DE3613644C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine kraftangetriebene Kniehebelspannvorrichtung zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie, mit einem das Kniehebelgelenk betätigbaren, in einem Gehäuse befindlichen, motorisch axial verstellbaren Teil.

Kniehebelspannvorrichtungen sind insbesondere als druck­ mittelbetätigbare Kniehebelspannvorrichtungen in mannig­ faltigen Ausführungsformen vorbekannt. Eine vorteil­ hafte Ausführungsform dieser Art besteht aus einem Gehäuse mit einem Zylinderraum für den Kolben, an dessen freiem Kolbenstangenende Führungsmittel für die Kolbenstange und ein Kolbenstangenbolzen angeordnet sind, der über eine Lasche mit dem Kniehebelgelenk eines werkstück­ spannenden Winkelhebels verbunden ist, welcher auf einem im Gehäuse gelagerten Lagerzapfen schwenkbar gelagert ist. Führungsmittel für die Kolbenstangen bestehen aus den Enden des Kolbenstangenbolzens und im Gehäuse ange­ ordneten, in Achsrichtung der Kolbenstange verlaufenden Führungsnuten zum Führen dieser Enden (DE-AS 22 22 686).

Alle bisher bekanntgewordenen, durch Luftdruck betätigten Kniehebelspannvorrichtungen besitzen den Nachteil, daß die verwendete Druckluft relativ teuer ist. Diese Druckluft wird teilweise wieder in den Freiraum zurückgeblasen und wirkt damit wenig umweltfreundlich, zumal die Druckluft oftmals sogenannte "geölte" Druckluft ist. Das Ausströmen in den Freiraum ist mit erheblichen Geräuschen verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kniehebel­ spannvorrichtung der gattungsmäßig vorausgesetzten Art so auszubilden, daß die Konstruktion gegenüber dem Stand der Technik wesentlich vereinfacht wird und die Nachteile des Standes der Technik vermieden sind.

Ausgehend von einer Kniehebelspannvorrichtung zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie, mit einem das Knie­ hebelgelenk betätigbaren, in einem Gehäuse befindlichen, motorisch axial verstellbaren Teil, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß koaxial zum Gehäuse ein Elektromotor angeordnet ist, der mit einer Hohlwelle versehen ist, die mit einer Gewindemutter getrieblich verbunden ist, die ihrerseits eine Schraubspindel antreibt, die das axial verstellbare Teil bildet, wobei die Schraubspindel in die Hohlwelle eintaucht.

Bei einer erfindungsgemäßen Kniehebelvorrichtung wird keine Druckluft mehr benötigt. Dadurch sind die durch die Verwendung von Druckluft auftretenden, insbe­ sondere die Umwelt belastenden Nachteile (geölte Druck­ luft wird ausgeblasen; erhebliche Geräusche teure Her­ stellung der Druckluft) restlos vermieden.

Darüber hinaus ist die Kniehebelspannvorrichtung auch montagefreundlich, da keine starren Rohrleitungen, Ver­ schraubungen usw. verlegt werden müssen, sondern nur flexible Kabel zur Anwendung kommen, die dann über Stecker mit dem Spanner verbunden sind.

Da die Endabfragung "auf" oder "zu" oftmals über elektrische Endschalter abgefragt wird, bedeutet dies auch einen Vorteil bezüglich des elektrischen Antriebes. Bei pneu­ matischen Spannern müssen jeweils die Signale von elektrisch auf pneumatisch umgewandelt werden. Ebenso sind bei pneumatischen Spannern aufwendige Steuerungssysteme notwendig, z. B. Magnetventile usw., die bei den elektrischen Spannern entfallen können.

Eine erfindungsgemäße Konstruktion baut außerdem kompakt, so daß sich eine solche Vorrichtung unter den oftmals beengten Raumbedingungen im Kfz-Karosseriebau problemlos unterbringen und montieren läßt.

Der axial verstellbare Teil der Kniehebelspannvorrichtung ist somit eine Schraubspindel, die beispielsweise ein Steilgewinde, insbesondere ein Trapezgewinde oder der­ gleichen, aufweisen kann, die in die passende Schraubmutter eingreift, die durch einen elektrischen Motor über eine Hohlwelle angetrieben wird, so daß in beiden Achsrichtungen eine stufenlose Verstellung der Spindel und damit auch des Kniehebelgelenkes gegeben ist. Nach Ausfall der elektrischen Energie können sich die Teile selbst nicht lösen, da alle Teile bei allen Ausführungsformen der Erfindung Selbsthemmung besitzen können. Auch ist kein Entweichen von "Energie" möglich, wie dies z. B. bei durch Druckluft betätigbaren Spannern nicht auszuschließen ist. Erfindungsgemäße Spanner halten die eingestellte Kraft unverändert, so daß solche Spanner auch bei Schicht­ wechsel und/oder beim Verladen von Karosserieteilen der Kfz-Industrie auf Palettenwagen verfahren werden können, ohne das sie nach Trennen von der elektrischen Energiezufuhr ihre Spannstellung verändern.

