DE10347643A1

DE10347643A1 - Drive unit for clamping devices

Info

Publication number: DE10347643A1
Application number: DE2003147643
Authority: DE
Inventors: Detlev Ulle
Original assignee: DE STA CO Metallerzeugnisse GmbH
Current assignee: DESTACO Europe GmbH
Priority date: 2003-10-14
Filing date: 2003-10-14
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2023-10-15
Also published as: DE10347643B4; EP1524079A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für Spannvorrichtungen zur Festlegung von Werkstücken, bestehend aus einem Gehäuse (1), aus dem zur Anschlußseite (3) des Gehäuses (1) hin eine linear verstellbare, im Gehäuse (1) gelagerte Schubstange (4) aus diesem herausgeführt ist und wobei ferner im Gehäuse (1) im Bereich neben der Schubstangenanordnung ein Antriebsglied (5) angeordnet ist, dessen Abtriebsglied (6) mit dem im Gehäuse (1) befindlichen Ende (4') der Schubstange (4) in Verbindung steht. DOLLAR A Nach der Erfindung ist die Verbindung zwischen dem Abtriebsglied (6) und dem Ende (4') der Schubstange (4) aus einem Adapter (7) und einem aus drei, durch ein gemeinsames Gelenk (8) verbundenen Gliedern (9, 10, 11) bestehenden Kniehebeltrieb (12) gebildet, wobei das freie Ende des ersten gliedes (9) am Ende der Schubstange (4), das des zweiten, das Druckglied bildenden Gliedes (10) am Adapter (7) und das des dritten Gliedes (11) in einem Gehäusestützlager (13) angelenkt ist. Das Gehäusestützlager (13) ist am bzw. im Gehäuse (1) auf der Erstreckungsgeraden (G) der Schubstange (4) angeordnet, wobei die Glieder (9, 10, 11) und der Adapter (7) derart einander zugeornet sind, daß die Glieder (9 und 11) in Spannstellung in der Erstreckungsgeraden (G) orientiert sind.The invention relates to a drive unit for clamping devices for fixing workpieces, consisting of a housing (1) from which to the connection side (3) of the housing (1) out a linearly adjustable, in the housing (1) mounted push rod (4) led out of this and wherein further in the housing (1) in the area next to the push rod assembly, a drive member (5) is arranged, the output member (6) in the housing (1) located end (4 ') of the push rod (4) is in communication. DOLLAR A According to the invention, the connection between the output member (6) and the end (4 ') of the push rod (4) of an adapter (7) and one of three, by a common joint (8) connected members (9, 10th , 11) existing toggle lever drive (12), wherein the free end of the first member (9) at the end of the push rod (4), that of the second, the pressure member forming member (10) on the adapter (7) and the third member ( 11) is articulated in a housing support bearing (13). The housing support bearing (13) is arranged on or in the housing (1) on the extension straight line (G) of the push rod (4), wherein the members (9, 10, 11) and the adapter (7) are so zugeornet that the Links (9 and 11) in clamping position in the extension straight line (G) are oriented.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für Spannvorrichtungen, d.h., insbesondere für sogenannte Schubstangenspanner zur Festlegung von Werkstücken, bestehend aus einem Gehäuse, aus dem eine linear verstellbare, im Gehäuse gelagerte Schubstange aus diesem herausgeführt ist und wobei ferner im Gehäuse im Bereich neben der Schubstangenanordnung ein Antriebsglied angeordnet ist, dessen Abtriebsglied mit dem im Gehäuse befindlichen Ende der Schubstange in Verbindung steht.The The invention relates to a drive unit for tensioning devices, i. E. especially for so-called push rod clamps for fixing workpieces, consisting from a housing, from the one linearly adjustable, mounted in the housing push rod brought out this is and wherein further in the housing arranged in the area next to the push rod assembly, a drive member is, the output member with the located in the housing end of the push rod communicates.

