EP1524079A1 - Antriebseinheit für Spannvorrichtungen - Google Patents

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EP1524079A1
EP1524079A1 EP04024123A EP04024123A EP1524079A1 EP 1524079 A1 EP1524079 A1 EP 1524079A1 EP 04024123 A EP04024123 A EP 04024123A EP 04024123 A EP04024123 A EP 04024123A EP 1524079 A1 EP1524079 A1 EP 1524079A1
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EP
European Patent Office
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housing
push rod
drive unit
adapter
drive
Prior art date
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Ceased
Application number
EP04024123A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Detlev Ulle
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DESTACO Europe GmbH
Original Assignee
DE STA CO Europe GmbH
DE STA CO Metallerzeugnisse GmbH
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Publication date
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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 drive unit for tensioning devices, that is, especially for so-called push rod tensioners for fixing workpieces, consisting of a Housing from which a linear adjustable, mounted in the housing Push rod is led out of this and further in the Housing in the area next to the push rod assembly a drive member is arranged, the output member with the im Housing located end of the push rod is in communication.
  • Such a drive unit is, for example, according to DE-A-101 18 319 A1 known.
  • a drive member here is only one Linear drive possible, whose actuator or piston rod a Crosspiece for the articulated connection of a two-part toggle lever chain having, with its second member on in the housing located end of the push rod is articulated.
  • the two in consequence to the crosspiece subsequent joints of the Link chain are guided in a groove, which is with a first part extends in the extension direction and then in a Elbow passes to the chain in relation to the push rod to bring levers to action, with in clamping position the second link connected to the push rod then essentially in the same direction as the extended push rod is oriented.
  • the force line guide from the drive link to push rod and vice versa here is relatively unfavorable and the forces involved must be equipped with rollers Joints with line contact via curved groove walls in the Housing initiated or absorbed by this.
  • the invention is based on a drive unit of the type mentioned above, the object of this, to that effect remodel and improve that the push rod with both linear and rotating drive links is actuated, where in clamping position and in both cases, the two toggle links essentially a continuation of the pushrod extension form and thus the clamping load with improved Lines in linear continuation of the push rod in the housing can be introduced.
  • connection between the output member of the drive and the end of the push rod is formed of an adapter and one of three connected by a common joint members toggle lever drive, wherein the free end of the first member at the end of the push rod, which is hinged to the second, the pressure member forming member on the adapter and the third member in a housing support bearing, which is arranged in the housing on the extension line of the push rod, wherein the members and the adapter in such a way are assigned, that the members are oriented in clamping position in the extension straight line of the push rod.
  • Groove guides in the housing for those involved in the toggle lever system Joints are not required, that is, only at linear Force introduction by a likewise arranged in the housing with For example.
  • Pneumatic cylinder requires the appropriate adapted Adapter of a straight guide in the housing, and in electromotive Drive is the load introduction into the housing exclusively via the housing support bearing.
  • the drive unit consists of a housing 1, one of which linearly adjustable, mounted in the housing 1 push rod 4 made this is led out and further wherein in the housing 1 in the area in addition to the push rod assembly, a drive member. 5 is arranged, the output member 6 with the housing in the first located end 4 'of the push rod 4 is in communication.
  • the 1 embodiment shown already has special features on, which will be explained later.
  • This housing support bearing is in the housing 1 on the extension straight line G of Push rod 4 presentation oriented arranged below this wherein said members 9, 10, 11 and the adapter 7 are associated with each other such that the members 9 and 11 in Tension position in the extension straight G are oriented, such as these illustrate Figs.2 and 4.
  • the drive members 5 are shown in FIGS. 2 to 5 only dashed indicated, wherein it is in the Fig.2,3 example. To a Pneumatic cylinder and in the Fig. 4.5 to an electric reversing motor is.
  • the adapter 7 is in the form of a guided in the housing 1 with double rollers 2 and to the output member 6 (piston rod) of the drive member 5 in a suitable manner coupled gate 7 'formed while a rotary drive of the adapter 7 in the form of a with a worm 6 'of the output member 6 (motor shaft) of the servomotor 5 "meshing Schneckenradsegmentes 7" is formed, wherein, as shown in Figures 4,5, the worm wheel segment 7 "conveniently sits directly on the housing support bearing 13, but freely rotatably mounted on this can be.
