DE202016008355U1

DE202016008355U1 - Betätigungsvorrichtung vom Gelenkhebel- oder Nockentyp zur genauen Positionierung eines schwenkbaren Arms

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Publication number: DE202016008355U1
Application number: DE202016008355.5U
Authority: DE
Original assignee: Pneumax SpA
Current assignee: Pneumax SpA
Priority date: 2015-04-09
Filing date: 2016-04-07
Publication date: 2017-08-24
Anticipated expiration: 2026-04-08
Also published as: CN106078546A; KR20170135814A; US20160298739A1; WO2016162074A1; KR102333128B1; CN106078546B; US10174820B2; JP2018519169A; JP6434638B2

Abstract

Betätigungsvorrichtung (10) vom Gelenkhebel- oder Nockentyp, umfassend einen an einen verschiebbaren Steuerkolben (11) gekuppelten Körper (15), wobei der Kolben (11) mit entlang einer ersten Kolbenachse (A) bewegbaren Betätigungsmitteln (12a, 12b) verbunden oder gekuppelt und mit einem schwenkbaren Arm (14) durch Zwischenschalten von einem Gelenkhebel oder einem Kurvengetriebe (13) wirkverbunden ist, um eine Schwenkbewegung des schwenkbaren Arms (14) um eine erste Rotationssachse (B) perpendikular zu der Kolbenachse (A) bei einer Verschiebebewegung der Betätigungsmittel (12a, 12b) entlang der Kolbenachse (A) zu induzieren, wobei der schwenkbare Arm (14) zwischen einer Nicht-Betriebswinkelposition und einer Betriebswinkelposition bewegbar ist, wobei die Betätigungsmittel (12a, 12b) einen ersten (12a) und einen zweiten Teil (12b) umfassen, die mit Bezug zueinander entlang der Kolbenachse (A) verstellbar sind, und Einstellmittel (20) für die Einstellung der Länge der Betätigungsmittel (12a, 12b), dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellmittel (20) mechanische Kupplungsmittel (21a, 21b, 22) umfassen, die auf den ersten Teil (12a) der Betätigungsmittel einwirken, um eine rotatorische Steuerbewegung weitergegeben auf besagte Kupplungsmittel (21a, 21b, 22) um eine zweite Rotationsachse (C) perpendikular zu der Kolbenachse (A) in eine relative Verstellung zwischen dem ersten (12a) und dem zweiten (12b) Teil des Kolbenbetätigungsmittels (12a, 12b) entlang der Kolbenachse (A) zu transformieren, und damit die Länge der Betätigungsmittel (12a, 12b) zu modifizieren und wobei die mechanischen Kupplungsmittel (21a, 21b, 22) mindestens ein zur Rotation um die zweite Rotationsachse (C) geeignetes erstes Rotationselement (21a, 21b) umfassen, wobei das mindestens eine erste Rotationselement (21a, 21b) von einer lateralen Seite von dem Vorrichtungskörper (15) zugänglich ist.

Description

Hintergrund zu der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung vom Gelenkhebel- oder Nockentyp für die präzise Positionierung eines schwenkbaren Arms. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Betätigungsvorrichtung vom Gelenkhebel- oder Nockentyp, die typischerweise für Handhabungselemente während metallverarbeitenden Prozessen, z.B. in Schweißstraßen der Fahrzeugkarosseriebauindustrie, verwendet wird.
Metallverarbeitende Prozesse erfordern eine sehr präzise Positionierung der zu bearbeitenden Elemente und, dass die Positionierung während der Zeit beibehalten wird. Des Weiteren muss Wiederholbarkeit der exakten Positionierung bei jedem Arbeitszyklus sichergestellt sein. Um eine sehr präzise, konstante und wiederholbare Positionierung zu erreichen, umfassen die in der Fahrzeugkarosseriebauindustrie verwendeten Betätigungsvorrichtungen heutzutage typischerweise einen verschiebbaren Steuerungskolben, welcher alternativ mit einem Antrieb oder manuell betrieben wird. Der Steuerkolben ist mit einem schwenkbaren Arm durch Zwischenschaltung eines Gelenkhebels oder eines Kurvengetriebes wirkverbunden, um eine durch die Verschiebebewegung des Kolbens ausgelöste Schwenkbewegung des schwenkbaren Arms zu induzieren. Die durch den Kolben ausgelöste Verstellung bewegt den schwenkbaren Arm von einer Nicht-Betriebswinkelposition zu einer Betriebswinkelposition. Die Nicht-Betriebswinkelposition kann durch eine initiale Einstellung des Hubs des Kolbens festgelegt werden.
In der vorliegenden Beschreibung und in den angehängten Ansprüchen betrifft der Ausdruck „laterale Seite der Vorrichtung“ jegliche Seite, die zu der Verlängerung des Kolbens, nämlich der Kolbenachse, parallel ist, und „Unter- und Oberseite der Vorrichtung“ beziehen sich auf die Seiten perpendikular zu der Kolbenachse.
Verwandte Ansätze
Um die Nicht-Betriebsposition des schwenkbaren Arms festzulegen, umfassen die Betätigungsvorrichtungen üblicherweise Einstellmittel, welche auf den Kolben einwirken, um dessen Hublänge festzulegen. Heutzutage sind Einstellmittel typischerweise an der Unterfläche der Vorrichtung positioniert, welche üblicherweise nicht leicht zugänglich ist wenn die Betätigungsvorrichtung im Betrieb montiert ist. Zum Beispiel beschreibt Dokument EP 1 262 285 ein bekanntes Einstellmittel, welches einen Kolben mit Gewinde umfasst, der mit einer Stange mit einem Innengewinde zusammenwirkt.
