchgang 50 steht im Wesent lichen an dem zentralen Bereich des Bypassdurchgangs 52 im Wesentlichen senkrecht mit dem Bypass 52 in Verbindung.
Das Volumen des zuzuführenden Hydrauliköles unterscheidet sich zwischen der ersten Zylinderkammer 116 und der zweiten Zylinderkammer 120 des Zylindermechanismus 20. Insbesondere ist, anders als bei der ersten Zylinderkammer 116, die Kolbenstange 114 immer in die zweite Zylinderkammer 120 eingesetzt. Daher ist das Volumen der zweiten Zylinderkammer 120 kleiner als das der ersten Zylinderkammer 116. Dementsprechend ist es notwendig, die Durchflussrate des von dem Pumpenmechanismus 18 abgeführten und der ersten Zylinderkammer 116 über den ersten Fluiddurchgang 30 zugeführten Hydrauliköles einzustellen, ebenso wie die Durchflussrate des von dem Pumpenmechanismus 18 abgeführten und über den zweiten Fluiddurchgang 36 der zweiten Zylinderkammer 120 zugeführten Hydrauliköles.
Wenn das Hydrauliköl dem ersten Fluiddurchgang 130 zugeführt wird, setzt der Ventilstopfen 56 auf einem Sitzabschnitt 58 auf, um den Öldruck des Hydrauliköles, das der ersten Zylinderkammer 116 zugeführt werden soll, zu halten. Wenn das Hydrauliköl dem zweiten Fluiddurchgang 32 zugeführt wird, wird der Ventilstopfen 56 daran gehindert, auf dem anderen Sitzabschnitt 58 aufzusetzen bis ein vorher auf der Basis des Volumens der zweiten Zylinderkammer 120 festgelegter Öldruck erreicht wird. Dementsprechend fließt ein Teil des Hydrauliköles durch das offene Wechselventil 54 von dem zweiten Fluiddurchgang 32 zu dem ersten Fluiddurchgang 30. Dadurch ist es möglich, die Durchflussrate des der zweiten Zylinderkammer 120 zuzuführenden Hydrauliköles einzustellen.
Der Drehantriebsabschnitt 14, der integral an der Seite des unteren Körpers 28 vorgesehen ist, weist eine Drehantriebsquelle 62 auf, die bspw. ein Gleichstrommotor mit einem bürstenlosen Motor oder ein Schrittmotor ist. Die Drehantriebsquelle 62 wird angetrieben und gedreht, wenn von einer nicht dargestellten Stromquelle ein elektrisches Signal zugeführt wird. An einem unteren Bereich der Drehantriebsquelle 62 ist eine Antriebswelle 64 so vorgesehen, dass die Antriebswelle 64 nach unten vorsteht. Die Antriebswelle 64 wird zusammen mit der Drehantriebsquelle 62 gedreht, wenn die Drehantriebsquelle 62 gedreht wird (vgl. 3).
Wie in 3 dargestellt ist, umfasst der Pumpenmechanismus 18 ein Gehäuse 72, welches über ein Abstandselement 66 integral mit einem unteren Bereich des Drehantriebsabschnittes 14 verbunden ist und eine Druckölladekammer 70 aufweist, die durch eine Endplatte 68 abgedichtet ist, eine Drehweile 76, die koaxial mit der Antriebswelle 64 der Drehantriebsquelle 62 über ein in dem Abstandselement 66 angeordnetes Kupplungselement 74 verbunden ist und durch die in dem Gehäuse 72 vorgesehene Druckölladekammer 70 hindurchtritt, und den Druckölansaug/abfuhrmechanismus 16, welcher zusammen mit der Drehwelle 76 drehbar ist, wenn die Drehwelle 76 gedreht wird.
Wie in 4 dargestellt ist, ist ein nahe der Antriebswelle 64 der Drehantriebsquelle 62 angeordnetes Ende der Drehwelle 76 drehbar durch ein erstes Lager 78 und ein zweites Lager 80 gehalten, die zueinander ausgerichtet in dem Gehäuse 72 vorgesehen sind. Das andere Ende der Drehwelle 76 wird drehbar durch ein nicht dargestelltes Lager gehalten, das in der Endplatte 68 vorgesehen ist.
In der Endplatte 68 weisen die ersten und zweiten Anschlüsse 82, 84 eine kreisbogenförmige Gestalt auf, wobei sie zueinander einen festgelegten Abstand aufweisen (vgl. 5). Das Hydrauliköl, das durch den Druckölansaug/abfuhrmechanismus 16 angesaugt bzw. abgeführt wird, fließt durch die ersten und zweiten Anschlüsse 82, 84. Die ersten und zweiten Anschlüsse 82, 84 stehen mit den in dem Endkörper 34 ausgebildeten ersten bzw. zweiten Fluiddurchgängen 30, 32 in Verbindung.