  • the respective desired drive 5 and the to be able to install associated adapter 7 manufacturer side is the joint connection 14 for the pressure member 10 in a case the scenery 7 'and in the other case on the worm wheel segment 7 ", which form the respective adapter 7, functionally equivalent in itself Positions arranged, denoted by S and S ' are. So for the manufacturer, there is the advantage optionally one or the other drive 5 with associated Adapter 7 with otherwise the same housing 1, same push rod and the same toggle lever system 12 to install.
  • the two rods 4 'shown in the exemplary embodiment are guided in a common rod guide or in individual rod guides 4 "(as shown) in the passage area in the housing 1. In this way, the otherwise the normal and clear lines of force in the control mechanism impairing torsional stresses are already recorded in the penetration range of the rod guides 4 ".

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für Spannvorrichtungen zur Festlegung von Werkstücken, bestehend aus einem Gehäuse (1), aus dem zur Anschlußseite (3) des Gehäuses (1) hin eine linear verstellbare, im Gehäuse (1) gelagerte Schubstange (4) aus diesem herausgeführt ist und wobei ferner im Gehäuse (1) im Bereich neben der Schubstangenanordnung ein Antriebsglied (5) angeordnet ist, dessen Abtriebsglied (6) mit dem im Gehäuse (1) befindlichen Ende (4') der Schubstange (4) in Verbindung steht. Nach der Erfindung ist die Verbindung zwischen dem Abtriebsglied (6) und dem Ende (4') der Schubstange (4) aus einem Adapter (7) und einem aus drei, durch ein gemeinsames Gelenk (8) verbundenen Gliedern (9,10,11) bestehenden Kniehebeltrieb (12) gebildet, wobei das freie Ende des ersten Gliedes (9) am Ende der Schubstange (4), das des zweiten, das Druckglied bildenden Gliedes (10) am Adapter (7) und das des dritten Gliedes (11) in einem Gehäusestützlager (13) angelenkt ist. Das Gehäusestützlager (13) ist am bzw. im Gehäuse (1) auf der Erstreckungsgeraden (G) der Schubstange (4) angeordnet, wobei die Glieder (9,10,11) und der Adapter (7) derart einander zugeordnet sind, daß die Glieder (9 und 11) in Spannstellung in der Erstreckungsgeraden (G) orientiert sind. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit für Spannvorrichtungen, d.h., insbesondere für sogenannte Schubstangenspanner zur Festlegung von Werkstücken, bestehend aus einem Gehäuse, aus dem eine linear verstellbare, im Gehäuse gelagerte Schubstange aus diesem herausgeführt ist und wobei ferner im Gehäuse im Bereich neben der Schubstangenanordnung ein Antriebsglied angeordnet ist, dessen Abtriebsglied mit dem im Gehäuse befindlichen Ende der Schubstange in Verbindung steht.
Eine derartige Antriebseinheit ist bspw. nach der DE-A-101 18 319 A1 bekannt. Als Antriebsglied ist hierbei lediglich ein Linearantrieb möglich, dessen Stell- bzw. Kolbenstange ein Querstück für die gelenkige Anbindung einer zweiteiligen Kniehebelkette aufweist, die mit ihrem zweiten Glied am im Gehäuse befindlichen Ende der Schubstange angelenkt ist. Die beiden sich in Folge an das Querstück anschließenden Gelenke der Gliederkette sind dabei in einer Nut geführt, die sich mit einem ersten Teil in Ausschubrichtung erstreckt und dann in ein Bogenstück übergeht, um die Kette in Bezug auf die Schubstange kniehebelartig zur Wirkung zu bringen, wobei in Spannstellung das zweite, mit der Schubstange verbundene Glied dann im Wesentlichen in gleicher Richtung wie die ausgefahrene Schubstange orientiert ist. Die Kraftlinienführung vom Antriebsglied zur Schubstange und umgekehrt ist hierbei relativ ungünstig, und die auftretenden Kräfte müssen über mit Rollen ausgestatteten Gelenke mit Linienberührung via gekurvter Nutwände in das Gehäuse eingeleitet bzw. von diesem aufgenommen werden.