Eine derartige Antriebseinheit ist bspw. nach der DE 101 18 319 A1 bekannt. Als Antriebsglied ist hierbei lediglich ein Linearantrieb möglich, dessen Stell- bzw. Kolbenstange ein Querstück für die gelenkige Anbindung einer zweiteiligen Kniehebelkette aufweist, die mit ihrem zweiten Glied am im Gehäuse befindlichen Ende der Schubstange angelenkt ist. Die beiden sich in Folge an das Querstück anschließenden Gelenke der Gliederkette sind dabei in einer Nut geführt, die sich mit einem ersten Teil in Ausschubrichtung erstreckt und dann in ein Bogenstück übergeht, um die Kette in Bezug auf die Schubstange kniehebelartig zur Wirkung zu bringen, wobei in Spannstellung das zweite, mit der Schubstange verbundene Glied dann im Wesentlichen in gleicher Richtung wie die ausgefahrene Schubstange orientiert ist. Die Kraftlinienführung vom Antriebsglied zur Schubstange und umgekehrt ist hierbei relativ ungünstig, und die auftretenden Kräfte müssen über mit Rollen ausgestatteten Gelenke mit Linienberührung via gekurvter Nutwände in das Gehäuse eingeleitet bzw. von diesem aufgenommen werden.Such a drive unit is, for example, after the DE 101 18 319 A1 known. As a drive member in this case only a linear drive is possible, the actuating rod or piston rod has a crosspiece for the articulated connection of a two-part toggle lever chain, which is articulated with its second member located in the housing end of the push rod. The two subsequent to the crosspiece joints of the link chain are guided in a groove which extends with a first part in the extension direction and then merges into a curved piece to bring the chain with respect to the push rod toggle lever effect, wherein in clamping position the second, connected to the push rod member is then oriented substantially in the same direction as the extended push rod. The lines of force from the drive member to the push rod and vice versa here is relatively unfavorable, and the forces must be introduced via rollers equipped with joints with line contact via curved groove walls in the housing or absorbed by this.

Der Erfindung liegt, ausgehend von einer Antriebseinheit der eingangs genannten Art, die Aufgabe zugrunde, diese dahingehend umzugestalten und zu verbessern, daß die Schubstange sowohl mit linearen als auch drehenden Antriebsgliedern betätigbar ist, wobei in Spannstellung und in beiden Fällen die beiden Kniehebelglieder im Wesentlichen eine Fortsetzung der Schubstangenerstreckung bilden und damit die Spannlast bei verbesserter Kraftlinienführung in linearer Fortetzung der Schubstange in das Gehäuse einleitbar ist.Of the Invention is based, starting from a drive unit of the above mentioned type, the task of reshaping this effect and to improve that Push rod with both linear and rotating drive links is operable where in clamping position and in both cases, the two toggle links essentially form a continuation of the pushrod extension and thus the clamping load with improved force guidance in linear continuation of the push rod in the housing can be introduced.

Diese Aufgabe ist mit einer Antriebseinheit der eingangs genannten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Verbindung zwischen dem Abtriebsglied des Antriebes und dem Ende der Schubstange aus einem Adapter und einem aus drei, durch ein gemeinsames Gelenk verbundenen Gliedern bestehenden Kniehebeltrieb gebildet ist, wobei das freie Ende des ersten Gliedes am Ende der Schubstange, das des zweiten, das Druckglied bildenden Gliedes am Adapter und das des dritten Gliedes in einem Gehäusestützlager angelenkt ist, das im Gehäuse auf der Erstreckungsgeraden der Schubstange angeordnet ist, wobei die Glieder und der Adapter derart einander zugeordnet sind, daß die Glieder in Spannstellung in der Erstreckungsgeraden der Schubstange orientiert sind.These Task is with a drive unit of the type mentioned solved thereby according to the invention that the Connection between the output member of the drive and the end the push rod from an adapter and one from three, by one joint joint connected limbs existing toggle lever drive is formed, wherein the free end of the first member at the end of Push rod, that of the second, the pressure member forming member on Adapter and that of the third member is articulated in a housing support bearing, the in the case is arranged on the extension line of the push rod, wherein the links and the adapter are associated with each other such that the links oriented in the tensioning position in the extension straight line of the push rod are.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.advantageous Further developments will become apparent from the dependent claims.