Wie in 4 dargestellt ist, umfasst der Druckölansaug/abfuhrmechanismus 16 einen Zylinderblock 86, der über ein Keilprofil (oder über einen Keilabschnitt) mit einem mittleren Bereich der Drehwelle 76 verbunden und gemeinsam mit der Drehwelle 76 drehbar ist, eine Vielzahl von Öffnungen 88, die so angeordnet sind, dass sie voneinander um festgelegte Winkel in Umfangsrichtung um den Zylinderblock 86 beabstandet sind, eine Vielzahl von Pumpenkolben 90, die parallel zu der Achse der Drehwelle 76 verschiebbar vorgesehen sind und entlang der Öffnungen 88 des Zylinderblockes 86 gleiten, und Drucköllöcher 91, die durch die untere Fläche des Zylinderblocks 86 ausgebildet sind und mit der Öffnung 88 in Verbindung stehen.
Die Pumpenkolben 90 weisen jeweils einen kugelförmigen Oberflächenabschnitt 92 mit sphärischer Form und einer nach innen geschnittenen Aussparung 94 auf. Ein Federelement 96 ist zwischen der Aussparung 94 des Pumpenkolbens 90 und der Bodenfläche der Öffnung 88 des Zylinderblocks 86 eingesetzt. Der Pumpenkolben 90 wird durch die Federkraft des Federelementes 96 immer nach oben vorgespannt. Eine Kammer 98 ist vorgesehen und wird durch die Öffnung 88 des Zylinderblocks 86 und die Aussparung 94 des Pumpenkolbens 90 verschlossen. Die Kammer 98 dient als Druckölansaugkammer und Druckölabfuhrkammer.
Der Druckölansaug/abfuhrmechanismus 16 umfasst außerdem ein schwenkbares Element 102, welches aufgrund der Gegenwart einer Durchgangsöffnung 100 kontaktfrei zu der Drehwelle 76 vorgesehen und um einen nicht dargestellten Stift, der axial an dem Gehäuse 76 angebracht ist, schwenkbar ist, und ein Federelement 104, welches einen Teil des schwenkbaren Elementes 102 nach unten drückt. Das schwenkbare Element 102 und das Federelement 104 dienen der Einstellung der Ansaugmenge und der Abfuhurmenge.
Das Schwenkelement 102 umfasst einen Scheibenabschnitt 106 und einen Halteabschnitt 108, der an der Bodenfläche des Scheibenabschnitts 106 befestigt ist und eine Ringnut 107 zur Aufnahme der kugeligen Oberflächenabschnitte 92 der Vielzahl der Pumpenkolben 90 aufweist. Das Schwenkelement 102 ist durch die Federkraft des Federelementes 104 um einen festgelegten Winkel relativ zu der horizontalen Fläche geneigt. Die Schmierung relativ zu der Ringnut 107 gleitender Bereiche der kugeligen Oberflächenabschnitte 92 wird durch das durch einen Verbindungsdurchgang 109, der mit den Aussparungen 94 in Verbindung steht, fließende Drucköl erreicht.
Die in Axialrichtung vorgesehene Durchgangsöffnung 40 ist an einem im Wesentlichen zentralen Bereich des unteren Körpers 28 ausgebildet. Der Zylindermechanismus 20 ist in der Durchgangsöffnung 40 angeordnet.
Wie in 3 dargestellt ist, umfasst der Zylindermechanismus 20 den Kolben 112, der in Axialrichtung in die Durchgangsöffnung 40 einsetzbar ist, und die lange Kolbenstange 114, deren eines Ende integral mit dem Kolben 112 verbunden ist und deren anderes Ende dem Kniehebelmechanismus 162 zugewandt ist.
Der um eine festgelegte Länge von dem Verbindungskörper 36 nach oben vorstehende Vorsprung 38 ist in den unteren Bereich der Durchgangsöffnung 40 eingesetzt. Die erste Zylinderkammer 116 ist zwischen dem Vorsprung 38 und der unteren Fläche des Kolbens 112 ausgebildet.
In ähnlicher Weise ist die zweite Zylinderkammer 120 zwischen der oberen Fläche des Kolbens 112, der in der Durchgangsöffnung 40 angeordnet ist, und dem in den oberen Bereich der Durchgangsöffnung 40 eingesetzten Endblock 118 ausgebildet (vgl. 2).
Die erste Zylinderkammer 116 steht mit dem ersten Anschluss 82 des Pumpenmechanismus 18 in Verbindung. Außerdem steht die erste Zylinderkammer 116 mit dem ersten Fluiddurchgang 30, der in dem Verbindungskörper 36 und dem Endkörper 34 ausgebildet ist, in Verbindung. Das Hydrauliköl in der ersten Zylinderkammer 116 wird über dem ersten Fluiddurchgang 30 zugeführt/abgeführt.
Die zweite Zylinderkammer 120 ist mit dem zweiten Anschluss 84 des Pumpenmechanismus 18 verbunden. Außerdem ist die zweite Zylinderkammer 120 mit dem in dem unteren Körper 28, dem Verbindungskörper 36 und dem Endkörper 34 ausgebildeten Fluiddurchgang 32 verbunden. Das Hydrauliköl in der zweiten Zylinderkammer 120 wird über den zweiten Fluiddurchgang 32 zugeführt/abgeführt.