Der Erfindung liegt, ausgehend von einer Antriebseinheit der eingangs genannten Art, die Aufgabe zugrunde, diese dahingehend umzugestalten und zu verbessern, daß die Schubstange sowohl mit linearen als auch drehenden Antriebsgliedern betätigbar ist, wobei in Spannstellung und in beiden Fällen die beiden Kniehebelglieder im Wesentlichen eine Fortsetzung der Schubstangenerstreckung bilden und damit die Spannlast bei verbesserter Kraftlinienführung in linearer Fortetzung der Schubstange in das Gehäuse einleitbar ist.
Diese Aufgabe ist mit einer Antriebseinheit der eingangs genannten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Verbindung zwischen dem Abtriebsglied des Antriebes und dem Ende der Schubstange aus einem Adapter und einem aus drei, durch ein gemeinsames Gelenk verbundenen Gliedern bestehenden Kniehebeltrieb gebildet ist, wobei das freie Ende des ersten Gliedes am Ende der Schubstange, das des zweiten, das Druckglied bildenden Gliedes am Adapter und das des dritten Gliedes in einem Gehäusestützlager angelenkt ist, das im Gehäuse auf der Erstreckungsgeraden der Schubstange angeordnet ist, wobei die Glieder und der Adapter derart einander zugeordnet sind, daß die Glieder in Spannstellung in der Erstreckungsgeraden der Schubstange orientiert sind.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den abhängigern Patentansprüchen.
Bei dieser erfindungsgemäßen Lösung liegt also für die linear verstellbare Schubstange im Gegensatz zum Spanner nach der vorerwähnten DE-A-101 18 319 A1 ein im Sinne der Definition ideales Kniehebelsystem (siehe Lueger/Grundlagen des Maschinenbaus, 1960, Seite 203) vor, dessen sogenannter Druckhebel mit dem Adapter verbunden ist, und die im System auftretenden Belastungen werden als Flächenpressungen im Falle linear eingeleiteter Kraft über den Adapter und das Gehäuseystützlager in das Gehäuse eingeleitet und im Falle rotorisch eingeleiteter Kraft allein via Adapter über das Gehäusestützlager, was noch näher erläutert wird.
Nutführungen im Gehäuse für die am Kniehebelsystem beteiligten Gelenke sind nicht erforderlich, d.h., lediglich bei linearer Krafteinleitung durch einen ebenfalls im Gehäuse mit angeordneten bspw. Pneumatikzylinder bedarf der entsprechend angepaßte Adapter einer Geradführung im Gehäuse, und bei elektromotorischem Antrieb erfolgt die Belastungseinleitung in das Gehäuse ausschließlich über das Gehäusestützlager.
Die erfindungsgemäße Antriebeinheit einschließlich ihrer vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Patentansprüche wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigt schematisch
Fig.1
perspektivisch und verkleinert die Antriebseinheit;
Fig.2
die im unteren Bereich geöffnete Antriebseinheit in Seitenansicht bei ausgefahrener Schubstange;
Fig.3
die Antriebseinheit gemäß Fig.2 bei eingefahrener Schubstange;
Fig.4
die im unteren Bereich geöffnete Antriebseinheit in Seitenansicht für einen motorischen Antrieb bei ausgefahrener Schubstange und
Fig.5
die Antriebseinheit gemäß Fig.4 bei eingefahrener Schubstange.
Die Antriebseinheit besteht aus einem Gehäuse 1, aus dem eine linear verstellbare, im Gehäuse 1 gelagerte Schubstange 4 aus diesem herausgeführt ist und wobei ferner im Gehäuse 1 im Bereich neben der Schubstangenanordnung ein Antriebsglied 5 angeordnet ist, dessen Abtriebsglied 6 mit dem im Gehäuse 1 befindlichen Ende 4' der Schubstange 4 in Verbindung steht. Die dazu in Fig.1 dargestellte Ausführungsform weist bereits Besonderheiten auf, die später noch näher erläutert werden.
