EP1068050B1 - Kniehebel-spannvorrichtung - Google Patents

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EP1068050B1
EP1068050B1 EP99958119A EP99958119A EP1068050B1 EP 1068050 B1 EP1068050 B1 EP 1068050B1 EP 99958119 A EP99958119 A EP 99958119A EP 99958119 A EP99958119 A EP 99958119A EP 1068050 B1 EP1068050 B1 EP 1068050B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pivot
tensioning
tensioning device
unit
mounting
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.)
Expired - Lifetime
Application number
EP99958119A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1068050A1 (de
Inventor
Uwe Glasenapp
Thomas Lichtenberger
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 EP1068050A1 publication Critical patent/EP1068050A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1068050B1 publication Critical patent/EP1068050B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime 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
    • B25B5/12—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 one arranged on the end face of an actuating device Bearing head on which contains a tension arm Swivel unit around a swivel axis between a release position and a clamping position is pivotally mounted, with an operating rod that plunges into the bearing head the actuator, further with one hand via a first bearing on the actuating rod and on the other hand, at a distance from the swivel axis, via a second Bearing point on the pivot link articulated, and with one provided on the bearing head and for the specification the stop surface serving the clamping position of the clamping arm, which lies in the swivel path of the swivel unit and for the default the clamping position works together with the swivel unit, being arranged so that the swivel unit shortly before reaching the dead center of the toggle lever arrangement comes into contact with the stop surface.
  • a toggle clamp device of this type goes out of the US-A-4 905 973. It has one of the swivel unit and the toggle arrangement formed between the intermediate member, by the operating rod mounted on the intermediate link the actuator is activated. When extending the operating rod becomes the swivel unit with your Clamping arm shifted to the clamping position, a retracting operating rod causes a pivoting back into the release position. There is a stationary one for specifying the clamping position End position stop provided on the on the bearing head provided stop surface on which the swivel unit collides when the clamping position is reached.
  • Dead center is defined by that of the longitudinal axis the operating rod and the two bearing points connecting imaginary connecting line included angles forms a right angle.
  • the initially blunt included is reduced Angle gradually until the dead center is reached, taking the actuating rod then expediently still slightly moves on until the included angle is somewhat is less than 90 °. Moves when passing through dead center the first bearing along a concave end section a positive guidance provided on the bearing head.
  • the object of the invention is a toggle lever clamping device to create the type mentioned, in which the wear-promoting Burdens are reduced.
  • the articulated connection in the area of at least one of the two bearings is designed so that at least when passing through the dead center a radial relative possibility of movement between the hinged parts is given.
  • the clamping position is still defined through the interaction between a bearing head Stop surface and the one containing the tension arm Swivel unit itself. This causes a reduction in the Operation when the impact occurs and accordingly the load on the actuator and their components. Due to the relative possibility of movement between the hinged parts the toggle lever arrangement easily overcome the dead center.
  • the mobility can be, for example, by appropriate Design of the bearings and / or by using suitable ones Elastic means can be realized.
  • the pivot unit expediently has a rotationally fixed the tension arm connected to the pivot lever on which the second bearing is located and the one with the bearing head Working surface.
  • This swivel lever can be a be separate component with respect to the clamping arm, which is non-rotatable on a rotatably mounted on the bearing head and thereby the Bearing pin defining pivot axis sits on which in turn the tension arm is attached in a rotationally fixed manner.
  • Such one Arrangement favors the placement of the swivel lever in the Inside the storage head and in the immediate vicinity the operating rod.
  • the tension arm itself can be outside of the bearing head so that the bearing head can be carried out with compact dimensions.
  • the stop surface on the inside is preferably one extending parallel to the pivot axis of the pivot unit and the pivot axis radially upstream wall of the bearing head intended.
  • Swivel unit expediently runs said wall in front of the swivel lever with a right angle to the swivel plane Orientation.
  • the end position of the actuating rod can, for example, thereby be specified that one with the operating rod connected piston of the actuator on a cover the actuator comes to the system. Because the moving Facial expressions have already been slowed down, however, is the strain of the piston is only slight here.
  • the exemplary toggle lever tensioning device 1 contains one Actuator 2 by a fluid powered Working cylinder and in particular from a pneumatic cylinder is formed. It has an elongated housing 3 with a tube-like middle part 4 and at the end of this fixed end caps 5, 6.
  • the interior of the housing 3 is a piston arranged axially displaceable therein 7 axially divided into two working spaces, which are internal to the housing Fluid channels 8 alternate with a fluid Pressurized medium is depressurized or relieved or vented can to cause an axial linear movement of the piston 7.
