DE202015008208U1 - Pressure medium operable combined centering and clamping device for sheet-metal components, in particular for use in the bodywork of the automotive industry - Google Patents
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Abstract
Druckmittelbetätigbare kombinierte Zentrier- und Spannvorrichtung für blechförmige Bauteile, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie, mit einem bolzenförmigen Zentrierteil (6) und einem Spannteil (11), wobei das Spannteil (11) über einen Kraftantrieb (1, 2) in entgegengesetzten Richtungen (X-Y) – spannend und zentrierend und lösend – antreibbar und an dem bolzenförmigen Zentrierteil (6) in einer Ausnehmung (9) desselben schwenkbeweglich (A-B) gelagert und beim Spannen aus dem bolzenförmigen Spannteil (11) heraus (A) beweglich und beim Lösen (B) in der Ausnehmung (9) des Zentrierteils (6) angeordnet ist, mit einem Gehäuse für den Kraftantrieb (1, 2), dem das Zentrierteil (6) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Spannteil (11) in dem Zylinder (3) des Gehäuses ein Spannhubausgleichselement (14) zugeordnet ist, das innerhalb vorbestimmter Grenzwerte den wirksamen Spannhub (Z) des Spannteils (11) hubverändernd begrenzt.Druckmittelbetätigbare combined centering and clamping device for sheet-metal components, in particular for use in the bodywork of the automotive industry, with a bolt-shaped centering part (6) and a clamping part (11), wherein the clamping part (11) via a power drive (1, 2) in opposite Directions (XY) - exciting and centering and releasing - drivable and the same pivotally mounted (AB) on the bolt-shaped centering part (6) in a recess (9) and during clamping from the bolt-shaped clamping part (11) out (A) movable and when loosening (B) in the recess (9) of the centering part (6) is arranged, with a housing for the power drive (1, 2), which is associated with the centering part (6), characterized in that the clamping part (11) in the cylinder (3) of the housing is associated with a Spannhubausgleichselement (14) which limits the effective clamping stroke (Z) of the clamping part (11) hubverändernd within predetermined limits.
Description
Die Erfindung betrifft eine druckmittelbetätigbare kombinierte Zentrier- und Spannvorrichtung für blechförmige Bauteile, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie, mit einem bolzenförmigen Zentrierteil und einem Spannteil, wobei das Spannteil über einen Kraftantrieb in entgegengesetzten Richtungen – spannend und zentrierend und lösend – antreibbar und an dem bolzenförmigen Zentrierteil in einer Ausnehmung desselben schwenkbeweglich gelagert und beim Spannen aus dem bolzenförmigen Spannteil heraus beweglich und beim Lösen in der Ausnehmung des Zentrierteils angeordnet ist, mit einem Gehäuse für den Kraftantrieb, dem das Zentrierteil zugeordnet ist.The invention relates to a druckmittelbetätigbare combined centering and clamping device for sheet-metal components, in particular for use in the bodywork of the automotive industry, with a bolt-shaped centering and a clamping part, wherein the clamping part via a power drive in opposite directions - exciting and centering and releasing - drivable and on the bolt-shaped centering part thereof in a recess pivotally mounted and movable during clamping out of the bolt-shaped clamping part and is arranged when loosening in the recess of the centering, with a housing for the power drive, which is associated with the centering.