Bei dieser erfindungsgemäßen Lösung liegt also für die linear verstellbare Schubstange im Gegensatz zum Spanner nach der vorerwähnten DE 101 18 319 A1 ein im Sinne der Definition ideales Kniehebelsystem (siehe Lueger/Grundlagen des Maschinenbaus, 1960, Seite 203) vor, dessen sogenannter Druckhebel mit dem Adapter verbunden ist, und die im System auftretenden Belastungen werden als Flächenpressungen im Falle linear eingeleiteter Kraft über den Adapter und das Gehäusestützlager in das Gehäuse eingeleitet und im Falle rotorisch eingeleiteter Kraft allein via Adapter über das Gehäusestützlager, was noch näher erläutert wird.In this solution according to the invention is therefore for the linearly adjustable push rod in contrast to the tensioner after the aforementioned DE 101 18 319 A1 in the sense of the definition ideal toggle lever system (see Lueger / Foundations of Mechanical Engineering, 1960, page 203), whose so-called pressure lever is connected to the adapter, and the loads occurring in the system are referred to as surface pressures in the case of linearly introduced force on the adapter and the Case support bearing introduced into the housing and in the case of rotorisch initiated force alone via adapter via the housing support bearing, which will be explained in more detail.

Nutführungen im Gehäuse für die am Kniehebelsystem beteiligten Gelenke sind nicht erforderlich, d.h., lediglich bei linearer Krafteinleitung durch einen ebenfalls im Gehäuse mit angeordneten bspw. Pneumatikzylinder bedarf der entsprechend angepaßte Adapter einer Geradführung im Gehäuse, und bei elektromotorischem Antrieb erfolgt die Belastungseinleitung in das Gehäuse ausschließlich über das Gehäusestützlager.groove guides in the case for the joints involved in the toggle system are not required i.e., only with linear force transmission through one too in the case arranged with eg. Pneumatic cylinder requires the corresponding adapted adapters a straight line guide in the case, and in electric motor drive the load introduction takes place in the case exclusively via the Housing support bearing.

Die erfindungsgemäße Antriebeinheit einschließlich ihrer vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der Unteransprüche wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The Drive unit according to the invention including their advantageous developments according to the subclaims below with reference to the drawings of exemplary embodiments explained in more detail.

Es zeigt schematischIt shows schematically

1 perspektivisch und verkleinert die Antriebseinheit; 1 in perspective and reduces the drive unit;

2 die im unteren Bereich geöffnete Antriebseinheit in Seitenansicht bei ausgefahrener Schubstange; 2 the open at the bottom drive unit in side view with extended push rod;

3 die Antriebseinheit gemäß 2 bei eingefahrener Schubstange; 3 the drive unit according to 2 with retracted push rod;

4 die im unteren Bereich geöffnete Antriebseinheit in Seitenansicht für einen motorischen Antrieb bei ausgefahrener Schubstange und 4 the open at the bottom drive unit in side view for a motor drive with extended push rod and

5 die Antriebseinheit gemäß 4 bei eingefahrener Schubstange. 5 the drive unit according to 4 with retracted push rod.