  • pivot unit pivotally mounted on the bearing head 15 there is a generally 16 designated pivot unit pivotally mounted.
  • Reference number 17 designated pivot axis is next to the side the axial movement path of the actuating rod 12 and runs perpendicular to their longitudinal axis 18.
  • An essential component of the swivel unit 16 is a tension arm 22. It protrudes from the bearing head 15 and can used, for example, in manufacturing and Assembly technology to clamp one or more workpieces.
  • the Swiveling of the swivel unit 16 makes it possible Tension arm 22 according to double arrow 23 between that of FIG. 1 apparent clamping position and a not shown To pivot release position relative to the bearing head 15.
  • the center of the swivel movement is the swivel axis 17.
  • the swiveling movement is caused by the Actuating device 2 and in particular by their Actuating rod 12 in the interior 14 of the bearing head 15 is in drive connection with the swivel unit 16.
  • the outer end section 13 of the actuating rod 12 via a one-part or multi-part intermediate link 24 on the Swivel unit 16 articulated.
  • the intermediate link 24 is a first Bearing point 25 on the actuating rod 12 rotatably.
  • the assigned first axis of rotation is in the drawing with reference number 26 provided. With its opposite end area is, for example, tab-like intermediate link 24 via a second bearing point 27 rotatably articulated on the swivel unit 16, the associated second axis of rotation by reference numeral 28 is marked.
  • the two axes of rotation 26, 28 run parallel to the pivot axis 17, the one provided on the swivel unit 16 second axis of rotation 28 runs at a distance from the pivot axis 17.
  • the between the second axis of rotation 28 and the Section of the swivel unit 16 extending the swivel axis 17 thus represents a first lever 32, which with the one intermediate lever 24 representing second lever 33 a toggle lever arrangement 34 defined.
  • the first lever 32 could be an integral part of the Be swivel unit 16. In favor of a compact structure and a simple assembly, however, it is in the embodiment than separate with respect to the tension arm 22, nevertheless however, pivotally connected to the tension arm 22 pivot lever 35 executed. The more preferred construction makes this especially Fig. 2 clearly.
  • the bearing pin that defines the pivot axis 17 36 pivoted on the bearing head 15. It penetrates the storage head 15, from which it protrudes on opposite sides, the one arranged outside the bearing head 15
  • Tension arm 22 on the two outer end portions 37 of the Bearing pin 36 is rotatably fixed.
  • the bearing head can 15 over two at least partially spaced apart and in particular running parallel to each other have plate-like side walls 38, between which the Interior 14 is located and that of the bearing pin 36 below Interposition of a rotary bearing, not shown crosses.
  • the clamping arm 22 can on its the bearing head 15 facing end be forked and the Bearing head 15 with the arms fixed to the bearing pin 36 partially spill over.
  • the pivot lever 35 is seated on the interior 14 in a rotationally fixed manner traversing central portion of the bearing pin 36. Starting from this bearing pin 36 it projects to that of the actuating device 2 opposite front of the bearing head 15, where the second bearing 27 is located on the the intermediate link 24, in particular also via a Hinge pin connection, is articulated.
  • the first bearing 25 is also expediently under Realized using a second bearing pin 42. This passes through at the front end of the actuating rod 12 provided bearing eye 43 and at the same time the associated End portion of the intermediate member 24, which in the embodiment over two in particular rigidly connected Has tab elements 44, both the bearing eye 43 and also the pivot lever 35 on opposite sides flank.
  • the second bearing pin 42 is beyond the intermediate member 24 axially extended on both sides and carries on its end sections in particular rotatably mounted and preferably roll-like trained guide elements 45. These each run in a guide groove 46 on the inner surface of each adjacent side wall 38 of the bearing head 15 is provided are.
  • the guide grooves 46 extend parallel to the longitudinal axis 18 and thus in the direction of movement of the actuating rod 12th
  • the clamping arm 22 has reached its clamping position when the Swivel unit 16 on a lying in its swivel path and provided on the bearing head 15 stop surface 48 for contact arrives.
  • the pivot lever 35 that on the part of the swivel unit 16 cooperates with the stop surface 48.
  • the stop surface 48 is expedient on the inside of one between the two side walls 38 extending further side wall 52 of the Bearing head 15 provided that the pivot axis 17 radially is upstream and extends next to the pivot lever 35.
  • It expediently represents a further limiting element of the bearing head 15 for its interior 14 is expedient it is located on the tension arm 22 facing side of the bearing head 15. It can be part of the other two side walls 38.
  • first angle 54 which is a obtuse angle.
