EP1023966A2 - Toggle lever clamping device - Google Patents

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EP1023966A2
EP1023966A2 EP99123550A EP99123550A EP1023966A2 EP 1023966 A2 EP1023966 A2 EP 1023966A2 EP 99123550 A EP99123550 A EP 99123550A EP 99123550 A EP99123550 A EP 99123550A EP 1023966 A2 EP1023966 A2 EP 1023966A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
actuating
clamping device
rod
fluid
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP99123550A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1023966A3 (en
Inventor
Thomas Lichtenberger
Uwe Glasenapp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Festo SE and Co KG
Original Assignee
Festo SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Festo SE and Co KG filed Critical Festo SE and Co KG
Publication of EP1023966A2 publication Critical patent/EP1023966A2/en
Publication of EP1023966A3 publication Critical patent/EP1023966A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B5/00—Clamps
    • B25B5/06—Arrangements for positively actuating jaws
    • B25B5/061—Arrangements for positively actuating jaws with fluid drive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B5/00—Clamps
    • B25B5/06—Arrangements for positively actuating jaws
    • B25B5/12—Arrangements for positively actuating jaws using toggle links
    • B25B5/122—Arrangements for positively actuating jaws using toggle links with fluid drive

Definitions

  • the invention relates to a toggle clamp device, with a executed in the manner of a fluid-operated cylinder Actuating device with one end a bearing head is provided on which a clamping arm can be pivoted is supported by a toggle mechanism with an actuating rod of the actuating device in Active connection is established.
  • Such a toggle lever tensioning device works, for example from EP 0 575 888 B1.
  • the pivoting movement of the tension arm is mediated by a Toggle mechanism by one of the piston rod of the Working cylinder formed actuating rod, by the fluid application of an actuating piston connected to it to a linear extension or retraction movement can be driven.
  • the actuating device is built up in stages and at least two contains actuating units connected axially in series, each one motion-coupled to the operating rod Have actuating pistons which can be acted upon by fluid.
  • the area acted upon by the actuating fluid can be the actuator while maintaining small transverse dimensions enlarge the clamping device easily.
  • the Total actuation area is on multiple actuation pistons divided, the actuating units connected axially one behind the other belong and with the the swivel movement of the actuating rod causing the actuating arm is coupled in motion are. Because larger length dimensions of the clamping device are generally unproblematic at the place of use thus one specifically adapted to the respective application The actuation forces are interpreted.
  • Such an arrangement is sufficient especially high security requirements, since they are a Realize force-graded clamping movement of the clamping arm leaves. For example, it is possible to start at the Tensioning movement of the tensioning arm and approximately until it is reached of a workpiece to be clamped only a reduced number of actuating pistons to activate so that the actuating forces are low and the risk of injury is reduced in cases is where a person accidentally gets into the swivel path of the tension arm engages.
  • one or more additional actuating pistons can be switched on to activate the toggle effect to obtain the required higher actuation forces.
  • this is particularly useful two-stage structure of the actuator, so that from a tandem drive could be spoken, whereby to tension initially only one actuating piston is pressurized with fluid becomes and only at the end of the rod stroke the second actuating piston is added.
  • the actuating piston during the tensioning movement of the tension arm causing extension movement of the actuating rod be pressurized depending on the stroke.
  • the corresponding Signals can be generated, for example, by suitable sensors are caused.
  • all Actuating piston a common actuating rod assigned to at least one or those actuation units interspersed between the bearing head and the rear operating unit of the operating device are located.
  • each actuating unit has a a tubular middle part and end walls having housing unit, so that overall a modular structure is possible. It is convenient provided that the on the axial sides facing each other two adjacent actuating units provided end walls formed by a single common partition are thus the closing function of both adjacent to each other Actuators takes over. In this way can the number of components and the overall length of the actuator to reduce.
  • the toggle lever clamping device shown has a elongated, like a fluid-operated cylinder trained actuator 1 and one at a axial end face attached to the actuator 1 and determined, for example, by screw connections Bearing head 2.
  • tension arm 3 pivotally mounted about a pivot axis 4. He can therefore be between the pictured and a release position defining end position and a not shown, another end position defining a clamping position be pivoted according to double arrow 5.
  • a common use for the toggle clamp is the releasable fixation of one or more workpieces during a manufacturing or assembly process. It is relevant workpiece in the release position to any Manipulations released while in the cocked position is clamped by the tension arm 3.
  • the swivel movement from the release position to the clamping position is the following as a tensioning movement, the opposite movement as a release movement designated.
  • the pivoting movement 5 of the tension arm 3 is controlled by an actuating rod 6 of the actuating device 1. It protrudes from the end of what is generally designated by reference number 7 Housing of the actuator 1 out and plunges into the bearing head 2, being in the bearing head 2 located outer end portion 8 via a toggle mechanism 12 is in drive connection with the tension arm 3.
  • the toggle mechanism 12 includes in the embodiment a pivotally connected to the tension arm 3 pivot lever 10, on which an intermediate member is located at a radial distance from the pivot axis 4 11 is articulated, which in turn with the outer End section 8 of the actuating rod 6 in an articulated connection stands.
  • the actuating device 1 is advantageously multi-stage built up and consists of two axially connected in series Actuators 13, 13 'together. Any of these Actuators 13, 13 'includes one with the actuator rod 6 axially motion-coupled actuating pistons 14, 14 ', with the mediation of a whole with Reference number 15 provided control device individually a fluidic and in particular a pneumatic pressure medium can be applied to the linear entry movement or to cause the actuating rod 6 to extend.
  • Each actuating unit 13, 13 ' has one inside the Housing 7 arranged receiving space 16, 16 ', in which one the two actuating pistons 14, 14 'housed axially displaceable is.
  • Each receiving space 16, 16 ' is axially from a front and a rear end wall 22, 23; 22 ', 23' limited.
  • Prefers are the front and rear facing each other End walls 22 ', 23 of the two actuating units 13, 13 'executed in structural unit and are jointly by one single partition 24 formed. Between this partition 24 and the front end wall 22 of the front actuator 13 and the rear end wall 23 'of the rear actuation unit 13 'each extends a tubular Middle part 25, 25 ', which is the respective assigned receiving space 16, 16 'limited on the circumference.
  • each actuator 13, 13 'over has a housing unit consisting of a tubular Middle part 25, 25 'and at its two ends arranged front and rear end walls 22, 23; 22 ', 23'.
  • the actuating rod penetrates 6 all between the bearing head 2 and the opposite Associated end of the actuator 1 rear operating unit 13 'lying operating units, in the present case only one fully enforced Actuating unit 13 is present.
  • the toggle mechanism 12 axially opposite end of the actuating rod 6 is located in the rearmost actuation unit 13 ', so that it does not penetrate the rear end wall 23' and only through the other end walls, under Sealing, penetrates.
  • the actuating device 1 could be continuous one-piece operating rod 6 may be provided.
  • a multi-part structure of the Art that the actuating rod 6 from several coaxial successively arranged elongated rod elements 26, 26 'is composed.
  • the front rod element 26 protrudes at the end of the housing 7 and forms the Toggle mechanism 12 engaging outer end portion 8.
  • connection areas between axially adjacent rod elements 26, 26 ' are expediently chosen so that an actuating piston 14 is fixed there at the same time leaves.
  • the rod elements 26, 26 'under simultaneous penetration by the actuating piston 14 with each other be screwed.
  • the one at the back end of the rod elements 26, 26 'existing connecting means 27 can used in the rearmost actuation unit 13 ' in cooperation with complementary lanyards 28 to fix the rear actuating piston 14 '.
  • each of the work rooms 17, 17 '; 18, 18 ' opens a separate Fluid channel 32, 33; 32 ', 33', which runs in the housing 7 and elsewhere at a suitable location on the outer surface of the Housing 7 opens where there are further fluid lines 34, 34 'of the control device 15.
  • the actuating fluid supplied or fed acts on on the two end faces of the actuating pistons 14, 14 ' the intended exposure areas and calls on them Way the linear movement of the actuating rod 6 in the or entry sense.
  • the actuator 1 Due to the axially multi-stage design of the actuator 1 can be used with small transverse or radial dimensions realize a very high total area of application, which results from the sum of the exposure areas of the individual Actuating piston 14, 14 'is composed. In this way can achieve high positioning forces despite the extremely narrow design become.
  • an electronic control unit is dash-dotted 36 indicated, on the one hand with a sensor device 37, 37 'and the other with the drives of the two Control valves 35, 35 'is coupled.
  • the sensor device 37 reports predetermined axial positions of one or more actuating pistons 14, 14 ', depending on the control valves 35, 35 'to operate independently, each of which one for the operation of one of the two actuation units 13, 13 'is responsible. This way altogether very different operating modes realize to account for each use case to be able to wear.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

