DE112013003482B4

DE112013003482B4 - Spannvorrichtung

Info

Publication number: DE112013003482B4
Application number: DE112013003482.4T
Authority: DE
Inventors: Chiaki c/o SMC KABUSHIKI KAISHA Fukui; c/o SMC KABUSHIKI KAISHA Takakuwa Youji
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2012-07-11
Filing date: 2013-06-17
Publication date: 2019-05-09
Anticipated expiration: 2033-06-18
Also published as: WO2014010390A1; RU2015100050A; US9409282B2; DE112013003482T5; KR101643374B1; RU2610994C2; JP5688582B2; KR20150023698A; JP2014014913A; BR112015000486A2; CN104470682B; TW201417966A; CN104470682A; TWI501846B; US20150145195A1

Abstract

Eine Spannvorrichtung zum Klemmen eines Werkstücks durch Drehen eines Klemmarms (16), umfassend:
einen Körper (12);
eine Antriebseinheit (14, 80) mit einem Kolben (32, 84, 86), der durch die Zufuhr eines Druckfluides in einer axialen Richtung verschoben wird, und einer mit dem Kolben (32, 84, 86) verbundenen Kolbenstange (34, 94);
einen Antriebskraftübertragungsmechanismus (18), der im Inneren des Körpers (12) angeordnet und mittels eines Kopplungsmechanismus (54, 64) mit der Antriebseinheit (14, 80) koppelbar ist, wobei der Antriebskraftübertragungsmechanismus (18) eine Linearverschiebung der Kolbenstange (34, 94) der Antriebseinheit (14, 80) entlang der axialen Richtung in eine Drehverschiebung umwandelt und eine Antriebskraft der Antriebseinheit (14, 80) auf den Klemmarm (16) überträgt; und
wobei der Kopplungsmechanismus (54, 64) zur Änderung eines Kopplungszustands zwischen der Antriebseinheit (14, 80) und dem Antriebskraftübertragungsmechanismus (18) ausgebildet ist,
wobei die Antriebseinheit (14, 80) über den Kopplungsmechanismus (54, 64) lösbar an dem Antriebskraftübertragungsmechanismus (18) vorgesehen ist,
wobei der Kopplungsmechanismus (54, 64)
• ein Koppelelement (54), das an einem Ende der Kolbenstange (34, 94) vorgesehen ist, und
• eine Kopplungsvertiefung (64) umfasst, die an einem Ende eines verschiebbaren Körpers (58) des Antriebskraftübertragungsmechanismus (18) an einer Seite nahe der Antriebseinheit (14, 80) ausgebildet ist, wobei im Kopplungszustand die Kopplungsvertiefung (64) mit dem Koppelelement (54) in Eingriff steht,
wobei der verschiebbare Körper (58) so verschiebbar ist, dass er aus dem Körper (12) in eine Umgebung des Körpers (12) heraussteht, und
wobei die Kopplungsvertiefung (64) in diesem Zustand an einer Seitenfläche des verschiebbaren Körpers (58) zu der Umgebung offen ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Spannvorrichtung, die durch die Zufuhr eines Druckfluides angetrieben wird, um ein Werkstück auf einer automatischen Montagelinie oder dergleichen zu klemmen.
Stand der Technik
Bisher wird beispielsweise in einer automatischen Montagelinie für Automobile das Klemmen mit einer Spannvorrichtung in einem Zustand durchgeführt, in welchem vorgeformte Karosseriebleche sich überlappen und positioniert werden, und es wird ein Montageschritt durchgeführt, mit dem die Karosseriebleche miteinander verschweißt werden.
Eine solche Spannvorrichtung, wie sie beispielsweise in dem US Patent Nr. 4,905,973 A beschrieben ist, umfasst einen Körper, eine Antriebseinheit, die aus einem mit dem Körper verbundenen Zylinder besteht, und einen Spannarm, der von dem Körper nach außen vorsteht. Durch Verschiebung eines Kolbens der Antriebseinheit durch die Zufuhr von Luft zu dem Zylinder wird außerdem eine Kolbenstange zusammen mit dem Kolben verschoben, wodurch der Spannarm, der mit einem durch mehrere Arme gebildeten Verbindungmechanismus verbunden ist, um einen festgelegten Winkel gedreht wird. Dementsprechend kann ein Werkstück oder dergleichen mit dem Spannarm geklemmt werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Bei der oben genannten Spannvorrichtung müssen beispielsweise in dem Fall, dass in der Antriebseinheit, die den Kolben und die Kolbenstange umfasst, eine Fehlfunktion auftritt, die Antriebseinheit von dem Körper getrennt und die Wartungsarbeiten daran durchgeführt werden. In einem solchen Fall sind aber die Kolbenstange der Antriebseinheit und der an der Seite des Körpers vorgesehene Verbindungsmechanismus über Bolzen oder dergleichen miteinander verbunden. Nachdem die Verbindung zwischen diesen Komponenten gelöst wurde, wird die Antriebseinheit von dem Körper getrennt. Eine solche Operation lässt sich aber nur schwer durchführen und führt zu einer Steigerung der Zahl der Bearbeitungsschritte und Mannstunden, die für die Durchführung der Wartung erforderlich sind.
Falls es gewünscht ist, die auf das Werkstück aufgebrachte Klemmkraft zu erhöhen, ist es außerdem notwendig, eine andere Spannvorrichtung mit einer Antriebseinheit, die einen anderen Output liefert, vorzubereiten. Da es notwendig ist, einen großen Lagerraum für die verschiedenen Spannvorrichtungen vorzusehen, ist eine einzelne Spannvorrichtung wünschenswert, die es in einfacher Weise ermöglicht, den Output der Vorrichtung zu verändern.
Dokument US 4,905,973 A offenbart eine weitere Klemmvorrichtung. Ein Stangenende mit einem Innengewinde ist auf ein freies Ende einer Kolbenstange, die sich vor und zurückbewegt, aufgeschraubt. Das Stangenende ist gleitend innerhalb eines Führungsschlitzes geführt und hat einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt mit abgeschrägten Kanten. Ein zusätzlicher Sperrstift ist durch eine Öffnung in dem Stangenende geführt und greift in die Kolbenstange ein, um ein Lösen der Kolbenstange von dem Stangenende zu verhindern. Ein Klemmarm ist mit einem äußeren Ende eines Schwenkstifts zur Bewegung zwischen einer Klemm- und einer Freigabeposition verbunden. Eine Kombination aus dem Stangenende, gegenüberliegenden Verbindungselementen und einem Hebelarm bildet eine Vorrichtung zur Umwandlung der Hin- und Zurückbewegung der Kolbenstange in eine Drehbewegung eines Klemmarms. Bei einer Spannvorrichtung des Dokuments WO 2011/040062 A1 ist ein breiter, verbindungsseitiger Endabschnitt eines Klemmarms über einen Kniehebelmechanismus mit einem distalen Ende einer Stange verbunden. Der Kniehebelmechanismus umfasst in dieser Reihenfolge ein Kniehebelgelenk sowie ein erstes Verbindungselement und ein zweites Verbindungselement, welche sich von der Seite der Stange zum Klemmarm erstrecken. Ein Anschlussabschnitt ist integral an dem distalen Ende der Stange vorgesehen und in einer entsprechenden Nut in dem Kniehebelgelenk passend aufgenommen.