  • first angle 54 decreases progressively until first the pivot lever 35 on the stop surface 48 System arrives and can no longer be pivoted. This state expediently presents itself Reaching the dead center of the toggle lever arrangement 32, 33, in the exemplary embodiment even before the first angle 54 forms a right angle.
  • the second stop surface 57 a Bearing head 15 provided stop surface defined that hereinafter referred to as the second stop surface 57.
  • she is located on the side facing away from the actuating device 2 Side of the bottom 58 of the bearing head 15 which to the Actuator 2 is attached.
  • she is expediently directly next to the floor 58 penetrating actuating rod 12 by the second Stop surface 57 can be surrounded concentrically.
  • the second stop surface 57 is assigned one on the outside End section 13 of the actuating rod 12 provided counter stop surface 62, which expediently on a radial projection the actuating rod 12 is provided by a on the actuating rod 12 screwed stop element 63 can be formed. Its position on the operating rod 12 is expediently chosen so that the counter stop surface 62 on the second abutment surface 57 for contact arrives before the piston 7 on the rear end cover 6th impacts.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kniehebel-Spannvorrichtung, mit einem stirnseitig an einer Betätigungseinrichtung angeordneten Lagerungskopf, an dem eine einen Spannarm enthaltende Schwenkeinheit um eine Schwenkachse zwischen einer Freigabestellung und einer Spannstellung verschwenkbar gelagert ist, mit einer in den Lagerungskopf eintauchenden Betätigungsstange der Betätigungseinrichtung, ferner mit einem einerseits über eine erste Lagerstelle an der Betätigungsstange und andererseits, mit Abstand zu der Schwenkachse, über eine zweite Lagerstelle an der Schwenkeinheit angelenkten Zwischenglied, und mit einer am Lagerungskopf vorgesehenen und zur Vorgabe der Spannstellung des Spannarmes dienenden Anschlagfläche, die in der Schwenkbahn der Schwenkeinheit liegt und zur Vorgabe der Spannstellung mit der Schwenkeinheit zusammenarbeitet, wobei sie so angeordnet ist, dass die Schwenkeinheit schon kurz vor Erreichen des Totpunktes der Kniehebelanordnung an der Anschlagfläche zur Anlage kommt.
Eine Kniehebel-Spannvorrichtung dieser Art geht aus der US-A-4 905 973 hervor. Sie verfügt über eine von der Schwenkeinheit und dem Zwischenglied gebildete Kniehebelanordnung, die durch die am dem Zwischenglied gelagerte Betätigungsstange der Betätigungseinrichtung aktiviert wird. Beim Ausfahren der Betätigungsstange wird die Schwenkeinheit mit ihrem Spannarm in die Spannstellung verlagert, eine einfahrende Betätigungsstange bewirkt ein Zurückschwenken in die Freigabestellung. Zur Vorgabe der Spannstellung ist ein stationärer Endstellungsanschlag vorgesehen, der über eine am Lagerungskopf vorgesehene Anschlagfläche verfügt, auf die die Schwenkeinheit bei Erreichen der Spannstellung aufprallt.
Aus der einen Stand der Technik gemäß Artikel 54 (3) und (4) EPÜ bildenden EP-A-0 849 047 geht ebenfalls eine Kniehebel-Spannvorrichtung hervor, bei der die Anschlagfläche in der Schwenkbahn der Schwenkeinheit liegt. Dabei kommt die Schwenkeinheit schon kurz vor Erreichen des Totpunktes der Kniehebelanordnung an der Anschlagfläche zur Anlage.
Der Totpunkt ist dadurch definiert, dass der von der Längsachse der Betätigungsstange und der die beiden Lagerstellen verbindenden gedachten Verbindungslinie eingeschlossene Winkel einen rechten Winkel bildet. Bei ausgehend von der Freigabestellung des Spannarmes ausfahrender Betätigungsstange verringert sich der zunächst noch stumpfe eingeschlossene Winkel allmählich, bis der Totpunkt erreicht ist, wobei sich die Betätigungsstange anschließend zweckmäßigerweise noch geringfügig weiterbewegt, bis der eingeschlossene Winkel etwas geringer als 90° ist. Beim Durchlaufen des Totpunktes bewegt sich die erste Lagerstelle entlang eines konkaven Endabschnittes einer am Lagerungskopf vorgesehenen Zwangsführung.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kniehebel-Spannvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die verschleißfördernden Belastungen reduziert sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, dass die Gelenkverbindung im Bereich wenigstens einer der beiden Lagerstellen so ausgeführt ist, dass zumindest beim Durchlaufes des Totpunktes eine radiale relative Bewegungsmöglichkeit zwischen den aneinander angelenkten Teilen gegeben ist.
