DE69218266T2 - Spannarm - Google Patents

Description

• Diese Erfindung bezieht sich auf das Klemmen von Werkstücken und anderen Gegenständen, die an ihrem Platz gehalten werden müssen, während ein Arbeitsschritt durchgeführt wird, und bezieht sich insbesondere auf einen verbesserten Spannarm zum Anbringen am Stößel eines Klemmzylinders.
• Kraftunterstützte Klemmvorrichtungen werden verwendet, um Werkstücke auf Arbeitstischen während eines Fertigungsvorganges oder eines automatischen Montagevorganges festzuhalten. Die Klemmvorrichtungen umfassen typischerweise einen pneumatisch oder hydraulisch betriebenen Zylinder, welcher einen Stößel anhebt und absenkt, an welchem ein Spannarm angebracht ist, welcher mit dem Werkstück in Eingriff gebracht wird und es sicher an seinem Platz hält. Der Zylinder kann derart funktionieren, daß er einfach den Stößel und dabei den Klemmarm anhebt und absenkt, oder kann auch so funktionieren, daß der Stößel rotiert, wenn er axial bewegt wird, um dabei den Spannarm aus dem Weg zu schwenken, um das Entnehmen oder Umplazieren des Werkstückes zu erleichtern.
• EP-A-0 318 141 offenbart einen Spannarm, der zum Anbringen an einen Stößel angepaßt ist, der Teil einer Klemme bildet mit:
• einem Körper, der eine zentrale Öffnung zum Aufnehmen des Stößels aufweist und mit zumindest einem Arbeitsarmabschnitt, der sich nach außen von der Öffnung aus erstreckt,
• welcher Körper auch einen Schlitz aufweist, der sich radial von der zentralen Öffnung aus erstreckt und eine Bohrung in dem Körper aufweist, welche sich quer durch den Schlitz erstreckt, wobei ein Abschnitt der Bohrung mit einem Gewinde versehen ist, um einen mit einem Kopf versehenen Bolzen aufzunehmen, um die Seiten des Schlitzes zusammenzuziehen, um den Körper am Stößel zu sichern.
• Es ist wünschenswert, den Spannarm auf dem Stößel in einer Weise anzubringen, die es erlaubt, daß der Spannarm an jedem Punkt am Umfang des Stößels positioniert werden kann, während er in der ausgewählten Umfangsstellung gesichert ist und axial auf dem Stößel festgelegt ist. Eine derartige Anbringung wird typischerweise erreicht durch Halten des Spannarms am Ende des Stößels unter Verwendung einer Kopfschraube, welche in eine axiale Bohrung am Ende des Stößels eingeschraubt ist.
• Der Stößel wird einer Vielzahl von Belastungen ausgesetzt, sowohl solche, welche durch die Klemmkräfte hervorgerufen werden, als auch solche, welche sich aus dem Anbringungsverfahren ergeben. Die Klemmkräfte üben eine Biegekraft auf die Spitze des Stößels aus, da der Arm mit dem Werkstück an einem Punkt in Eingriff gelangt, welcher von der Achse des Stößels beabstandet ist. Anbringen des Spannarmes durch Verwendung einer Kopfschraube, welche in eine axiale Bohrung im Stößelende eingeschraubt wird, reduziert den effektiven Querschnitt des Stößels und reduziert dabei seine Fähigkeit, den Biegekräften zu widerstehen. Die Verwendung einer Kopfschraube zum Anbringen des Spannarmes auf dem Stößel bringt auch Drehmomente auf den Stößel auf. Dies kann unerwünscht sein, insbesondere dann, wenn der Stößel Teil eines Zylinders ist, welcher den Spannarm sowohl axial bewegt als auch rotiert zum Schwenken des Spannarmes.
• Die vorliegende Erfindung eliminiert das Aufbringen eines Drehmomentes auf den Stößel beim Anbringen des Spannarmes und maximiert die Biegekraftwiderstandsfähigkeit des Stößels.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Spannarm, welcher zum Anbringen am Stößel einer Klemme angepaßt ist, einen Körper auf, welcher eine zentrische Öffnung zum Aufnehmen des Stößels aufweist und zumindest einen Arbeitsarmabschnitt, welcher sich nach außen von der Öffnung aus erstreckt. Der Körper weist auch einen Schlitz, welcher sich radial von der zentrischen Öffnung aus erstreckt, und eine Bohrung in dem Körper auf, welche sich quer durch den Schlitz erstreckt. Ein Abschnitt der Bohrung ist mit einem Gewinde versehen, um einen mit einem Kopf versehenen Bolzen aufzunehmen, um die Seiten des Schlitzes zusammenzuziehen, um den Körper auf dem Stößel zu sichern. Der Körper ist axial auf dem Stößel festgelegt durch eine Einrichtung, welche ein Element aufweist, das auf dem Körper zum Eingriff in eine umlaufende Nut im Stößel angebracht ist.
• Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Spannarmanordnung für einen Klemmzylinder, wobei die Anordnung einen Spannarm wie oben beschrieben in Kombination mit einem Stößel aufweist, der eine umlaufende Nut angrenzend an ein Ende aufweist.
• In den bevorzugten Ausführungsformen weist die Axialhalteeinrichtung einen Ring auf, welcher in einer Gegenbohrung im Körper oberhalb der Querbohrung für den mit einem Kopf versehenen Bolzen aufgenommen ist. Der Ring ist aufgenommen in der Nut des Stößels. Alternativ kann der mit einem Kopf versehene Bolzen, welcher verwendet wird, um die Seiten des Schlitzes zusammenzuziehen, verwendet werden für die axiale Festlegung durch Anordnen der Querbohrung teilweise durch die zentrische Öffnung, so daß ein Teil des mit einem Kopf versehenen Bolzens sich in die Öffnung hinein erstreckt, wo er mit der Nut des Stößels in Eingriff kommen kann.
• Der Spannarm kann ein Paar von Arbeitsarmabschnitten aufweisen, welche sich in gegenüberliegende Richtungen von der zentrischen Öffnung aus erstrecken, und jeder der Arbeitsarmabschnitte kann mit einem mit einem Gewinde versehenen Loch versehen sein, um einen Schwenkzapfen oder Bolzen für einen festen Klemmvorgang am Werkstück aufnehmen.
• Der Spannarm ist in jeder Stellung am Umfang des Stößels anbringbar und kann leicht und schnell angebracht und abgenommen werden. Das Anbringen schwächt die Widerstandskraft des Stößels zum Widerstehen von Biegekräften nicht.
• Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Spannarm zum Anbringen auf dem Stößel eines Klemmzylinders zu erhalten, welcher nicht dazu führt, die Biegekraftwiderstandsfähigkeit des Stößels zu reduzieren.
• Es ist ein anderes Ziel der Erfindung, einen solchen Spannarm zu erhalten, der nicht angebracht wird unter Verwendung einer Schraube, welche in einer mit einem Gewinde versehenen axialen Bohrung im Ende des Stößels aufgenommen wird.
• Es ist auch ein Ziel der Erfindung, eine Spannarmkonstruktion zu erhalten, die leicht und schnell am Ende eines Stößels angebracht werden kann, ohne das Aufbringen von axialen Drehmomenten auf den Stößel während des Anbringens.
• Die vorgenannten und andere Ziele und Vorteile der Erfindung werden offensichtlich durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung. In der Beschreibung wird Bezug genommen auf die beigefügten Zeichnungen, welche bevorzugte Ausführungsformen der Erfindüng darstellen.
• Fig. 1 ist eine Seitenansicht, teilweise geschnitten, eines Spannarmes gemäß der vorliegenden Erfindung, der auf dem Stößel eines Klemmzylinders angebracht ist;
• Fig. 2 ist eine Draufsicht im Schnitt des Spannarmes aus Fig. 1 in einem vergrößerten Maßstab und entlang der Ebene entlang der Linie 2-2 aus Fig. 1;
• Fig. 3 ist eine Ansicht ähnlich zu Fig. 1, zeigt jedoch eine alternative Ausführungsform des Spannarmes; und
• Fig. 4 ist eine Draufsicht der Ausführungsform aus Fig. 3 in einem vergrößerten Maßstab und mit teilweise geschnittenen Abschnitten in der Ebene der Linie 4-4 aus Fig. 3.
• Bezug nehmend auf Fig. 1 und 2 ist der Spannarm 10 angepaßt, um auf dem oberen Ende eines Stößels 11 eines Klemmzylinders (nicht dargestellt) angebracht zu werden. Der Zylinder kann von bekannter Konstruktion sein und kann eine Vielzahl von Formen aufweisen, eingeschlossen solche, in welchen der Zylinder derartig wirkt, daß er den Stößel 11 nach unten zieht, um den Spannarm 10 mit einem Werkstück in Eingriff zu bringen, und andere Versionen, bei welchen der Zylinder den Stößel 11 um einen Bogen dreht, um den Spannarm 10 während des In- Eingriff-Bringens und des Loslassens zu schwenken. Der Stößel 11 ist in der Form eines kreisförmig zylindrischen Schaftes, welcher eine Umfangsnut 12 aufweist, die von seinem oberen Ende beabstandet ist.
• Der Spannarm 10 weist einen Körperabschnitt 15 auf, welcher mit einer kreisförmigen zylindrischen zentrischen Öffnung 16 und einem Arbeitsarmabschnitt 17 versehen ist, welcher sich von der zentrischen Öffnung 16 aus ersteckt. Das äußere Ende des Arbeitsarmabschnittes 17 beinhaltet ein mit einem Gewinde versehenes Armloch 18, um die Befestigung eines Schwenkzapfens oder Bolzens aufzunehmen für einen festen Klemmvorgang, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist.