Andere bekannte Einstellungslösungen ermöglichen direkt auf den Kolben einzuwirken, z. B. mithilfe eines Innensechskantschlüssels, der mit dem Kolben durch das Zwischenschalten eines hexagonalen Einsatzes verbunden ist. Diese Art Einstellmittel sind beispielsweise bekannt aus DE 202 03 790 und EP 0967 050 . Allerdings sind auch in diesem Fall die Einstellmittel an der Unterfläche der Vorrichtung positioniert.
Verschiedene bekannte Lösungen von Einstellmitteln für Betätigungsvorrichtung der vorgenannten Art sind zugänglich von der Seite oder lateralen Fläche der Vorrichtung. Ein erstes Beispiel ist in Dokument EP 1 524 081 beschrieben. Diese Lösung umfasst eine koaxiale Hülse, welche verschiebbar außerhalb einer Stange montiert ist und mit Befestigungsmitteln ausgestattet ist, die geeignet sind, die Hülse wahlweise in einer Vielzahl von Positionen axial beabstandet entlang der Stange zu befestigen. Die relative Positionierung zwischen Hülse und Stange definiert den Hub der Stange und daher die rotatorische Bewegung des schwenkbaren Arms. Insbesondere die Befestigungsmittel zum Befestigen der Hülse an der Stange sind zugänglich von einer lateralen Seite der Betätigungsvorrichtung. Somit kann die Einstellung der Betriebsposition des schwenkbaren Arms leicht erreicht werden.
Die Anmelderin erkannte, dass die axialen Positionen entlang der Stange, woran die Hülse befestigt werden kann, mithilfe von einer Vielzahl von an der Stange ausgebildeten Durchgangslöchern definiert und mit einem konstanten Abstand zueinander beabstandet sind. Zum Beispiel korrespondiert der konstante Abstand der Sitze auf der Stange mit einer Rotation von 10° des schwenkbaren Arms. Auf diese Weise kann jedoch nur eine diskrete Einstellung der Betriebsposition des schwenkbaren Arms erreicht werden.
Ein weiteres Beispiel von einfach zugänglichen Einstellungsmitteln für die Einstellung der Betriebsposition des schwenkbaren Arms einer Betätigungsvorrichtung nach Art der vorliegende Erfindung ist in Dokument DE 10 2012 1030 921 beschrieben. Die in DE 10 2012 1030 921 beschriebene Vorrichtung umfasst einen zweiteilig gefertigten Kolben (Stange und Hülse), welche sich in Bezug aufeinander verschieben können, um eine relative Position zwischen den zwei Teilen und damit die Winkelbetriebsposition des schwenkbaren Arms festzulegen. Sobald die gewünschte relative Position erreicht ist, wird die Verschiebung der zwei Teile mithilfe einer kopflosen Schraube blockiert, welche auf ein in der Hülse umfasstes Befestigungselement einwirkt, indem sie es gegen die Stange presst. Die kopflose Schraube ist zugänglich von einer lateralen Seite der Betätigungsvorrichtung, so dass die Einstellung leicht ausgeführt werden kann.
Die Anmelderin realisierte, dass, obwohl die in DE 10 2012 1030 921 beschriebenen Einstellmittel leicht zugänglich sind, diese nicht in der Lage sind eine dauerhafte Einstellung sicherzustellen, da die durch die Vorrichtung applizierten Kräfte sehr hoch sind und eine kopflose Schraube üblicherweise nicht geeignet ist zuverlässig solchen Kräften für eine lange Zeit zu widerstehen. Daher stellt die in DE 10 2012 1030 921 beschriebene Lösung nicht eine präzise und perfekt wiederholbare Positionierung des schwenkbaren Arms sicher, da die Einstellung mit der Zeit leicht abweichen könnte.
Dokument US 4,700,936 beschreibt eine Spannvorrichtung mit einem bewegbaren Spannelement, das durch eine Schraubspindel betätigt ist, die mittels eines elektrischen Motors angetrieben ist durch Eingreifen einer Schnecke in ein mit der Schraubspindel verbundenes Getriebe. Die Spannvorrichtung von US 4,700,936 umfasst keine Einstellmittel des Hubs des Spannelements und nutzt die mechanische Kupplung zwischen der Schnecke und dem mit der Schraubspindel verbundenen Getriebe für die Betätigung des Spannelements.
Zusammenfassung der Erfindung
Folglich berücksichtigte die Anmelderin das Problem, die oben genannten Nachteile zu vermeiden und, insbesondere, eine Betätigungsvorrichtung vom Gelenkhebel- oder Nockentyp bereitzustellen, welche leicht und kontinuierlich eingestellt werden kann bezüglich der Nicht-Betriebswinkelposition ihres schwenkbaren Arms und, gleichzeitig, in der Lage ist, die eingestellte Nicht-Betriebsposition über die Zeit zuverlässig aufrechtzuerhalten.
Folglich betrifft die vorliegende Erfindung eine Betätigungsvorrichtung vom Gelenkhebel- oder Nockentyp, umfassend einen an einen verschiebbaren Steuerkolben gekuppelten Körper, wobei der Kolben mit entlang einer ersten Kolbenachse bewegbaren Betätigungsmitteln verbunden oder gekuppelt und mit einem schwenkbaren Arm durch Zwischenschalten von einem Gelenkhebel oder einem Kurvengetriebe wirkverbunden ist, um eine Schwenkbewegung des schwenkbaren Arms um eine erste Rotationssachse perpendikular zu der Kolbenachse bei einer Verschiebebewegung der Betätigungsmittel entlang der Kolbenachse zu induzieren, wobei der schwenkbare Arm zwischen einer Nicht-Betriebswinkelposition und einer Betriebswinkelposition bewegbar ist, wobei die Betätigungsmittel einen ersten und einen zweiten Teil umfassen, die mit Bezug zueinander entlang der Kolbenachse verstellbar sind, und Einstellmittel für die Einstellung der Länge der Betätigungsmittel, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellmittel mechanische Kupplungsmittel umfassen, die auf den ersten Teil der Betätigungsmittel einwirken, um eine rotatorische Steuerbewegung weitergegeben auf besagte Kupplungsmittel um eine zweite Rotationsachse transversal zu der Kolbenachse in eine relative Verstellung zwischen dem ersten und dem zweiten Teil des Kolbenbetätigungsmittels entlang der Kolbenachse zu transformieren, und damit die Länge der Betätigungsmittel zu modifizieren.
