DE10347643B4

DE10347643B4 - Drive unit for clamping devices

Info

Publication number: DE10347643B4
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: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2023-10-15
Also published as: EP1524079A1; DE10347643A1

Abstract

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, wobei 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, 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 im Gehäuse (1) auf der Erstreckungsgeraden (G) der Schubstange...Drive unit for clamping devices for fixing workpieces, consisting of a housing (1), out of which the connection side (3) of the housing (1) towards a linearly adjustable, in the housing (1) mounted push rod (4) is led out of this and further in the housing (1) in the area next to the push rod assembly, a drive member (5) is arranged, the output member (6) with the in the housing (1) located end (4 ') of the push rod (4) is in communication, the connection between the Output member (6) and the end (4 ') of the push rod (4) from an adapter (7) and one of three, by a common joint (8) connected 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) articulated in a housing support bearing (13) is that in the housing (1) on the extension straight n (G) of the push rod ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für Spannvorrichtungen, d. h., insbesondere für sogenannte Schubstangenspanner zur Festlegung von Werkstücken gemäß Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruches 1.The The invention relates to a drive unit for tensioning devices, d. H., especially for so-called push rod clamps for fixing workpieces according to the preamble of the independent claim 1.

Eine derartige Antriebseinheit ist nach der DE 196 44 832 A1 bekannt, bei der in einem schwenkbar zu einem Linearantrieb gelagerten Gehäuse eine im Sinne von Lueger ”Grundlagen des Maschinenbaus”, 1969, S. 203 ausgebildete Kniehebenstellmechanik angeordnet ist, die über einen innerhalb des Gehäuses angeordneten, in Form eines Hohlkolbens ausgebildeten Adapters bewegt wird, um eine mit dem Adapter verbundene Schubstange dieser Spannvorrichtung zu verstellen.Such a drive unit is according to DE 196 44 832 A1 Known in which mounted in a pivotally mounted to a linear drive housing a trained in the sense of Lueger "Foundations of Mechanical Engineering", 1969, p 203 a knee-raising actuating mechanism is arranged, which is arranged via an arranged inside the housing, designed in the form of a hollow piston adapter, to adjust a connected to the adapter push rod this tensioning device.

Ferner ist noch auf eine Antriebseinheit nach der DE 101 18 319 A1 zu verweisen. Als Antriebsglied ist hierbei ebenfalls 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.Furthermore, is still on a drive unit after the DE 101 18 319 A1 to refer. As a drive member in this case also 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.

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.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 Also rotating drive links can be actuated.

Diese Aufgabe ist mit einer Antriebseinheit der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des unabhängigen Patentanspruches 1 angeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den abhängigen Patentansprüchen.These Task is with a drive unit of the type mentioned according to the invention by the in the characterizing part of the independent claim 1 quoted Characteristics solved. Advantageous developments emerge after the dependent claims.

Unter Beibehaltung der Kniehebelmechanik zur Betätigung der Schubstange ist hierbei also durch Einschaltung angepasster Adapter dafür gesorgt, dass eine ansonsten im Wesentlichen gleiche Spannvorrichtung entweder mit einem Linearantrieb oder zum anderen aber auch mit einem Drehantrieb betrieben werden kann. Mit anderen Worten heißt dies, dass bei Ausbildung des Antriebsgliedes in Form eines Pneumatik/Hydraulik-Zylinders der Adapter in Form einer im Gehäuse geführten und an das Abtriebsglied des Antriebsgliedes angekoppelten Kulisse ausgebildet ist. Soll demgegenüber eine Spannvorrichtung gleicher Art mit einem Antriebsglied in Form eines elektrischen Umkehrstellmotors betrieben werden, so kommt statt des vorerwähnten Adapters ein Adapter in Form eines mit einer Schnecke des Abtriebsgliedes des Stellmotors kämmenden Schneckenradsegmentes zur Verwendung bzw. zum Einbau, das am Gehäusestützlager gelagert ist, das auch als Lager für eines der Streckglieder der Kniehebelgelenkkette dient. Beide Adapter stehen also mit dem sogenannten Druckhebel der Kniegelenkkette in Verbindung, wobei die im System auftretenden Belastungen 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 aufgenommen werden.Under Retention of the toggle mechanism for actuating the push rod is In this case, by switching on adapted adapter ensured that an otherwise substantially identical clamping device either operated with a linear drive or on the other hand but also with a rotary drive can be. In other words, this means that in education the drive member in the form of a pneumatic / hydraulic cylinder the adapter in the form of a housing out and coupled to the output member of the drive member backdrop is trained. Should be in contrast a clamping device of the same kind with a drive member in the form an electric Umkehrstellmotors be operated, so comes instead of the aforementioned Adapters an adapter in the form of a with a worm of the output member of the servo motor meshing Schneckenradsegmentes for use or for installation, which is mounted on the housing support bearing, that too as a warehouse for one of the stretch members of the toggle joint chain is used. Both adapters So stand with the so-called pressure lever of the knee chain in Connection, wherein the loads occurring in the system as surface pressures in the case of linearly introduced force via the adapter and the housing support bearing in the case initiated and in the case of rotorisch initiated force alone via Adapter over the Housing support bearing be recorded.