• Ein Schlitz 20 ist in den Körper eingeformt, der sich radial von der zentrischen Öffnung 16 aus und in den Arbeitsarmabschnitt 17 hinein erstreckt. Der Schlitz 20 ist offen zur zentrischen Öffnung 16, jedoch sind seine gegenüberliegenden Enden geschlossen. Das Ende 21 des Schlitzes 20, welches angrenzt an die zentrische Bohrung 16, ist im wesentlichen schmäler als der übrige Teil des Schlitzes 20, so daß der meiste Umfang der zentrischen Bohrung 16 nicht unterbrochen ist. Eine quer verlaufende Bohrung 22 erstreckt sich durch den Körper 15 und durch den Schlitz 20. Ein Ende 23 der Bohrung 22 ist mit Gewinden versehen, um das mit einem Gewinde versehene Ende des mit einem Kopf versehenen Bolzens 24 aufzunehmen. Der Kopf 25 des Bolzens 24 ist angepaßt, um gegen die Schulter anzuliegen, welche durch eine Gegenbohrung 26 geformt wird. Der Kopf 25 des Bolzens 24 kann mit einem Innensechskant 27 versehen sein, um einen Inbusschlüssel aufzunehmen zum Drehen des Bolzens 24. Wie aus den Zeichnungen ersichtlich wird, wird ein Anziehen des Bolzens 24 dazu führen, die beiden Seiten des Schlitzes 20 zueinander zu bewegen und dabei den Spannarm 10 auf dem Stößel 11 zu sichern. Der Spannarm 10 kann in jeder Stellung am Umfang des Stößels 11 unter Verwendung des Schlitzes 20 und des Sicherungsbolzens 24 gesichert werden.
• Der Klemmarm 10 ist axial festgelegt auf dem Stößel 11 durch einen Ring 30, welcher in die Umfangsnut 12 in dem Stößel 11 eingreift. Der Ring 30 ist am Boden einer Gegenbohrung 31 am oberen Ende der zentrischen Öffnung 16 des Körpers 15 aufgenommen. Wie in Fig. 1 dargestellt, wird eine nach unten gerichtete Zugkraft FP umgesetzt werden in eine nach unten gerichtete Haltekraft FR, welche durch den Ring 30 und gegen den Boden der Gegenbohrung 31 wirkt. Dies wird den Spannarm 10 auf dem Stößel gegen die Kraft FC halten, welche auf den Armabschnitt 17 durch das zu klemmende Objekt ausgeübt wird.
• Die Ausführungsform aus Fig. 3 und 4 beinhaltet sowohl die Sicherungsfunktion als auch die axiale Haltefunktion in einem einzigen mit einem Kopf versehenen Bolzen 40. Der mit einem Kopf versehene Bolzen 40 ist in einer Querbohrung 41 in einem Körper 42 des Spannarmes 43 aufgenommen, der ebenfalls eine zentrische Öffnung 44 für den Stößel 45 und einen Arbeitsarmabschnitt 46 aufweist, der sich von der zentrischen Öffnung 44 aus erstreckt. Die Querbohrung 41 erstreckt sich sowohl durch einen radialen Schlitz 47 als auch durch einen Abschnitt der zentrischen Öffnung 44. Ein Ende 48 der Bohrung 41 ist mit einem Gewinde versehen, um das Ende des Bolzens 40 aufzunehmen. Der Bolzen 40 zieht beide Seiten des Schlitzes 47 zusammen, um den Körper 42 auf dem Stößel 45 zu sichern und erstreckt sich in die zentrische Öffnung 44, um mit einer Umfangsnut 49 im Stößel 45 in Eingriff zu kommen.
• Obwohl die Erfindung in den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 4 derart dargestellt ist, als daß sie in einem Spannarm ausgeführt ist, der einen einzigen Arbeitsarmabschnitt aufweist, kann sie auch ebenso verwendet werden in einem Spannarm, der ein Paar Arbeitsarmabschnitte aufweist, die sich in einander gegenüberliegende Richtungen von den zentrischen Öffnungen 16 oder 44 aus erstrecken. In einem Doppelarm-Spannarm wird eine Einrichtung, wie zum Beispiel der Ring oder ein mit einem Kopf versehener Bolzen, die axial dem Spannarm auf dem Stößel festliegen, benötigt.
• Bei den Ausführungsformen wird das Anbringen des Spannarmes auf den Stößel 11 oder 45 durchgeführt, ohne daß der Stößel einer axialen Drehmomentlast ausgesetzt wird. Dadurch besteht keine Gefahr des Beschädigens des Klemmzylinders, zu welchem der Stößel gehört. Darüber hinaus weist der Stößel einen im wesentlichen konstanten maximalen Querschnitt über seine Länge auf, außer für die Umfangsnut 12 oder 49. Die Querbohrungen 22 und 41 sind ungefähr in der Mitte der Tiefe jeweils der zentrischen Öffnungen 16 und 44 angeordnet. Der Klemmbolzen ist dadurch meiner neutralen Achse des Paares angeordnet, welches gebildet wird durch die Kräfte, welche durch das Aufbringen einer Klemmkraft auf das Ende der Unterseite des Klemmarmes aufgebracht wird. Der Klemmarm entsprechend der vorliegenden Erfindung erlaubt die Verwendung eines Stößels, welcher eine maximale Wellenbiegelastwiderstandsfähigkeit aufweist.