Für eine solche Antriebseinheit ist unter Verweis auf die Fig.2 bis 4 nunmehr wesentlich, daß die Verbindung zwischen dem Abtriebsglied 6 und dem Ende 4' der Schubstange 4 aus einem Adapter 7 und einem aus drei, durch ein gemeinsames Gelenk 8 verbundenen Gliedern 9,10,11 bestehenden Kniehebeltrieb 12 gebildet ist. Das freie Ende des ersten Gliedes 9 ist am Ende der Schubstange 4, das des zweiten, den Druckhebel bildenden Gliedes 10 ist am Adapter 7 und das des dritten Gliedes 11 ist in einem Gehäusestützlager 13 angelenkt. Dieses Gehäusestützlager ist im Gehäuse 1 auf der Erstreckungsgeraden G der Schubstange 4 darstellungsorientiert unterhalb dieser angeordnet, wobei die genannten Glieder 9,10,11 und der Adapter 7 derart einander zugeordnet sind, daß die Glieder 9 und 11 in Spannstellung in der Erstreckungsgeraden G orientiert sind, wie dies die Fig.2 und 4 verdeutlichen.
Die Antriebsglieder 5 sind in den Fig. 2 bis 5 nur gestrichelt angedeutet, wobei es sich bei dem der Fig.2,3 bspw. um einen Pneumatikzylinder und bei dem der Fig. 4,5 um einen E-Umkehrmotor handelt.
Da je nach Antriebsglied 5 die Verstellbewegungen in einem Falle linear und im anderen Falle rotatorisch eingeleitet werden, verlangt dies unterschiedliche Adapter 7 bei ansonsten beibehaltenem Kniehebelsystem.
Bei eingebauten Zylinderantrieb ist der Adapter 7 in Form einer im Gehäuse 1 mit Doppelrollen 2 geführten und an das Abtriebsglied 6 (Kolbenstange) des Antriebsgliedes 5 in geeigneter Weise angekoppelten Kulisse 7' ausgebildet, während bei einem Drehantrieb der Adapter 7 in Form eines mit einer Schnecke 6' des Abtriebsgliedes 6 (Motorwelle) des Stellmotors 5" kämmenden Schneckenradsegmentes 7" ausgebildet ist, wobei, wie in den Fig.4,5 dargestellt, das Schneckenradsegment 7" zweckmäßig direkt mit auf dem Gehäusestützlager 13 sitzt, aber frei auf dieser drehbar gelagert sein kann.
Um unter Beibehaltung des gleichen Gehäuses 1 und des gleichen Kniehebelsystems 12 den jeweils gewünschten Antrieb 5 und den zugehörigen Adapter 7 herstellerseitg einbauen zu können, ist der Gelenkanschluß 14 für das Druckglied 10 im einen Fall an der Kulisse 7' und im anderen Fall an dem Schneckenradsegment 7", die den jeweiligen Adapter 7 bilden, an sich funktionsentsprechenden Stellen angeordnet, die mit S bzw. S' bezeichnet sind. Für den Hersteller ist also der Vorteil gegeben, wahlweise den einen oder anderen Antrieb 5 mit zugehörigem Adapter 7 bei ansonsten gleichem Gehäuse 1, gleicher Schubstange und gleichem Kniehebelsystem 12 einbauen zu können.
Da bei derartigen Schubstangenspannern auch mit schubstangenseitig einfließenden Torsionsbelastungen gerechnet werden muß, die die ganze Stellmechanik in mehr oder weniger unübersichtlicher Weise zusätzlich belasten würden, besteht eine vorteilhafte Weiterbildung darin, daß die Schubstange 4 aus minestens zwei Stangen 4' gebildet ist, die an ihren äußeren Enden miteinander durch eine Schnittstelle 15 zur Aufnahme unterschiedlicher Druckstücke (nicht dargestellt) verbunden sind, wie dies aus Fig.1 ersichtlich ist.
Die beim Ausführungsbeispiel dargestellten beiden Stangen 4' sind dabei in einer gemeinsamen Stangenführung oder in einzelnen (wie dargestellt) im Durchgriffsbereich in das Gehäuse 1 eingelassenen Stangenführungen 4" geführt.
Auf diese Weise werden also die sonst den normalen und übersichtlichen Kraftlinienverlauf in der Stellmechanik beeinträchtigende Torsionsbelastungen bereits im Durchgriffsbereich von den Stangenführungen 4" aufgenommen.
Sofern unter Beibehaltung des beschriebenen Kniehebelsystems auch eine Handbetätigung der Antriebseinheit gegeben sein soll, ist vorteilhaft vorgesehen, die im Gehäusestützlager 13 aufgenommene Gelenkwelle 13' zur Anbringung eines Handstellhebels 16 ein- oder beidseitig, wie aus Fig.1 ersichtlich, herausragen zu lassen, um einen solchen Handhebel 16 aufstecken zu können. In diesem Falle muß natürlich das Glied 11 zwingend verdrehfest mit der Gelenkwelle 13' verbunden sein, um von da aus die Verstellkraft in das Kniehebelsystem 12 einleiten zu können.

Claims (8)

  1. Antriebseinheit für Spannvorrichtungen zur Festlegung von Werkstücken, bestehend aus einem Gehäuse (1), aus dem zur Anschlußseite (3) des Gehäuses (1) hin eine linear verstellbare, im Gehäuse (1) gelagerte Schubstange (4) aus diesem herausgeführt ist und wobei ferner im Gehäuse (1) im Bereich neben der Schubstangenanordnung ein Antriebsglied (5) angeordnet ist, dessen Abtriebsglied (6) mit dem im Gehäuse (1) befindlichen Ende (4') der Schubstange (4) in Verbindung steht,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Abtriebsglied (6) und dem Ende (4') der Schubstange (4) aus einem Adapter (7) und einem aus drei, durch ein gemeinsames Gelenk (8) verbundenen Gliedern (9,10,11) bestehenden Kniehebeltrieb (12) gebildet ist, wobei das freie Ende des ersten Gliedes (9) am Ende der Schubstange (4), das des zweiten, das Druckglied bildenden Gliedes (10) am Adapter (7) und das des dritten Gliedes (11) in einem Gehäusestützlager (13) angelenkt ist, das im Gehäuse(1) auf der Erstreckungsgeraden (G) der Schubstange (4) angeordnet ist, wobei die Glieder (9,10,11) und der Adapter (7) derart einander zugeordnet sind, daß die Glieder (9 und 11) in Spannstellung in der Erstreckungsgeraden (G) orientiert sind.
  2. Antriebseinheit nach Anspruch 1 mit einem Antriebsglied (5) in Form eines Pneumatik/Hydraulik-Zylinders (5'),
    dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter (7) in Form einer im Gehäuse (1) geführten und an das Abtriebsglied (6) des Antriebsgliedes (5) angekoppelten Kulisse (7') ausgebildet ist.
  3. Antriebseinheit nach Anspruch 1 mit einem Antriebsglied (5) in Form eines eines Umkehrstellmotors (5"),
    dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter (7) in Form eines mit einer Schnecke (6') des Abtriebsgliedes (6) des Stellmotors (5") kämmenden Schneckenradsegmentes (7") ausgebildet ist.
  4. Antriebseinheit nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Schneckenradsegment (7") an dem Gehäusestützlager (13) gelagert ist.
  5. Antriebseinheit nach jedem der Ansprüche 2 und 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkanschluß (14) für das Druckglied (10) an der Kulisse (7') und dem Schneckenradsegment (7"), die den jeweiligen Adapter (7) bilden, an sich funktionsentsprechender Stellen angeordnet ist.
  6. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange (4) aus minestens zwei Stangen (4') gebildet ist, die an ihren äußeren Enden miteinander durch eine Schnittstelle (14) zur Aufnahme unterschiedlicher Druckstücke verbunden sind.
  7. Antriebseinheit nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens zwei Stangen (4') in einer gemeinsamen oder in einzelnen im Durchgriffsbereich in das Gehäuse (1) eingelassenen Stangenführung(en)(4") geführt sind.
  8. Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß die im Gehäusestützlager (13) aufgenommene Gelenkwelle (13') zur Anbringung eines Handstellhebels (16) ein- oder beidseitig aus dem Gehäuse (1) herausragend ausgebildet ist.
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