Stand der TechnikState of the art
Aus der
Aus der
Weitere Unterbauspanner sind durch die
Bauteile, seien es Bleche, seien es Aluminiumgussteile oder aus Kunststoff geformte Teile, insbesondere für den Karosseriebau der Kfz-Industrie, unterliegen nicht nur bautechnisch, sondern auch fertigungstechnisch in ihren Abmessungen Dickenschwankungen. Dies kann dazu führen, dass derartige Bauteile nicht oder nicht zuverlässig durch Unterbauspanner gespannt werden können oder es gar zu einem Lösen von Kniehebelgelenken kommt. Abgesehen von den dadurch sich ergebenden Störungen im Fertigungsablauf, insbesondere in Fertigungslinien der Kfz-Industrie, sind manchmal auch umfangreiche Einrichte- und Austauscharbeiten erforderlich, wenn es zu Toleranzschwankungen oder Dickenänderungen, die konstruktionsbedingt sind, kommt.Components, be they sheets, be it aluminum castings or molded plastic parts, especially for the bodywork of the automotive industry, are subject not only structurally, but also manufacturing technology in their dimensions thickness variations. This can lead to such components can not or can not be reliably tensioned by substructure clamps or even comes to a release of toggle joints. Apart from the resulting disturbances in the production process, especially in production lines of the automotive industry, sometimes also extensive set-up and replacement work is required when it comes to tolerance variations or changes in thickness, which are design-related.
Aufgabetask
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine druckmittelbetätigbare kombinierte Zentrier- und Spannvorrichtung wie sie gattungsmäßig vorausgesetzt wird so auszugestalten, dass das Spannteil innerhalb vorbestimmter Grenzen blechförmige Werkstücke/Bauteile, insbesondere im Karosseriebau der Kfz-Industrie, zuverlässig spannen kann, wobei das Spannen unterschiedlich dicker blechförmiger Bauteile – innerhalb vorbestimmter Grenzwerte – mit einfachen konstruktiven Mitteln gewährleistet ist.The invention has for its object a druckmittelbetätigbare combined centering and clamping device as it is generically assumed to design so that the clamping part within predetermined limits sheet-shaped workpieces / components, especially in the bodywork of the automotive industry, can reliably clamp, the clamping different thicknesses sheet-shaped components - within predetermined limits - is ensured by simple structural means.
Lösungsolution
Ausgehend von einer druckmittelbetätigbaren kombinierten Zentrier- und Spannvorrichtung für blechförmige Bauteile, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie, mit einem bolzenförmigen Zentrierteil und einem Spannteil, wobei das Spannteil über einen Kraftantrieb in entgegengesetzten Richtungen – spannend und zentrierend und lösend – antreibbar und an dem bolzenförmigen Zentrierteil in einer Ausnehmung desselben schwenkbeweglich gelagert und beim Spannen aus dem bolzenförmigen Spannteil heraus beweglich und beim Lösen in der Ausnehmung des Zentrierteils angeordnet ist, mit einem Gehäuse für den Kraftantrieb, dem das Zentrierteil zugeordnet ist, wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass dem Spannteil in dem Gehäuse ein Spannhubausgleichselement zugeordnet ist, das innerhalb der vorbestimmter Grenzwerte den wirksamen Spannweg des Spannteils hubverändernd und kraftschlußausgleichend begrenzt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass bei einer derartigen kombinierten druckmittelbetätigbaren Zentrier- und Spannvorrichtung, insbesondere für blechförmige Werkstücke/Bauteile, wie sie im Karosseriebau der Kfz-Industrie zur Anwendung kommen, über einen relativ weiten Dickenbereich von z. B. 0,5 mm bis 5 mm, vorzugsweise von etwa 0,5 bis 1,5 mm, zuverlässig gespannt werden können. Dadurch brauchen nicht für verschiedene blechförmige Bauteile unterschiedliche Zentrier- und Spannvorrichtungen gebaut und bereitgehalten zu werden. Vielmehr können mit ein- und derselben Vorrichtung unterschiedlich dicke blechförmige Bauteile zuverlässig gespannt und zentriert werden. Dabei wirkt das Spanhubausgleichselement entsprechend ausgleichend über einen vorbestimmten Hubbereich/Spannbereich und nimmt während des Klemmens die unterschiedlichen Reaktionskräfte sicher auf und leitet sie in den Körper/Gehäuse der kombinierten Zentrier- und Spannvorrichtung ab – Schutzanspruch 1.Starting from a pressure-medium-actuated