The device has a working cylinder-type actuator unit (1) of multistage construction. It has at least two stages (13,13') positioned axially behind each other. Each stage has a fluid-charged actuator piston (14,14'), which is movement- connected to the actuator rod (6). The actuator stages have an associated control unit (15) for individual fluid charging of at least two pistons. The unit has esp. individually actuated control valves (35,35') for the pistons.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kniehiebel-Spannvorrichtung, mit einer nach Art eines fluidbetätigten Arbeitszylinders ausgeführten Betätigungseinrichtung, die an einer Stirnseite mit einem Lagerungskopf versehen ist, an dem ein Spannarm verschwenkbar gelagert ist, der über einen Kniehebelmechanismus mit einer Betätigungsstange der Betätigungseinrichtung in Wirkverbindung steht.The invention relates to a toggle clamp device, with a executed in the manner of a fluid-operated cylinder Actuating device with one end a bearing head is provided on which a clamping arm can be pivoted is supported by a toggle mechanism with an actuating rod of the actuating device in Active connection is established.

Eine derartige Kniehebel-Spannvorrichtung geht beispielsweise aus der EP 0 575 888 B1 hervor. Dort ist eine von einem fluidbetätigten Arbeitszylinder gebildete Betätigungseinrichtungen vorgesehen, an die stirnseitig ein mit einem schwenkbeweglichen Spannarm bestückter Lagerungskopf angesetzt ist. Die Schwenkbewegung des Spannarmes wird unter Vermittlung eines Kniehebelmechanismus durch eine von der Kolbenstange des Arbeitszylinders gebildete Betätigungsstange hervorgerufen, die durch Fluidbeaufschlagung eines mit ihr verbundenen Betätigungskolbens zu einer linearen Ausfahr- oder Einfahrbewegung angetrieben werden kann. Such a toggle lever tensioning device works, for example from EP 0 575 888 B1. There is one by one Fluid actuated actuators formed actuators provided to the front one with a swivel Bearing head equipped with clamping arm is attached. The pivoting movement of the tension arm is mediated by a Toggle mechanism by one of the piston rod of the Working cylinder formed actuating rod, by the fluid application of an actuating piston connected to it to a linear extension or retraction movement can be driven.