Die Antriebseinheit besteht aus einem Gehäuse 1, aus dem eine linear verstellbare, im Gehäuse 1 gelagerte Schubstange 4 aus diesem herausgeführt ist und wobei ferner im Gehäuse 1 im Bereich neben der Schubstangenanordnung ein Antriebsglied 5 angeordnet ist, dessen Antriebsglied 6 mit dem im Gehäuse 1 befindlichen Ende 4' der Schubstange 4 in Verbindung steht. Die dazu in 1 dargestellte Ausführungsform weist bereits Besonderheiten auf, die später noch näher erläutert werden.The drive unit consists of a housing 1 , from which a linear adjustable, in the housing 1 mounted push rod 4 is led out of this and further wherein in the housing 1 in the area next to the push rod assembly, a drive member 5 is arranged, the drive member 6 with the in the case 1 located end 4 ' the push rod 4 communicates. The in to 1 embodiment shown already has special features that will be explained later in more detail.

Für eine solche Antriebseinheit ist unter Verweis auf die 2 bis 4 nunmehr wesentlich, daß die Verbindung zwischen dem Abtriebsglied 6 und dem Ende 4' der Schubstange 4 aus einem Adapter 7 und einem aus drei, durch ein gemeinsames Gelenk 8 verbundenen Gliedern 9, 10, 11 bestehenden Kniehebeltrieb 12 gebildet ist. Das freie Ende des ersten Gliedes 9 ist am Ende der Schubstange 4, das des zweiten, den Druckhebel bildenden Gliedes 10 ist am Adapter 7 und das des dritten Gliedes 11 ist in einem Gehäusestützlager 13 angelenkt. Dieses Gehäusestützlager ist im Gehäuse 1 auf der Erstreckungsgeraden G der Schubstange 4 darstellungsorientiert unterhalb dieser angeordnet, wobei die genannten Glieder 9, 10, 11 und der Adapter 7 derart einander zugeordnet sind, daß die Glieder 9 und 11 in Spannstellung in der Erstreckungsgeraden G orientiert sind, wie dies die 2 und 4 verdeutlichen.For such a drive unit is with reference to the 2 to 4 now essential that the connection between the output member 6 and the end 4 ' the push rod 4 from an adapter 7 and one out of three, by a common joint 8th connected members 9 . 10 . 11 existing knee lever drive 12 is formed. The free end of the first link 9 is at the end of the push rod 4 , that of the second, the pressure lever forming member 10 is on the adapter 7 and that of the third member 11 is in a housing support bearing 13 hinged. This housing support bearing is in the housing 1 on the extension line G of the push rod 4 presentation oriented arranged below this, said members 9 . 10 . 11 and the adapter 7 are associated with each other such that the links 9 and 11 are oriented in tension position in the extension straight G, as is the 2 and 4 clarify.

Die Antriebsglieder 5 sind in den 2 bis 5 nur gestrichelt angedeutet, wobei es sich bei dem der 2, 3 bspw. um einen Pneumatikzylinder und bei dem der 4, 5 um einen E-Umkehrmotor handelt.The drive links 5 are in the 2 to 5 indicated only by dashed lines, where it is in the 2 . 3 For example, to a pneumatic cylinder and in the 4 . 5 is an electric reversing motor.

Da je nach Antriebsglied 5 die Verstellbewegungen in einem Falle linear und im anderen Falle rotatorisch eingeleitet werden, verlangt dies unterschiedliche Adapter 7 bei ansonsten beibehaltenem Kniehebelsystem.There depending on the drive member 5 the adjustment movements are linearly introduced in one case and rotationally in the other case, this requires different adapters 7 with otherwise maintained toggle system.

Bei eingebauten Zylinderantrieb ist der Adapter 7 in Form einer im Gehäuse 1 mit Doppelrollen 2 geführten und an das Abtriebsglied 6 (Kolbenstange) des Antriebsgliedes 5 in geeigneter Weise angekoppelten Kulisse 7' ausgebildet, während bei einem Drehantrieb der Adapter 7 in Form eines mit einer Schnecke 6' des Abtriebsgliedes 6 (Motorwelle) des Stellmotors 5'' kämmenden Schneckenradsegmentes 7'' ausgebildet ist, wobei, wie in den 4, 5 dargestellt, das Schneckenradsegment 7'' zweckmäßig direkt mit auf dem Gehäusestützlager 13 sitzt, aber frei auf dieser drehbar gelagert sein kann.With built-in cylinder drive is the adapter 7 in the form of a housing 1 with double rolls 2 guided and to the output member 6 (Piston rod) of the drive member 5 appropriately coupled backdrop 7 ' trained, while in a rotary drive of the adapter 7 in the form of a snail 6 ' of the output member 6 (Motor shaft) of the servomotor 5 '' meshing worm wheel segment 7 '' is formed, wherein, as in the 4 . 5 represented, the worm wheel segment 7 '' appropriate directly with on the housing support bearing 13 sitting, but can be freely mounted on this rotatable.