Eine weitere Spannvorrichtung ist in EP 1 060 839 A2 offenbart. Ein Achsblock eines Kniehebelmechanismus wird in Führungsnuten geführt und ist in vertikaler Richtung nach unten verschiebbar gelagert. An einem unteren Oberflächenabschnitt des Achsblocks ist eine Nut mit einem T-förmigen Querschnitt gebildet, mit der ein scheibenförmiger Vorsprung der Kolbenstange in Eingriff steht. Der Hub der Kolbenstange wird so an den Kniehebelmechanismus übertragen.
Es ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spannvorrichtung zu schaffen, welche die Wartung vereinfacht und verbessert und die es ermöglicht, eine Änderung des Outputs der Vorrichtung einfach umzusetzen.
Die vorliegende Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Spannvorrichtung zum Klemmen eines Werkstücks durch Drehen eines Klemmarmes gemäß Anspruch 1.
Die Spannvorrichtung umfasst:

einen Körper;
eine Antriebseinheit mit einem Kolben, der durch die Zufuhr eines Druckfluides entlang einer Axialrichtung verschoben wird, und einer mit dem Kolben verbundenen Kolbenstange;
einen Antriebskraftübertragungsmechanismus, der im Inneren des Körpers vorgesehen und mittels eines Kopplungsmechanismus mit der Antriebseinheit koppelbar ist, wobei der Antriebskraftübertragungsmechanismus eine lineare Verschiebung der Kolbenstange der Antriebseinheit entlang der Axialrichtung in eine Drehverschiebung umwandelt und eine Antriebskraft der Antriebseinheit auf den Klemmarm überträgt; und
wobei der Kopplungsmechanismus zur Änderung eines Kopplungszustands zwischen der Antriebseinheit und dem Antriebskraftübertragungsmechanismus ausgebildet ist,
wobei die Antriebseinheit über den Kopplungsmechanismus lösbar an dem Antriebskraftübertragungsmechanismus vorgesehen ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist bei der Spannvorrichtung, die mit der Antriebseinheit ausgestattet ist, welche einen durch Zufuhr eines Druckfluides darin verschiebbaren Kolben aufweist, ein Antriebskraftübertragungsmechanismus vorgesehen, der eine Linearverschiebung des Kolbens entlang einer Axialrichtung der Antriebseinheit in eine Drehverschiebung umwandelt, wodurch eine Antriebskraft der Antriebseinheit auf den Klemmarm übertragen wird. Außerdem kann der Kopplungszustand zwischen der Antriebseinheit und dem Antriebskraftübertragungsmechanismus durch den Kopplungsmechanismus geändert werden.
In dem Fall, dass ein Wartungsvorgang, wie ein Austausch der Antriebseinheit oder dergleichen, durchgeführt werden muss, ist es daher nicht notwendig, komplizierte Operationen, wie das Entfernen von Bolzen oder dergleichen, vorzunehmen, da die Verbindung zwischen dem Antriebskraftübertragungsmechanismus und der Antriebseinheit beispielsweise im Vergleich zu der herkömmlichen Spannvorrichtung, bei welcher eine Antriebseinheit und ein Verbindungsmechanismus (Antriebskraftübertragungsmechanismus) durch Bolzen oder dergleichen miteinander verbunden sind, durch den Kopplungsmechanismus einfach getrennt werden kann. Hierdurch kann die leichte Wartung der Spannvorrichtung verbessert werden. Durch Entfernen der Antriebseinheit von dem Körper und Austausch desselben gegen eine andere Antriebseinheit kann außerdem eine Änderung des Outputs der Antriebseinheit in derselben Spannvorrichtung umgesetzt werden.
Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in welchen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beispielhaft dargestellt sind.
Figurenliste

1 ist ein Schnitt durch eine Spannvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Schnitt, der einen geklemmten Zustand der Spannvorrichtung gemäß 1 zeigt;
3 ist ein Schnitt entlang der Linie III-III in 1;
4 ist eine perspektivische teilweise Explosionsdarstellung von der Seite einer Antriebseinheit der Spannvorrichtung, die einen Zustand zeigt, in welchem ein verschiebbarer Körper aus einem Körper der Spannvorrichtung heraussteht;
5 ist eine teilweise explosionsartige Seitenansicht, die einen Zustand zeigt, in dem die Antriebseinheit von der Spannvorrichtung gemäß 1 getrennt ist;
6 ist eine teilweise explosionsartige perspektivische Ansicht, die die Spannvorrichtung gemäß 5 von der Seite der Antriebseinheit zeigt;
7 ist ein Schnitt durch die Spannvorrichtung mit einer Antriebseinheit gemäß einem modifizierten Beispiel, welches erste und zweite Kolben aufweist;
8 ist ein Schnitt durch eine Spannvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 ist ein Schnitt durch die Spannvorrichtung gemäß 8, wobei ein Zustand gezeigt ist, in welchem der Klemmarm um einen festgelegten Winkel gedreht ist; und
10 ist ein Schnitt, der einen geklemmten Zustand der Spannvorrichtung gemäß 8 zeigt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, umfasst eine Spannvorrichtung 10 einen hohlen Körper 12, eine Antriebseinheit 14, die an einem Ende des Körpers 12 vorgesehen ist, einen Klemmarm 16, der relativ zu dem Körper 12 drehbar vorgesehen ist, und einen Antriebskraftübertragungsmechanismus 18, welcher eine Antriebskraft in einer Axialrichtung (der Richtung der Pfeile A und B) der Antriebseinheit 14 auf den Klemmarm 16 überträgt.
Der Körper 12 ist beispielsweise so geformt, dass er einen länglichen rechteckigen Querschnitt hat, und weist in seinem Inneren eine Aufnahmekammer 20 auf, in welcher der Antriebskraftübertragungsmechanismus 18 aufgenommen ist. Die Aufnahmekammer 20 öffnet sich nach unten (in der Richtung des Pfeils A), und die Antriebseinheit 14 ist so mit dem Körper 12 verbunden, dass sie die Öffnung der Aufnahmekammer 20 verschließt.
Ein Stützelement 22 ist an dem Körper 12 vorgesehen und steht in einer seitlichen Richtung vor. Im Einzelnen steht das Stützelement 22 mit einer festgelegten Länge von dem Körper 12 in horizontaler Richtung vor und weist an seinem distalen Ende einen Einstellstift 24 auf, der nach oben vorsteht (in der Richtung des Pfeils B). Wie in 2 gezeigt ist und später beschrieben wird, wird außerdem zu der Zeit des Klemmens, wenn der Klemmarm 16 gedreht wird, ein Werkstück W zwischen dem Klemmarm 16 und dem Stützelement 22 geklemmt. Der Einstellstift ist mit dem Stützelement 22 verschraubt und in den vertikalen Richtungen (den Richtungen der Pfeile A und B) durch Rotation des Einstellstiftes 24 bewegbar.