In der vorliegenden Beschreibung und in den angehängten Ansprüchen betrifft der Ausdruck „transversal zu der Kolbenachse“ jegliche nicht zu der Kolbenachse parallele Richtung.
Dies ermöglicht vorteilhafterweise das Erreichen einer stufenlosen Einstellung des Hubs der Kolbenstange und folglich der Nicht-Betriebswinkelposition des schwenkbaren Arms, der mit dem Kolben durch den Gelenkhebel oder das Kurvengetriebe verbunden ist. Tatsächlich wird die an die Kupplungsmittel weitergegebene kontinuierliche Bewegung in eine kontinuierliche Verstellung der zwei Teile der Betätigungsmittel entlang der Kolbenachse transformiert, und damit eine kontinuierliche Einstellung der Gesamtlänge der Betätigungsmittel und folglich des betreffenden Hubs erreicht.
Darüber hinaus ist die mithilfe der Einstellmittel der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung weitergegebene Einstellung über die Zeit zuverlässig, da sie eine direkte Folge der auf die mechanischen Kupplungsmittel weitergegebene rotatorische Steuerbewegung ist. In Abwesenheit von besagter Steuerbewegung ist keine relative Verstellung der das Einstellmittel bildenden zwei Teile induziert.
Weiterhin ermöglicht die Betätigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung den schwenkbaren Arm in dessen Betriebsposition zu bringen und aufrechtzuerhalten, sogar in Abwesenheit einer auf den Steuerungskolben applizierten Betätigungskraft. Tatsächlich ermöglichen die speziellen in der Betätigungsvorrichtung gemäß der Erfindung benutzten Einstellmittel dem Gelenkhebelgestänge bis über den Umschaltpunkt zu reichen. Daher kann im Fall zum Beispiel einer pneumatischen Betätigung des Kolbens der schwenkbare Arm sogar in Abwesenheit von Luft in seine Betriebsposition gebracht werden.
Die vorliegende Erfindung kann mindestens eines der folgenden bevorzugten Merkmale haben; letzere können insbesondere miteinander nach Bedarf kombiniert werden, um spezifische Implementierungsabsichten zu erreichen.
Vorzugsweise umfassen die zwei Teile der Betätigungsmittel eine Kolbenstange und ein Verbindungselement, die verschiebbar miteinander gekuppelt sind, wobei das Verbindungselement mit dem Gelenkhebel oder einem Kurvengetriebe verbunden ist.
Weiter vorzugsweise umfassen die Kolbenstange und das Verbindungselement reziprok gekuppelte Gewindeflächen und die auf besagte Kupplungsmittel weitergegebene rotatorische Steuerbewegung um die zweite Rotationsachse wird in eine relative Rotation zwischen der Kolbenstange und dem Verbindungselement transformiert.
Noch weiter vorzugsweise ist das verbindende Element eine Gabelverbindung.
Vorzugsweise ist die zweite Rotationsachse perpendikular zu der Kolbenachse.
Vorzugsweise umfassen die mechanischen Kupplungsmittel mindestens ein erstes Rotationselement, das geeignet ist, um die zweite Rotationsachse zu rotieren, und welches mit einem koaxial an dem ersten Teil der Betätigungsmittel belegten zweiten Rotationselement in Eingriff gebracht werden kann, wobei die Rotation des mindestens einen ersten Rotationselements um die zweite Rotationsachse, wenn im Eingriff mit dem zweiten Rotationselement, eine Rotation des zweiten Rotationselements um die Kolbenachse bewirkt.
Dies bestimmt vorteilhafterweise eine Rotation des ersten Teils der Betätigungsmittel und insbesondere der Kolbenstange, was eine axiale relative Verstellung zwischen den zwei Teilen der Betätigungsmittel, nämlich der Kolbenstange und dem verbindenden Element, bestimmt. Die Gesamtlänge der Betätigungsmittel wird dabei variiert und folglich der Kolbenhub. Dies bestimmt eine korrespondierende Variation der Nicht-Betriebswinkelposition des schwenkbaren Arms.
Ferner führt die Tatsache, dass das erste Rotationselement in das zweite Rotationselement nur während der Einstellung eingreift zu einem weiteren Vorteil, nämlich dass die Rotationselemente im Wesentlichen nicht Verschleiß ausgesetzt sind.
Noch weiter vorzugsweise sind das mindestens eine erste Rotationselement und das zweite Rotationselement gezahnte Elemente, vorzugsweise gezahnte Kronen oder Kegel.
Alternativ sind das mindestens eine erste Rotationselement und das zweite Rotationselement geeignet untereinander mittels Reibung zu kuppeln.
Vorzugsweise umfassen die mechanischen Kupplungsmittel eine Vielzahl erster Rotationselemente, jedes von einer lateralen Seite der Vorrichtung zugänglich.
Dies ermöglicht vorteilhafterweise auf die Einstellmittel von einer Vielzahl von Seiten zuzugreifen, was die Einstellung ungeachtet von der Konfiguration der im Betrieb montierten Vorrichtung leicht durchzuführen macht.