Um unter Beibehaltung des gleichen Gehäuses 1 und des gleichen Kniehebelsystems 12 den jeweils gewünschten Antrieb 5 und den zugehörigen Adapter 7 herstellerseitg einbauen zu können, ist der Gelenkanschluß 14 für das Druckglied 10 im einen Fall an der Kulisse 7' und im anderen Fall an dem Schneckenradsegment 7'', die den jeweiligen Adapter 7 bilden, an sich funktionsentsprechenden Stellen angeordnet, die mit S bzw. S' bezeichnet sind. Für den Hersteller ist also der Vorteil gegeben, wahlweise den einen oder anderen Antrieb 5 mit zugehörigem Adapter 7 bei ansonsten gleichem Gehäuse 1, gleicher Schubstange und gleichem Kniehebelsystem 12 einbauen zu können.To keep the same case 1 and the same toggle system 12 the respective desired drive 5 and the associated adapter 7 to install manufacturer side, is the joint connection 14 for the pressure member 10 in one case at the scenery 7 ' and in the other case on the worm wheel segment 7 '' that the respective adapter 7 form, in functionally corresponding locations arranged, which are denoted by S and S '. For the manufacturer so the advantage is given, either one or the other drive 5 with associated adapter 7 otherwise in the same housing 1 , same push rod and same toggle lever system 12 to be able to install.

Da bei derartigen Schubstangenspannern auch mit schubstangenseitig einfließenden Torsionsbelastungen gerechnet werden muß, die die ganze Stellmechanik in mehr oder weniger unübersichtlicher Weise zusätzlich belasten würden, besteht eine vorteilhafte Weiterbildung darin, daß die Schubstange 4 aus minestens zwei Stangen 4' gebildet ist, die an ihren äußeren Enden miteinander durch eine Schnittstelle 15 zur Aufnahme unterschiedlicher Druckstücke (nicht dargestellt) verbunden sind, wie dies aus 1 ersichtlich ist.Since in such push rod tensioners with sliding rod side flowing Torsionsbelastungen must be expected, which would burden the whole adjusting mechanism in more or less confusing way, there is an advantageous development is that the push rod 4 from at least two bars 4 ' is formed, at their outer ends with each other through an interface 15 for receiving different plungers (not shown) are connected, as is made 1 is apparent.

Die beim Ausführungsbeispiel dargestellten beiden Stangen 4' sind dabei in einer gemeinsamen Stangenführung oder in einzelnen (wie dargestellt) im Durchgriffsbereich in das Gehäuse 1 eingelassenen Stangenführungen 4'' geführt.The two rods shown in the embodiment 4 ' are in a common rod guide or in individual (as shown) in Durchgriffsbereich in the housing 1 taken in rod guides 4 '' guided.

Auf diese Weise werden also die sonst den normalen und übersichtlichen Kraftlinienverlauf in der Stellmechanik beeinträchtigende Torsionsbelastungen bereits im Durchgriffsbereich von den Stangenführungen 4'' aufgenommen.In this way, therefore, otherwise the normal and clear lines of force in the control mechanism affecting torsional loads already in the penetration range of the rod guides 4 '' added.