Außerdem sind an beiden Seitenflächen des Körpers 12 Walzennuten 26 ausgebildet, die sich in der vertikalen Richtung (der Richtung des Pfeils A oder B) im Wesentlichen in der Mitte beider Seitenflächen erstrecken. Walzen 28, die an dem später beschriebenen verschiebbaren Körper 58 vorgesehen sind, sind in die Walzennuten 26 eingesetzt und werden hierdurch geführt.
Die Antriebseinheit 14 umfasst ein Zylinderrohr 30, das einen Boden aufweist, einen Kolben 32, der verschiebbar im Inneren des Zylinderrohres 30 vorgesehen ist, eine Kolbenstange 34, die mit dem Kolben 32 verbunden ist, und eine Stangenabdeckung 36, welche die Kolbenstange 34 verschiebbar abstützt.
Ein offenes Ende des Zylinderrohres 30 ist so vorgesehen, dass es an einer Endfläche 12a des Körpers 12 anliegt. Befestigungsbolzen 40, die durch ein Paar von Durchgangslöchern 38 eingesetzt sind (vgl. 4), die in der Axialrichtung des Zylinderrohres 30 durchtreten, sind mit dem Körper 12 verschraubt und verbunden.
Außerdem sind eine erste Anschlussöffnung 42, die an einer Endseite (in der Richtung des Pfeils B) vorgesehen ist, und eine zweite Anschlussöffnung 44, die in einer anderen Endseite (in der Richtung des Pfeils A) vorgesehen ist und einen festgelegten Abstand von der ersten Anschlussöffnung 42 aufweist, in einer Seitenfläche des Zylinderrohres 30 ausgebildet. Eine Zylinderkammer 46, die im Inneren des Zylinderrohres 30 ausgebildet ist, steht mit der Umgebung über die ersten und zweiten Anschlussöffnungen 42, 44 in Verbindung. Die ersten und zweiten Anschlussöffnungen 42, 44 sind über nicht dargestellte Rohre oder Schläuche mit einer nicht dargestellten Druckfluidzufuhrquelle verbunden. Außerdem wird Druckfluid wahlweise dem ersten Anschluss 42 oder dem zweiten Anschluss 44 zugeführt und von der nicht dargestellten Druckfluidzufuhrquelle in die Zylinderkammer 46 eingebracht.
Der Kolben 32 hat beispielsweise die Form einer Scheibe. Eine Kolbendichtung 48 ist in einer Ringnut an der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 32 angebracht. Durch Anlage der Kolbendichtung 48 an der inneren Wandfläche der Zylinderkammer 46 wird außerdem die Leckage von Druckfluid zwischen dem Kolben 32 und dem Zylinderrohr 30 verhindert.
Ein Ende der Kolbenstange 34 ist in einem Zustand, in dem sie in das Loch eingesetzt ist, durch Verstemmen integral mit einem Loch verbunden, das in der Mitte des Kolbens 32 ausgebildet ist. Außerdem ist ein Koppelelement 54 mit einem ringförmig zurückgesetzten Nackenabschnitt 50 und einem Kopfabschnitt 52, dessen Durchmesser relativ zu dem Nackenabschnitt 50 vergrößert ist, in dem anderen Ende der Kolbenstange 34 ausgebildet. Des Weiteren sind der Nackenabschnitt 50 und der Kopfabschnitt 52 durch Eingriff mit dem später beschriebenen verschiebbaren Körper 58 des Antriebskraftübertragungsmechanismus 18 integral miteinander verbunden. Schließlich weisen der Nackenabschnitt 50 und der Kopfabschnitt 52 jeweils einen kreisförmigen Querschnitt mit unterschiedlichen Durchmessern auf.
Die Stangenabdeckung 36 ist in einer Öffnung der Zylinderkammer 46 vorgesehen, die dem Körper 12 zugewandt ist. Dadurch wird die Öffnung verschlossen, und die Kolbenstange 34, die durch die Mitte der Stangenabdeckung 36 eingesetzt ist, wird in den Axialrichtungen (den Richtungen der Pfeile A und B) verschiebbar gehalten. Eine Stangendichtung 56 ist in einer Ringnut an einer inneren Umfangsfläche der Stangenabdeckung 36 angebracht. Die Stangendichtung 56 gleitet in Kontakt mit der äußeren Umfangsfläche der Kolbenstange 34, wodurch eine Leckage von Druckfluid aus der Zylinderkammer 46 nach außen verhindert wird.
Der Antriebskraftübertragungsmechanismus 18 umfasst den verschiebbaren Körper 58, der in der Aufnahmekammer 20 des Körpers 12 vorgesehen und mit dem anderen Ende der Kolbenstange 34 verbunden ist, ein Paar von Walzen oder Rollen 28, die drehbar an einem oberen Abschnitt des verschiebbaren Körpers 58 vorgesehen sind, einen Verbindungsarm 60, der zusammen mit den Walzen 28 schwenkbar an dem verschiebbaren Körper 58 gehalten wird, und einen Sub- oder Unterarm 62, der mit dem Verbindungsarm 60 und dem Klemmarm 16 verbunden ist.
Der verschiebbare Körper 58 hat einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt und weist eine Kopplungsvertiefung 64 auf, die mit dem Koppelelement 54 der Kolbenstange 34 verbunden und an einem unteren Ende des verschiebbaren Körpers 58 ausgebildet ist.
Wie in den 1 bis 6 gezeigt ist, umfasst die Kopplungsvertiefung 64 einen Abschnitt 66 mit kleinem Durchmesser, der an der einen Endfläche so ausgebildet ist, dass er sich zu der Seite der Endfläche (in der Richtung des Pfeils A) und zu der Seite einer Seitenfläche (in der Richtung des Pfeils C1 in 4) des verschiebbaren Körpers 58 öffnet, und einen Abschnitt 68 mit großem Durchmesser auf, der an den Abschnitt 66 mit kleinem Durchmesser angrenzt und in einer Richtung (der Richtung des Pfeils B) ausgebildet ist, die von der Endfläche getrennt ist. Außerdem sind der Abschnitt 66 mit kleinem Durchmesser und der Abschnitt 68 mit großem Durchmesser jeweils mit halbkreisförmigem Querschnitt eingelassen, so dass der Abschnitt 68 mit großem Durchmesser einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der des Abschnitts 66 mit kleinem Durchmesser.