combined centering and clamping device for sheet-metal components, in particular for use in the bodywork of the automotive industry, with a bolt-shaped centering part and a clamping part, wherein the clamping part via a power drive in opposite directions - exciting and centering and releasing - drivable and on the bolt-shaped centering part thereof in a recess pivotally mounted and movable during clamping out of the bolt-shaped clamping part and is arranged on release in the recess of the centering, with a housing for the power drive, which is associated with the centering, this object is achieved in that the Clamping part in the housing is associated with a Spannhubausgleichselement that limits the effective clamping travel of the clamping part hubverändernd and frictionally locking within the predetermined limits. This has the advantage that in such a combined pressure-medium-actuated centering and clamping device, in particular for sheet-metal workpieces / components, as used in the bodywork of the automotive industry, over a relatively wide thickness range of z. B. 0.5 mm to 5 mm, preferably from about 0.5 to 1.5 mm, can be reliably clamped. As a result, different centering and clamping devices need not be built and kept ready for various sheet-metal components. Rather, with the same device different thickness sheet-shaped components can be reliably clamped and centered. The Spanhubausgleichselement acts accordingly compensatory over a predetermined stroke range / clamping range and takes during the clamping on the different reaction forces safely and derives them in the body / housing of the combined centering and clamping device from -
Besonders vorteilhaft ist es, dass ein derartiges Spannhubausgleichselement konstruktiv einfach gestaltet werden kann, zum Beispiel ein Federring, oder ein einfach aufgebauter Industriestoßdämpfer, ein Federpaket oder ein gummiartige Eigenschaften aufweisender Körper sein kann, der sich in dem Gehäuse unterbringen lässt und der in vorbestimmten Grenzen von z. B. unter 1 mm abweichenden Wanddicken der zu spannenden Bauteile bis zu mehreren oder vielen Millimetern Dickenunterschiede der zu spannenden Bauteile ausgleicht und einen sicheren Kraftschluss zwischen dem Spannteil einerseits und dem Gehäuse des Kraftantriebes andererseits sicherstellt, so dass die Reaktions- und Spannkräfte zuverlässig aufgenommen werden können.It is particularly advantageous that such Spannhubausgleichselement can be structurally simple design, for example, a spring ring, or a simple structure industrial shock absorber, a spring package or a rubbery properties exhibiting body can be housed in the housing and within predetermined limits of z. B. under 1 mm different wall thickness of the components to be clamped up to several or many millimeters thickness differences compensates the exciting components and ensures a secure adhesion between the clamping part on the one hand and the housing of the power drive on the other hand, so that the reaction and clamping forces can be reliably absorbed ,
Als Kraftantrieb kommt bevorzugt eine abwechselnd beidseitig mit Druckmitteldruck zu beaufschlagende Kolben-Zylinder-Einheit zum Einsatz, die zum Beispiel über eine Kniehebelgelenkanordnung das Spannteil in entgegengesetzten Richtungen – spannend und lösend – antreibt. Die Kniehebelgelenkanordnung kann bedarfsweise auch um einen geringen Betrag von z. B. einigen Bogenminuten über Totpunktlage angetrieben werden, so dass bei Druckabfall kein unbeabsichtigtes Lösen des Spannteils möglich ist.The power drive is preferably a piston-cylinder unit to be acted upon alternately on both sides with fluid pressure which, for example via a toggle joint arrangement, drives the tensioning part in opposite directions - exciting and releasing. The toggle joint assembly may, if necessary, by a small amount of z. B. a few minutes of arc over dead center, so that when pressure drop no unintentional release of the clamping part is possible.
Es ist aber auch denkbar, die Spannvorrichtung über einen anderen Kraftantrieb, zum Beispiel über einen Elektromotor in entgegengesetzten Richtungen, insbesondere auch über eine Kniehebelgelenkanordnung anzutreiben.But it is also conceivable to drive the tensioning device via another power drive, for example via an electric motor in opposite directions, in particular via a toggle joint arrangement.