Aus dem Fachbuch von K. Schreyer, Werkstückspanner (Vor­ richtung), 3. Auflage, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 1969, S. 80, 81, Bild 246, ist bereits ein "elektromotorischer Spanner" vorbekannt, bei welchem ein gleichachsig zum Gehäuse angeordneter, eine Hohlwelle aufweisender Elektromotor vorgesehen ist, bei dem diese Hohlwelle über ein Getriebe mit einer Gewindemutter verbunden ist und eine Schraubspindel antreibt. Eine in der Hohlwelle eintauchende Schraubspindel ist jedoch dieser Druckschrift nicht als vorbekannt zu entnehmen, wie auch die beschriebenen, an sich der Druckschrift zu entnehmenden Teilmerkmale nicht im Zusammenhang mit den übrigen kennzeichnenden Merkmalen und den Merkmalen des Gattungsbegriffes (Oberbegriff) des Patentanspruches 1 erfüllt sind.

Ausgehend von einer Kniehebelspannvorrichtung zum Fest­ spannen von Werkstücken, vornehmlich zur Verwendung im Karosseriebau, mit einem das Kniehebelgelenk betätig­ baren, axial verstellbaren Teil, wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe weiterhin dadurch gelöst, daß ein Elektromotor über eine Welle ein Ritzel antreibt, das mit einem Zahnrad kämmt, das eine Innenverzahnung aufweist, die eine Schraubspindel antreibt, die das axial verstellbare Teil bildet. Auch diese erfindungs­ gemäße Lösung besitzt im wesentlichen sämtliche Vorteile, die im Zusammenhang mit der Lösung nach Patentanspruch 1 beschrieben wurden. Zwar kann der US-PS 13 24 851 ein Elektromotor entnommen werden, der über eine Welle ein mit einem Zahnrad kämmendes Ritzel antreibt. Dieses Ritzel (Zahnrad) hat aber kein Innengewinde oder eine Verzahnung, die mit einer Schraubspindel oder einer Schnecke zusammenwirken könnte, die das axial verschiebbare Teil bildet, so daß auch diese erfindungsgemäße Lösung nicht einfach zu finden war.

Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß das axial verstellbare Teil als Kugelgewindetrieb bzw. als Kugelgewindespindel ausgebildet ist.

In der Zeichnung ist die Erfindung - teils schematisch - an Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 eine Kniehebelspannvorrichtung teils in der Seitenansicht, teils im Schnitt, gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Teildraufsicht, teils abgebrochen dargestellt, gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Darstellung entsprechend Fig. 1 bei einer anderen Ausführungsform.

Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein Elektromotor mit für die jeweilige Ausführungsform bestimmter Ausgestaltung bezeichnet, der bei der Ausführungsform nach Fig. 1 in axialer Richtung einer Ausnehmung 2 aufweist, in die eine in Richtung X bzw. Y stufenlos verstellbare Schraubspindel 3 einzutreten vermag. Mit 4 ist eine Montage- oder Abschlußplatte bezeichnet, die aber auch entfallen kann.

Koaxial zum Elektromotor 1 ist ein Gehäuse 5 der Kniehebel­ spannvorrichtung angeordnet und mit dem Elektromotor 1 in nicht dargestellter Weise, beispielsweise durch Schrauben, fest, aber lösbar, verbunden. Das Gehäuse 5 weist im stirnseitigen Bereich zum Elektromotor 1 eine radiale Erweiterung 6 auf, in der eine Gewindemutter 7 angeordnet ist, deren Gewinde zu dem Gewinde der Schraub­ spindel 3 paßt. Die Gewindemutter 7 ist mit einer Hohlwelle 8 des Elektromotors 3 getrieblich verbunden. Die Hohlwelle 8 weist somit die Ausnehmung 2 für den Eintritt der Schraubspindel 3 auf. Die Schraubspindel 3 ist in jeder während des Betriebes möglichen Stellung der Teile in der Schraub- bzw. Gewindemutter 7 mindestens mit mehreren Gewindegängen eingeschraubt, ragt aber auch bei der aus Fig. 1 ersichtlichen Spannstellung noch um ein be­ trächtliches Längenmaß aus der Gewinde- bzw. Schraubmutter 7 in die Ausnehmung 2 der Hohlwelle 8 hinein. Die zu spannenden Teile sind in der Zeichnung allerdings nicht dargestellt. Auch sind in den Spannstellungen der Fig. 1 und 3 Zwischenräume zwischen einer Klemmbacke 9 und einem Widerlager 10 dargestellt, die in der Praxis natürlich nicht oder nicht in dieser Größe vorhanden zu sein brauchen. Die Klemmbacke 9 ist über ein Spannteil 11 und einer am Gehäuse 5 fest angeordneten Schwenkachse 12 in Richtung A bzw. B schwenkbeweglich angeordnet.