Auf diese Weise erfolgt die Definition der Spannstellung weiterhin durch das Zusammenwirken zwischen einer lagerkopfseitigen Anschlagfläche und der den Spannarm enthaltenden Schwenkeinheit selbst. Dies bewirkt eine Reduzierung der im Betrieb bei Erreichen der Spannstellung auftretenden Schläge und dementsprechend der Belastung der Betätigungseinrichtung und deren Bestandteilen. Auf Grund der relativen Bewegungsmöglichkeit zwischen den aneinander angelenkten Teilen kann die Kniehebelanordnung den Totpunkt problemlos überwinden. Die Beweglichkeit kann beispielsweise durch entsprechende Ausgestaltung der Lagerungen und/oder durch Einsatz geeigneter Elastikmittel realisiert werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die Schwenkeinheit weist zweckmäßigerweise einen drehfest mit dem Spannarm verbundenen Schwenkhebel auf, an dem sich die zweite Lagerstelle befindet und der mit der lagerkopfseitigen Anschlagfläche zusammenarbeitet. Dieser Schwenkhebel kann ein bezüglich des Spannarmes separates Bauteil sein, das drehfest auf einem am Lagerungskopf drehbar gelagerten und dabei die Schwenkachse definierenden Lagerbolzen sitzt, an dem seinerseits der Spannarm drehfest angebracht ist. Eine derartige Anordnung begünstigt die Unterbringung des Schwenkhebels im Innern des Lagerungskopfes und in unmittelbarer Nachbarschaft der Betätigungsstange. Der Spannarm selbst kann sich außerhalb des Lagerungskopfes befinden, so dass der Lagerungskopf mit kompakten Abmessungen ausgeführt werden kann.
Bevorzugt ist die Anschlagfläche an der Innenseite einer sich parallel zur Schwenkachse der Schwenkeinheit erstreckenden und der Schwenkachse radial vorgelagerten Wand des Lagerungskopfes vorgesehen. Bei einer mit einem Schwenkhebel ausgestatteten Schwenkeinheit verläuft besagte Wand zweckmäßigerweise vor dem Schwenkhebel mit zur Schwenkebene rechtwinkeliger Ausrichtung.
Die Endstellung der Betätigungsstange kann beispielsweise dadurch vorgegeben werden, dass ein mit der Betätigungsstange verbundener Kolben der Betätigungseinrichtung an einem Deckel der Betätigungseinrichtung zur Anlage gelangt. Da die bewegte Mimik zuvor allerdings schon abgebremst wurde, ist die Beanspruchung des Kolbens hier nurmehr gering.
Um die Beanspruchung der Betätigungseinrichtung auch beim in die Freigabestellung erfolgenden Verlagen des Spannarmes so gering wie möglich zu halten, ist zur Vorgabe der Freigabestellung zweckmäßigerweise eine außerhalb der Betätigungseinheit an der Betätigungsstange vorgesehene zweite Anschlagfläche vorhanden, die auf eine Gegenanschlagfläche am Lagerungskopf auflaufen kann.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
Fig. 1
eine bevorzugte Bauform der erfindungsgemäßen Kniehebel-Spannvorrichtung bei in der Spannstellung befindlichem Spannarm und teilweise im Längsschnitt gemäß Schnittlinie I-I aus Fig. 2,
Fig. 2
die Kniehebel-Spannvorrichtung in axialer Draufsicht auf den Lagerungskopf mit Blickrichtung gemäß Pfeil II aus Fig. 2 und
Fig. 3
die Kniehebel-Spannvorrichtung aus Fig. 1 und 2 in einer auf den Lagerungskopf beschränkten Teildarstellung in einer Zwischenstellung des Spannarmes beim Übergang zwischen der Spannstellung und der Freigabestellung.
Die beispielsgemäße Kniehebel-Spannvorrichtung 1 enthält eine Betätigungseinrichtung 2, die von einem fluidbetriebenen Arbeitszylinder und dabei insbesondere von einem Pneumatikzylinder gebildet ist. Sie verfügt über ein längliches Gehäuse 3 mit einem rohrähnlichen Mittelteil 4 und endseitig an diesem festgelegten Abschlußdeckeln 5, 6. Der Innenraum des Gehäuses 3 wird von einem darin axial verschiebbar angeordneten Kolben 7 axial in zwei Arbeitsräume unterteilt, die über gehäuseinterne Fluidkanäle 8 abwechselnd mit einem fluidischen Druckmedium beaufschlagt oder entlastet bzw. entlüftet werden können, um eine axiale Linearbewegung des Kolbens 7 hervorzurufen.