Die erfindungsgemäße Antriebeinheit einschließlich ihrer vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Patentansprüche wird anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen nachfolgend näher erläutert.The Drive unit according to the invention including their advantageous developments according to the dependent claims Based on the graphic representation of embodiments below 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 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. Die Verbindung zwischen dem Abtriebsglied 6 und dem Ende 4' der Schubstange 4 ist dabei aus einem Adapter 7 und einem aus drei durch ein gemeinsames Gelenk 8 verbundenen Gliedern 9, 10, 11 bestehenden Kniehebeltrieb 12 gebildet. Das freie Ende des ersten Gliedes 9 ist am Ende 4' der Schubstange 4, das des zweiten das Druckglied bildenden Gliedes 10 ist am Adapter 7 und das des dritten Gliedes 11 ist in einem Gehäusestützlager 13 angelenkt. Dieses Gehäusestützlager 13 ist dabei im Gehäuse 1 auf der Erstreckungsgeraden G der Schubstange 4 angeordnet, und wobei die 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.The drive unit consists of a housing 1 , from where to the connection side 3 of the housing 1 towards 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 output member 6 with the in the case 1 located end 4 ' the push rod 4 communicates. The connection between the output element 6 and the end 4 ' the push rod 4 is from an adapter 7 and one out of three by a common joint 8th connected members 9 . 10 . 11 existing knee lever drive 12 educated. The free end of the first link 9 is at the end 4 ' the push rod 4 , that of the second member forming the pressure 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 13 is in the case 1 on the extension straight G of the pushrod 4 arranged, and where the limbs 9 . 10 . 11 and the adapter 7 are assigned to each other such that the links 9 and 11 are oriented in clamping position in the extension straight line G.

Für eine, solche Antriebseinheit ist unter Verweis auf die 2 bis 4 nunmehr wesentlich, dass bei Ausbildung des Antriebsgliedes 5 in Form eines Pneumatik/Hydraulik-Zylinders 5' der Adapter 7 in Form einer im Gehäuse 1 geführten und an das Abtriebsglied 6 des Antriebsgliedes angekoppelten Kulisse ausgebildet ist und dass bei Ausbildung des Antriebsgliedes 5 in Form eines Umkehrstellmotores 5'' der Adapter 7 in Form eines mit einer Schnecke 6' des Abtriebsgliedes 6 des Umkehrstellmotors 5'' kämmenden Schneckenradsegmentes 7'' ausgebildet und dieses an dem Gehäusestützlager 13 gelagert ist.For one, such drive unit is with reference to the 2 to 4 now essential that when training the drive member 5 in the form of a pneumatic / hydraulic cylinder 5 ' the adapter 7 in the form of a housing 1 guided and to the output member 6 of the drive member coupled backdrop is formed and that in training of the drive member 5 in the form of a reversible actuator 5 '' the adapter 7 in the form of a snail 6 ' of the output member 6 the reversible actuator 5 '' meshing worm wheel segment 7 '' trained and this on the housing support bearing 13 is stored.

Die Antriebsglieder 5 sind in den 2 bis 5 nur gestrichelt angedeutet, wobei es sich bei dem der 2 und 3 bspw. um einen Pneumatikzylinder 5' und bei dem der 4 und 5 um einen Umkehrstellmotor 5'' handelt.The drive links 5 are in the 2 to 5 indicated only by dashed lines, where it is in the 2 and 3 for example, a pneumatic cylinder 5 ' and in which the 4 and 5 around a reversible motor 5 '' is.

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. Bei eingebautem 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 Umkehrstellmotors 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.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. 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 reversible actuator 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 mindestens 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 that 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 in 1 dargestellten beiden Stangen 4 sind dabei in einer gemeinsamen Stangenführung oder in einzelnen (wie dargestellt) im Durchgriffsbereich in das Gehäuse 1 eingelassenen Stangenführungen 4'' 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.The in the embodiment in 1 illustrated two rods 4 are in a common rod guide or in individual (as shown) in Durchgriffsbereich in the housing 1 taken in rod guides 4 '' 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.

11: Gehäusecasing
22: Doppelrollendouble rollers
33: Anschlussseiteterminal side
44: Schubstangepushrod
4'4 ': EndeThe End
4''4 '': Stangenführungenrod guides
55: Antriebsglieddrive member
5'5 ': Pneumatik/Hydraulik-ZylinderPneumatic / hydraulic cylinders
5''5 '': UmkehrstellmotorReversal servomotor
66: Abtriebsglieddriven member
6'6 ': Schneckeslug
77: Adapteradapter
7'7 ': Kulissescenery
7''7 '': Schneckenradsegmentworm gear
88th: Gelenkjoint
99: Gliedelement
1010: Glied (Druckglied)element (Pressure member)
1111: Gliedelement
1212: KniehebeltriebKnee lever drive
1313: GehäusestützlagerHousing support bearing
13'13 ': Gelenkwellepropeller shaft
1414: Gelenkanschlussjoint connection
1515: Schnittstelleinterface
1616: HandstellhebelHand lever
GG: Erstreckungsgeradestraight extension
S, S'S, S ': funktionsentsprechende Stellenfunctionally relevant Put

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 member ( 5 ) is arranged, whose output member ( 6 ) with the housing ( 1 ) end ( 4 ' ) of the push rod ( 4 ), wherein the connection between the output 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 ) and 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. characterized in that when forming the drive member ( 5 ) in the form of a pneumatic / hydraulic cylinder ( 5 ' ) the adapter ( 7 ) in the form of a housing ( 1 ) and to the output member ( 6 ) of the drive member ( 5 ) coupled scenery ( 7 ' ) is formed and that when forming the drive member ( 5 ) in the form of a reverse servomotor ( 5 '' ) 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 formed and this at the housing support bearing ( 13 ) is stored.

Drive unit according to claim 1, characterized in that the joint connection ( 14 ) for the pressure member ( 10 ) at the scenery ( 7 ' ) or on the worm wheel segment ( 7 '' ), which the respective adapter ( 7 ), is arranged at functionally corresponding points.

Drive unit according to claim 1 or 2, characterized in that the push rod ( 4 ) is formed from at least two rods, which at their outer ends together by an interface ( 15 ) are connected to receive different pressure pieces.

Drive unit according to claim 3, 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 4, characterized in that 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.