Außerdem steht der Nackenabschnitt 50 der Kolbenstange 34 in Eingriff mit dem Abschnitt 66 mit kleinem Durchmesser, während der Kopfabschnitt 52 der Kolbenstange 34 mit dem Abschnitt 68 mit großem Durchmesser in Eingriff steht. Im Einzelnen ist der Radius des Abschnitts 66 mit kleinem Durchmesser so gewählt, dass er dem Durchmesser des Nackenabschnitts 50 entspricht, und der Radius des Abschnitts 68 mit großem Durchmesser ist so gewählt, dass er dem Durchmesser des Kopfabschnitts 52 entspricht.
Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, ist andererseits ein geneigtes Element 70, das sich allmählich zu dem oberen Ende hin verjüngt, an einem oberen Abschnitt des verschiebbaren Körpers 58 an einer Seitenfläche, welche dem Klemmarm 16 zugewandt ist, ausgebildet. Wenn der Klemmarm 16 von einem ungeklemmten Zustand (vgl. 1) in einen geklemmten Zustand (vgl. 2) gedreht wird, legt eine Sub- oder Unterwalze 72, die schwenkbar von dem Unterarm 62 gehalten wird, an dem geneigten Element 70 an.
Die Walzen 28 sind in die Walzennuten 26 eingesetzt, die entlang der axialen Richtung des Körpers 12 ausgebildet sind, so dass bei ihrer Bewegung der verschiebbare Körper 58 in den vertikalen Richtungen (den Richtungen der Pfeile A und B) geführt und eine Drehverschiebung des verschiebbaren Körpers 58 verhindert wird.
Außerdem ist eine Welle der Walzen 28 in eine Verbindungsnut 73, die an einem oberen Abschnitt des verschiebbaren Körpers 58 ausgebildet ist, so eingesetzt, dass die Walzen 28 um eine festgelegte Strecke in einer Richtung senkrecht zu der axialen Richtung (der Richtung des Pfeils A oder B) des verschiebbaren Körpers 58 bewegbar sind. Ein Ende des Verbindungsarms 60, der zusammen mit den Walzen 28 schwenkbar an dem verschiebbaren Körper 58 gehalten wird, ist auch in einer Richtung senkrecht zu der axialen Richtung des verschiebbaren Körpers 58 bewegbar.
Der Verbindungsarm 60 ist zwischen dem Unterarm 62 und einem oberen Abschnitt des verschiebbaren Körpers 58 angeschlossen. Der Verbindungsarm 60 wird zusammen mit den Walzen 28 relativ zu dem verschiebbaren Körper 58 schwenkbar gehalten und über einen Verbindungsstift 74 drehbar relativ zu dem Unterarm 62 abgestützt. Außerdem wandelt der Verbindungsarm 60 eine lineare Bewegung der Kolbenstange 34 über den verschiebbaren Körper 58 in eine Drehbewegung des Klemmarms 16 um.
Der Unterarm 62 ist mit Enden des Verbindungsarms 60 und des Klemmarms 16 verbunden. Die Unterwalze 72 wird axial und drehbar in der Mitte des Unterarms 62 abgestützt. Andererseits ist der Unterarm 62 über Haltestifte 76, die einen rechteckigen Querschnitt haben, mit dem Klemmarm 16 verbunden. Außerdem dreht sich bei einer Drehung des Unterarms 62 die Unterwalze 72 in Anlage gegen das geneigte Element 70 des verschiebbaren Körpers 58.
Der Klemmarm 16 ist an einem äußeren Abschnitt des Körpers 12 angeordnet, der einen U-förmigen Querschnitt hat, so dass sein eines Ende mit dem Paar von Haltestiften 76 verbunden ist, die von dem Körper 12 nach außen vorstehen. Indem der Klemmarm 16 über die Haltestifte 76 mit dem Unterarm 62 verbunden ist, wird der Klemmarm 16 außerdem durch den Unterarm 62 axial abgestützt.
Außerdem ist ein Greifstift 78 zum Ergreifen eines Werkstücks W an dem anderen Ende des Klemmarms 16 vorgesehen. Der Greifstift 78 steht von dem anderen Ende vor und ist in dieses so eingeschraubt, dass die vorstehende Höhe relativ zu dem anderen Ende geändert werden kann. Wenn das Werkstück W wie in 2 gezeigt geklemmt wird, ist der Greifstift 78 außerdem so angeordnet, dass er dem Einstellstift 24 an dem Stützelement 22 gegenüberliegt. In einem geklemmten Zustand, in dem der Klemmarm 16 um einen festgelegten Winkel gedreht ist, wird somit das Werkstück W zwischen dem Greifstift 78 und dem Einstellstift 24 geklemmt und gehalten.
Die Spannvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Als nächstes werden die Betriebs- und Wirkungsweisen der Spannvorrichtung 10 beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung wird der in 1 gezeigte ungeklemmte Zustand als eine Ursprungsposition angesehen.
In dem Ursprungszustand wird dem ersten Anschluss 42 Druckfluid zugeführt, und durch Absenken des Kolbens 32 über den Antriebskraftübertragungsmechanismus 18 wird der Klemmarm 16 in einen Zustand versetzt, in dem er im Wesentlichen senkrecht von dem Stützelement 22 getrennt wird. Außerdem wird vorab ein dünnes, plattenförmiges Werkstück W an dem Stützelement 22 des Körpers 12 angebracht.
Zunächst wird in der Ursprungsposition der in 1 gezeigten Spannvorrichtung 10 durch Umschalten einer nicht dargestellten Schaltvorrichtung das Druckfluid, das dem ersten Anschluss 42 zugeführt wurde, nun stattdessen von der Druckfluidzufuhrquelle dem zweiten Anschluss 44 zugeführt, während der erste Anschluss 62 in einen Zustand versetzt wird, in dem er zu Umgebung offen ist. Durch die Wirkung des Druckfluides, das von dem zweiten Anschluss 44 in die Zylinderkammer 46 eingeführt wird, wird dementsprechend der Kolben 32 zu der Seite des Körpers 12 (in der Richtung des Pfeils B) nach oben gepresst, und die Kolbenstange 34 wird integral mit dem Kolben 32 verschoben.
Zusätzlich wird in Verbindung mit der Verschiebung der Kolbenstange 34 und durch die Führung mittels der Walzen 28 in den Walzennuten 26 der verschiebbare Körper 58 nach oben (in der Richtung des Pfeils B) bewegt, woraufhin der Verbindungsarm 60 eine Drehung im Uhrzeigersinn um eine Stelle beginnt, an welcher der Verbindungsarm 60 schwenkbar an dem verschiebbaren Körper 58 angelenkt ist. Zusammen mit der Drehung des Verbindungsarmes 60 dreht sich der Unterarm 62, und durch die Rotation des Unterarms 62 wird der Klemmarm 16 um einen festgelegten Winkel im Uhrzeigersinn um die Haltestifte 76 gedreht.
Wie in 2 gezeigt ist, schlägt dementsprechend der Greifstift 78 des Klemmarms 16 an dem Werkstück W an und es wird ein geklemmter Zustand hergestellt, in welchem das Werkstück W zwischen dem Greifstift 78 und dem Stützelement 22 des Körpers 12 gegriffen wird.