An dem Kolben 7 ist eine nachfolgend als Betätigungsstange 12 bezeichnete Kolbenstange angebracht, die den vorderen Abschlußdeckel 5 unter Abdichtung durchsetzt. Ihr außerhalb des Gehäuses 3 befindlicher äußerer Endabschnitt 13 taucht dabei in den Innenraum 14 eines an die vordere Stirnseite des Gehäuses 3 angesetzten Lagerungskopfes 15 ein. Die Eintauchtiefe hängt von der momentanen Axialposition der Betätigungsstange 12 ab, die durch die erwähnte Fluidbeaufschlagung des Kolbens 7 vorgegeben werden kann.
An dem Lagerungskopf 15 ist eine allgemein mit Bezugsziffer 16 bezeichnete Schwenkeinheit verschwenkbar gelagert. Die durch Bezugsziffer 17 bezeichnete Schwenkachse liegt seitlich neben der axialen Bewegungsbahn der Betätigungsstange 12 und verläuft rechtwinkelig zu deren Längsachse 18.
Wesentlicher Bestandteil der Schwenkeinheit 16 ist ein Spannarm 22. Er ragt vom Lagerungskopf 15 weg und kann beispielsweise dazu verwendet werden, um in der Fertigungsund Montagetechnik ein oder mehrere Werkstücke zu spannen. Die Schwenkbarkeit der Schwenkeinheit 16 macht es möglich, den Spannarm 22 gemäß Doppelpfeil 23 zwischen der aus Fig. 1 ersichtlichen Spannstellung und einer nicht näher dargestellten Freigabestellung relativ zum Lagerungskopf 15 zu verschwenken. Zentrum der Schwenkbewegung ist die Schwenkachse 17. Hervorgerufen wird die Schwenkbewegung durch die Betätigungseinrichtung 2 und dabei insbesondere durch deren Betätigungsstange 12, die im Innenraum 14 des Lagerungskopfes 15 mit der Schwenkeinheit 16 in Antriebsverbindung steht. Hierzu ist der äußere Endabschnitt 13 der Betätigungsstange 12 über ein ein- oder mehrteiliges Zwischenglied 24 an der Schwenkeinheit 16 angelenkt.
Im einzelnen ist das Zwischenglied 24 über eine erste Lagerstelle 25 an der Betätigungsstange 12 drehgelagert. Die zugeordnete erste Drehachse ist in der Zeichnung mit Bezugsziffer 26 versehen. Mit seinem entgegengesetzten Endbereich ist das zum Beispiel laschenartige Zwischenglied 24 über eine zweite Lagerstelle 27 an der Schwenkeinheit 16 drehbar angelenkt, wobei die zugehörige zweite Drehachse durch Bezugsziffer 28 markiert ist.
Die beiden Drehachsen 26, 28 verlaufen parallel zur Schwenkachse 17, wobei die an der Schwenkeinheit 16 vorgesehene zweite Drehachse 28 mit Abstand zu der Schwenkachse 17 verläuft. Der sich zwischen der zweiten Drehachse 28 und der Schwenkachse 17 erstreckende Abschnitt der Schwenkeinheit 16 repräsentiert somit einen ersten Hebel 32, der mit dem einen zweiten Hebel 33 repräsentierenden Zwischenglied 24 eine Kniehebelanordnung 34 definiert.
Der erste Hebel 32 könnte ein einstückiger Bestandteil der Schwenkeinheit 16 sein. Zugunsten eines kompakten Aufbaus und einer einfachen Montage ist er beim Ausführungsbeispiel allerdings als bezüglich des Spannarms 22 separater, gleichwohl jedoch drehfest mit dem Spannarm 22 verbundener Schwenkhebel 35 ausgeführt. Die nähere bevorzugte Konstruktion hierzu macht vor allem die Fig. 2 gut deutlich.
Demnach ist ein die Schwenkachse 17 definierender Lagerbolzen 36 am Lagerungskopf 15 drehgelagert. Er durchsetzt den Lagerungskopf 15, aus dem er an entgegengesetzten Seiten herausragt, wobei der außerhalb des Lagerungskopfes 15 angeordnete Spannarm 22 an den beiden äußeren Endabschnitten 37 des Lagerbolzens 36 drehfest fixiert ist. Dabei kann der Lagerungskopf 15 über zwei zumindest partiell zueinander beabstandete und insbesondere parallel zueinander verlaufende plattenartige Seitenwände 38 verfügen, zwischen denen sich der Innenraum 14 befindet und die der Lagerbolzen 36 unter Zwischenschaltung einer nicht näher dargestellten Drehlagerung durchquert. Der Spannarm 22 kann an seinem dem Lagerungskopf 15 zugewandten Ende gabelartig ausgeführt sein und den Lagerungskopf 15 mit den am Lagerbolzen 36 fixierten Armen teilweise übergreifen.
Der Schwenkhebel 35 sitzt drehfest auf dem den Innenraum 14 durchquerenden Mittelabschnitt des Lagerbolzens 36. Ausgehend von diesem Lagerbolzen 36 ragt er zu der der Betätigungseinrichtung 2 entgegengesetzten Vorderseite des Lagerungskopfes 15, wo sich die zweite Lagerstelle 27 befindet, an der das Zwischenglied 24, insbesondere ebenfalls über eine Gelenkbolzenverbindung, angelenkt ist.
Die erste Lagerstelle 25 ist zweckmäßigerweise ebenfalls unter Verwendung eines zweiten Lagerbolzens 42 realisiert. Dieser durchsetzt ein am stirnseitigen Ende der Betätigungsstange 12 vorgesehenes Lagerauge 43 und gleichzeitig den zugeordneten Endabschnitt des Zwischengliedes 24, das beim Ausführungsbeispiel über zwei insbesondere starr miteinander verbundene Laschenelemente 44 verfügt, die sowohl das Lagerauge 43 als auch den Schwenkhebel 35 auf entgegengesetzten Seiten flankieren.
Der zweite Lagerbolzen 42 ist über das Zwischenglied 24 hinaus beidseits axial verlängert und trägt auf seinen Endabschnitten insbesondere drehbar gelagert und vorzugsweise rollenartig ausgebildete Führungselemente 45. Diese laufen jeweils in einer Führungsnut 46, die an der Innenfläche der jeweils benachbarten Seitenwand 38 des Lagerungskopfes 15 vorgesehen sind. Die Führungsnuten 46 erstrecken sich parallel zur Längsachse 18 und somit in Bewegungsrichtung der Betätigungsstange 12.
Um die Freigabestellung des Spannarmes 22 zu erhalten, wird die Betätigungseinrichtung 2 derart betätigt, daß die Betätigungsstange 12 eine weiteströglich in das Gehäuse 3 eingefahrene Position einnimmt. Der Kolben 7 ist dabei weitestmöglich an den hinteren Abschlußdeckel 6 angenähert. Gleichzeitig befindet sich die erste Lagerstelle 25 in der Nähe des vorderen Abschlußdeckels 5.
Um ausgehend hiervor den Spannarm 22 in die aus Fig. 1 ersichtliche Spannstellung zu verschwenken, wird die Betätigungsstange 12 zu einer aus dem Gehäuse 3 ausfahrenden Ausfahrbewegung veranlaßt. Dabei entfernt sich die erste Lagerstelle 25 axial vom vorderen Ende des Gehäuses 3, wobei gleichzeitig der Schwenkhebel 35 eine nach vorne und auswärts gerichtete Schwenkbewegung gemäß Pfeil 47 um die Schwenkachse 17 ausführt, was die zweite Lagerstelle 27 zu einer Bewegung entlang einer Bogenstrecke veranlaßt. Die Fig. 3 zeigt eine Momentaufnahme der Kniehebel-Spannvorrichtung 1 bei ausfahrender Kolbenstange, wobei der Spannarm 22 eine Zwischenposition zwischen der Freigabestellung und der Spannstellung einnimmt.
Der Spannarm 22 hat seine Spannstellung erreicht, wenn die Schwenkeinheit 16 an einer in ihrer Schwenkbahn liegenden und am Lagerungskopf 15 vorgesehenen Anschlagfläche 48 zur Anlage gelangt. Zweckmäßigerweise ist es der Schwenkhebel 35, der seitens der Schwenkeinheit 16 mit der Anschlagfläche 48 zusammenarbeitet. Hierzu ist die Anschlagfläche 48 zweckmäßigerweise an der Innenseite einer sich zwischen den beiden Seitenwänden 38 erstreckenden weiteren Seitenwand 52 des Lagerungskopfes 15 vorgesehen, die der Schwenkachse 17 radial vorgelagert ist und sich neben dem Schwenkhebel 35 erstreckt. Sie stellt zweckmäßigerweise ein weiteres Begrenzungselement des Lagerungskopfes 15 für dessen Innenraum 14 dar. Zweckmäßigerweise befindet sie sich an der dem Spannarm 22 zugewandten Seite des Lagerungskopfes 15. Sie kann Bestandteil der beiden anderen Seitenwände 38 sein.