Eine gewisse Unzulänglichkeit der bekannten Kniehebel-Spannvorrichtung ist darin zu sehen, daß die ausübbare Spannkraft einen bestimmten Maximalwert nicht überschreiten kann, ohne die Querabmessungen der Betätigungseinrichtung und damit die Beaufschlagungsfläche des Betätigungskolbens zu vergrößern. Dies wirkt sich vor allem dann nachteilig aus, wenn ein Werkstück an eng beabstandeten Punkten festgespannt werden soll.A certain inadequacy of the known toggle clamp device can be seen in the fact that the exerted clamping force cannot exceed a certain maximum value without the transverse dimensions of the actuator and thus the To enlarge the area of action of the actuating piston. This is particularly disadvantageous when a workpiece to be clamped at closely spaced points.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Kniehebel-Spannvorrichtung zu schaffen, die auch unter beengten Platzverhältnissen noch in der Lage ist, ausreichend hohe Spannkräfte zu entwickeln.It is therefore an object of the present invention Toggle lever tensioning device to create even under cramped Space is still able to be sufficiently high To develop resilience.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die Betätigungseinrichtung mehrstufig aufgebaut ist und wenigstens zwei axial hintereinandergeschaltete Betätigungseinheiten enthält, die jeweils einen mit der Betätigungsstange bewegungsgekoppelten fluidbeaufschlagbaren Betätigungskolben aufweisen.To solve this problem it is provided that the actuating device is built up in stages and at least two contains actuating units connected axially in series, each one motion-coupled to the operating rod Have actuating pistons which can be acted upon by fluid.

Somit läßt sich die vom Betätigungsfluid beaufschlagte Fläche der Betätigungseinrichtung unter Beibehaltung geringer Querabmessungen der Spannvorrichtung problemlos vergrößern. Die Gesamt-Betätigungsfläche wird auf mehrere Betätigungskolben aufgeteilt, die zu axial hintereinander geschalteten Betätigungseinheiten gehören und die mit der die Schwenkbewegung des Spannarmes hervorrufenden Betätigungsstange bewegungsgekoppelt sind. Da größere Längenabmessungen der Spannvorrichtung am Einsatzort in der Regel unproblematisch sind, kann somit eine auf den jeweiligen Anwendungsfall spezifisch angepaßte Auslegung der Betätigungskräfte erfolgen. Thus, the area acted upon by the actuating fluid can be the actuator while maintaining small transverse dimensions enlarge the clamping device easily. The Total actuation area is on multiple actuation pistons divided, the actuating units connected axially one behind the other belong and with the the swivel movement of the actuating rod causing the actuating arm is coupled in motion are. Because larger length dimensions of the clamping device are generally unproblematic at the place of use thus one specifically adapted to the respective application The actuation forces are interpreted.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Advantageous developments of the invention emerge from the subclaims forth.

Ein besonderer Vorteil ergibt sich im Zusammenhang mit einer den Betätigungseinheiten zugeordneten Steuereinrichtung, die eine individuelle Fluidbeaufschlagung wenigstens zweier Betätigungskolben ermöglicht. Eine derartige Anordnung genügt insbesondere auch hohen Sicherheitsanforderungen, da sie eine kräftemäßig abgestufte Spannbewegung des Spannarmes realisieren läßt. So ist es beispielsweise möglich, zu Beginn der Spannbewegung des Spannarmes und etwa bis zu dessen Erreichen eines zu spannenden Werkstückes nur eine reduzierte Anzahl von Betätigungskolben zu aktivieren, so daß die Betätigungskräfte gering sind und die Verletzungsgefahr in Fällen reduziert ist, in denen eine Person versehentlich in die Schwenkbahn des Spannarmes eingreift. Hat sich der Spannarm ausreichend weit an das zu spannende Werkstück angenähert, können, je nach Ausgestaltung, ein oder mehrere weitere Betätigungskolben zugeschaltet werden, um die zur Aktivierung des Kniehebeleffektes erforderlichen höheren Betätigungskräfte zu erhalten. In diesem Zusammenhang bietet sich insbesondere ein zweistufiger Aufbau der Betätigungseinrichtung an, so daß von einem Tandemantrieb gesprochen werden könnte, wobei zum Spannen anfänglich nur ein Betätigungskolben fluidbeaufschlagt wird und erst zum Ende des Stangenhubes der zweite Betätigungskolben hinzugeschaltet wird.A particular advantage arises in connection with a the control device assigned to the actuating units an individual application of fluid to at least two actuating pistons enables. Such an arrangement is sufficient especially high security requirements, since they are a Realize force-graded clamping movement of the clamping arm leaves. For example, it is possible to start at the Tensioning movement of the tensioning arm and approximately until it is reached of a workpiece to be clamped only a reduced number of actuating pistons to activate so that the actuating forces are low and the risk of injury is reduced in cases is where a person accidentally gets into the swivel path of the tension arm engages. Has the tension arm been sufficient approximated to the workpiece to be clamped, depending on the design, one or more additional actuating pistons can be switched on to activate the toggle effect to obtain the required higher actuation forces. In this context, this is particularly useful two-stage structure of the actuator, so that from a tandem drive could be spoken, whereby to tension initially only one actuating piston is pressurized with fluid becomes and only at the end of the rod stroke the second actuating piston is added.