Zu dieser Zeit werden mit der Rotation des Klemmarms 16 die Walzen 28 über den Verbindungsarm 60 entlang der Walzennuten 26 in einer Richtung bewegt, in der sie sich dem Klemmarm 16 annähern. Gleichzeitig hiermit liegt die Unterwalze 72 an dem geneigten Element 70 des verschiebbaren Körpers 58 an, wodurch der Klemmarm 16 gedrückt und ein verriegelter Zustand hergestellt wird, in dem die Rotation des Klemmarms 16 verriegelt ist. Als Folge hiervon wird der geklemmte Zustand des Werkstücks W durch den Klemmarm 16 beibehalten.
In dem Fall, dass der in 2 gezeigte geklemmte Zustand des Werkstücks W freigegeben wird, wird andererseits durch den Schaltvorgang der nicht dargestellten Schaltvorrichtung das Druckfluid, das dem zweiten Anschluss 44 zugeführt wurde, stattdessen dem ersten Anschluss 42 zugeführt, während der zweite Anschluss 44 in einen Zustand versetzt wird, in dem er zur Umgebung offen ist.
Durch die Wirkung des Druckfluides, das dem ersten Anschluss 42 zugeführt und in die Zylinderkammer 46 eingeführt wird, wird der Kolben 32 nach unten in einer Richtung gedrückt, in der er sich von dem Körper 12 trennt (in der Richtung des Pfeils A), und die Kolbenstange 34 wird integral mit dem Kolben 32 abgesenkt.
Außerdem wird verbunden mit der Verschiebung der Kolbenstange 34 der verschiebbare Körper 58 durch die Führung der Walzen 28 relativ zu den Walzennuten 26 nach unten bewegt. Verbunden hiermit wird der Verbindungsarm 60 entgegen dem Uhrzeigersinn um eine Stelle gedreht, an welcher der Verbindungsarm 60 schwenkbar an dem verschiebbaren Körper 58 angelenkt ist. Verbunden mit der Drehung des Verbindungsarms 60 dreht sich der Unterarm 62, und durch die Drehung des Unterarmes 62 wird der Klemmarm 26 um einen festen Winkel entgegen dem Uhrzeigersinn um die Haltestifte 76 gedreht. Dementsprechend trennt sich der Greifstift 78 des Klemmarmes 16 von dem Stützelement 22, und der geklemmte Zustand des Werkstücks W wird freigegeben (vgl. 1).
Als nächstes wird ein Fall beschrieben, bei dem die Antriebseinheit 14 in der Spannvorrichtung 10 ausgetauscht wird. Zunächst wird in dem Fall, dass die Antriebseinheit 14 ausgetauscht werden soll, der Klemmarm 16 in den in 1 gezeigten ungeklemmten Zustand versetzt, in welchem der Klemmarm 16 von dem Stützelement 22 getrennt ist. In einem solchen Zustand dreht ein nicht dargestellter Arbeiter die Befestigungsbolzen 40, über welche die Antriebseinheit 14 an dem Körper 12 befestigt ist, wodurch die Verbindung zwischen der Antriebseinheit 14 und dem Körper 12 gelöst wird (vgl. 4).
Als nächstes wird das andere Ende des Klemmarms 16 ergriffen und, wie in 4 gezeigt ist, wird durch weiteres Drehen des Klemmarmes 16 entgegen dem Uhrzeigersinn um einen festgelegten Winkel der verschiebbare Körper 58, der über den Unterarm 62 und den Verbindungsarm 60 angeschlossen ist, nach unten (in der Richtung des Pfeils A) bewegt. Somit wird dafür gesorgt, dass das Ende des verschiebbaren Körpers 58 wie in 4 gezeigt um eine festgelegte Länge von der Endfläche 12a des Körpers 12 vorsteht.
Nachdem das Zylinderrohr 30 der Antriebseinheit 14 nach unten (in der Richtung des Pfeils A) bewegt wurde, um sich von dem Körper 12 zu trennen, wird außerdem das Koppelelement 54 der Kolbenstange 34 in einer Richtung (der Richtung des Pfeils C1 in 6) senkrecht zu der Axialrichtung der Kolbenstange 34 (der Richtung des Pfeils A oder B) verschoben, wodurch das Koppelelement 54 von der Kopplungsvertiefung 64 des verschiebbaren Körpers 58 getrennt wird. Dementsprechend wird die Verbindung zwischen dem verschiebbaren Körper 58 und der Kolbenstange 34 gelöst, und das Entfernen der Antriebseinheit 14 einschließlich der Kolbenstange 34 von dem Körper 12 ist abgeschlossen.
In dem Fall, dass eine neue Antriebseinheit 14 an dem Körper 12 angebracht werden soll, wird als nächstes das Koppelelement 54 der Kolbenstange 34 in Eingriff mit der Kopplungsvertiefung 64 des verschiebbaren Körpers 58 gebracht, die von der Endfläche 12a des Körpers 12 vorsteht.
Indem das Koppelelement 54 von der Seite der einen Seitenfläche, in welcher sich die Kopplungsvertiefung 64 öffnet, angenähert wird und indem das Koppelelement 54 in einer Richtung (der Richtung des Pfeils C2 in 6) senkrecht zu der axialen Richtung (in der Richtung des Pfeils A oder B) der Kolbenstange 34 verschoben wird, wird im Einzelnen der Kopfabschnitt 52 des Koppelelements 54 in den Abschnitt 68 mit großem Durchmesser eingesetzt, und der Nackenabschnitt 50 wird in den Abschnitt 66 mit kleinem Durchmesser eingesetzt.
In einem Zustand, in dem das Koppelelement 54 der Kolbenstange 34 in die Kopplungsvertiefung 64 des verschiebbaren Körpers 58 eingesetzt ist (vgl. 4), wird außerdem das andere Ende des Zylinderrohres 30 der Antriebseinheit 14 langsam (in der Richtung des Pfeils B) der Endfläche 12a des Körpers 12 angenähert, woraufhin das andere Ende zur Anlage an der Endfläche 12a kommt. Anschließend werden die Befestigungsbolzen 40 durch die Durchgangslöcher 38 eingesetzt und mit dem Körper 12 verschraubt, wodurch die neue Antriebseinheit 14 in einem Zustand an dem Körper 12 montiert wird, in welchem die Kolbenstange 34 und der verschiebbare Körper 58 miteinander verbunden sind.
Da die Kopplungsvertiefung 64 sich an der einen Seitenfläche des verschiebbaren Körpers 58 öffnet, ist zu dieser Zeit die Kolbenstange 34 in einem Zustand, in dem sie in einer Richtung (der Richtung des Pfeils C1) senkrecht zu der axialen Richtung der Kolbenstange 34 bewegbar ist. Da aber eine Schubkraft lediglich in der axialen Richtung (der Richtung des Pfeils A oder B) auf den verschiebbaren Körper 58 und die Kolbenstange 34 aufgebracht wird und nicht in einer Richtung (der Richtung des Pfeils C1) senkrecht zu der axialen Richtung, kann hierbei die Verbindung zwischen dem Kolben 32 und dem verschiebbaren Körper 58 zuverlässig beibehalten werden.