Bei der Annäherung in die Spannstellung schließt die Längsachse 18 der Betätigungsstange 12 mit der zwischen den beiden Lagerstellen 25, 27 verlaufenden gedachten Verbindungslinie 53 auf der dem Schwenkhebel 35 zugewandten Seite einen ersten Winkel 54 ein, bei dem es sich um einen stumpfen Winkel handelt. Beim weiteren Ausfahren der Längsachse 18 verringert sich der erste Winkel 54 zunehmend, bis zunächst der Schwenkhebel 35 an der Anschlagfläche 48 zur Anlage gelangt und nicht mehr weiter verschwenkt werden kann. Dieser Zustand stellt sich zweckmäßigerweise schon vor Erreichen des Totpunktes der Kniehebelanordnung 32, 33 ein, beim Ausführungsbeispiel also noch bevor der erste Winkel 54 einen rechten Winkel bildet. Zweckmäßigerweise ist die Anordnung so getroffen, daß der Kontakt zwischen der Schwenkeinheit 16 bzw. deren Schwenkhebel 35 und der Anschlagfläche 48 etwa 3 - 5° vor Erreichen des Totpunktes erfolgt, wobei sich als vorteilhaft erwiesen hat, wenn der bis zum Erreichen des Totpunktes noch zurückzulegende Schwenkwinkel des Zwischengliedes 24 etwa 4° beträgt.
Beim ersten Kontakt des Schwenkhebels 35 mit der Anschlagfläche 48 wird die Hauptbelastung aufgenommen. Zu diesem Zeitpunkt hat der Kolben 7 seine vordere Endlage noch nicht erreicht. Die Ausfahrbewegung der Betätigungsstange 12 setzt sich daher noch ein Stück weit fort, wobei die Kniehebelanordnung 34 über den Totpunkt hinwegläuft, so daß aus dem ersten Winkel 54 ein spitzer Winkel von geringfügig unter 90° wird. Diese axiale Endposition der ersten Lagerstelle 25 bzw. der Betätigungsstange 12 wird beispielsweise dadurch definiert, daß der Kolben 7 an der Innenfläche des vorderen Abschlußdeckels 5 zur Anlage gelangt oder die Betätigungsstange 12 mit einer in ihrem Verlagerungsweg liegenden und zweckmäßigerweise am Lagerungskopf 15 vorgesehenen Hubbegrenzungsfläche 55 zur Anlage gelangt. Dieser Zustand liegt in Fig. 1 vor.
Es sind also zweckmäßigerweise zusätzlich zu der mit der Schwenkeinheit 16 zusammenarbeitenden Anschlagfläche 48 mit den linear bewegten Bestandteilen 7, 12 der Betätigungseinrichtung 2 zusammenwirkende Hubbegrenzungsmittel vorhanden, die erst dann wirksam werden, nachdem die Schwenkeinheit 16 bereits an der Anschlagfläche 48 zur Anlage gelangt ist. Diese zweistufige Anschlagfunktion hat eine sehr günstige Kraftverteilung zur Folge, woraus eine reduzierte Beanspruchung der Bestandteile der Kniehebel-Spannvorrichtung 1 und insbesondere deren Betätigungseinrichtung 2 resultiert.
Damit beim Überwinden des Totpunktes keine nachteiligen Verspannungen im Gesamtsystem auftreten, ist beim Ausführungsbeispiel die von der ersten Lagerstelle 25 definierte Gelenkverbindung so ausgeführt, daß eine radiale relative Bewegungsmöglichkeit zwischen dem Zwischenglied 24 und der Betätigungsstange 12 gegeben ist. Diese ist beispielsweise dadurch realisiert, daß der die Führungselemente 45 tragende zweite Lagerbolzen 42 zwar im Zwischenglied 24 radial spielfrei gelagert ist, im Lagerauge 43 jedoch eine gewisse Bewegungsmöglichkeit quer zur Bewegungsrichtung der Betätigungsstange 12 aufweist. Dies kann beispielsweise durch ein entsprechend ausgeführtes Kugellager realisiert werden. Die beim Ausführungsbeispiel von Führungsnuten 46 definierten Führungsbahnen für die Führungselemente 45 sind im Bereich des Totpunktes mit einer seitlichen Ausbuchtung 56 versehen, so daß insgesamt der Totpunkt überwunden werden kann, ohne ein Verklemmen des Zwischengliedes 24 zwischen den beiden Lagerstellen 25, 27 zu riskieren.
Zweckmäßigerweise wird nicht nur die Spannstellung, sondern auch die Freigabestellung des Spannarmes 22 durch eine am Lagerungskopf 15 vorgesehene Anschlagfläche definiert, die nachfolgend als zweite Anschlagfläche 57 bezeichnet sei. Sie befindet sich an der von der Betätigungseinrichtung 2 abgewandten Seite des Bodens 58 des Lagerungskopfes 15, der an die Betätigungseinrichtung 2 angesetzt ist. Dabei befindet sie sich zweckmäßigerweise unmittelbar neben der den Boden 58 durchsetzenden Betätigungsstange 12, die von der zweiten Anschlagfläche 57 konzentrisch umgeben sein kann.