Wie in 3 dargestellt ist, ist ein Paar von Kolbendichtungen 122 in Ringnuten an der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 112 nahe der ersten Zylinderkammer 116 bzw. nahe der zweiten Zylinderkammer 120 angebracht. Die Kolbendichtungen 122 liegen an der Innenwandfläche der Durchgangsöffnung 40 an, um die Flüssigkeitsdichtigkeit der ersten Zylinderkammer 116 und der zweiten Zylinderkammer 120 zu gewährleisten. Ein Verschleißring 124 ist in einer Ringnut an einem in Axialrichtung im Wesentlichen zentralen Bereich der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 112 angebracht.
Ein im Durchmesser reduzierter Abschnitt 126 ist an einem unteren Bereich der länglichen Kolbenstange 114 ausgebildet und entlang der Achse des Kolbens 112 in einen im Wesentlichen zentralen Bereich eingesetzt. Ein Ende der Kolbenstange 114, das von der unteren Fläche des Kolbens 112 vorsteht, ist über eine Mutter 128 integral mit dem Kolben 112 verschraubt.
Die Kolbenstange 114 ist in den Endblock 118, der an dem oberen Bereich der Durchgangsöffnung 40 angebracht ist, einsetzbar. Die äußere Umfangsfläche der Kolbenstange 114 wird durch Stangendichtungen 132, die in einer Öffnung 130 des Abstandskörpers 26 vorgesehen sind, umgeben. Hierdurch wird die zweite Zylinderkammer 120 flüssigkeitsdicht gehalten.
Eine Öffnung 134 ist in dem unteren Körper 28 ausgebildet und in Axialrichtung vorgesehen, wobei sie radial nach außen einen festgelegten Abstand von dem Zylindermechanismus 20 aufweist. Der Druckspeicher 22 ist in der Öffnung 134 vorgesehen. Das von dem Ladeanschluss 44 des Endkörpers 34 zugeführte Hydrauliköl wird über den Zufuhrdurchgang 46 zugeführt und in dem Druckspeicher 22 gesammelt.
Wie in den 2 und 3 dargestellt ist, umfasst der Druckspeicher 22 einen Speicherkolben 136, der in Axialrichtung verschiebbar in der Öffnung 134 vorgesehen ist, eine Feder 140, die zwischen einem Schließelement 138 zum Schließen des oberen Bereiches der Öffnung 134 und der oberen Fläche des Speicherkolbens 136 angeordnet ist und den Speicherkolben 136 durch die Federkraft nach unten drückt, und eine Ladekammer 142, die von der unteren Fläche des Speicherkolbens 136 und der Öffnung 134 umgeben wird, und über den Zufuhrdurchgang 46 des Endkörpers 34 mit dem Hydrauliköl gefüllt wird. Ein Dichtelement 144 ist in einer Ringnut an der äußeren Umfangsfläche des Speicherkolbens 136 angebracht. Somit wird der Speicherkolben 136 entgegen der Federkraft der Feder 140 nach oben verschoben, wenn er durch das in die Ladekammer 142 zugeführte Hydrauliköl mit Druck beaufschlagt wird.
Die Ladekammer 142 steht mit dem Zufuhrdurchgang 46 in Verbindung, der in dem Endkörper 34, dem Verbindungskörper 36 und dem unteren Körper 28 ausgebildet ist. Ein Ventil 146, welches den Durchfluss des Hydrauliköles durch den Zufuhrdurchgang 46 unterbrechen kann, ist an dem unteren Bereich der Ladekammer 142 angebracht, so dass das Ventil 146 zwischen dem Verbindungskörper 36 und dem unteren Körper 28 angeordnet ist.
Wie in 3 dargestellt ist, umfasst das Ventil 146 Verbindungselemente 150, die an dem Verbindungskörper 36 bzw. dem unteren Körper 28 angebracht sind und Verbindungsdurchgänge 148 für das Hydrauliköl aufweisen, einen Ventilstopfen 152, der in Axialrichtung verschiebbar in dem Ventil 146 vorgesehen ist, Ventilsitzabschnitte 154, welche den Durchfluss des durch den Zufuhrdurchgang 46 fließenden Hydrauliköles abschneiden, wenn der Ventilstopfen 152 aufsetzt, und Federelemente 156, die zwischen den Verbindungselementen 150 und dem Ventilstopfen 152 angeordnet sind und den Ventilstopfen 152 in Richtung weg von den Verbindungselementen 150 vorspannen.
Wenn das Hydrauliköl von dem nahe dem Endkörper 34 angeordneten Zufuhrdurchgang 46 zugeführt wird, wird somit der Ventilstopfen 146 durch das Hydrauliköl entgegen der Federkraft des Federelementes 156 nach oben gedrückt. Dementsprechend wird das Hydrauliköl über den Verbindungsdurchgang 148 dem Ventil 146 zugeführt. Außerdem wird das Hydrauliköl von dem Inneren des Ventils 146 über den Verbindungsdurchgang 148 des an dem unteren Körper 28 angebrachten Verbindungselementes 150 der Ladekammer 146 des Druckspeichers 22 zugeführt.