Es ist in diesem Zusammenhang desweiteren von Vorteil, wenn die Betätigungskolben während der die Spannbewegung desSpannarmes hervorrufenden Ausfahrbewegung der Betätigungsstange hubabhängig fluidbeaufschlagt werden. Die entsprechenden Signale können beispielsweise durch eine geeignete Sensorik hervorgerufen werden.In this context, it is also advantageous if the actuating piston during the tensioning movement of the tension arm causing extension movement of the actuating rod be pressurized depending on the stroke. The corresponding Signals can be generated, for example, by suitable sensors are caused.

Bei einem vorteilhaften Aufbau der Spannvorrichtung ist sämtlichen Betätigungskolben eine gemeinsame Betätigungsstange zugeordnet, die zumindest diejenige oder diejenigen Betätigungseinheiten durchsetzt, die sich zwischen dem Lagerungskopf und der rückseitigen Betätigungseinheit der Betätigungseinrichtung befinden.In an advantageous construction of the clamping device, all Actuating piston a common actuating rod assigned to at least one or those actuation units interspersed between the bearing head and the rear operating unit of the operating device are located.

Um eine einfache Montage zu ermöglichen und auch bei Bedarf die Anzahl der Betätigungseinheiten variieren zu können, empfiehlt sich ein mehrteiliger Aufbau der Betätigungsstange, so daß sie sich aus mehreren koaxial aufeinanderfolgend angeordneten Stangenelementen zusammensetzt.To enable easy installation and also when required it is recommended to be able to vary the number of actuation units a multi-part construction of the operating rod, so that they are arranged from several coaxially one after the other Composed of rod elements.

Es ist ferner zweckmäßig, wenn jede Betätigungseinheit über eine ein rohrförmiges Mittelteil und stirnseitige Abschlußwände aufweisende Gehäuseeinheit verfügt, so daß insgesamt ein modularer Aufbau möglich ist. Dabei ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß die an den einander zugewandten Axialseiten zweier benachbarter Betätigungseinheiten vorgesehenen Abschlußwände von einer einzigen gemeinsamen Trennwand gebildet sind, die somit die Abschlußfunktion beider aneinander angrenzender Betätigungseinheiten übernimmt. Auf diese Weise läßt sich die Anzahl der Bauteile und die Baulänge der Betätigungseinrichtung reduzieren. It is also expedient if each actuating unit has a a tubular middle part and end walls having housing unit, so that overall a modular structure is possible. It is convenient provided that the on the axial sides facing each other two adjacent actuating units provided end walls formed by a single common partition are thus the closing function of both adjacent to each other Actuators takes over. In this way can the number of components and the overall length of the actuator to reduce.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Deren einzige Figur zeigt eine im Bereich der Betätigungseinrichtung im Längsschnitt dargestellte Kniehebel-Spannvorrichtung bei in die Freigabestellung verschwenktem Spannarm mit einer zugehörigen Steuereinrichtung zweckmäßigen Aufbaus.The invention is described below with reference to the accompanying drawing explained in more detail. Their only figure shows one in the area the actuator shown in longitudinal section Toggle lever tensioning device with pivoted into the release position Clamping arm with an associated control device appropriate construction.

Die abgebildete Kniehebel-Spannvorrichtung verfügt über eine längliche, nach Art eines fluidbetätigten Arbeitszylinders ausgebildete Betätigungseinrichtung 1 und einen an einer axialen Stirnseite an die Betätigungseinrichtung 1 angesetzten und beispielsweise durch Schraubverbindungen festgelegten Lagerungskopf 2.The toggle lever clamping device shown has a elongated, like a fluid-operated cylinder trained actuator 1 and one at a axial end face attached to the actuator 1 and determined, for example, by screw connections Bearing head 2.

An dem Lagerungskopf 2 ist ein schematisch angedeuteter Spannarm 3 um eine Schwenkachse 4 schwenkbeweglich gelagert. Er kann daher zwischen der abgebildeten und eine Freigabestellung definierenden Endstellung und einer nicht näher gezeigten, eine Spannstellung definierenden anderen Endstellung gemäß Doppelpfeil 5 verschwenkt werden.At the bearing head 2 is a schematically indicated tension arm 3 pivotally mounted about a pivot axis 4. He can therefore be between the pictured and a release position defining end position and a not shown, another end position defining a clamping position be pivoted according to double arrow 5.