Mit dem Spannteil 11 ist über eine Schwenkachse 13 eine Verbindungslasche 14 gekuppelt, die an ihrem der Schwenk­ achse 13 abgekehrten Endteil über einen Bolzen 15 schwenk­ beweglich mit einem Teil 16 verbunden ist, das mit der Schraubspindel 3 gekuppelt ist. Die Schwenkachse 15 ist in dem Teil 3 gelagert. Die Schraubspindel 3 greift mit einem Längenabschnitt in das Teil 16 ein und kann beispielsweise in das Teil 16 eingeschraubt sein.

An jedem Ende des Bolzens 15 ist je eine Rolle 17 bzw. 18 gelagert, die in je einer Nut oder Längsführung 19 bzw. 20 des Gehäuses 5 parallel zur Längsachse der Schraub­ spindel 3 und damit auch parallel zur Längsachse des Gehäuses 5, also in Richtung X bzw. Y, reibungsarm beweglich geführt sind. Bei den Rollen 17 und 18 kann es sich auch um Kugellager handeln, die auf den Enden des Bolzens 15 angeordnet sind und deren Außengehäuse in den Nuten 19 bzw. 20 o. dgl. abrollen. Im übrigen kann die Ausbildung und Führung so wie in der DE-AS 22 22 686 getroffen sein.

Wird dem Elektromotor 1 Energie zugeführt, so wird die Hohlwelle 8 in bestimmter Richtung angetrieben, wodurch auch die Gewindemutter 7 im entsprechenden Drehsinne bewegt wird, was eine entsprechende Längsverbindung der Schraubspindel 3, beispielsweise in Richtung X, zur Folge hat, so daß z. B. die Klemmbacke 9 in Richtung B schwenkt, sich also öffnet.

Wird dem Elektromotor 1 im andern Sinne elektrische Energie zugeführt, so hat dies eine andere Drehbewegung der Hohlwelle 8 zur Folge, was wiederum eine entsprechende Drehbewegung der Gewindemutter 7 bewirkt, wodurch die Schraubspindel 3 in Richtung Y bewegt wird, sich die Klemmbacke 9 also gegen das Widerlager 10 schließt und die nicht dargestellten Werkstücke, beispielsweise Bleche, festspannt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind für Teile gleicher Funktion die gleichen Bezugszeichen verwendet worden.

Hierbei treibt ein Elektromotor 1 über eine Welle 21 ein Ritzel 2 an, das mit einem Zahnrad 23 kämmt, das innen - bei 24 - eine Verzahnung aufweist, die mit der Schraubspindel 3 zusammenwirkt und dadurch je nach Dreh­ richtung des Elektromotors 1 die Schraubspindel 3 in Richtung X oder in Richtung Y axial bewegt. Hierbei kann es sich auch um ein Schneckengetriebe handeln.

Claims (3)

1. Kraftangetriebene Kniehebelspannvorrichtung zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie, mit einem das Kniehebelgelenk betätigbaren in einem Gehäuse (5) befindlichen, motorisch axial verstellbaren Teil, dadurch ge­ kennzeichnet, daß koaxial zum Gehäuse (5) ein Elektro­ motor (1) angeordnet ist, der mit einer Hohlwelle (8) versehen ist, die mit einer Gewindemutter (7) getrieblich verbunden ist, die ihrerseits eine Schraubspindel (3) antreibt, die das axial verstellbare Teil bildet, wobei die Schraubspindel (3) in die Hohlwelle (8) eintaucht.

2. Kraftangetriebene Kniehebelvorrichtung zum Festspannen von Werkstücken, vornehmlich zur Verwendung im Karosseriebau, mit einem das Kniehebelgelenk betätigbaren, axial verstell­ barem Teil, dadurch gekennzeichnet, daß ein Elektromotor (1) über eine Welle (21) ein Ritzel (22) antreibt, das mit einem Zahnrad (23) kämmt, das eine Innenverzahnung (24) aufweist, die eine Schraubspindel (3) antreibt, die das axial verstellbare Teil bildet.

3. Kraftangetriebene Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das axial verstellbare Teil (3) als Kugelgewindetrieb bzw. als Kugelgewinde­ spindel ausgebildet ist.