Umgekehrt fließt, wenn das Hydrauliköl, welches dem Druckspeicher 22 zugeführt wurde, zu dem Zufuhrdurchgang 46 abgeführt wird, das Hydrauliköl durch hydraulisches Herabdrücken des Ventilstopfens 152 entgegen der Federkraft des Federelementes 156 über den Verbindungsdurchgang 146 von dem Zufuhrdurchgang 46 des unteren Körpers 28 in das Ventil 146. Das Hydrauliköl fließt von dem inneren des Ventils 146 über den Verbindungsdurchgang 148 des an dem Verbindungskörper 36 angebrachten Verbindungselementes 150 in den Zufuhrdurchgang 46 des Endkörpers 34.
Wie in 2 dargestellt ist, ist der obere Bereich der Kolbenstange 114 in den oberen Körper 24 eingesetzt. Der Kniehebelmechanismus 162 ist an dem anderen Ende der Kolbenstange 114 vorgesehen, um die geradlinige Bewegung der Kolbenstange 114 über einen Gelenkverbinder 158 in die Drehbewegung des Klemmarmes 160 umzuwandeln.
Der Gelenkverbinder 158 umfasst einen Gelenkstift 154 mit im Wesentlichen Tförmigem Querschnitt, der mit einem Ende der Kolbenstange 114 verbunden ist, und einen Gelenkblock 166, mit einem Gabelabschnitt mit zwei Zweigen zum Angreifen an dem Kopf des Gelenkstiftes 164.
Ein Freigabevorsprung 170 ist integral an dem oberen Bereich des Gelenkblockes 166 ausgebildet und steht etwas von einer Öffnung des oberen Körpers 24 vor. Das aus einem flexiblen Material wie Gummi gebildete Abdeckelement 42 ist bspw. an dem oberen Körper 24 angebracht. Wenn der Freigabevorsprung 170 über das Abdeckelement 62 nach unten gepresst wird, kann der verriegelte Zustand manuell freigegeben werden.
Wie in 2 dargestellt ist, umfasst der Kniehebelmechanismus 162 eine Verbindungsplatte 174, die mit dem oberen Bereich des Gelenkblockes 166 über ein erstes Stiftelement 172 verbunden ist, und einen Stützhebel 176, der durch ein Paar im Wesentlichen kreisförmiger Öffnungen (nicht dargestellt), die durch den oberen Körper 24 ausgebildet sind, drehbar gehalten wird.
Die Verbindungsplatte 174 ist zwischen dem Gelenkblock 166 und dem Stützhebel 176 angeordnet und dient der Verbindung des Gelenkverbinders 158 mit dem Stützhebel 176. Hierzu weist die Verbindungsplatte 174 ein Paar von Löchern 178a, 178b auf, die zueinander einen festgelegten Abstand aufweisen. Die Verbindungsplatte 174 ist über ein erstes Stiftelement 172, das schwenkbar an der Öffnung 178a angebracht ist, mit dem Gelenkblock 166 verbunden. Die Verbindungsplatte 174 ist außerdem über ein zweites Stiftelement 180, das schwenkbar an der anderen Öffnung 178b angebracht ist, mit dem Stützhebel 176 verbunden.
Der Stützhebel 176 weist Lagerabschnitte 182 mit rechteckigem Querschnitt auf, die in Richtungen im Wesentlichen senkrecht zu der Achse der Kolbenstange 114 vorstehen und durch nicht dargestellte Öffnungen über den oberen Körper 24 hinausstehen (freiliegen). Der Klemmarm 160 ist lösbar an dem Lagerabschnitt 182 angebracht, um ein nicht dargestelltes Werkstück zu klemmen. Bei dieser Anordnung wird der Stützhebel 176 zusammen mit dem Klemmarm 160 gedreht.
Die geradlinige Bewegung der Kolbenstange 114 wird über den Gelenkverbinder 158 und die Verbindungsplatte 174 auf den Stützhebel 176 übertragen. Der Stützhebel 176 ist um einen festgelegten Winkel um das Drehzentrum der Lagerabschnitte 182, die von dem nicht dargestellten Paar von Öffnungen in dem oberen Körper 24 vorstehen, drehbar.
Eine nicht dargestellte Führungsnut, die den Gelenkblock 166 führt, ist an der Innenwandfläche des oberen Körpers 24 so ausgebildet, dass sich die Führungsnut in vertikaler Richtung erstreckt. Eine Aussparung 184 mit im Wesentlichem kreisförmigem Querschnitt ist an einem oberen Bereich der Innenwandfläche des oberen Körpers 24 ausgebildet. Ein Nadellager 186 ist in der Aussparung 184 vorgesehen und entsprechend dem Eingriff mit einer kreisbogenförmigen Seitenfläche der Verbindungsplatte 174 drehbar. Das Nadellager 186 umfasst ein Stiftelement 188, das an dem oberen Körper 24 befestigt ist, eine ringförmige Walze 190, die um das Drehzentrum des Stiftelementes 188 in einer festgelegten Richtung drehbar ist, und eine Vielzahl von Nadeln (nicht dargestellt), die über den Umfang zwischen der äußeren Umfangsfläche des Stiftelementes 188 und der inneren Umfangsfläche der Walze 190 angeordnet sind.