Ein üblicher Verwendungszweck der Kniehebel-Spannvorrichtung ist die lösbare Fixierung eines oder mehrerer Werkstücke während eines Fertigungs- oder Montageprozesses. Dabei ist das betreffende Werkstück in der Freigabestellung zu beliebigen Manipulationen freigegeben, während es in der Spannstellung durch den Spannarm 3 festgespannt wird. Die Schwenkbewegung aus der Freigabestellung in die Spannstellung sei nachfolgend als Spannbewegung, die entgegengesetzte Bewegung als Freigabebewegung bezeichnet.A common use for the toggle clamp is the releasable fixation of one or more workpieces during a manufacturing or assembly process. It is relevant workpiece in the release position to any Manipulations released while in the cocked position is clamped by the tension arm 3. The swivel movement from the release position to the clamping position is the following as a tensioning movement, the opposite movement as a release movement designated.

Die Schwenkbewegung 5 des Spannarmes 3 wird durch eine Betätigungsstange 6 der Betätigungseinrichtung 1 hervorgerufen. Sie ragt stirnseitig aus dem allgemein mit Bezugsziffer 7 bezeichneten Gehäuse der Betätigungseinrichtung 1 heraus und taucht in den Lagerungskopf 2 ein, wobei ihr im Lagerungskopf 2 befindlicher äußerer Endabschnitt 8 über einen Kniehebelmechanismus 12 mit dem Spannarm 3 in Antriebsverbindung steht. Dieser setzt die lineare Hubbewegung der Betätigungsstange 6 in die Schwenkbewegung des Spannarmes 3 um, wobei die Ausfahrbewegung der Betätigungsstange 6 die Spannbewegung des Spannarmes 3 hervorruft, während die einfahrende Betätigungsstange 6 die Freigabebewegung des Spannarmes 3 bewirkt.The pivoting movement 5 of the tension arm 3 is controlled by an actuating rod 6 of the actuating device 1. It protrudes from the end of what is generally designated by reference number 7 Housing of the actuator 1 out and plunges into the bearing head 2, being in the bearing head 2 located outer end portion 8 via a toggle mechanism 12 is in drive connection with the tension arm 3. This sets the linear stroke movement of the actuating rod 6 in the pivoting movement of the tension arm 3 around, the extension movement the actuating rod 6 the clamping movement of the Arm 3 causes while the retracting operating rod 6 causes the release movement of the tension arm 3.

Der Kniehebelmechanismus 12 enthält beim Ausführungsbeispiel einen drehfest mit dem Spannarm 3 verbundenen Schwenkhebel 10, an dem mit radialem Abstand zur Schwenkachse 4 ein Zwischenglied 11 angelenkt ist, das seinerseits mit dem äußeren Endabschnitt 8 der Betätigungsstange 6 in gelenkiger Verbindung steht.The toggle mechanism 12 includes in the embodiment a pivotally connected to the tension arm 3 pivot lever 10, on which an intermediate member is located at a radial distance from the pivot axis 4 11 is articulated, which in turn with the outer End section 8 of the actuating rod 6 in an articulated connection stands.

Die Betätigungseinrichtung 1 ist vorteilhafterweise mehrstufig aufgebaut und setzt sich aus zwei axial hintereinandergeschalteten Betätigungseinheiten 13, 13' zusammen. Jede dieser Betätigungseinheiten 13, 13' enthält einen mit der Betätigungsstange 6 axial bewegungsgekoppelten Betätigungskolben 14, 14', die unter Vermittlung einer in ihrer Gesamtheit mit Bezugsziffer 15 versehenen Steuereinrichtung individuell mit einem fluidischen und insbesondere einem pneumatischen Druckmedium beaufschlagt werden können, um die lineare Einfahrbewegung oder Ausfahrbewegung der Betätigungsstange 6 hervorzurufen.The actuating device 1 is advantageously multi-stage built up and consists of two axially connected in series Actuators 13, 13 'together. Any of these Actuators 13, 13 'includes one with the actuator rod 6 axially motion-coupled actuating pistons 14, 14 ', with the mediation of a whole with Reference number 15 provided control device individually a fluidic and in particular a pneumatic pressure medium can be applied to the linear entry movement or to cause the actuating rod 6 to extend.

Jede Betätigungseinheit 13, 13' besitzt einen im Innern des Gehäuses 7 angeordneten Aufnahmeraum 16, 16', in dem einer der beiden Betätigungskolben 14, 14' axial verschiebbar untergebracht ist. Dabei wird jeder Aufnahmeraum 16, 16' vom betreffenden Betätigungskolben 14, 14' unter Abdichtung in zwei axial aufeinanderfolgende Arbeitsräume 17, 18; 17', 18' unterteilt. Alle diese Arbeitsräume sowie die Betätigungskolben 14, 14' und die Betätigungsstange 6 sind koaxial zueinander angeordnet.Each actuating unit 13, 13 'has one inside the Housing 7 arranged receiving space 16, 16 ', in which one the two actuating pistons 14, 14 'housed axially displaceable is. Each receiving space 16, 16 'from relevant actuating piston 14, 14 'under sealing in two axially successive working spaces 17, 18; 17 ', 18' divided. All of these work spaces as well as the actuating pistons 14, 14 'and the actuating rod 6 are coaxial to one another arranged.

Jeder Aufnahmeraum 16, 16' wird axial von einer vorderen und einer hinteren Abschlußwand 22, 23; 22', 23' begrenzt. Bevorzugt sind dabei die einander zugewandten vorderen und hinteren Abschlußwände 22', 23 der beiden Betätigungseinheiten 13, 13' in Baueinheit ausgeführt und werden gemeinsam von einer einzigen Trennwand 24 gebildet. Zwischen dieser Trennwand 24 und der vorderen Abschlußwand 22 der vorderen Betätigungseinheit 13 sowie der hinteren Abschlußwand 23' der hinteren Betätigungseinheit 13' erstreckt sich jeweils ein rohrförmiges Mittelteil 25, 25', das den jeweils zugeordneten Aufnahmeraum 16, 16' umfangsseitig begrenzt.Each receiving space 16, 16 'is axially from a front and a rear end wall 22, 23; 22 ', 23' limited. Prefers are the front and rear facing each other End walls 22 ', 23 of the two actuating units 13, 13 'executed in structural unit and are jointly by one single partition 24 formed. Between this partition 24 and the front end wall 22 of the front actuator 13 and the rear end wall 23 'of the rear actuation unit 13 'each extends a tubular Middle part 25, 25 ', which is the respective assigned receiving space 16, 16 'limited on the circumference.

Das Gehäuse 7 der Betätigungseinrichtung 1 hat somit einen modularen Aufbau, wobei jede Betätigungseinheit 13, 13' über eine Gehäuseeinheit verfügt, die sich aus einem rohrförmigen Mittelteil 25, 25' und an dessen beiden stirnseitigen Enden angeordneten vorderen und hinteren Abschlußwänden 22, 23; 22', 23' zusammensetzt. Auf diese Weise lassen sich nach Bedarf Betätigungseinrichtungen unterschiedlicher Baulängen realisieren, wobei insbesondere auch die Möglichkeit besteht, einen mehrstufigen Aufbau mit mehr als zwei Betätigungseinheiten zu realisieren. Dabei durchsetzt die Betätigungsstange 6 sämtliche zwischen dem Lagerungskopf 2 und der dem entgegengesetzten Ende der Betätigungseinrichtung 1 zugeordneten hinteren Betätigungseinheit 13' liegenden Betätigungseinheiten, wobei vorliegend nur eine solche vollständig durchsetzte Betätigungseinheit 13 vorhanden ist. Das dem Kniehebelmechanismus 12 axial entgegengesetzte Ende der Betätigungsstange 6 befindet sich innerhalb der hintersten Betätigungseinheit 13', so daß sie deren hintere Abschlußwand 23' nicht durchsetzt und lediglich durch die übrigen Abschlußwände, unter Abdichtung, hindurchtritt.The housing 7 of the actuator 1 thus has one modular structure, each actuator 13, 13 'over has a housing unit consisting of a tubular Middle part 25, 25 'and at its two ends arranged front and rear end walls 22, 23; 22 ', 23'. This way you can add as needed Actuators of different lengths realize, in particular there is also the possibility a multi-stage structure with more than two actuation units to realize. The actuating rod penetrates 6 all between the bearing head 2 and the opposite Associated end of the actuator 1 rear operating unit 13 'lying operating units, in the present case only one fully enforced Actuating unit 13 is present. The toggle mechanism 12 axially opposite end of the actuating rod 6 is located in the rearmost actuation unit 13 ', so that it does not penetrate the rear end wall 23' and only through the other end walls, under Sealing, penetrates.

Allerdings wäre es durchaus möglich, die Betätigungsstange 6 an dem dem Lagerungskopf 2 entgegengesetzten Ende aus dem Gehäuse 7 der Betätigungseinrichtung 1 herausragen zu lassen, beispielsweise zum Zwecke einer Positionserfassung.However, it would be entirely possible for the actuating rod 6 at the end opposite the bearing head 2 from the housing 7 to let the actuator 1 protrude, for example for the purpose of position detection.

Die Betätigungseinrichtung 1 könnte mit einer durchgehend einstückigen Betätigungsstange 6 versehen sein. Um dem modularen Aufbau Rechnung zu tragen und die Montage zu vereinfachen, empfiehlt sich allerdings ein mehrteiliger Aufbau der Art, daß sich die Betätigungsstange 6 aus mehreren koaxial aufeinanderfolgend angeordneten länglichen Stangenelementen 26, 26' zusammensetzt. Das vordere Stangenelement 26 ragt dabei stirnseitig aus dem Gehäuse 7 heraus und bildet den am Kniehebelmechanismus 12 angreifenden äußeren Endabschnitt 8.The actuating device 1 could be continuous one-piece operating rod 6 may be provided. To the modular Taking into account the structure and simplifying assembly, however, a multi-part structure of the Art that the actuating rod 6 from several coaxial successively arranged elongated rod elements 26, 26 'is composed. The front rod element 26 protrudes at the end of the housing 7 and forms the Toggle mechanism 12 engaging outer end portion 8.

Die Verbindungsbereiche zwischen axial benachbarten Stangenelementen 26, 26' sind zweckmäßigerweise so gewählt, daß sich dort gleichzeitig ein Betätigungskolben 14 fixieren läßt. Beim Ausführungsbeispiel ist zwischen den beiden, jeweils einer Betätigungseinheit 13, 13' zugeordneten Stangenelementen 26, 26' der Betätigungskolben 14 der vorderen Betätigungseinheit 13 fixiert und beispielsweise axial eingespannt. Hierzu können die Stangenelemente 26, 26' unter gleichzeitigem Durchgriff durch den Betätigungskolben 14 miteinander verschraubt sein. Die am rückseitigen Ende der Stangenelemente 26, 26' vorhandenen Verbindungsmittel 27 können bei der hintersten Betätigungseinheit 13' dazu verwendet werden, in Kooperation mit komplementären Verbindungsmitteln 28 den hinteren Betätigungskolben 14' zu fixieren.The connection areas between axially adjacent rod elements 26, 26 'are expediently chosen so that an actuating piston 14 is fixed there at the same time leaves. In the embodiment is between the two, each an actuating unit 13, 13 'associated with rod elements 26, 26 'of the actuating piston 14 of the front Actuating unit 13 fixed and axially clamped, for example. For this purpose, the rod elements 26, 26 'under simultaneous penetration by the actuating piston 14 with each other be screwed. The one at the back end of the rod elements 26, 26 'existing connecting means 27 can used in the rearmost actuation unit 13 ' in cooperation with complementary lanyards 28 to fix the rear actuating piston 14 '.

In jedem der Arbeitsräume 17, 17'; 18, 18' mündet ein separater Fluidkanal 32, 33; 32', 33', der im Gehäuse 7 verläuft und andernends an geeigneter Stelle an der Außenfläche des Gehäuses 7 ausmündet, wo sich weiterführende Fluidleitungen 34, 34' der Steuereinrichtung 15 anschließen lassen. Sie führen zu einer beispielsgemäß zwei voneinander unabhängig betätigbare Steuerventile 35, 35' enthaltenden Steuerventilanordnung, über die sich die Fluidzufuhr in die Arbeitsräume und die Fluidabfuhr aus den Arbeitsräumen beeinflussen läßt. Das zugeführte bzw. eingespeiste Betätigungsfluid wirkt auf die an den beiden Stirnseiten der Betätigungskolben 14, 14' vorgesehenen Beaufschlagungsflächen ein und ruft auf diese Weise die Linearbewegung der Betätigungsstange 6 im Ausfahr- oder Einfahrsinne hervor.In each of the work rooms 17, 17 '; 18, 18 'opens a separate Fluid channel 32, 33; 32 ', 33', which runs in the housing 7 and elsewhere at a suitable location on the outer surface of the Housing 7 opens where there are further fluid lines 34, 34 'of the control device 15. You lead for example, two independently operable Control valve arrangement containing control valves 35, 35 ', through which the fluid supply into the workrooms and can influence the fluid removal from the work rooms. The actuating fluid supplied or fed acts on on the two end faces of the actuating pistons 14, 14 ' the intended exposure areas and calls on them Way the linear movement of the actuating rod 6 in the or entry sense.

Durch die axial mehrstufige Ausführung der Betätigungseinrichtung 1 läßt sich bei geringen Quer- bzw. Radialabmessungen eine sehr hohe Gesamtbeaufschlagungsfläche realisieren, die sich aus der Summe der Beaufschlagungsflächen der einzelnen Betätigungskolben 14, 14' zusammensetzt. Auf diese Weise können trotz extrem schmaler Bauweise hohe Stellkräfte realisiert werden.Due to the axially multi-stage design of the actuator 1 can be used with small transverse or radial dimensions realize a very high total area of application, which results from the sum of the exposure areas of the individual Actuating piston 14, 14 'is composed. In this way can achieve high positioning forces despite the extremely narrow design become.

Außerdem besteht die vorteilhafte Möglichkeit, durch individuelle Ansteuerung der einzelnen Betätigungseinheiten 13, 13' spezielle gewünschte Betriebsabläufe zu realisieren. Es kann insbesondere eine hubabhängige Beaufschlagung der Betätigungskolben 14, 14' realisiert werden, beispielsweise indem ausgehend von der eingefahrenen Betätigungsstange 6 anfänglich nur einer der beiden Betätigungskolben beaufschlagt wird, bis der Spannarm 3 zur Anlage am zu spannenden Werkstück oder zumindest bis in die Nähe desselben verschwenkt ist. Erst dann wird auch der zweite Betätigungskolben beaufschlagt und zugeschaltet, so daß der eigentliche Spannvorgang mit verstärkter Kraft ausgeführt wird.There is also the advantageous possibility of individual Control of the individual actuation units 13, 13 ' to implement special desired operating processes. It can in particular a stroke-dependent action on the actuating piston 14, 14 'can be realized, for example by starting from the retracted operating rod 6 initially only one of the two actuating pistons is actuated until the clamping arm 3 comes into contact with the workpiece to be clamped or at least pivoted close to it is. Only then is the second actuating piston actuated and switched on, so that the actual clamping process is carried out with increased force.

In der Zeichnung ist strichpunktiert ein elektronisches Steuergerät 36 angedeutet, das zum einen mit einer Sensoreinrichtung 37, 37' und zum anderen mit den Antrieben der beiden Steuerventile 35, 35' gekoppelt ist. Die Sensoreinrichtung 37 meldet vorbestimmte Axialpositionen eines oder mehrerer Betätigungskolben 14, 14', um davon abhängig die Steuerventile 35, 35' unabhängig voneinander zu betätigen, von denen jeweils eines für den Betrieb einer der beiden Betätigungseinheiten 13, 13' zuständig ist. Auf diese Weise lassen sich insgesamt sehr variabel die unterschiedlichsten Betriebsweisen realisieren, um dem jeweiligen Anwendungsfall Rechnung tragen zu können.In the drawing, an electronic control unit is dash-dotted 36 indicated, on the one hand with a sensor device 37, 37 'and the other with the drives of the two Control valves 35, 35 'is coupled. The sensor device 37 reports predetermined axial positions of one or more actuating pistons 14, 14 ', depending on the control valves 35, 35 'to operate independently, each of which one for the operation of one of the two actuation units 13, 13 'is responsible. This way altogether very different operating modes realize to account for each use case to be able to wear.

Claims (9)

Kniehebel-Spannvorrichtung, mit einer nach Art eines fluidbetätigten Arbeitszylinders ausgeführten Betätigungseinrichtung (1), die an einer Stirnseite mit einem Lagerungskopf (2) versehen ist, an dem ein Spannarm (3) verschwenkbar gelagert ist, der über einen Kniehebelmechanismus (12) mit einer Betätigungsstange (6) der Betätigungseinrichtung (1) in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (1) mehrstufig aufgebaut ist und wenigstens zwei axial hintereinandergeschaltete Betätigungseinheiten (13, 13') enthält, die jeweils einen mit der Betätigungsstange (6) bewegungsgekoppelten fluidbeaufschlagbaren Betätigungskolben (14, 14') aufweisen.Toggle clamp device, with one in the manner of a Actuating device designed for fluid-operated working cylinders (1) on one face with a bearing head (2) is provided, on which a clamping arm (3) is pivotally mounted is that with a toggle lever mechanism (12) Actuating rod (6) of the actuating device (1) in operative connection stands, characterized in that the actuating device (1) is built up in several stages and at least two actuating units connected axially in series (13, 13 ') contains, each one with the operating rod (6) motion-coupled fluid-actuated actuating piston (14, 14 '). Spannvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine den Betätigungseinheiten (13, 13') zugeordnete Steuereinrichtung (15), die eine individuelle Fluidbeaufschlagung wenigstens zweier Betätigungskolben (14, 14') ermöglicht. Clamping device according to claim 1, characterized by a control device assigned to the actuating units (13, 13 ') (15) which is an individual fluid application allows at least two actuating pistons (14, 14 '). Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (15) wenigstens zwei die Fluidbeaufschlagung unterschiedlicher Betätigungskolben (14, 14') steuernde und insbesondere individuell betätigbare Steuerventile (35, 35') aufweist.Clamping device according to claim 2, characterized in that the control device (15) at least two the Fluid actuation of different actuating pistons (14, 14 ') controlling and in particular individually actuable control valves (35, 35 '). Spannvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (15) so ausgelegt ist, daß bei der die Spannbewegung des Spannarmes (3) hervorrufenden Ausfahrbewegung der Betätigungsstange (6) mindestens zwei Betätigungskolben (14, 14') hubabhängig fluidbeaufschlagt werden.Clamping device according to claim 2 or 3, characterized in that that the control device (15) is designed so that cause the tensioning movement of the tensioning arm (3) Extension movement of the actuating rod (6) at least two Actuating piston (14, 14 ') is subjected to fluid depending on the stroke become. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine einzige Betätigungsstange (6), an der sämtliche Betätigungskolben (14, 14') festgelegt sind und die zumindest die zwischen dem Lagerungskopf (2) und der entgegengesetzten rückseitigen Betätigungseinheit (13') angeordnete mindestens eine Betätigungseinheit (13) durchsetzt.Clamping device according to one of claims 1 to 4, characterized by a single operating rod (6) on which all actuating pistons (14, 14 ') are fixed and the at least that between the bearing head (2) and the opposite rear actuating unit (13 ') arranged penetrates at least one actuating unit (13). Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsstange (6) mehrteilig aufgebaut ist und über mehrere koaxial aufeinanderfolgend angeordnete Stangenelemente (26, 26') verfügt.Clamping device according to one of claims 1 to 5, characterized characterized in that the actuating rod (6) in several parts is built up and over several coaxially in succession arranged rod elements (26, 26 '). Spannvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Verbindungsbereich zweier axial aufeinanderfolgender Stangenelemente (26, 26') jeweils ein Betätigungskolben (14) festgelegt ist. Clamping device according to claim 6, characterized in that in the connection area of two axially consecutive Rod elements (26, 26 ') each have an actuating piston (14) is set. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Betätigungseinheit (13, 13') über eine ein rohrförmiges Mittelteil (25, 25') und stirnseitige Abschlußwände (22, 22'; 23, 23') aufweisende Gehäuseeinheit verfügt, wobei die an den einander zugewandten Axialseiten zweier benachbarter Betätigungseinheiten (13, 13') vorgesehenen Abschlußwände (22', 23) von einer einzigen Trennwand (24) gebildet sind.Clamping device according to one of claims 1 to 7, characterized characterized in that each actuating unit (13, 13 ') via a tubular middle part (25, 25 ') and front End unit (22, 22 '; 23, 23') housing unit has, the on the mutually facing axial sides two adjacent actuation units (13, 13 ') are provided End walls (22 ', 23) from a single partition (24) are formed. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen zweitstufigen Aufbau der Betätigungseinrichtung (1).Clamping device according to one of claims 1 to 8, characterized through a two-stage structure of the actuating device (1).
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