Vorzugsweise umfasst das mindestens eine erste Rotationselement einen Sitz zur Aufnahme eines Einstellungswerkzeugs und ein Sperrelement, welches mit einem ersten Sitz erhalten in dem Körper und mit dem Einstellungswerkzeugsitz zusammenwirkt, um das erste Rotationselement in einer Eingriffsposition mit dem zweiten Rotationselement zu halten, wenn das Einstellungswerkzeug in den Einstellungswerkzeugsitz eingesetzt ist, und das Einstellungswerkzeug in dessen Sitz zu halten.
Weiter vorzugsweise ist das Sperrelement ein erstes sphärisches Element, das in einem Loch gehalten ist, das in dem mindestens einen ersten Rotationselement erhalten ist, welches, an einem ersten Ende, in den Einstellungswerkzeugsitz mündet.
Vorzugsweise ist das mindestens eine erste Rotationselement an ein erstes elastisches Mittel gekuppelt, geeignet, um das mindestens eine erste Rotationselement in dessen gelöste Position zu forcieren.
Alternativ umfassen die mechanischen Kupplungsmittel eine an den ersten Teil der Betätigungsmittel gekuppelte Endlosschraube, so dass eine Rotation der Endlosschraube eine Verstellung des ersten Teils der Betätigungsmittel mit Bezug zu dem zweiten Teil der Betätigungsmittel bestimmt, wobei die Achse der Endlosschraube die zweite Rotationsachse ist.
Vorzugsweise umfasst die Kolbenstange mindestens ein Stoppelement, welches mit einem korrespondierenden zweiten Sitz erhalten in dem Kolben zusammenwirkt, um die Winkelposition der Kolbenstange gegen eine Rotation um die Kolbenachse im Wesentlichen aufrechtzuerhalten.
Weiter vorzugsweise ist das mindestens eine Stoppelement ein mit einem zweiten elastischen Mittel zusammenwirkendes zweites sphärisches Element, welches das zweite sphärische Element in einen korrespondierenden in dem Kolben erhaltenen Sitz forciert.
Noch weiter vorzugsweise ist das zweite elastische Mittel eine Feder.
Dies ermöglicht vorteilhafterweise die einmal festgestellte Einstellung durch Verhindern einer relativen Rotation zwischen dem Kolben und der Kolbenstange aufrechtzuerhalten. Die Einstellung ist somit über die Zeit zuverlässig.
Vorzugsweise ist der Kolben pneumatisch mithilfe eines Zylinders, vorzugsweise eines doppeltwirkenden Zylinders, betätigt.
Alternativ ist der Kolben mithilfe eines elektrischen Antriebs betätigt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der zweite Teil des Kolbenbetätigungsmittels mit einem manuellen Betätigungselement zum manuellen Betrieb des Gelenkhebels oder eines Kurvengetriebes verbunden.
Vorzugsweise ist der Gelenkhebelmechanismus ein Kipphebelmechanismus.
Weiter vorzugsweise umfasst der Gelenkhebelmechanismus eine Kurbel.
Vorzugsweise ist die Betätigungsvorrichtung eine Spanneinheit oder ein Kraftspanner.
Alternativ ist die Betätigungsvorrichtung eine Schwenkeinheit oder ein Kraftschwenker.
Kurze Zusammenfassung der Figuren
Mit Bezug zu den angehängten Zeichnungen werden weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung mithilfe der folgenden detaillierten Beschreibung einiger ihrer bevorzugten Ausführungsformen gezeigt. Gemäß der vorgenannten Beschreibung können die verschiedenen Merkmale der jeweiligen Ausführungsform uneingeschränkt und unabhängig miteinander kombiniert werden, um die Vorteile, die sich speziell aus einer bestimmten Kombination der selbigen ableiten, zu erreichen.
In den besagten Zeichnungen,
1 ist eine Schnittdarstellung entlang einer ersten Ebene parallel zu der Kolbenachse einer ersten Ausführungsform der Betätigungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung mit einem partiell eingesetzten Einstellungswerkzeug und dem schwenkbaren Arm in dessen Nicht-Betriebsposition;
2a und 2b sind vergrößerte Ansichten der Einstellungsmittel der Betätigungsvorrichtung aus 1 in einer ersten und zweiten Konfiguration mit dem entsprechend gelösten und eingegriffenen Einstellwerkzeug;
3a und 3b sind zwei Schnittdarstellungen jeweils entlang einer ersten Ebene parallel zu der Kolbenachse und einer zweiten Ebene orthogonal zu der Kolbenachse, die im Detail das Stoppelement der Betätigungsvorrichtung aus 1 zeigen;
4 ist eine Schnittdarstellung entlang einer ersten Ebene parallel zu der Kolbenachse der Betätigungsvorrichtung aus 1, wobei die Nicht-Betriebsposition des schwenkbaren Arms verschieden eingestellt wurde mit Bezug zu der Konfiguration aus 1 und dem schwenkbaren Arm in der Nicht-Betriebsposition;
5a und 5b sind Seitenansichten einer zweiten Ausführungsform der Betätigungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung mit dem schwenkbaren Arm in seiner Betriebsposition;
6a und 6b sind Seitenansichten einer dritten Ausführungsform der Betätigungsvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung mit dem schwenkbaren Arm in seiner Betriebsposition.
Detaillierte Beschreibung aktuell bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
In 1 ist eine Betätigungsvorrichtung vom Gelenkhebel- oder Nockentyp für die präzise Positionierung eines schwenkbaren Arms gemäß der vorliegenden Erfindung global mit 10 indiziert.
Die Vorrichtung 10 umfasst vorteilhafterweise einen Vorrichtungskörper 15 und einen verschiebbaren Steuerungskolben 11, der mit dem Körper 15 verbunden ist. Der verschiebbare Steuerungskolben 11 ist an Betätigungsmittel 12a, 12b gekuppelt, welche innerhalb des Körpers 15 verschiebbar sind und mit einem innerhalb des Körpers 15 eingehausten Mechanismus 13 verbunden sind. Der Mechanismus 13 induziert beim Verschieben des Kolbenbetätigungsmittels 12a, 12b entlang einer Kolbenachse A eine Rotation des schwenkbaren Arms 14 um eine erste Rotationssachse B, wobei die erste Rotationssachse B (siehe 5a oder 6a) perpendikular zu der Kolbenachse A ist.