Claims (6)

1. Spannarm (10, 43), vorgesehen zum Anbringen an einem Stößel (11, 45), der Teil einer Klemme ist, mit:

einem Körper (15, 42), der eine zentrische Öffnung (16, 44) zum Aufnehmen des Stößels aufweist und zumindest einen Arbeitsarmabschnitt (17, 46) aufweist, der sich nach außen von der Öffnung aus erstreckt,

wobei der Körper (15, 42) auch einen Schlitz (20, 47) beinhaltet, der sich radial von der zentrischen Öffnung aus erstreckt, und eine Bohrung (22, 41) in dem Körper aufweist, die sich quer durch den Schlitz (20, 47) erstreckt, wobei ein Abschnitt der Bohrung mit einem Gewinde versehen ist, um einen mit einem Kopf versehenen Bolzen (24, 40) aufzunehmen, um die Seiten des Schlitzes zusammenzuziehen, um den Körper auf dem Stößel zu sichern, und

einer Einrichtung, welche innerhalb des Körpers zum axialen Festlegen des Körpers auf dem Stößel angebracht ist, die ein Element (30, 40) aufweist, das angebracht ist, um mit einer Umfangsnut (12, 49) am äußeren Umfang des Stößels (11, 45) in Eingriff gebracht zu werden.

2. Spannarm nach Anspruch 1, bei dem die Festlegungseinrichtung einen Ring (30) aufweist, der in der Nut (12) des Stößels (11) angeordnet ist und sich davon radial nach außen erstreckt, um mit dem Boden einer Gegenbohrung (31) in der zentralen Öffnung (16) des Körpers (15) in Eingriff gebracht zu werden.

3. Spannarm nach Anspruch 1, bei dem die Querbohrung (41) sich tangential zu und teilweise durch die zentrische Öffnung (44) erstreckt und das Element ein mit einem Kopf versehener Bolzen (40) ist, der in der Querbohrung (41) aufgenommen ist.

4. Spannarm nach Anspruch 1, bei dem der Schlitz (20) schmal ist angrenzend an den Umfang der zentrischen Öffnung (16) und relativ breit, wo er sich weg von der zentralen Öffnung ersteckt.

5. Spannarm nach Anspruch 1, bei dem die Querbohrung (22, 41) ungefähr in der Mitte der Länge der zentrischen Öffnungen (16, 40) im Körper angeordnet ist.

6. Spannarmanordnung für Spannzylinder mit: einem Stößel (11, 45), der eine nach außen weisende am Umfang umlaufende Nut (12, 49) angrenzend an einem Ende aufweist; und

einem Spannarm (10, 43), der einen Körper (15, 42) aufweist, der eine zentrische Öffnung (16, 44) aufweist, die den Stößel aufnimmt und mit zumindest einem Arbeitsarmabschnitt (17, 46), der sich von der Öffnung ausgehend nach außen erstreckt,

wobei der Körper auch einen Schlitz (20, 47) beinhaltet, der sich radial von der zentrischen Öffnung ausgehend aus erstreckt, und eine Bohrung (22, 41) im Körper aufweist, die sich quer durch den Schlitz erstreckt, wobei ein Abschnitt der Bohrung mit einem Gewinde versehen ist, um einen mit einem Kopf versehenen Bolzen (24, 40) aufzunehmen, um die Seiten des Schlitzes zusammenzuziehen, um den Körper am Stößel zu sichern, und

einer Einrichtung, die innerhalb des Körpers angebracht ist, zum axialen Festlegen des Körpers auf dem Stößel, die ein Element (30, 40) beinhaltet, welches für einen Eingriff mit einer Nut (12, 49) im Stößel (11, 45) angebracht ist.