In der oben beschriebenen Weise wird bei der ersten Ausführungsform bei der Spannvorrichtung 10 mit der Antriebseinheit 14, welche den Kolben 32 aufweist, der durch Zufuhr eines Druckfluides verschiebbar ist, und in welcher der Klemmarm 16 durch eine Antriebskraft von der Antriebseinheit 14 gedreht wird, das Koppelelement 54 der Kolbenstange 34 der Antriebseinheit 14 mit dem verschiebbaren Körper 58 des Antriebskraftübertragungsmechanismus 18 verbindbar, welcher die Antriebskraft der Antriebseinheit 14 auf den Klemmarm 16 überträgt. In dem Fall, dass eine Wartung, beispielsweise der Austausch der Antriebseinheit 14 oder dergleichen, durchgeführt werden soll, kann hierdurch allein durch den einzelnen Vorgang des Lösens der Kolbenstange 34 von dem verschiebbaren Körper 58 nachdem der verschiebbare Körper 58 dazu gebracht wurde, von dem Körper 12 vorzustehen, eine Operation zur Entfernung der Antriebseinheit 14 einfach durchgeführt werden. Im Vergleich zu der herkömmlichen Spannvorrichtung, bei welcher eine Antriebseinheit und ein Verbindungsmechanismus (Antriebskraftübertragungsmechanismus) durch Bolzen oder dergleichen verbunden sind, ist es demzufolge nicht notwendig, komplizierte Operationen, wie das Entfernen von Bolzen oder dergleichen, durchzuführen. Hierdurch kann die Wartung der Spannvorrichtung 10 vereinfacht werden.
Indem die Antriebseinheit 14 gegen eine andere Antriebseinheit 14 mit einem Kolben 32 ausgetauscht wird, der sich hinsichtlich seiner Querschnittsfläche unterscheidet, kann bei der Spannvorrichtung 10 außerdem eine Änderung des Outputs der Antriebseinheit 14 bei Verwendung des gleichen Körpers 12 einschließlich des Antriebskraftübertragungsmechanismus 18 einfach durchgeführt werden. In dem Fall, dass es gewünscht ist, die durch den Klemmarm 16 auf das Werkstück W aufgebrachte Klemmkraft zu ändern, kann somit durch Austauschen der Antriebseinheit 14 gegen eine andere Antriebseinheit 14 mit einem anderen Output die Größe der Schubkraft, die über die Kolbenstange 34 auf den Antriebskraftübertragungsmechanismus 18 übertragen wird, geändert werden. Somit kann allein durch Austauschen der Antriebseinheit die durch den Klemmarm 16 aufgebrachte Klemmkraft bei einer einzigen Spannvorrichtung 10 einfach geändert werden.
Da es nicht notwendig ist, eine Vielzahl von Spannvorrichtungen mit unterschiedlichen Klemmkräften vorzubereiten, können die Ausrüstungskosten verringert werden.
Da die Öffnung der Aufnahmekammer 20 durch die Antriebseinheit 14 geschlossen wird, ohne dass sie zur Umgebung offen ist, kann im Inneren der Aufnahmekammer 20 des Körpers 12 außerdem ein fluiddichter Zustand hergestellt werden. Auch in dem Fall, dass Wasser oder dergleichen in einer Montagelinie eingesetzt wird, in welcher die Spannvorrichtung 10 verwendet wird, kann hierdurch verhindert werden, dass das Wasser in das Innere eindringt. Auch können Schweißperlen oder -spritzer, die an einer Schweißbahn oder dergleichen erzeugt werden, an einem Eindringen in das Innere gehindert werden.
Die Antriebseinheit 14 ist außerdem nicht auf eine Gestaltung beschränkt, die wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform nur einen einzigen Kolben 32 aufweist. Beispielsweise kann, wie in 7 gezeigt ist, eine Antriebseinheit 80 eingesetzt werden, die zwei erste und zweite Kolben 84, 86 aufweist, die verschiebbar im Inneren eines Zylinderrohres 82 angeordnet sind.
Wie in 7 gezeigt ist, sind bei der Antriebseinheit 80 an einer Seitenfläche des Zylinderrohres 82 erste und zweite Anschlussöffnungen 42a, 42b, 44a, 44b jeweils paarweise vorgesehen, und das Zylinderrohr 82 weist eine erste Zylinderkammer 88, in welcher ein erster Kolben 84 aufgenommen ist, und eine zweite Zylinderkammer 90, in welcher ein zweiter Kolben 86 aufgenommen ist, auf. Die erste Zylinderkammer 88 und die zweite Zylinderkammer 90 sind getrennt und so ausgestaltet, dass sie nicht miteinander in Verbindung stehen. Die erste Zylinderkammer 88 und die zweite Zylinderkammer 90 stehen mit den ersten und zweiten Anschlüssen 42a bzw. 42b und 44a bzw. 44b in Verbindung.
Außerdem sind der erste Kolben 84 und der zweite Kolben 86 mit einer ersten Kolbenstange 92 bzw. einer zweiten Kolbenstange 94 verbunden. Indem sie mit einem Ende der ersten Kolbenstange 92 bzw. einem Ende der zweiten Kolbenstange 94 verbunden sind, sind die ersten und zweiten Kolben 84, 86 über die ersten und zweiten Kolbenstangen 92, 94 in Reihe verbunden.
Beispielsweise in dem Fall, dass die Spannvorrichtung 10 von einem ungeklemmten Zustand in einen geklemmten Zustand umgeschaltet wird, wird außerdem ein Druckfluid dem Paar von zweiten Anschlüssen 44a, 44b zugeführt, wodurch die ersten und zweiten Kolben 84, 86 integral und gleichzeitig mit den ersten und zweiten Kolbenstangen 92, 94 zu der Seite des Körpers 12 (in der Richtung des Pfeils B) verschoben werden. Genauer gesagt kann im Vergleich zu der Antriebseinheit 14, die einen einzelnen Kolben 32 aufweist, eine Schubkraft von etwa der doppelten Größe erhalten werden. Verbunden mit einer solchen erhöhten Schubkraft kann auch die durch den Klemmarm 16 aufgebrachte Klemmkraft erhöht werden.
Der Kolben der Antriebseinheit 14 ist nicht auf den oben beschriebenen Fall eingeschränkt, bei dem die beiden ersten und zweiten Kolben 84, 86 in Reihe angeordnet sind. Die Schubkraft kann auch erhöht werden, indem zwei oder mehr Kolben in Reihe angeordnet werden.