In dem abgebildeten nicht einschränkenden Beispiel ist der Mechanismus 13 ein Gelenkhebel, allerdings ist die vorliegende Erfindung ebenso auf Betätigungsvorrichtungen 10 anwendbar, die ein Kurvengetriebe oder andere geeignete Typen eines Mechanismus umfassen, die geeignet sind, bei Verschieben des Kolbenbetätigungsmittels 12a, 12b eine Rotation eines schwenkbaren Arms 14 zu induzieren.
Im Detail ist der Gelenkhebelmechanismus 13 ein Kipphebel, welcher vorteilhafterweise sicherstellt, dass, in Abwesenheit einer reversierenden Kraft, die Bewegung des schwenkbaren Arms nicht umgekehrt werden kann, sobald die dem Umkehrpunkt des Gelenkhebelmechanismus entsprechende Betriebsposition erreicht wurde.
Die Betätigungsmittel umfassen einen ersten Teil 12a und einen zweiten 12b Teil, die entlang der Kolbenachse A in Bezug zueinander verstellbar sind. Im Detail ist der erste Teil des Betätigungsmittels eine Kolbenstange 12a und der zweite Teil des Betätigungsmittels eine Gabelverbindung 12b. Die Kolbenstange 12a ist mit der Gabelverbindung 12b mithilfe einer Gewindekupplung gekuppelt, so dass eine Rotation der Kolbenstange 12a eine relative Verstellung der zwei Teile 12a, 12b entlang der Kolbenachse A bestimmt, insbesondere eine Verstellung der Gabelverbindung 12b.
Die Vorrichtung 10 umfasst vorteilhafterweise Einstellmittel 20 für die Einstellung der Länge der Betätigungsmittel 12a, 12b, welche von einer lateralen Seite der Betätigungsvorrichtung 10 zugänglich sind.
Die Einstellmittel 20 umfassen mechanische Kupplungsmittel 21a, 21b, 22, welche auf die Kolbenstange 12a einwirken, um eine auf die Kupplungsmittel 21a, 21b weitergegebene rotatorische Steuerbewegung um eine zweite Rotationssachse C transversal zu der Kolbenachse A in eine relative Verstellung zwischen der Kolbenstange 12a und der Gabelverbindung 12b entlang der Kolbenachse A zu transformieren. Diese relative Verstellung verursacht eine Veränderung der Gesamtlänge der Betätigungsmittel 12a, 12b und damit des Kolbenhubs. Entsprechend ist die End-Hubposition bezogen auf die Nicht-Betriebsposition des schwenkbaren Arms 14 modifiziert, damit eine stufenlose Einstellung der besagten Nicht-Betriebsposition erreicht wird.
In dem abgebildeten nicht beschränkenden Beispiel umfassen die Kupplungsmittel 21a, 21b, 22 zwei rotatorisch gezahnte Elemente 21a, 21b, die geeignet sind um eine zweite Rotationssachse C zu rotieren, welche mit einem zweiten rotatorisch gezahnten Element 22 in Eingriff gebracht werden können, welches koaxial an der Kolbenstange 12a belegt ist. Wenn mindestens eins der zwei ersten Rotationselemente 21a, 21b in das zweite Rotationselement 22 eingegriffen ist, verursacht eine Rotation des eingegriffenen ersten Elements 21a, 21b um die zweite Rotationsachse C eine Rotation des zweiten Rotationselements 22 um die Kolbenachse A. Dies verursacht eine Rotation der Kolbenstange 12a und folglich eine Verstellung der Gabelverbindung 12b, so dass die Gesamtlänge des Kolbenbetätigungsmittels 12a, 12b verändert wird.
Allerdings ist die vorliegende Erfindung ebenso für alternative mechanische Kupplungsmittel anwendbar wie z.B. Rotationselemente, welche durch Reibung kuppeln, oder eine Endlosschraube gekuppelt an eine Gewindekolbenstange.
Die ersten Rotationselemente 21a, 21b der mechanischen Kupplungsmittel definieren einen Sitz 23 zum Einsetzen eines Einstellwerkzeugs 50, was in 2a und 2b besser gezeigt ist.
Die ersten Rotationselemente 21a, 21b umfassen jedes ebenso ein Sperrelement 24, welches in der abgebildeten Ausführungsform ein sphärisches Element ist. Das sphärische Element 24 ist in einem jeweiligen Loch 24a gehalten, welches an zwei gegenüberliegenden Enden offen ist. Ein erstes Ende des Durchgangslochs 24a mündet in den Einstellungswerkzeugsitz 23 und ein zweites Ende des Durchgangslochs 24a mündet in Richtung des Vorrichtungskörpers 15 und insbesondere in Richtung eines ringförmigen Sitzes 15a erhalten in dem Körper 15, im Wesentlichen an dem Werkzeugsitz 23 des ersten Rotationselements 21a, 21b.
In der eingreifenden Konfiguration (2b), nämlich wenn das Einstellwerkzeug 50 in den betreffenden Sitz 23 eingesetzt ist und die ersten Rotationselemente 21a, 21b in Richtung des zweiten Rotationselements 22 drückt, drängt das Einstellwerkzeug 50 das sphärische Element 24 in den ringförmigen Sitz 15a des Körpers 15, und erhält dadurch den Eingriff der ersten Rotationselemente 21a, 21b mit dem zweiten Rotationselement 22 aufrecht.