Sofern unter Beibehaltung des beschriebenen Kniehebelsystems auch eine Handbetätigung der Antriebseinheit gegeben sein soll, ist vorteilhaft vorgesehen, die im Gehäusestützlager 13 aufgenommene Gelenkwelle 13' zur Anbringung eines Handstellhebels 16 ein- oder beidseitig, wie aus 1 ersichtlich, herausragen zu lassen, um einen solchen Handhebel 16 aufstecken zu können. In diesem Falle muß natürlich das Glied 11 zwingend verdrehfest mit der Gelenkwelle 13' verbunden sein, um von da aus die Verstellkraft in das Kniehebelsystem 12 einleiten zu können.If, while maintaining the described toggle lever system and a manual actuation of the drive unit to be given, is advantageously provided in the housing support bearing 13 received PTO shaft 13 ' for attaching a hand lever 16 one or both sides, like out 1 seen to stick out, to such a hand lever 16 to be able to attach. In that case, of course, the limb must 11 absolutely torsionally strong with the PTO shaft 13 ' be connected from there to the adjusting force in the toggle lever system 12 to be able to initiate.

Claims

Drive unit for clamping devices for fixing workpieces, consisting of a housing ( 1 ), from which to the connection side ( 3 ) of the housing ( 1 ) a linear adjustable, in the housing ( 1 ) mounted push rod ( 4 ) is led out of this and further wherein in the housing ( 1 ) in the area next to the push rod assembly a drive element ( 5 ) is arranged, whose output member ( 6 ) with the housing ( 1 ) end ( 4 ' ) of the push rod ( 4 ), characterized in that the connection between the drive member ( 6 ) and the end ( 4 ' ) of the push rod ( 4 ) from an adapter ( 7 ) and one out of three, by a common joint ( 8th ) linked members ( 9 . 10 . 11 ) existing toggle lever drive ( 12 ) is formed, wherein the free end of the first member ( 9 ) at the end of the push rod ( 4 ), that of the second, the pressure member forming member ( 10 ) on the adapter ( 7 ) and that of the third member ( 11 ) in a housing support bearing ( 13 ) hinged in the housing ( 1 ) on the extension line (G) of the push rod ( 4 ), wherein the links ( 9 . 10 . 11 ) and the adapter ( 7 ) are associated with one another in such a way that the links ( 9 and 11 ) in clamping position in the extension straight line (G) are oriented.

Drive unit according to Claim 1 with a drive member ( 5 ) in the form of a pneumatic / hydraulic cylinder ( 5 ' ), characterized in that the adapter ( 7 ) in the form of a housing ( 1 ) and to the drive member ( 6 ) of the drive member ( 5 ) coupled scenery ( 7 ' ) is trained.

Drive unit according to Claim 1 with a drive member ( 5 ) in the form of a reversible actuator ( 5 '' ), characterized in that the adapter ( 7 ) in the form of a snail ( 6 ' ) of the output member ( 6 ) of the servomotor ( 5 '' ) meshing worm wheel segment ( 7 '' ) is trained.

Drive unit according to Claim 3, characterized in that the worm wheel segment ( 7 '' ) on the housing support bearing ( 13 ) is stored.

Drive unit according to either of Claims 2 and 3, characterized in that the articulated connection ( 14 ) for the pressure member ( 10 ) at the scenery ( 7 ' ) and the worm wheel segment ( 7 '' ), which the respective adapter ( 7 ), is arranged in functionally corresponding places.

Drive unit according to one of claims 1 to 5, characterized in that the push rod ( 4 ) from at least two rods ( 4 ' ) formed at their outer ends by an interface ( 14 ) are connected to receive different pressure pieces.

Drive unit according to claim 6, characterized in that the at least two rods ( 4 ' ) in a common or in the single penetration area in the housing ( 1 ) embedded rod guide (s) ( 4 '' ) are guided.

Drive unit according to one of claims 1 to 7, characterized in that the in the housing support bearing ( 13 ) received PTO shaft ( 13 ' ) for attaching a hand lever ( 16 ) one or both sides of the housing ( 1 ) is outstanding.