Weitere erfinderische Ausgestaltungen Further inventive embodiments
Weitere erfinderische Ausgestaltungen sind in den Schutzansprüchen 2 bis 15 beschrieben.Further inventive embodiments are described in the
Schutzanspruch 2 beschreibt eine druckmittelbetätigbare kombinierte Zentrier- und Spannvorrichtung, bei welcher das Spannhubausgleichselement als Federelement ausgebildet ist. Ein derartiges Spannhubausgleichselement ist konstruktiv einfach zu gestalten und damit auch wenig störanfällig und beansprucht nur wenig Raum für seine Unterbringung im Gehäuse des Kraftantriebs.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist gemäß Schutzanspruch 3 das Spannhubausgleichselement aus einem gummiartige Eigenschaften aufweisenden und somit federelastischen Elastomerkörper gebildet. Ein derartiger Elastomerkörper lässt sich äußerst einfach herstellen und ist unempfindlich gegen die in Industriebetrieben auftretenden Öle und Fette, Industriedämpfe oder dergleichen, so dass es praktisch wartungsfrei ist.In a preferred embodiment of the invention according to
Bei der Ausführungsform gemäß Schutzanspruch 4 ist das Spannhubausgleichselement an dem einen inneren Ende des Gehäuses auswechselbar funktionell einstückig angeordnet. Hier ist in der Regel ausreichend Platz vorhanden, um ein derartiges Spannhubausgleichselement vorzusehen. Außerdem ist es hier leicht zugänglich und kann demgemäß einfach und schnell montiert werden.In the embodiment according to protection claim 4 Spannhubausgleichselement at one inner end of the housing is interchangeable functionally arranged in one piece. Here is sufficient space available to provide such Spannhubausgleichselement usually. In addition, it is easily accessible here and can therefore be easily and quickly mounted.
In Schutzanspruch 5 ist eine Ausführungsform beschrieben, bei der das Spannhubausgleichselement als hülsenförmiger oder rohrförmiger oder blockförmiger Körper ausgebildet ist. Dadurch kann das Spanhubausgleichselement vorteilhafterweise koaxial zu dem bolzenförmigen Zentrierteil in dem Gehäuse angeordnet werden.In
In Schutzanspruch 6 wird beschrieben, dass das Spannhubausgleichselement mit einem einstückigen flanschartigen Ansatz an dem durch einen Deckel geschlossenen Ende, das dem bolzenförmigen Zentrierteil zugeordnet ist, in dem Gehäuse auswechselbar angeordnet ist.In
Eine besonders einfache Ausführungsform beschreibt Schutzanspruch 7. Bei dieser ist das Spannhubausgleichselement mit einem einstückigen Flansch zwischen dem endseitigen Deckel des Gehäuses einerseits und der diesem Deckel zugeordneten Stirnseite des Gehäuses befestigt und ragt mit einem rohr- oder hülsenförmigen Fortsatz in den Innenraum des Gehäuses hervor und wirkt hier mit einem Ansatz des hubbeweglichen bolzenförmigen Zentrierteils hubausgleichend und ggf. auch dämpfend zusammen.A particularly simple embodiment describes protection claim 7. In this, the Spannhubausgleichselement is attached with a one-piece flange between the end cover of the housing on the one hand and the cover associated with this end face of the housing and protrudes with a tubular or sleeve-shaped extension into the interior of the housing and acts here with an approach of hubbeweglichen bolt-shaped centering Hubausgleichend and possibly also dampening together.