Weiterhin interferiert das sphärische Element 24 in der eingreifenden Konfiguration ebenso mit dem Einstellwerkzeug 50, und hält dadurch das Einstellungswerkzeug 50 in seinem Sitz 23 und verhindert ein zufälliges Fallen des selbigen 50.
Die ersten Rotationselemente 21a, 21b umfassen ebenso ein erstes elastisches Mittel 25, geeignet, das mindestens eine erste Rotationselement 21a, 21b in dessen gelöste Position zu drängen. In dem abgebildeten nicht beschränkenden Beispiel ist das erste elastische Mittel 25 eine um die ersten Rotationselemente 21a, 21b gewickelte Feder, die gegen den Vorrichtungskörper 15 drängt, so dass die Feder komprimiert wird wenn das Einstellwerkzeug 50 das Rotationselement 21a, 21b in Richtung des zweiten Rotationselements 22 drückt.
Die Kolbenstange 12a trägt mindestens ein Stoppelement 30, welches mit entsprechenden zweiten in dem Kolben 11 erhaltenen Sitzen 31 zusammenwirkt, um die Winkelposition der Kolbenstange 12a gegen eine Rotation um die Kolbenachse A im Wesentlichen aufrechtzuerhalten.
In dem abgebildeten nicht beschränkenden Beispiel umfasst das Stoppelement 30 ein paar zweite sphärische Elemente 30a, die mit einem zweiten elastischen Mittel 30b zusammenwirken, das die zweiten sphärischen Elemente 30a in die korrespondierenden Sitze 31 forciert.
In dem nicht beschränkenden Beispiel aus 1 ist die Betätigungsvorrichtung 10 eine Spanneinheit oder ein Kraftspanner und der Kolben 11 mittels eines doppeltwirkenden Zylinders 16 pneumatisch betätigt. Allerdings ist die vorliegende Erfindung ebenso für auch als Kraftschwenker bekannte Schwenkeinheiten anwendbar.
In dem in 5a und 5b abgebildeten alternativen Beispiel ist die Spanneinheit 10 mittels eines elektrischen Antriebs 17 betätigt.
Gemäß einer weiteren in 6a und 6b gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist der zweite Teil 12b des Kolbenbetätigungsmittels 12a, 12b mit einem Hebel 18 zum manuellen Betrieb des Gelenkhebelmechanismus 13 verbunden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1262285 [0004]
DE 20203790 [0005]
EP 0967050 A [0005]
EP 1524081 [0006]
DE 1020121030921 [0008, 0008, 0009, 0009]
US 4700936 [0010, 0010]

Claims

Betätigungsvorrichtung (10) vom Gelenkhebel- oder Nockentyp, umfassend einen an einen verschiebbaren Steuerkolben (11) gekuppelten Körper (15), wobei der Kolben (11) mit entlang einer ersten Kolbenachse (A) bewegbaren Betätigungsmitteln (12a, 12b) verbunden oder gekuppelt und mit einem schwenkbaren Arm (14) durch Zwischenschalten von einem Gelenkhebel oder einem Kurvengetriebe (13) wirkverbunden ist, um eine Schwenkbewegung des schwenkbaren Arms (14) um eine erste Rotationssachse (B) perpendikular zu der Kolbenachse (A) bei einer Verschiebebewegung der Betätigungsmittel (12a, 12b) entlang der Kolbenachse (A) zu induzieren, wobei der schwenkbare Arm (14) zwischen einer Nicht-Betriebswinkelposition und einer Betriebswinkelposition bewegbar ist, wobei die Betätigungsmittel (12a, 12b) einen ersten (12a) und einen zweiten Teil (12b) umfassen, die mit Bezug zueinander entlang der Kolbenachse (A) verstellbar sind, und Einstellmittel (20) für die Einstellung der Länge der Betätigungsmittel (12a, 12b), dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellmittel (20) mechanische Kupplungsmittel (21a, 21b, 22) umfassen, die auf den ersten Teil (12a) der Betätigungsmittel einwirken, um eine rotatorische Steuerbewegung weitergegeben auf besagte Kupplungsmittel (21a, 21b, 22) um eine zweite Rotationsachse (C) perpendikular zu der Kolbenachse (A) in eine relative Verstellung zwischen dem ersten (12a) und dem zweiten (12b) Teil des Kolbenbetätigungsmittels (12a, 12b) entlang der Kolbenachse (A) zu transformieren, und damit die Länge der Betätigungsmittel (12a, 12b) zu modifizieren und wobei die mechanischen Kupplungsmittel (21a, 21b, 22) mindestens ein zur Rotation um die zweite Rotationsachse (C) geeignetes erstes Rotationselement (21a, 21b) umfassen, wobei das mindestens eine erste Rotationselement (21a, 21b) von einer lateralen Seite von dem Vorrichtungskörper (15) zugänglich ist.
Betätigungsvorrichtung (10) vom Gelenkhebel- oder Nockentyp nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine erste Rotationselement (21a, 21b) mit einem koaxial an dem ersten Teil (12a) der Betätigungsmittel (12a, 12b) gehaltenen zweiten Rotationselement (22) in Eingriff gebracht werden kann, wobei die Rotation des mindestens einen ersten Rotationselements (21a, 21b) um die zweite Rotationsachse (C) eine Rotation des zweiten Rotationselements (22) um die Kolbenachse (A) bewirkt wenn dieses in das zweite Rotationselement (22) greift.
Betätigungsvorrichtung (10) vom Gelenkhebel- oder Nockentyp nach Anspruch 2, wobei das mindestens eine erste Rotationselement (21a, 21b) und das zweite Rotationselement (22) gezahnte Elemente sind, vorzugsweise gezahnte Kronen oder Kegel.