Eine nicht dargestellte, zu erfassende Metallkomponente ist über eine Klaue 192 mit dem Gelenkblock 166 verbunden. Ein Paar nicht dargestellter Sensoren ist an der äußeren Seitenfläche an der Oberseite vorgesehen, um die Position der Metallkomponente über die Impedanzänderung bei Annäherung der Metallkomponente zu erfassen. Die Rotationsposition des Klemmarmes 160 kann durch Erfassen der Metallkomponente durch einen der nicht dargestellten Sensoren detektiert werden.
Die Klemmvorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Nachfolgend werden mit Bezug auf 6 ihre Betriebs-, Funktions- und Wirkungsweise erläutert.
Die Klemmvorrichtung 10 wird über einen nicht dargestellten Befestigungsmechanismus an einer festgelegten Position angebracht. Die nachfolgende Beschreibung geht davon aus, dass der Klemmarm 160 in seiner Ursprungsposition freigegeben ist, wie es in 2 durch die Zweipunkt-Strich-Linien dargestellt ist (ungeklemmter Zustand).
Zunächst wird die nicht dargestellte Druckölzufuhrquelle mit dem Ladeanschluss 44 des Endkörpers 34 verbunden. Das Hydrauliköl wird von dem Ladeanschluss 44 über den Zufuhrdurchgang 46 gefördert und über das Ventil 146 der Ladekammer 142 des Druckspeichers 22 zugeführt.
Außerdem wird das Hydrauliköl über das Ventil 146, den Zufuhrdurchgang 46 und den Abzweig 50 der Druckölladekammer 70 des Pumpenmechanismus 18 zugeführt.
In der Ursprungsposition wird nach den oben beschriebenen Vorbereitungen die nicht dargestellte Stromquelle eingeschaltet, um die Drehantriebsquelle 62 an zutreiben und zu drehen. Die Drehwelle 76 des Pumpenmechanismus 18 ist über das Kupplungselement 74 mit der Antriebswelle 64 verbunden. Die Drehwelle 76 wird zusammen mit der Antriebswelle 64 gedreht, wenn die Drehantriebsquelle 62 gedreht wird.
Der keilprofilierte Zylinderblock 86 wird zusammen mit der Drehwelle 76 gedreht, wenn letztere gedreht wird. Die Pumpenkolben 90, die verschiebbar in den Öffnungen 88 des Zylinderblockes 86 vorgesehen sind, werden um die Mitte der Drehwelle 76 gedreht. Außerdem werden die kugeligen Oberflächenabschnitte 92 der Pumpenkolben 90 durch die Federkraft der Federelemente 96 in Axialrichtung verschoben, wobei die kugeligen Oberflächenabschnitte 92 in den Ringnuten 107 des Halteabschnitts 108 des Schwenkelementes 102 gehalten werden.
In dieser Situation ist die von dem Pumpenkolben 90 und der Öffnung 88 umgebene Kammer 98 mit dem Hydrauliköl gefüllt. Wenn der Pumpenkolben 90 durch den Druck des Schwenkelementes 102 zu dem Bodentotpunkt an der tiefsten Position verschoben wird, wird das Hydrauliköl in der Kammer 98 durch die Abwärtsverschiebung des Pumpenkolbens 90 über die Druckölöffnung 91 zu dem ersten Anschluss 82 abgeführt.
Wenn der Pumpenkolben 90 durch die Federkraft des Federelementes 96 zu dem oberen Totpunkt an der obersten Position verschoben wird, wird umgekehrt das Hydrauliköl durch die Aufwärtsverschiebung des Pumpenkolbens 90 über die Hydraulikölöffnung 91 in die Kammer 98 gesaugt.
Wenn der Pumpenkolben 90 zu der Position über dem ersten, in der Endplatte 68 ausgebildeten Anschluss 82 (vgl. 5) verschoben wird, so wird der Pumpenkolben 90 durch die über das Schwenkelement 102 ausgeübte Druckwirkung zu dem unteren Totpunkt an der untersten Position verschoben, und das Hyd rauliköl in der Kammer 98 wird über die Druckölöffnung 91 abgeführt. Wenn der Pumpenkolben 90 zu der Position über dem zweiten Anschluss 84 (vgl. 5) verschoben wird, so wird der Pumpenkolben 90 zu dem oberen Totpunkt an der obersten Position verschoben, und das Hydrauliköl wird über die Druckölöffnung 91 in die Kammer 98 eingesaugt. Der Pumpenkolben 90 wird somit um die Mitte der Drehwelle 76 gedreht, wobei er das Ansaugen und Abführen des Hydrauliköles zu und von der Kammer 98 durch Wiederholung der Verschiebung in Axialrichtung durch die Drehung der Drehwelle 76 wiederholt.
Das durch den Pumpenkolben 90 als dem Abfuhrmechanismus abgeführte Hydrauliköl wird über den in der Endplatte 68 ausgebildeten ersten Anschluss 82 dem ersten Fluiddurchgang 30 zugeführt. Das Hydrauliköl wird über den ersten Fluiddurchgang 30 des Endkörpers 34 und des Verbindungskörpers 36 der ersten Zylinderkammer 116 des Zylindermechanismus 20 zugeführt. Der Kolben 112 wird durch das der ersten Zylinderkammer 116 zugeführte Hydrauliköl nach oben gedrückt. Zusammen hiermit wird auch die Kolbenstange 114 aufwärts bewegt.
Die Verschiebung der Kolbenstange 114 in Axialrichtung wird über den Gelenkverbinder 158 auf den Kniehebelmechanismus 162 übertragen und in die Drehwirkung des Klemmarmes 160 umgewandelt, wenn der Stützhebel 176 des Kniehebelmechanismus 162 gedreht wird.
Der Gelenkverbinder 158 und die Verbindungsplatte 174 werden entsprechend der Verschiebung der Kolbenstange 114 in Axialrichtung nach oben gepresst. Die auf die Verbindungsplatte 174 ausgeübte Druckkraft dreht die Verbindungsplatte 174 um einen festgelegten Winkel um den Stützpunkt des ersten Stiftelementes 172. Außerdem wird der Stützhebel 176 im Uhrzeigersinn gedreht, weil die Verbindungsplatte 174 mit dem Stützhebel 176 verbunden ist.
Daher wird der Klemmarm 160 um einen festgelegten Winkel um die Stützpunkte der Lagerabschnitte 182 des Stützhebels 176 gedreht. Dementsprechend klemmt oder ergreift der Klemmarm 160 das Werkstück (geklemmter Zustand).
In dem geklemmten Zustand wird das Hydrauliköl kontinuierlich der ersten Zylinderkammer 116 des Zylindermechanismus 20 zugeführt. Daher wird die Klemmkraft zum Ergreifen des Werkstückes mit dem Klemmarm 160 im Wesentlichen konstant gehalten.
Wenn der Kolben 112 des Zylindermechanismus 20 an seinem Verschiebungsende ankommt, wird der Druck des der ersten Zylinderkammer 116 des Zylindermechanismus 20 zugeführten Hydrauliköles erhöht. In diesem Zustand wird die Kraft (Öldruck) erzeugt, um das Schwenkelement 102, welches um den festgelegten Winkel geneigt ist, nach oben zu drücken. Dann wird das Schwenkelement 102 durch die Druckkraft um den Stützpunkt des nicht dargestellten Stiftes entgegen der Federkraft des Federelementes 96 geschwenkt. Daher wird der Neigungswinkel des Schwenkelementes 102 allmählich zu einem im Wesentlichen horizontalen Zustand verringert. Dementsprechend wird die Zufuhr des Druckfluides von dem Druckölansaug/abfuhrmechanismus 16 zu der ersten Zylinderkammer 116 gestoppt. Somit wird eine Überhöhung des Druckes des der ersten Zylinderkammer 116 zugeführten Hydrauliköles verhindert. Auf den Pumpenmechanismus 18 und den Zylindermechanismus 20 wird keine Überlast ausgeübt.
Um den Klemmzustand freizugeben und den ungeklemmten Zustand zu erreichen, wird als nächstes die Polarität des der Drehantriebsquelle 62 zugeführten Stromes umgekehrt. Dementsprechend wird die Drehwelle 76 des Pumpenmechanismus 18, die über das Kupplungselement 74 mit der Antriebswelle 64 verbunden ist, umgekehrt gedreht. Dementsprechend wird entgegen dem oben beschriebenen Vorgang das Hydrauliköl in dem ersten Fluiddurchgang 30 durch die Verschiebung des Pumpenkolbens 90 des Pumpenmechanismus 18 angesaugt. Das Hydrauliköl wird durch die Verschiebung des Pumpenkolbens 90 über den zweiten Anschluss 84 zu dem zweiten Fluiddurchgang 32 abgeführt.
Das zu dem zweiten Fluiddurchgang 32 des Endkörpers 34, des Verbindungskörpers 36 und des unteren Körpers 28 abgeführte Hydrauliköl wird der zweiten Zylinderkammer 120 des Zylindermechanismus 20 zugeführt. Dann erhöht sich der Öldruck in der zweiten Zylinderkammer 120. In diesem Zustand wird das Hydrauliköl in der ersten Zylinderkammer 116 von dem ersten Fluiddurchgang abgeführt und durch Ansaugen über den Pumpenkolben 90 des Pumpenmechanismus 18 in die Druckölladekammer 70 zurückgeführt.
Der Kolben 112 des Zylindermechanismus 20 wird durch die Druckwirkung des der zweiten Zylinderkammer 120 zugeführten Hydrauliköles nach unten verschoben. Die Kolbenstange 114 wird durch die Verschiebung des Kolbens 112 ebenfalls nach unten bewegt. Dementsprechend wird der über den Kniehebelmechanismus 162 angeschlossene Klemmarm 160 in einer Richtung weg von dem nicht dargestellten Werkstück verschoben.
Bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können der Pumpenmechanismus 18 zum Ansaugen und Abführen des Hydrauliköles und die Drehantriebsquelle 62 zum Antreiben des Pumpenmechanismus 18 integral an der Seite des unteren Körpers 28 vorgesehen sein. Außerdem kann der Druckspeicher 22 zum Halten der festgelegten Menge des zugeführten Hydrauliköles integral in dem unteren Körper 28 ausgebildet sein. Dadurch kann der Körper klein gestaltet werden.
Bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Drehkraft der Drehantriebsquelle 62 in die durch den Pumpenmechanismus 18 bewirkte Förderkraft des Hydrauliköles umgewandelt. Die Kolbenstange 114 des Zylinder mechanismus 20 wird durch das geförderte Hydrauliköl in Axialrichtung verschoben. Daher ist es nicht notwendig, einen Getriebemechanismus, wie er bei herkömmlichen Klemmvorrichtungen vorgesehen ist, einzusetzen, um die Drehkraft der Drehantriebsquelle 62 zu übertragen. Dementsprechend kann auf den üblicherweise für den Getriebemechanismus vorgesehenen Platz verzichtet werden. Dies ermöglicht es, die Breite des Körpers zu reduzieren und die Gesamtvorrichtung kleiner zu machen.
Bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Drehwirkung des Klemmarmes 160 durch den Zylindermechanismus 20 bewirkt, der durch den Öldruck angetrieben wird. Dadurch wird die auf die Drehantriebsquelle 62 ausgeübte Last reduziert und die Haltbarkeit verbessert. Außerdem wird der Klemmarm 160 zum Klemmen des nicht dargestellten Werkstücks durch den Öldruck angetrieben. Daher ist es möglich, die Klemmkraft zum Klemmen des Werkstücks zu erhöhen.
Bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird dann, wenn der Öldruck des der ersten oder zweiten Zylinderkammer 116, 120 zuzuführenden Hydrauliköles in dem Pumpenmechanismus 18 erhöht wird, das Schwenkelement 102 um den Stützpunkt des nicht dargestellten Stiftes verschwenkt, und der Neigungswinkel des Schwenkelementes 102 ist im Wesentlichen horizontal. Dementsprechend wird die Zufuhr des Hydrauliköles von dem Druckölansaug/abfuhrmechanismus 16 zu der ersten oder zweiten Zylinderkammer 116, 120 unterbrochen. Hierdurch wird die Druckfluktuation in dem Pumpenmechanismus 18 reduziert und das Hydrauliköl kann gleichmäßig zugeführt werden. Dadurch ist es möglich, die Drehantriebskraft der Drehantriebsquelle gleichmäßig und effizient auf den Pumpenmechanismus 18 zu übertragen.
Nachfolgend wird mit Bezug auf die 7 bis 10 eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Diejenigen Elemente, die denen der Klemmvorrichtung 10 gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform entsprechen, werden mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass auf ihre erneute detaillierte Beschreibung verzichtet wird.
Die Klemmvorrichtung 200 gemäß der weiteren Ausführungsform hat eine Gleichstromquelleneinheit (interne Gleichstromquelle) 221 in Form einer Brennstoffzelle, die auf der dem Körper 12 gegenüberliegenden Seite integral mit der Seite des Pumpenmechanismus 18 verbunden ist. Eine Schnittstelleneinheit 225 ist an der Gleichstromquelleneinheit 221 vorgesehen. Ein Steuersignal wird durch die Schnittstelleneinheit 225 zugeführt und der Drehantriebsquelle 62 über einen Leitungsdraht 228 zugeführt. Die Drehantriebsquelle 62 wird bspw. durch das Steuersignal einer externen Vorrichtung (nicht dargestellt) wie einem Controller (Steuerung) gesteuert.
Die Gleichstromquelleneinheit 221 ist bspw. eine Feststoffpolymerbrennstoftzelle mit Elektrolyt/Elektrodenelementen mit einer Anode und einer Kathode, die an beiden Seiten einer Elektrolytmembran vorgesehen sind, welche aus einer Polymerionenaustauschmembran besteht (Kationenaustauschmembran). Das Elektrolyt/Elektrodenelement weist Separatoren auf. Eine solche Brennstoffzelle wird üblicherweise als Brennstoffzellenstapel verwendet, der durch Aufeinanderstapeln einer festgelegten Anzahl nicht dargestellter Elektrolyt/Elektrodenelemente und Separatoren gebildet wird.
In der Gleichstromquelleneinheit 221 wird ein Brennstoffgas, bspw. ein im Wesentlichen aus Wasserstoff bestehendes Gas, der Anode zugeführt. In dem Brennstoffgas enthaltener Wasserstoff wird an dem Elektrodenkatalysator ionisiert und bewegt sich über den Elektrolyt zu der Kathode. Die während dieses Vorgangs erzeugten Elektronen werden durch einen nicht dargestellten externen Kreis extrahiert und als Gleichstromenergie genutzt.
Ein Sauerstoff enthaltendes Gas, bspw. ein Gas, das im Wesentlichen Sauerstoff oder Luft enthält, wird der Kathode zugeführt. Daher reagieren das Wasserstoffion, das Elektron und der Sauerstoff miteinander an der Kathode und erzeugen Wasser. Das Wasser wird bspw. dazu genutzt, das Brennstoffgas zu befeuchten oder die Brennstoffzelle zu kühlen.
In der Klemmvorrichtung 200 gemäß der anderen Ausführungsform ist die Gleichstromquelleneinheit 221 der Brennstoffzelle integral an dem Körper 12 angebracht. Dementsprechend ist es nicht notwendig, die externe Stromquelle in einer Nutzungsumgebung zu installieren oder eine wiederaufladbare Batterie zu laden. Außerdem entfallen externe Verdrahtungen für den elektrischen Anschluss der externen Stromquelle an die Drehantriebsquelle 62.
Die übrigen Funktionen und Wirkungsweisen der Klemmvorrichtung 200 entsprechen denjenigen der Klemmvorrichtung 10.

Claims

Klemmvorrichtung zum Ergreifen eines Werkstücks durch einen drehbaren Klemmarm (120) mit: einem Grundkörper (12), einem Drehantriebsabschnitt (14), der eine Drehantriebsquelle (62) aufweist, die gemäß einem elektrischen Signal gedreht wird, einem Pumpenmechanismus (18), der einen Druckölansaug/abfuhrmechanismus (16) aufweist, welcher Hydrauliköl durch eine Drehantriebskraft der Drehantriebsquelle (62) ansaugt/abführt, einem Zylindermechanismus (20) mit einem Kolben (112), welcher in einer Axialrichtung verschiebbar ist, wenn er durch das Hydrauliköl, das von dem Pumpenmechanismus (18) zugeführt wird, mit Druck beaufschlagt wird, einem Haltemechanismus, der das Hydrauliköl hält, und einem Kniehebelmechanismus (162), welcher die geradlinige Bewegung des durch den Zylindermechanismus (20) angetriebenen Kolbens (112) in eine Drehbewegung des Klemmarmes (120) umwandelt, wobei der Drehantriebsabschnitt (14), der Pumpenmechanismus (18), der Zylindermechanismus (20) und der Haltemechanismus integral an dem Grundkörper (12) angebracht sind.
Klemmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenmechanismus (18) eine Drehwelle (76), die mit einer Antriebswelle (64) der Drehantriebsquelle (62) verbunden ist, einen Zylinderblock (86), der auf einen Zwischenbereich der Drehwelle (76) aufgesetzt ist und gemeinsam mit der Drehwelle (76) drehbar ist, und eine Vielzahl von Pumpenkolben 90, die entlang von Öffnungen (88) des Zylinderblockes (86) gleiten können, aufweist.
Klemmvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenmechanismus (18) ein schwenkbares Element (102) mit einer Durchgangsöffnung (100), welche die äußere Umfangsfläche der Drehwelle (76) kontaktfrei umgibt, und ein Federelement (104) aufweist, welches einen Teil des schwenkbaren Elementes (102) zu dem Zylinderblock (86) presst, so dass die Ansaug- und Abfuhrmengen des Hydrauliköles einstellbar sind.
Klemmvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (12) einen ersten Fluiddurchgang (30), dessen eines Ende mit einem ersten Anschluss (82) des Pumpenmechanismus (18) verbunden ist und dessen anderes Ende mit einer ersten Zylinderkammer (116) des Zylindermechanismus (20) verbunden ist, und einen zweiten Fluiddurchgang (32), dessen eines Ende mit einem zweiten Anschluss (84) des Pumpenmechanismus (18) und dessen anderes Ende mit einer zweiten Zylinderkammer (120) des Zylindermechanismus (20) verbunden ist, aufweist.
Klemmvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bypassdurchgang (52) mit dem ersten Fluiddurchgang (30) und dem zweiten Fluiddurchgang (32) verbunden ist, dass in dem Bypassdurchgang (52) ein Ventil (54) angeordnet ist und dass das Ventil (54) in Abhängigkeit von einer Druckdifferenz zwischen dem durch den ersten Fluiddurchgang (30) fließenden Hydrauliköl und dem durch den zweiten Fluiddurchgang (32) fließenden Hydrauliköl verschiebbar ist.
Klemmvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltemechanismus einen Druckspeicher (22) aufweist.
Klemmvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicher (22) einen Speicherkolben (136), der entlang einer in dem Grundkörper (12) ausgebildeten Öffnung (134) verschiebbar ist, und eine Feder (140), die den Speicherkolben (136) vorspannt, aufweist.
Klemmvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine interne Gleichstromquelle (221), die integral an dem Grundkörper (12) angebracht ist, wobei die interne Gleichstromquelle (221) eine Brennstoffzelle aufweist.
Klemmvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schnittstelleneinheit (225) integral mit dem Grundkörper (12) verbunden ist, um ein Steuersignal zu der Drehantriebsquelle (62) zuzuführen.