Der zweiten Anschlagfläche 57 zugeordnet ist eine am äußeren Endabschnitt 13 der Betätigungsstange 12 vorgesehene Gegenanschlagfläche 62, die zweckmäßigerweise an einem Radialvorsprung der Betätigungsstange 12 vorgesehen ist, der von einem auf die Betätigungsstange 12 aufgeschraubten Anschlagelement 63 gebildet sein kann. Dessen Position an der Betätigungsstange 12 wird zweckmäßigerweise so gewählt, daß die Gegenanschlagfläche 62 an der zweiten Anschlagfläche 57 zur Anlage gelangt, bevor der Kolben 7 auf den hinteren Abschlußdeckel 6 aufprallt.

Claims (10)

  1. Kniehebel-Spannvorrichtung, mit einem stirnseitig an einer Betätigungseinrichtung (2) angeordneten Lagerungskopf (15), an dem eine einen Spannarm (22) enthaltende Schwenkeinheit (16) um eine Schwenkachse (17) zwischen einer Freigabestellung und einer Spannstellung verschwenkbar gelagert ist, mit einer in den Lagerungskopf (15) eintauchenden Betätigungsstange (12) der Betätigungseinrichtung (2), ferner mit einem einerseits über eine erste Lagerstelle (25) an der Betätigungsstange (12) und andererseits, mit Abstand zu der Schwenkachse (17), über eine zweite Lagerstelle (27) an der Schwenkeinheit (16) angelenkten Zwischenglied (24), und mit einer am Lagerungskopf (15) vorgesehenen und zur Vorgabe der Spannstellung des Spannarmes (22) dienenden Anschlagfläche (48), die in der Schwenkbahn der Schwenkeinheit (16) liegt und zur Vorgabe der Spannstellung mit der Schwenkeinheit (16) zusammenarbeitet, wobei sie so angeordnet ist, dass die Schwenkeinheit (16) schon kurz vor Erreichen des Totpunktes der Kniehebelanordnung an der Anschlagfläche (48) zur Anlage kommt, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkverbindung im Bereich wenigstens einer der beiden Lagerstellen (25, 27) so ausgeführt ist, dass zumindest beim Durchlaufen des Totpunktes eine radiale relative Bewegungsmöglichkeit zwischen den aneinander angelenkten Teilen gegeben ist.
  2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkeinheit (16) einen drehfest mit dem Spannarm (22) verbundenen Schwenkhebel (35) aufweist, an dem sich die zweite Lagerstelle (27) befindet und der mit der lagerkopfseitigen Anschlagfläche (48) zusammenarbeitet.
  3. Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkhebel (35) drehfest auf einem am Lagerungskopf (15) drehbar gelagerten und die Schwenkachse (17) definierenden Lagerbolzen (36) sitzt, an dem außerdem der Spannarm (22) drehfest fixiert ist.
  4. Spannvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkhebel (35) im Innern des Lagerungskopfes (15) angeordnet ist.
  5. Spannvorrichtung nach Anspruch 4 in Verbindung mit Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannarm (22) außerhalb des Lagerungskopfes (15) an dem Lagerbolzen (36) festgelegt ist.
  6. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagfläche (48) an der Innenseite einer sich parallel zur Schwenkachse (17) der Schwenkeinheit (16) erstreckenden und der Schwenkachse (17) radial vorgelagerten Wand (52) des Lagerungskopfes (15) vorgesehen ist.
  7. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt zwischen Schwenkeinheit (16) und Anschlagfläche (48) etwa 3 - 5° vor Erreichen des Totpunktes erfolgt.
  8. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit den linear bewegten Bestandteilen (7, 12) der Betätigungseinrichtung (2) zusammenwirkende Hubbegrenzungsmittel (5, 55) vorhanden sind, die wirksam werden, nachdem die Schwenkeinheit (16) an der Anschlagfläche (48) zur Anlage gelangt ist.
  9. Spannvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubbegrenzungsmittel (5, 55) erst nach dem Überschreiten des Totpunktes der Kniehebelanordnung wirksam werden.
  10. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vorgabe der Freigabestellung eine außerhalb der Betätigungseinrichtung (2) am Lagerungskopf (15) vorgesehene zweite Anschlagfläche (57) vorhanden ist, auf die beim Einfahren der Betätigungsstange (12) eine an dieser vorgesehene Gegenanschlagfläche (62) auflaufen kann.
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