Betätigungsvorrichtung (10) vom Gelenkhebel- oder Nockentyp nach Anspruch 2, wobei das mindestens eine erste Rotationselement (21a, 21b) und das zweite Rotationselement (22) geeignet sind untereinander mittels Reibung zu kuppeln.
Betätigungsvorrichtung (10) vom Gelenkhebel- oder Nockentyp nach einem der vorherigen Ansprüche 2 bis 4, wobei das mindestens eine erste Rotationselement (21a, 21b) einen Sitz (23) zur Aufnahme eines Einstellungswerkzeugs (50) und ein Sperrelement (24) umfasst, welches mit einem ersten Sitz (15a) erhalten in dem Vorrichtungskörper (15) und mit dem Einstellungswerkzeugsitz (23) zusammenwirkt, um das erste Rotationselement (21a, 21b) in einer Eingriffsposition mit dem zweiten Rotationselement (22) zu halten wenn das Einstellungswerkzeug (50) in den Einstellungswerkzeugsitz (23) eingesetzt ist und das Einstellungswerkzeug (50) in seinem Sitz (23) zu halten.
Betätigungsvorrichtung (10) vom Gelenkhebel- oder Nockentyp nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine erste Rotationselement eine Endlosschraube ist, gekuppelt an den ersten Teil (12a) der Betätigungsmittel (12a, 12b), so dass eine Rotation von der Endlosschraube eine Verstellung des ersten Teils (12a) der Betätigungsmittel (12a, 12b) mit Bezug zu dem zweiten Teil (12b) der Betätigungsmittel (12a, 12b) bestimmt.
Betätigungsvorrichtung (10) vom Gelenkhebel- oder Nockentyp, umfassend einen an einen verschiebbaren Steuerkolben (11) gekuppelten Körper (15), wobei der Kolben (11) mit entlang einer ersten Kolbenachse bewegbaren Betätigungsmitteln (12a, 12b) verbunden oder gekuppelt und mit einem schwenkbaren Arm (14) durch Zwischenschalten von einem Gelenkhebel oder einem Kurvengetriebe (13) wirkverbunden ist, um eine Schwenkbewegung desschwenkbaren Arms (14) um eine erste Rotationssachse perpendikular zu der Kolbenachse (A) bei einer Verschiebebewegung der Betätigungsmittel (12a, 12b) entlang der Kolbenachse (A) zu induzieren, wobei der schwenkbare Arm (14) zwischen einer Nicht-Betriebswinkelposition und einer Betriebswinkelposition bewegbar ist, wobei die Betätigungsmittel (12a, 12b) einen ersten (12a) und einen zweiten Teil (12b) umfassen, die mit Bezug zueinander entlang der Kolbenachse (A) verstellbar sind, und Einstellmittel (20) für die Einstellung der Länge der Betätigungsmittel (12a, 12b), dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellmittel (20) mechanische Kupplungsmittel (21a, 21b, 22) umfassen, die auf den ersten Teil (12a) der Betätigungsmittel einwirken, um eine rotatorische Steuerbewegung weitergegeben auf besagte Kupplungsmittel (21a, 21b, 22) um eine zweite Rotationsachse (C) perpendikular zu der Kolbenachse (A) in eine relative Verstellung zwischen dem ersten (12a) und dem zweiten (12b) Teil des Kolbenbetätigungsmittels (12a, 12b) entlang der Kolbenachse (A) zu transformieren, und damit die Länge der Betätigungsmittel (12a, 12b) zu modifizieren und wobei die mechanischen Kupplungsmittel (21a, 21b, 22) mindestens ein zur Rotation um die zweite Rotationsachse (C) geeignetes erstes Rotationselement (21a, 21b) umfassen und umfassend einen Sitz (23) zur Aufnahme eines Einstellungswerkzeuges (50), welches in Eingriff gebracht werden kann mit einem zweiten Rotationselement (22) koaxial gehalten an dem ersten Teil (12a) der Betätigungsmittel (12a, 12b), die Rotation des mindestens einen ersten Rotationselements (21a, 21b) um die zweite Rotationsachse (C) eine Rotation des zweiten Rotationselements (22) um die Kolbenachse (A) bewirkt wenn diese in das zweite Rotationselement (22) greift, wobei beide das mindestens eine erste Rotationselement (21a, 21b) und das zweite Rotationselement (22) gezahnte Elemente sind oder untereinander mittels Reibung kuppeln.
Betätigungsvorrichtung (10) vom Gelenkhebel- oder Nockentyp nach Anspruch 7, wobei das mindestens eine erste Rotationselement (21a, 21b) ein Sperrelement (24) umfasst, welches mit einem ersten Sitz (15a) erhalten in dem Vorrichtungskörper (15) und mit dem Einstellungswerkzeugsitz (23) zusammenwirkt, um das erste Rotationselement (21a, 21b) in einer Eingriffsposition mit dem zweiten Rotationselement (22) zu halten wenn das Einstellungswerkzeug (50) in den Einstellungswerkzeugsitz (23) eingesetzt ist und das Einstellungswerkzeug (50) in seinem Sitz (23) zu halten.
Betätigungsvorrichtung (10) vom Gelenkhebel- oder Nockentyp nach Anspruch 8 oder 5, wobei das Sperrelement ein erstes sphärisches Element (24) ist, das in einem in dem mindestens einen ersten Rotationselement (21a, 21b) erhaltenen Loch (24a) gehalten ist, welches, an einem ersten Ende, in den Einstellungswerkzeugsitz (23) mündet.
Betätigungsvorrichtung (10) vom Gelenkhebel- oder Nockentyp nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das mindestens eine erste Rotationselement (21a, 21b) gekuppelt ist an ein erstes elastisches Mittel (25), geeignet, das mindestens eine erste Rotationselement (21a, 21b) in dessen gelöste Position zu drängen.