Als nächstes wird eine Spannvorrichtung 100 gemäß einer zweiten Ausführungsform in den 8 bis 10 gezeigt. Diejenigen Aufbauelemente, die die gleichen sind wie bei der Spannvorrichtung 10 gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Auf die detaillierte Beschreibung dieser Merkmale wird verzichtet.
Die Spannvorrichtung 100 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der Spannvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform dahingehend, dass eine Antriebskraft der Antriebseinheit 14 von einem Kniehebelmechanismus 102 auf den Klemmarm 16 übertragen wird.
Der Kniehebelmechanismus 102 ist in der Aufnahmekammer 20 des Körpers 12 angeordnet und umfasst einen Verbindungsarm 104, der zusammen mit den Walzen 28 schwenkbar an einem oberen Teil des verschiebbaren Körpers 58 gehalten wird. Der Kniehebelmechanismus 102 wandelt die Linearbewegung der Kolbenstange 34, die mit dem verschiebbaren Körper 58 verbunden ist, in eine Drehbewegung des Klemmarms 16 um. Ein Ende des Verbindungsarmes 104 ist schwenkbar an einem oberen Teil des verschiebbaren Körpers 58 gehalten, während sein anderes Ende schwenkbar an einem Teil eines Unterarmes 106 gehalten ist.
Bei der in der oben beschriebenen Weise aufgebauten Spannvorrichtung 100 werden in der in 8 gezeigten Ursprungsposition durch die Zufuhr von Druckfluid zu dem zweiten Anschluss 44 der Antriebseinheit 14 der Kolben 32 und die Kolbenstange 34 integral angehoben, was verbunden ist mit einer Aufwärtsverschiebung (in der Richtung des Pfeils B) des verschiebbaren Körpers 58, wobei die Walzen 28 in den Walzennuten 26 geführt werden. Verbunden mit dem Anheben des verschiebbaren Körpers 58 beginnt außerdem der Verbindungsarm 104 eine Drehung im Uhrzeigersinn um eine Stelle, an welcher der Verbindungsarm 104 schwenkbar an dem verschiebbaren Körper 58 gehalten wird. Über den Unterarm 106 wird der Klemmarm 16 im Uhrzeigersinn um einen festgelegten Winkel um die Haltestifte 76 gedreht (vgl. 9).
Beim weiteren Anheben des Kolbens 32 werden außerdem der Verbindungsarm 104 und der Unterarm 106 durch die Verschiebung des verschiebbaren Körpers 58 gedreht, was verbunden ist mit einer weiteren Drehung des Klemmarms 16 im Uhrzeigersinn. Dementsprechend kommt der Greifstift 78 des Klemmarms 16 zur Anlage gegen das Werkstück W, und es wird ein geklemmter Zustand hergestellt, in welchem das Werkstück W zwischen dem Greifstift 78 und dem Halteelement 22 des Körpers 12 gegriffen wird (vgl. 10). Zu dieser Zeit wird der Verbindungsarm 104 in einer im Wesentlichen horizontalen Orientierung gehalten, wodurch der Klemmzustand des Werkstücks durch den Klemmarm 16 verriegelt wird.
In der oben beschriebenen Weise ist bei der zweiten Ausführungsform bei der Spannvorrichtung 100 mit dem Kniehebelmechanismus 102 das Koppelelement 54 der Kolbenstange 34 der Antriebseinheit 14 mit dem verschiebbaren Körper 58 des Antriebskraftübertragungsmechanismus 18, welcher die Antriebskraft der Antriebseinheit 14 auf den Klemmarm 16 überträgt, verbindbar. In dem Fall, dass ein Wartungsvorgang, wie ein Austauschen der Antriebseinheit 14 oder dergleichen durchgeführt wird, kann hierdurch allein durch einen einfachen Vorgang des Trennens der Kolbenstange 34 von dem verschiebbaren Körper 58, nachdem der verschiebbare Körper 58 dazu gebracht wurde, von dem Körper 12 vorzustehen, eine Operation zur Entfernung der Antriebseinheit 14 einfach durchgeführt werden. Im Vergleich zu der herkömmlichen Spannvorrichtung, bei welcher eine Antriebseinheit und ein Verbindungsmechanismus (Antriebskraftübertragungsmechanismus) durch Bolzen oder dergleichen miteinander verbunden sind, ist es somit nicht notwendig, komplizierte Operationen, wie das Entfernen von Bolzen oder dergleichen durchzuführen. Hierdurch kann die Wartung der Spannvorrichtung 100 vereinfacht werden.
Außerdem kann bei der Spannvorrichtung 100 durch den Austausch der Antriebseinheit 14 gegen eine andere Antriebseinheit 14 mit einem Kolben 32, der eine andere Querschnittsfläche aufweist, eine Änderung des Outputs der Antriebseinheit 14 einfach durchgeführt werden, wobei der gleiche Körper 12 einschließlich des Antriebskraftübertragungsmechanismus 18 verwendet wird. In dem Fall, dass es gewünscht ist, die durch den Klemmarm 16 auf das Werkstück W aufgebrachte Klemmkraft zu ändern, kann somit durch Austauschen der Antriebseinheit 14 gegen eine andere Antriebseinheit 14 mit einem anderen Output die Größe der Schubkraft, die über die Kolbenstange 34 auf den Antriebskraftübertragungsmechanismus 18 übertragen wird, geändert werden. Gleichzeitig kann die durch den Klemmarm 16 aufgebrachte Spannkraft in einer einzelnen Spannvorrichtung 100 einfach geändert werden.
Da die Öffnung der Aufnahmekammer 20 durch die Antriebseinheit 14 geschlossen wird, ohne dass sie zur Umgebung offen wäre, kann außerdem im Inneren der Aufnahmekammer 20 des Körpers 12 ein fluiddichter Zustand hergestellt werden. Beispielsweise auch in dem Fall, dass Wasser oder dergleichen in der Montagelinie, in welcher die Spannvorrichtung 100 eingesetzt wird, verwendet wird, kann somit dieses Wasser daran gehindert werden, in das Innere einzudringen. Auch Schweißperlen oder -spritzer, die an einer Schweißbahn oder dergleichen generiert werden, können an einem Eindringen in das Innere der Aufnahmekammer 20 gehindert werden.
Bei den oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen wurde ein Fall erläutert, bei welchem die ersten und zweiten Anschlüsse 42, 44 der Antriebseinheit 14 an einer Seitenfläche vorgesehen sind, die gegenüber der Seite liegt, an welcher das Halteelement 22 aus dem Körper 12 heraussteht. Durch Umkehren der Richtung, in welcher die Antriebseinheit 14 montiert wird, kann aber die Position der ersten und zweiten Anschlüsse 42, 44 einfach zu der Seite des Stützelements 22 geändert werden. Im Einzelnen kann die Position der ersten und zweiten Anschlüsse 42, 44 wahlweise in Abhängigkeit von der Arbeitsumgebung, in welcher die Spannvorrichtung 10, 100 eingesetzt wird, geändert werden.
Indem ein Positionsdetektionssensor vorgesehen wird, der in der Lage ist, die Verschiebungsposition des Kolbens 32 in der Antriebseinheit 14 zu erfassen, kann außerdem der Drehwinkel des Klemmarms 16 auf der Basis der Position des Kolbens 32 erfasst werden, so dass es möglich ist, beispielsweise die geklemmten und ungeklemmten Zustände des Klemmarms 16 zuverlässig zu überprüfen.
Bei der Spannvorrichtung 10, 100 gemäß den oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen wurde außerdem ein Fall erläutert, bei dem eine luftbetriebene (pneumatische) Antriebseinheit 14 eingesetzt wird, um den Kolben 32 durch die Zufuhr eines Druckfluides zu verschieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Merkmal eingeschränkt und es ist beispielsweise auch möglich, eine hydraulisch betriebene Antriebseinheit 14 einzusetzen, bei der als Druckfluid ein Hydrauliköl verwendet wird. Durch Verwenden einer hydraulisch betriebenen Antriebseinheit 14 kann im Vergleich zu einem luftbetriebenen Typ eine größere Antriebskraft erhalten werden, die für Fälle geeignet ist, in denen Werkstücke W mit einer großen Klemmkraft gespannt werden müssen.
Die Spannvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Verschiedene Änderungen und Modifikationen können an den Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen festgelegt ist.

Claims

Eine Spannvorrichtung zum Klemmen eines Werkstücks durch Drehen eines Klemmarms (16), umfassend: einen Körper (12); eine Antriebseinheit (14, 80) mit einem Kolben (32, 84, 86), der durch die Zufuhr eines Druckfluides in einer axialen Richtung verschoben wird, und einer mit dem Kolben (32, 84, 86) verbundenen Kolbenstange (34, 94); einen Antriebskraftübertragungsmechanismus (18), der im Inneren des Körpers (12) angeordnet und mittels eines Kopplungsmechanismus (54, 64) mit der Antriebseinheit (14, 80) koppelbar ist, wobei der Antriebskraftübertragungsmechanismus (18) eine Linearverschiebung der Kolbenstange (34, 94) der Antriebseinheit (14, 80) entlang der axialen Richtung in eine Drehverschiebung umwandelt und eine Antriebskraft der Antriebseinheit (14, 80) auf den Klemmarm (16) überträgt; und wobei der Kopplungsmechanismus (54, 64) zur Änderung eines Kopplungszustands zwischen der Antriebseinheit (14, 80) und dem Antriebskraftübertragungsmechanismus (18) ausgebildet ist, wobei die Antriebseinheit (14, 80) über den Kopplungsmechanismus (54, 64) lösbar an dem Antriebskraftübertragungsmechanismus (18) vorgesehen ist, wobei der Kopplungsmechanismus (54, 64) • ein Koppelelement (54), das an einem Ende der Kolbenstange (34, 94) vorgesehen ist, und • eine Kopplungsvertiefung (64) umfasst, die an einem Ende eines verschiebbaren Körpers (58) des Antriebskraftübertragungsmechanismus (18) an einer Seite nahe der Antriebseinheit (14, 80) ausgebildet ist, wobei im Kopplungszustand die Kopplungsvertiefung (64) mit dem Koppelelement (54) in Eingriff steht, wobei der verschiebbare Körper (58) so verschiebbar ist, dass er aus dem Körper (12) in eine Umgebung des Körpers (12) heraussteht, und wobei die Kopplungsvertiefung (64) in diesem Zustand an einer Seitenfläche des verschiebbaren Körpers (58) zu der Umgebung offen ist.
Die Spannvorrichtung nach Anspruch 1, wobei durch den Eingriff zwischen dem Koppelelement (54) und der Kopplungsaussparung (64) der Kopplungszustand hergestellt wird, in welchem eine Relativverschiebung in der axialen Richtung zwischen der Kolbenstange (34, 94) und dem verschiebbaren Element (58) verhindert ist.
Die Spannvorrichtung nach Anspruch 1, außerdem umfassend einen Verriegelungsmechanismus zur Verhinderung einer Drehbewegung des Klemmarms (16) zum Zeitpunkt des Klemmens, wenn das Werkstück durch den Klemmarm (16) geklemmt wird.
Die Spannvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Verriegelungsmechanismus umfasst: eine Walze (72), die drehbar an dem Klemmarm (16) vorgesehen ist; und ein geneigtes Element (70), an welchem die Walze (72) anliegt und das um einen festgelegten Winkel relativ zu einer Verschiebungsrichtung des verschiebbaren Körpers (58) geneigt ist, wobei das geneigte Element (70) so geneigt ist, dass während der Zeit des Klemmens das geneigte Element (70) die Walze (72) allmählich zu einer Seite des Klemmarms (16) drückt.
Die Spannvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Antriebskraftübertragungsmechanismus (18) umfasst: einen ersten Arm (60), der schwenkbar an dem verschiebbaren Körper (58) an einem Ende der Kolbenstange (34, 94), das mit dem Kolben (32, 84, 86) verbunden ist, gehalten wird; und einen zweiten Arm (62), der schwenkbar an einem Ende des ersten Arms (60) und an einem Ende des Klemmarms (16) gehalten wird, wobei die Spannvorrichtung außerdem einen Kniehebelmechanismus (102) aufweist, welcher eine Antriebskraft der Antriebseinheit (14, 80) über die ersten und zweiten Arme (60, 62) auf den Klemmarm (16) überträgt, um die ersten und zweiten Arme (60, 62) zu drehen.
Die Spannvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Koppelelement (54) einen Nackenabschnitt (50) aufweist, der ringförmig relativ zu dem Ende der Kolbenstange (34, 94) zurückgesetzt ist, und einen Kopfabschnitt (52), dessen Durchmesser relativ zu dem Nackenabschnitt (50) vergrößert ist, wobei der Nackenabschnitt (50) im Kopplungszustand mit einem Abschnitt (66) mit kleinem Durchmesser der Kopplungsvertiefung (64) in Eingriff steht, und wobei der Kopfabschnitt (52) im Kopplungszustand mit einem Abschnitt (68) mit großem Durchmesser der Kopplungsvertiefung (64) in Eingriff steht, der einen größeren Durchmesser hat als der Abschnitt (66) mit kleinem Durchmesser.
Die Spannvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Abschnitt (66) mit kleinem Durchmesser und der Abschnitt (68) mit großem Durchmesser jeweils mit halbkreisförmigem Querschnitt in der Seitenfläche des verschiebbaren Körpers (58) eingelassen sind.
Die Spannvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Körper (12) ein Stützelement (22) aufweist, um das Werkstück zwischen dem Klemmarm (16) und dem Stützelement (22) zu klemmen.
Die Spannvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der verschiebbare Körper (58) eine Nut (73) aufweist, die in einer Richtung senkrecht zu einer Antriebsrichtung der Antriebseinheit (14, 80) langestreckt ist, und wobei das Ende des ersten Arms (60) mit der Nut (73) in Eingriff steht.