Schutzanspruch 8 beschreibt eine Ausführungsform, bei welcher das Spannhubausgleichselement mit dem rohr- oder hülsenförmigen Ansatz in den Hubweg des in dem Innenraum des Gehäuses angeordneten bolzenförmigen Zentrierteils hineinragt und hier über einen Ansatz des hubbeweglichen bolzenförmigen Zentrierteils beim Spannen unterschiedlicher Wanddicken der zu spannenden Bauteile einen Kraftschluss zwischen dem Spannteil, dem bolzenförmigen Zentrierteil einerseits und dem Deckel und damit dem Gehäuse andererseits ausgleichend weiterleitet.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform beschreibt Schutzanspruch 9. Bei dieser ist das Spannelement als zweiarmiger Hebel ausgebildet und in dem bolzenförmigen Zentrierteil schwenkbeweglich gelagert und über ein Kniehebelgelenk durch den Kraftantrieb angetrieben, wobei das Spannhubausgleichselement zwischen der Kniehebelgelenkanordnung und dem endseitigen Deckel des Gehäuses angeordnet ist. Dadurch ergibt sich eine raumsparende, einfache Konstruktion.A particularly advantageous embodiment describes
Bei der Ausführungsform nach Schutzanspruch 10 ist das bolzenförmige Zentrierteil von einem muffenförmigen Widerlagerteil koaxial umschlossen. Die Stirnseite dieses muffenförmigen Widerlagerteils bildet das Widerlager für das als zweiarmiger Hebel ausgebildete Spannteil zum Spannen blechförmiger Bauteile, wobei das bolzenförmige Zentrierteil in allen Hubstellungen, also nicht nur beim Spannhub, sondern auch in Lösestellung mit unterschiedlichen Längenabschnitten aus dem muffenförmigen Widerlagerteil herausragt. Der gemeinsame Kraftantrieb treibt somit sowohl das bolzenförmige Zentrierteil als auch das Spannteil an, wobei die Kraftübertragung von dem Kraftantrieb auf das Spannteil über ein Kniehebelgelenk erfolgt.In the embodiment according to
Eine bevorzugte Ausführungsform beschreibt Schutzanspruch 11. Bei dieser ist dem bolzenförmigen Zentrierteil ein Schmutzentfernelement zugeordnet, das auf die äußere Mantelfläche des bolzenförmigen Zentrierteils gleitbeweglich und schmutzabweisend einwirkt, wobei das muffenförmige Widerlagerteil eine oder mehrere, radial nach außen und innen die Wandung des muffenförmigen Widerlagerteils durchsetzende Öffnungen aufweist, durch die die vom Schmutzentfernelement entfernten Schmutzelemente nach außen wegförderbar sind.In this, the bolt-shaped centering part is assigned a Schmutzentfernelement which acts on the outer surface of the bolt-shaped centering sliding and dirt-repellent, wherein the sleeve-shaped abutment part one or more, radially outwardly and inwardly through the wall of the sleeve-shaped abutment portion openings has, through which the dirt removed from the dirt removal elements are wegförderbar outward.
In Schutzanspruch 12 ist eine Ausführungsform beschrieben, bei der das Schmutzentfernelement mit einer elastischen Lippe an der Peripherie des hubbeweglichen bolzenförmigen Zentrierteils schabend anliegt.In
Hierzu kann gemäß Schutzanspruch 13 die Lippe des Schmutzentfernelementes aus einem metallischen Werkstoff bestehen, während der übrige Körper zum Beispiel als Kunststoffkörper ausgebildet ist, mit dem die aus Metall bestehende Lippe funktionell einstückig verbunden ist.For this purpose, according to
Bei der Ausführungsform nach Schutzanspruch 14 ist das Schmutzentfernelement in einer ringförmigen Aussparung des muffenförmigen Widerlagerteils angeordnet und umschließt demgemäß ringförmig und koaxial das hubbewegliche bolzenförmige Zentrierteil.In the embodiment according to protection claim 14, the Schmutzentfernelement is arranged in an annular recess of the sleeve-shaped abutment part and accordingly surrounds annularly and coaxially the hubbewegliche bolt-shaped centering part.
Schutzanspruch 15 beschreibt eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung.
In der Zeichnung ist die Erfindung – teils schematisch – an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigen:In the drawing, the invention - partly schematically - illustrated in one embodiment. Show it:
Die aus der Zeichnung ersichtliche kombinierte Zentrier- und Spannvorrichtung wird mit besonderem Vorteil im Karosseriebau der Kfz-Industrie eingesetzt, wobei die dargestellte Ausführungsform durch Druckluft angetrieben wird, da Druckluft in der Regel im Karosseriebau der Kfz-Industrie überall zur Verfügung steht. Es ist jedoch auch möglich, den Kraftantrieb dieser kombinierten Zentrier- und Spannvorrichtung elektromotorisch zu gestalten.The apparent from the drawing combined centering and clamping device is used with particular advantage in the bodywork of the automotive industry, the illustrated embodiment is driven by compressed air, since compressed air is usually available everywhere in the bodywork of the automotive industry. However, it is also possible to make the power drive this combined centering and clamping device by electric motor.