Betätigungsvorrichtung (10) vom Gelenkhebel- oder Nockentyp, umfassend einen an einen verschiebbaren Steuerkolben (11) gekuppelten Körper (15), wobei der Kolben (11) mit entlang einer ersten Kolbenachse bewegbaren Betätigungsmitteln (12a, 12b) verbunden oder gekuppelt und mit einem schwenkbaren Arm (14) durch Zwischenschalten von einem Gelenkhebel oder einem Kurvengetriebe (13) wirkverbunden ist, um eine Schwenkbewegung des schwenkbaren Arms (14) um eine erste Rotationssachse perpendikular zu der Kolbenachse (A) bei einer Verschiebebewegung der Betätigungsmittel (12a, 12b) entlang der Kolbenachse (A) zu induzieren, wobei der schwenkbare Arm (14) zwischen einer Nicht-Betriebswinkelposition und einer Betriebswinkelposition bewegbar ist, wobei die Betätigungsmittel (12a, 12b) einen ersten (12a) und einen zweiten Teil (12b) umfassen, die mit Bezug zueinander entlang der Kolbenachse (A) verstellbar sind, und Einstellmittel (20) für die Einstellung der Länge der Betätigungsmittel (12a, 12b), dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellmittel (20) mechanische Kupplungsmittel (21a, 21b, 22) umfassen, die auf den ersten Teil (12a) der Betätigungsmittel einwirken, um eine rotatorische Steuerbewegung weitergegeben auf besagte Kupplungsmittel (21a, 21b, 22) um eine zweite Rotationsachse (C) perpendikular zu der Kolbenachse (A) in eine relative Verstellung zwischen dem ersten (12a) und dem zweiten (12b) Teil des Kolbenbetätigungsmittels (12a, 12b) entlang der Kolbenachse (A) zu transformieren, und damit die Länge der Betätigungsmittel (12a, 12b) zu modifizieren und wobei die mechanischen Kupplungsmittel (21a, 21b, 22) eine Endlosschraube gekuppelt an den ersten Teil (12a) der Betätigungsmittel (12a, 12b) umfassen, so dass eine Rotation von der Endlosschraube eine Verstellung des ersten Teils (12a) der Betätigungsmittel (12a, 12b) mit Bezug zu dem zweiten Teil (12b) der Betätigungsmittel (12a, 12b) bestimmt, wobei die Achse von der Endlosschraube die zweite Rotationsachse (C) ist.
Betätigungsvorrichtung (10) vom Gelenkhebel- oder Nockentyp nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zwei Teile (12a, 12b) der Betätigungsmittel eine Kolbenstange (12a) und ein Verbindungselement (12b) umfassen, die verstellbar aneinander gekuppelt sind, wobei das Verbindungselement (12b) mit dem Gelenkshebel oder einem Kurvengetriebe (13) verbunden ist.
Betätigungsvorrichtung (10) vom Gelenkhebel- oder Nockentyp nach Anspruch 12, wobei die Kolbenstange (12a) und das Verbindungselement (12b) reziprok gekuppelte Gewindeflächen umfassen und die auf besagte Kupplungsmittel (21a, 21b, 22) weitergegebene rotatorische Steuerbewegung um die zweite Rotationssachse (C) in eine relative Rotation zwischen der Kolbenstange (12a) und dem Verbindungselement (12b) transformiert wird.
Betätigungsvorrichtung (10) vom Gelenkhebel- oder Nockentyp nach Anspruch 12 oder 13, wobei das verbindende Element (12b) eine Gabelverbindung ist.
Betätigungsvorrichtung (10) vom Gelenkhebel- oder Nockentyp nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Kolbenstange (12a) mindestens ein Stoppelement (30) umfasst, welches mit einem korrespondierenden zweiten Sitz (31) erhalten in dem Kolben (11) zusammenwirkt, um die Winkelposition von der Kolbenstange (12a) entgegen einer Rotation um die Kolbenachse (A) im Wesentlichen aufrechtzuerhalten.
Betätigungsvorrichtung (10) vom Gelenkhebel- oder Nockentyp nach Anspruch 15, wobei das mindestens eine Stoppelement (30) mindestens ein zweites sphärisches Element (30a) umfasst, das mit einem zweiten elastischen Mittel (30b) zusammenwirkt, um das zweite sphärische Element (30a) in besagten korrespondierenden Sitz (31) erhalten in dem Kolben (11) zu forcieren.
Betätigungsvorrichtung (10) vom Gelenkhebel- oder Nockentyp nach Anspruch 16, wobei das zweite elastische Mittel (30b) eine Feder ist.
Betätigungsvorrichtung (10) vom Gelenkhebel- oder Nockentyp nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Kolben (11) pneumatisch angetrieben ist mithilfe von einem Zylinder (16), vorzugsweise einem doppeltwirkenden Zylinder.
Betätigungsvorrichtung (10) vom Gelenkhebel- oder Nockentyp nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei der Kolben (11) angetrieben ist mithilfe von einem elektrischen Antrieb (17).
Betätigungsvorrichtung (10) vom Gelenkhebel- oder Nockentyp nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei der zweite Teil (12b) des Kolbenbetätigungsmittels (12a, 12b) verbunden ist mit einem manuellen Betätigungselement (18) zum manuellen Betrieb des Gelenkshebels oder eines Kurvengetriebes (13).
Betätigungsvorrichtung (10) vom Gelenkhebel- oder Nockentyp nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Gelenkhebelmechanismus (13) ein Kipphebelmechanismus ist.
Betätigungsvorrichtung (10) vom Gelenkhebel- oder Nockentyp nach Anspruch 21, wobei der Gelenkhebelmechanismus eine Kurbel umfasst.
Betätigungsvorrichtung (10) vom Gelenkhebel- oder Nockentyp nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Betätigungsvorrichtung (10) ein Kraftspanner oder ein Kraftschwenker ist.