Die kombinierte Zentrier- und Spannvorrichtung besteht im Wesentlichen aus zwei koaxial hintereinander angeordneten Zylindereinheiten, von denen die eine als Bewegungszylinder
Der Bewegungszylinder
Der Zylinderdeckel
In der Ausnehmung
Das bolzenförmige Zentrierteil
Gegenüberliegend zu dem flanschartigen Ansatz
Mit
Der Kupplungskörper
Der Kupplungskörper
Auch der Kupplungskörper
Die Wirkungsweise der dargestellten kombinierten druckmittelbetätigten Zentrier- und Spannvorrichtung ist wie folgt:The operation of the illustrated combined pressure-actuated centering and clamping device is as follows:
Wird nunmehr über den Kanal
Die in den Schutzansprüchen und in der Beschreibung beschriebenen sowie aus der Zeichnung ersichtlichen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.The features described in the claims and in the description and apparent from the drawing features may be essential both individually and in any combination for the realization of the invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Bewegungszylindermoving cylinder
- 22
- Spannzylinderclamping cylinder
- 33
- Zylinder, äußererCylinder, outer
- 44
- Zylinderdeckelcylinder cover
- 55
- Öffnung, zentrischeOpening, centric
- 66
- Zentrierteil, bolzenförmigesCentering, bolt-shaped
- 77
- Mantelfläche, äußereLateral surface, outer
- 88th
- Längenabschnittlongitudinal section
- 99
- Ausnehmungrecess
- 1010
- Schwenkachseswivel axis
- 1111
- Spannteiltensioning part
- 1212
- Innenrauminner space
- 1313
- Ansatz, flanschförmigerApproach, flange-shaped
- 1414
- SpannhubausgleichselementSpannhubausgleichselement
- 1515
- Stirnflächeface
- 1616
- Kupplungskörperclutch body
- 1717
- Gabelkopfclevis
- 1818
- Kupplungsachsecoupling axis
- 1919
- Hebelelementlever member
- 2020
- Schwenkachseswivel axis
- 2121
- Längenabschnittlongitudinal section
- 2222
- Kolbenstangepiston rod
- 2323
- Kolbenpiston
- 2424
- Kanalchannel
- 2525
- Kanalchannel
- 2626
- Zylinderraumcylinder space
- 2727
- Zylinderraumcylinder space
- 2828
- Kolbenkörperpiston body
- 2929
- 3030
- 3131
- 3232
- 3333
- 3434
- 3535
- 3636
- 3737
- 3838
- 3939
- Bewegungskolbenmoving piston
- 4040
- Dichtungselementsealing element
- 4141
- Stirnseitefront
- 4242
- WiderlagerteilAbutment part
- 4343
- Öffnungopening
- 4444
- Öffnungopening
- 4545
- Wandungwall
- 4646
- SchmutzentfernelementSchmutzentfernelement
- 4747
- Anschlußkanalconnecting channel
- AA
-
Schwenkbewegung des Spannteils
11 Swivel movement of the clampingpart 11 - BB
-
Schwenkbewegung des Spannteils
11 Swivel movement of the clampingpart 11 - XX
- Hubstroke
- YY
- Hubstroke
- ZZ
- Spannhubclamping stroke
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- EP 2626174 A1 [0004] EP 2626174 A1 [0004]
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DE202015008208.4U DE202015008208U1 (en) | 2015-12-01 | 2015-12-01 | Pressure medium operable combined centering and clamping device for sheet-metal components, in particular for use in the bodywork of the automotive industry |
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R207 | Utility model specification | ||
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R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |