WO2003047815A1

WO2003047815A1 - Elektrisch angetreibene kniehebel-spannvorrichtung

Info

Publication number: WO2003047815A1
Application number: PCT/EP2002/010221
Authority: WO
Inventors: Josef-Gerhard Tünkers
Original assignee: Tünkers Maschinenbau Gmbh
Priority date: 2001-12-06
Filing date: 2002-09-12
Publication date: 2003-06-12
Also published as: US6845975B2; EP1360039A1; DE10159874C1; US20040113342A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrisch angetriebene Kniehebel-Spannvorrichtung mit einem Kopfteil (1), einem in Längsachsrichtung daran befestigten Antriebsteil (5), dem ein in entgegengesetzten Richtungen antreibbares Betätigungsglied zugeordnet ist, das getrieblich mit einem Kniehebelgelenk (26, 27, 34, 36) verbunden ist. Das Antriebsteil (5) ist als Elektromotor ausgebildet, auf dessen Welle (9) eine Schnecke angeordnet ist, die mit einem im Innern des Kopfteils (1) angeordneten Schneckenrad (14) kämmt und über das Kniehebelgelenk (26, 27, 34, 36) das Betätigungsglied, zum Beispiel einen Spannarm (42) einer Kniehebelspannvorrichtung, antreibt.

Description

ELEKTRISCH ANGETREIBENE KNIEHEBEL- SPANNVORRICHTUNG

Beschreibung

Gattung

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug mit einem Kopfteil, einem in Längsachsrichtung daran befestigten Antriebsteil, dem ein in entgegengesetzten Richtungen antreibbares Betätigungsglied zugeordnet ist, das getrieblich mit einem Kniehebelgelenk verbunden ist, über das ein Spannarm einer Kniehebelspannvorrichtung, oder eine Schweißelektrode einer Kniehebelschweißzange, oder ein Ziehdorn, oder eine Prägevorrichtung, antreibbar ist, zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie, wobei das Antriebsteil einen Elektromotor aufweist, der über ein Getriebe das Kniehebelgelenk antreibt.

Stand der Technik

Werkzeuge der vorbeschriebenen Gattung gehören in vielfältigen Konstruktionen zum Stand der Technik. Unter anderem sind sogenannte „Kniehebelspannvorrichtungen" vorbekannt, bei welchen das als Spannkopf ausgebildete Kopfteil mit einer Kolben-Zylinder-Einheit verbunden ist, die einen abwechselnd beidseitig durch Druckmitteldruck, insbesondere durch Luftdruck, zu beaufschlagenden Kolben aufweist, dessen Kolbenstange in den Innenraum des Spannkopfes hineinragt, in dem ein Kniehebelgelenk angeordnet ist, über das ein Spannarm antreibbar ist, der um eine gehäusefeste Achse auf- und niederschwenkbar ist, um zum Beispiel Karosseriebleche zu spannen. In der Regel weisen deshalb derartige Kniehebelspannvorrichtungen auch einen sogenannten Kiefer auf, so daß zwischen Kiefer und Spannhebel die zu spannenden Karosseriebleche angeordnet werden können.

Kniehebelspannvorrichtungen dieser Art sind zum Beispiel in der DE 196 16 441 C1 beschrieben.

Durch die EP 1 066 929 A2 ist eine Kniehebelspannvorrichtung vorbekannt, bei welcher das Antriebsteil durch einen Elektromotor gebildet wird.

Vorbekannt ist es auch, Kniehebelspannvorrichtungen als Clinchvorrichtungen auszubilden, bei denen unter hohem örtlichen Druck die miteinander zu verbindenden Blechteile örtlich so weit verformt werden, daß das Material zu fließen beginnt und nach Art von Schweißpunkten miteinander verbunden wird. Vorbekannt sind auch Kniehebelspannvorrichtungen, die als Prägevorrichtungen ausgebildet sind. Bei diesen wird die hohe Kraft, mit denen die Kniehebelspannvorrichtungen arbeiten, dafür verwendet, um zum Beispiel Zahlen und Buchstaben und andere Markierungen in zumeist metallische Bauteile einzuprägen. Vornehmlich werden derartige Prägevorrichtungen zum Einprägen von Kraftfahrgestell- Nummern oder dergleichen im Kfz-Bau verwendet.

Des weiteren sind durch die DE 199 42 390 A1 als Kniehebelschweißzangen ausgebildete Werkzeuge der oben beschriebenen Gattung vorbekannt. Hierbei ist dem eigentlichen Spannarm eine Schweißelektrode zugeordnet. Die Gegenelektrode kann zum Beispiel mit dem Kiefer verbunden sein. Zwischen beiden werden dann die miteinander dauerhaft zu verbindenden Bleche eingelegt und durch Punktschweißen miteinander verbunden.

Die DE 36 13 644 A1 betrifft eine Kniehebelspannvorrichtung zum Festspannen von Werkstücken, vornehmlich zur Verwendung im Karosseriebau, mit einem das Kniehebelgelenk betätigbaren, axial verstellbaren Teil, wobei dem axial verstellbaren Teil ein elektrischer Antrieb zugeordnet ist, der die Axialverstellung des Teils bewirkt. Dem elektrischen Antrieb ist ein Schubspindeltrieb oder ein Kugelgewindetrieb bzw. eine Kugelgewindespindel zugeordnet. Dabei treibt der elektrische Antrieb über ein Zahnradvorgelege eine Schraubspindel oder dergleichen an. Das axial verstellbare Teil kann auch durch einen elektrischen Linearmotor angetrieben sein.

Die US-PS 4 700 936 betrifft eine Spannvorrichtung, wobei der Antrieb eines Winkelhebels über ein Schneckengetriebe erfolgt. Das Schneckengetriebe liegt bau- abmessungsvergrößemd außerhalb der Konturen des eigentlichen Kopfes. Für Kniehebelspannvorrichtungen oder für Kniehebelgelenke der Automobilindustrie (Karosseriebau) verwendbare Ziehdorne, Schweißvorrichtungen und Zentriervorrichtungen, die durch Kniehebelgelenke angetrieben werden, läßt sich demnach diese Konstruktion nicht verwenden.

Aufgabe

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Werkzeug der gattungsgemäß vorausgesetzten Art, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Indu- strie, so auszugestalten, daß es bei robuster, baueinfacher Konstruktion weitgehend die Verwendung von handelsüblichen Bauteilen ermöglicht.

Lösung

Die Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst. Einige Vorteile

Bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug ist dem Antriebsteil ein handelsüblicher Elektromotor, zum Beispiel mit 24 V Spannung oder 220 V als Gleichstrom- oder auch Wechselstrom- oder Drehstrommotor, zugeordnet, der unmittelbar an das Kopfteil angeflanscht wird und über ein Getriebe, z. B. über ein Schneckengetriebe das Betätigungsglied antreibt. Elektromotoren dieser Art werden je nach den abverlangten Leistungen verwendet.

Ein Schneckengetriebe ist robust und ermöglicht eine sehr große Anzahl von Arbeitszyklen (Hin- und Herverstellungen des Betätigungsgliedes). Da für die Kraftübertragung nur zwei Getriebeelemente, nämlich z. B. ein Schneckenrad und eine Schnecke, erforderlich sind, treten Abdichtungsprobleme, wie zum Beispiel bei Betätigung durch Druckluft, nicht mehr auf. Außerdem brauchen keine Druckluftleitungen mehr verlegt zu werden, da dem Elektromotor die Energie baugünstig über ein Elektrokabel zugeführt wird, das sich einfacher und raumsparender verlegen läßt als Druckluftleitungen. Außerdem lassen sich bei Wartungs- und Reparaturarbeiten die Teile relativ einfach zerlegen. Der Elektromotor kann mit wenigen Handgriffen von dem Kopfteil abgenommen werden, um ihn entweder durch einen anderen zu ersetzen, oder aber, um ihn zu warten. Schnecke und Schneckenrad lassen sich innerhalb der üblichen Abmessungen der als Spannköpfe ausgebilde- ten Kopfteile von Kniehebelspannvorrichtungen oder dergleichen anordnen, so daß die Bauabmessungen nicht vergrößert zu werden brauchen. Damit lassen sich solchermaßen ausgebildete Werkzeuge auch dort verwenden, wo bisher Kniehebelspannvorrichtungen, Kniehebelschweißzangen, Präge- und Clinchwerkzeuge oder Stiftziehzylinder eingesetzt worden sind, zum Beispiel bei der Karosseriefertigung in der Kfz-Industrie.

Bei der Erfindung ist auf der von dem Elektromotor in zwei entgegengesetzten Richtungen antreibbaren Motorwelle die Schnecke drehbar angeordnet, während sich das Schneckenrad auf einer ebenfalls in entgegengesetzten Richtung drehbaren und im Kopfteil ortsunbeweglich, aber drehbar gelagerten Welle befindet. Diese Welle kann ebenso wie das Schneckenrad in Wälzlagern, zum Beispiel in Nadellagern, zur Verringerung der Bauabmessungen angeordnet sein.

Vorteilhafterweise ist hierbei das Schneckenrad über einen Nocken und über eine Drehachse mit dem Kniehebelgelenk bzw. mit Hebeln des Kniehebelgelenkes, getrieblich verbunden. Da normalerweise die Längsachse der Schnecke und die Längsachse der Drehachse des Schneckenrades unter einem Winkel von 90° zueinander angeordnet sind, ergibt sich eine kompakte Anordnung dieser Getriebeteile im Kopfteil, zum Beispiel im Spannkopf einer Kniehebelspannvorrichtung. Die Längsachse der Schwenkachse, mit der der betreffende Hebel des Kniehebelgelenks mit dem Nocken des Schneckenrades verbunden ist, verläuft parallel zur Längsachse des Schneckenrades.

Alles in allem ergibt sich somit der Vorteil, daß sich bei der Erfindung der Antrieb raumsparend im Spannkopf unterbringen läßt. Hierdurch wird die Verwendung eines handelsüblichen Elektromotors unter Verwendung eines robusten Schneckengetriebes ermöglicht. Schnecken und Schneckenrad können innerhalb der üblichen Abmessungen des Spannkopfes eines z. B. als Kniehebelspannvorrichtung ausgebildeten Werkzeuges ausgebildet sein, ohne daß die Bauabmessungen vergrößert zu werden brauchen.

Weitere erfinderische Lösungen

Erfindungsgemäß ist nach Patentanspruch 2 die Schneckenwelle im Kopfteil über zwei beabstandete Lager, zum Beispiel über Wälzlager (Nadellager, Kugellager oder dergleichen), leicht drehbar angeordnet.

Vorteilhafterweise ist gemäß Patentanspruch 3 jeder der mit dem Nocken des Schneckenrades verbundene Hebel aus mindestens zwei unter einem stumpfen Winkel mit ihren Längsachsen zueinander verlaufenden Hebelteilen gebildet, derart, daß der Scheitel des Winkels zu der der Längsachse der Schnecke abgekehrten Seite hinweist.

Auf diese Weise ist einerseits ein großer Verstellweg des durch das Kniehebelgelenk angetriebenen Betätigungsgliedes gegeben, andererseits schmiegen sich die Hebelteile dieses Kniehebelgelenkes bei ihrem Antrieb durch den Elektromotor um die Kontur des Schneckenrades, so daß ohne Vergrößerung der Querabmessungen üblicher Spannköpfe bei Kniehebelspannvorrichtungen oder dergleichen diese Getriebeteile im Kopfteil untergebracht werden können.

Erfindungsgemäß ist nach Patentanspruch 4 ein Teil des Kniehebelgelenkes über parallel sowie gleichgeformte sowie sich in Längsachsrichtung des Kopfteils erstreckende innere schlitzförmige Führungsnuten leichtgängig zwangsgeführt. Die Führung geschieht nach Patentanspruch 5 über Rollen, die wälzgelagert, vorteilhafterweise zur Verringerung der Abmessungen nadelgelagert sein können.

Von besonderem Vorteil ist eine erfindungsgemäße Lösung nach Patentanspruch 6, bei welcher die im Kopfteil vorzugsweise wälzgelagerte Welle des Schneckenrades zumindest einseitig, vorteilhafterweise beidseitig abgedichtet aus dem Kopfteil herausgeführt ist und hier eine geeignete Kupplungsformgebung besitzt, auf die ein Handhebel aufsetzbar ist. Dadurch kann im Bedarfsfalle das Werkzeug auch manuell betätigt, zum Beispiel in Spannstellung oder in Öffnungsstellung, gefahren werden.

Eine weitere erfinderische Lösung beschreibt Patentanspruch 7, bei welcher im Bereich des Kniehebelgelenkes Elemente zur Abfragung der Position angeordnet sind. Diese Elemente können Mikroschalter, induktive Schalter oder Pneumatikschalter sein, die an einer insgesamt austauschfähigen Baueinheit, in der Fachsprache auch Set oder Kassette genannt, angeordnet sind. Über diese Elemente läßt sich zum Beispiel die Spannstellung eines Spannarmes einer Kniehebelspannvorrichtung, die Position eines Zentrierdornes oder die Position von Elektroden an Kniehebelschweißvorrichtungen oder dergleichen auch fernabfragen. Mit diesen Elementen können akustische und/oder optische Anzeigeelemente, zum Beispiel in Form von Leuchtdioden, Lampen, oder dergleichen, elektrisch bzw. elektronisch verbunden sein, die die Position des entsprechenden Betätigungsgliedes auch fernanzeigen können, zum Beispiel an einem entfernten Steuerstand für zahlreiche Werkzeuge, insbesondere Kniehebelspannvorrichtungen in Fertigungsanlagen des Karosseriebaus der Kfz-Industrie - Patentanspruch 8.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform nach Patentanspruch 9. Bei dieser kann die austauschfähige Einheit von allen vier Seiten in dem Kopfteil angeordnet sein. Die jeweils nicht benötigten Längsschlitze werden durch geeignete Bauteile, insbesondere Bleche, verschlossen.

Gemäß Patentanspruch 10 können an dem Kopfteil an allen vier Seiten geeignete Befestigungsmöglichkeiten in Form von Sackbohrungen mit Gewinde, Schnellverschlüsse, Durchgangsbohrungen oder dergleichen vorgesehen sein, an denen sich im Bedarfsfalle an jeder der vier Seiten - Vorderseite, Rückseite oder an einer der Seitenflächen - die austauschfähige Einheit anordnen läßt, die in den sich in Längsachsrichtung des betreffenden Kopfteils erstreckenden schmalen Schlitz einführbar ist. Auf beiden Seiten des Schlitzes können zum Beispiel Sackbohrungen mit Gewinde vorgesehen sein, um die gesamte Vorrichtung anzuordnen, zum Beispiel eine Fertigungslinie eines Karosseriebaus der Kfz-Industrie einbauen zu können. Dadurch ergeben sich vielfältige Einbaumöglichkeiten für das erfindungsgemäße Werkzeug.

Gemäß Patentanspruch 11 ist das betreffende Getriebe selbsthemmend.

Nach Patentanspruch 12 ist dem Werkzeug eine Batterie zur Notstromversorgung zugeordnet. Diese Batterie kann dem Antriebsteil zugeordnet sein und automatisch mit dem Betrieb des Motors aufgeladen werden, so daß bei Energieausfall automatisch Strom zur Betätigung des Werkzeuges zur Verfügung steht. Nach Patentanspruch 13 sind die Schnecke und/oder das Schneckenrad aus Werkstoffen gebildet, die Notlaufeigenschaften aufweisen. Zum Beispiel können die Schnecke und/oder das Schneckenrad aus einem geeigneten Kunststoff bestehen, in dessen Masse Polytetrafluoräthylen-Schnitzel (PTFE) angeordnet sind. Dies kann dadurch geschehen, daß die Schnecke und/oder das Schneckenrad aus Kunststoff gegossen bzw. spritzgegossen werden, und daß durch Herausarbeiten von Konturen an der Oberfläche Teile derartiger PTFE-Körper hervortreten, so daß die miteinander kämmenden Oberflächenabschnitte von Schnecke und Schneckenrad auch ohne Schmierung über längere Zeit einsatzfähig bleiben - Patentanspruch 14.

In der Zeichnung ist die Erfindung - teils schematisch - beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 ein als Kniehebelspannvorrichtung ausgebildetes Werkzeug gemäß der Erfindung, wobei das Kopfteil offen dargestellt ist, während der Elektromotor in der Ansicht dargestellt wurde, und zwar bei in Spannstellung befindlichem Spannarm;

Fig. 2 das aus Fig. 1 ersichtliche Werkzeug, mit in Offenstellung geschwenktem Spannarm, und Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III - III der Fig. 1 mit einem einseitig aufgesetzten Handhebel zur manuellen Betätigung des Werkzeuges.

Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein als Spannkopf ausgebildetes Kopfteil bezeichnet, das bei der dargestellten Ausführungsform aus zwei Gehäuseteilen 2 und 3 besteht, die an ihren einander angrenzenden Wandungen flächig und abgedichtet aufeinander liegen. Die Gehäuseteile 2 und 3 sind durch nicht dargestellte Schrauben miteinander verbunden, so daß sich nach außen ein geschlossenes, gekapseltes Äußeres ergibt (Fig. 3). Zu diesem Zweck können die Gehäuseteile 2 und 3 nicht dargestellte Bohrlöcher mit Gewinde aufweisen, in die Befestigungsschrauben eingreifen (gleichfalls nicht dargestellt).

Die Längsachse des Kopfteiles 1 ist mit dem Bezugszeichen 4 bezeichnet. In Längsachsrichtung schließt sich an das Kopfteil 1 ein Antriebsteil 5 an, das bei der dargestellten Ausführungsform als Elektromotor ausgebildet ist. Der Elektromotor kann als Niedervoltmotor mit zum Beispiel 24 Volt Spannung betrieben werden.

Dem Elektromotor 5 wird der Strom über ein elektrisches Kabel 6 von einer geeigneten Stromquelle zugeführt. Im Bedarfsfalle kann dem Antriebsteil 5 auch zusätzlich eine Batterie zugeordnet sein, so daß bei Energieausfall das Antriebsteil 5 noch für eine gewisse Zeit mit elektrischer Energie versorgt wird. Die Batterie kann in das Gehäuse des Elektromotors 5 integriert sein, zum Beispiel das Teil 7 bilden. Mit dem Bezugszeichen 8 ist die Längsachse des Antriebsteils 5 bezeichnet.

Die Welle des Elektromotors 5 trägt das Bezugszeichen 9; sie ragt in einen von den Gehäuseteilen 2 und 3 umschlossenen Innenraum 10 des Kopfteils 1 und ist über beabstandete Lager 11 und 12 in dem Innenraum 10 des Kopfteils 1 drehbeweglich gelagert. Den Lagern 11 und 12 können Wälzlager, insbesondere Kugellager oder Nagellager, oder bei in Achsrichtung auftretenden Schubkräften auch Schrägwälzlager zugeordnet sein.

Der Welle 9 des Antriebsteils 5 ist eine Schnecke 13 zugeordnet, die koaxial zur Längsachse 8 des Elektromotors 5 angeordnet ist und von diesem in unterschiedlichen Drehrichtungen angetrieben werden kann.

Mit der Schnecke 13 kämmt ein Schneckenrad 14, dessen Drehachse 15 um 90 Grad versetzt zu der Drehachse 8 der Schnecke 13 verläuft. Die Drehachse 15 ist in den Gehäuseteilen 2 und 3 durch Lager 16 bzw. 17 leichtgängig gelagert. Diese Lager 16 und 17 können ebenfalls als Wälzlager, zum Beispiel als Nadellager oder Kugellager, ausgebildet sein.

Wie man aus Fig. 3 erkennt, ist die Drehachse 15 des Schneckenrades 14 bei der dargestellten Ausführungsform aus den Gehäuseteilen 2 bzw. 3 nach außen herausgeführt und besitzt hier jeweils einen angeformten Vierkant 18 bzw. 19 oder dergleichen, auf den einseitig oder abwechselnd beidseitig ein Handhebel 20 mit einer geeigneten Kupplungsaussparung aufsteckbar ist, so daß das Werkzeug auch manuell betätigt werden kann.

Wie insbesondere aus den Fig. 1 und 2 zu erkennen ist, ist mit dem Schneckenrad 14 einstückig ein Nocken 21 verbunden, der eine Bohrung 22 aufweist, durch die eine Schwenkachse 23 hindurchgreift, deren Längsachse 24 (Fig. 3) parallel zur Längsachse 25 der Drehachse 15 verläuft (Fig. 3).

Die Drehachse 15 ragt auf beiden Seiten des Nockens 21 hervor und ist in diesem Bereich mit je einem Gelenkhebel 26 und 27 getrieblich verbunden, der Teil eines Kniehebelgelenkes bildet. Jeder der Gelenkhebel 26 und 27 besteht aus zwei einstückig miteinander verbundenen Hebelteilen, von denen in der Zeichnung lediglich die Hebelteile 28 und 29 mit Bezugszeichen bezeichnet wurden. Die Längs¬

achsen 30 und 31 der Hebelteile 28 und 29 bilden einen stumpfen Winkel α mit¬

einander, dessen Scheitel zu der der Schnecke 13 abgekehrten Seite der Längsachse 4 hinweist (Fig. 1 und 2).

Am entgegengesetzten Ende sind die Gelenkhebel 26 und 27 auf einem Füh- rungs- und Schwenkbolzen 32 (Fig. 3) schwenkbeweglich gelagert. Dieser Fun- rungs- und Schwenkbolzen 32 verläuft mit seiner Längsachse 33 parallel zur Längsachse 24 der Schwenkachse 23 und damit auch parallel zur Längsachse der Drehachse 15 des Schneckenrades 14. Der Führungs- und Schwenkbolzen 32 ist dabei so lang bemessen, daß die Gelenkhebel 26 und 27 an den Endbereichen des Führungs- und Schwenkbolzens 32 gelagert sind. Die Lagerung kann ebenfalls über Wälzlager, vornehmlich Nadellager oder Kugellager, reibungsarm geschehen.

Zwischen sich schließen die Gelenkhebel 26 und 27 einen Hebel 34 des Kniehebelgelenkes (Fig. 3) ein, der folglich im mittleren Längenabschnitt des Führungs- und Schwenkbolzens 32 schwenkbeweglich angeordnet ist. Die Lagerung des Hebels 34 kann ebenfalls über Wälzlager, vornehmlich über ein Nadellager oder Kugellager, reibungsarm geschehen. Am dem zum Führungs- und Schwenkbolzen 32 entgegengesetzten Ende ist der Hebel 34 um einen Schwenkbolzen 35 ebenfalls schwenkbeweglich gelagert, dessen Längsachse parallel zur Längs- und Schwenkachse des Führungs- und Schwenkbolzens 32 verläuft.

Auf dem Schwenkbolzen 35 ist mindestens ein, vorzugsweise sind zwei beab- standete Hebel 36 schwenkbeweglich gelagert. Die Lagerung kann ebenfalls über Wälzlager, wie Nadellager oder Kugellager, geschehen. Die Hebel 36 sind an ihrem entgegengesetzten Ende auf einem gehäusefesten Drehbolzen 37 schwenkbeweglich angeordnet, der zwar schwenkbeweglich, ansonsten unbeweglich sein kann. Der Drehbolzen 37 ist in Lagern angeordnet, die sich in den jeweils zugehörigen Gehäuseteilen 2 oder 3 befinden. Den Lagern können ebenfalls Wälzlager, zum Beispiel Nadellager oder Kugellager, zugeordnet sein.

Wie insbesondere aus Fig. 3 zu erkennen ist, ist der Führungs- und Schwenkbolzen 32 so lang bemessen, daß er an beiden Enden aus den betreffenden Bohrungen der Gelenkhebel 26 bzw. 27 hervorragt. Auf diesen freien Endabschnitten ist je eine Führungsrolle 38 bzw. 39 drehbeweglich gelagert. Die Lagerung kann ebenfalls durch Wälzlager wie Nadellager oder Kugellager vorgenommen sein, so daß insgesamt eine große Leichtgängigkeit der Gelenkteile, auch des Kniehebelgelenks, gegeben ist. Die Führungsrollen 38 und 39 sind jeweils in einer Längsführungsnut 40 bzw. 41 zwangsgeführt. Diese Längsführungsnuten 40 und 41 sind gleich groß und gleich geformt, besitzen also die gleichen Abmessungen, sie sind auf diametral einander gegenüberliegenden Seiten in die Innenwandungen der Gehäuseteile 2 und 3 eingearbeitet, und demnach praktisch koaxial zueinander angeordnet, so daß bei der Hubbewegung die Führungsrollen 38 und 39 leichtgängig in diesen Längsführungsnuten 40 und 41 geführt sind, wobei die Führungsrollen 38 und 39 in den Längsführungsnuten 40 und 41 abrollen.

Dem Drehbolzen 37 ist bei der dargestellten Ausführungsform ein Spannarm 42 zugeordnet, der in Richtung A bzw. B um ein begrenztes Winkelmaß schwenkbeweglich angeordnet ist. Ein dargestelltes Widerlager für den Spannarm 42, ein sogenannter Kiefer, der mit dem Kopfteil 1 verbunden ist, kann übliche Ausbildungen besitzen und ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Zwischen Kiefer und Spannhebel 42 können geeignete Bauteile, zum Beispiel Karosseriebleche im Kfz-Bau, eingespannt werden.

Es ist aber auch möglich, dem Kniehebelgelenk ein anderes Betätigungsglied, zum Beispiel einen Zentrierbolzen, zuzuordnen.

Des weiteren kann in Abwandlung der dargestellten Ausführungsform dem Spannarm 42 mindestens eine Schweißelektrode zugeordnet sein, um zwischen der Schweißelektrode und einem Widerlager, zum Beispiel eine zweite Elektrode, eingespannte Bauteile unter hohem Druck punktförmig zusammenzuschweißen.

Der Spannarm 42 kann auch als Clinchbauteil oder als Prägestempel ausgebildet sein, der über das Kniehebelgelenk mit hohem Druck angetrieben wird.

Wie man erkennt, umschließen die Gelenkhebel 26 und 27 in der Offenstellung (Fig. 2) durch ihre besondere Ausgestaltung das Schneckenrad 14 (Fig. 2) bzw. dessen Drehachse 15 einseitig.

Vorteilhafterweise kann für das Antriebsteil 5 ein handelsüblicher Elektromotor von zum Beispiel 24 V Betriebsspannung, verwendet werden. Generell sind aber alle handelsüblichen Elektromotoren, egal ob für Wechselstrom oder Gleichstrom, verwendbar.

Mit den Bezugszeichen 43 und 44 sind Sensoren, zum Beispiel Mikroschalter, bezeichnet, die an einem Blechteil 45 als insgesamt austauschfähige Einheit angeordnet sind. Dieses Blechteil wird in der Praxis auch Set oder Platine genannt. Diese austauschfähige Einheit kann durch einen seitlichen und/oder durch einen vorderen und/oder durch einen rückseitigen Schlitz in den Innenraum 10 des Kopfteils 1 einbringbar sein. Die austauschfähige Einheit deckt vorzugsweise den jeweils vorgesehenen Schlitz nach außen ab. Nicht benötigte Schlitze können durch geeignete Blechstreifen abgedeckt werden. Auf diese Weise ist die Vorrichtung von allen vier Seiten einbaubar, auch von der Rückseite, ohne daß an den üblichen genormten Abmessungen von zum Beispiel Kniehebelspannvorrichtungen, Zentrierzylindern, Präge- oder Clinchvorrichtungen nichts geändert zu werden braucht. Sofern die Schlitze von der Vorder- und Rückseite angeordnet werden, sind diese schmal und erstrecken sich in Richtung der Längsachse 4 des Kopfteils 1 , derart, daß auf beiden Seiten des Schlitzes zum Beispiel Sackbohrungen mit Gewinde angebracht werden können, um die gesamte Vorrichtung in eine Fertigungslinie, insbesondere im Karosseriebau der Kfz-Industrie, einbauen zu können. Wie aus Fig. 3 zu erkennen ist, ist der Spannarm in dieser Ansicht etwa U-förmig ausgestaltet und besitzt zwei U-Schenkel, mittels derer er auf dem seitlich aus dem Kopfteil 1 herausgeführten Drehbolzen 37 auswechselbar angeordnet werden kann.

Bezugszeichenliste

Kopfteil, Spannkopf Gehäuseteil

Längsachse Antriebsteil, Elektromotor Kabel, elektrisches Batterieteil Längsachse, Drehachse Welle Innenraum Lager

Schnecke Schneckenrad Drehachse Lager Vierkant

Handhebel

Nocken

Bohrung

Schwenkachse

Längsachse

Gelenkhebel

»

Hebelteil

»

Längsachse

»

Führungs- und Längsachse Hebel Schwenkbolzen Hebel Drehbolzen Führungsrolle 40 Längsführungsnut

42 Spannarm

43 Sensor

44 w

45 Blechteil

A Schwenkrichtung

B n α Winkel

Literaturverzeichnis

DE 196 16441 C1

DE 199 42 390 A1

EP 1 066 929 A2

Nicht vorveröffentlichte deutsche Gebrauchsmusteranmeldung der Anmelderin

201 16 016.1

Claims

Patentansprüche

1. Werkzeug mit einem Kopfteil (1), einem in Längsachsrichtung daran befestigten Antriebsteil (5), dem ein in entgegengesetzten Richtungen antreibbares Betätigungsglied zugeordnet ist, das getrieblich mit einem Kniehebelgelenk (26, 27, 34, 36) verbunden ist, über das ein Spannarm (42) einer Kniehebelspannvorrichtung, oder eine Schweißelektrode einer Kniehebelschweißzange, oder ein Ziehdorn, oder eine Prägevorrichtung, antreibbar ist, zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie, wobei das Antriebsteil (5) einen Elektromotor aufweist, der über ein Getriebe das Kniehebelgelenk (26, 27, 34, 36) antreibt, wobei mit der Welle (9) des Elektromotors (5) eine Schnecke (13) getrieblich gekuppelt ist, die zusammen mit einem damit kämmenden Schneckenrad (14) in einem Innenraum (10) des Kopfteils (1) angeordnet ist, wobei mit dem Schneckenrad (14) ein Nocken (21) einstückig verbunden ist, mit dem eine Schwenkachse (23) in getrieblicher Verbindung steht, deren Längsachse (24) parallel zur Drehachse (15) des Schneckenrades (14) verläuft, wobei auf der Schwenkachse (23) des Nockens (21) auf diametral gegenüberliegenden Seiten des Schneckenrades (14) dieses zwischen sich ergreifend je ein Gelenkhebel (26, 27) gelagert ist, der mit Gelenkhebeln (34, 36) des Kniehebelgelenkes zusammenwirkt.

2. Werkzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (9) der Schnecke (13) durch zwei beabstandete Lager (11 , 12) in dem Innenraum (10) des Kopfteils (1 ) gelagert ist.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Gelenkhebel (26, 27) aus zwei Hebelteilen (28, 29) besteht, deren

Längsachsen (30, 31) einen stumpfen Winkel (α) miteinander bilden, derart,

daß der Scheitel dieses Winkels (α) auf der einen Seite der Längsachse (8)

der Schnecke (13) angeordnet und von diesem weggerichtet ist, wobei die Hebelteile (28, 29) jedes Gelenkhebels (26, 27) in Öffnungsstellung des Werkzeuges die Drehachse (15) des Schneckenrades (14) einseitig auf einem Umfangswinkel von z. B. mehr als 180° umschließen.

4. Werkzeug nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkhebel (26, 27) an ihrem dem Nocken (21 ) und der Schwenkachse (23) abgekehrten Endabschnitt auf einem Führungs- und Schwenkbolzen (32) gelagert sind, der an seinen Endbereichen je eine Führungsrolle (38, 39) aufweist, wobei jede dieser Führungsrollen (38, 39) in je einer Längsführungsnut (40, 41 ) drehbeweglich zwangsgeführt ist, die in den Innenseiten der Gehäuseteile (2, 3) des Kopfteils (1 ) eingearbeitet sind und parallel zueinander sowie parallel zur Längsachse der Schnecke (13) und deren Welle (9) mit ihren Längsachsen verlaufen, wobei zwischen den Gelenkhebeln (26, 27) ein Hebel (34) des Knie- hebelgelenks (26, 27, 34, 36) angeordnet ist, das auf dem mittleren Längenabschnitt des Führungs- und Schwenkbolzens (32) schwenkbeweglich gelagert ist.

5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Führungsrolle (38, 39) in Wälzlagern, vornehmlich in je einem Nadellager, und vorzugsweise auch der Hebel (34) auf dem Führungs- und Schwenkbolzen (32) in einem Wälzlager, vorzugsweise ebenfalls in einem Nadel- oder Kugellager, gelagert ist.

6. Werkzeug nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (15) des Schneckenrades (14) nach außen aus dem Kopfteil (1) herausgeführt und hier mit je einer Kupplung versehen ist, mit der zumindest einseitig, vorzugsweise auf beiden Seiten, jeweils ein Handhebel (20) zur manuellen Betätigung des Werkzeuges kuppelbar ist.

7. Werkzeug nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Innenraum (10) vorzugsweise als Mi- kroschalter, induktive Schalter oder als Pneumatikschalter ausgebildete Sensoren (43, 44) z. B. verstellbar angeordnet sind.

8. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (43, 44) an einem Blechteil (45) als insgesamt austauschfähige Einheit angeordnet sind.

9. Werkzeug nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die austauschfähige Einheit durch einen vorderen und/oder seitlichen und/oder rückseitigen Schlitz in den Innenraum (10) des Kopfteils (1) einsetzbar ist und daß der betreffende Schlitz durch die austauschfähige Einheit nach außen hin fugendicht abgedichtet ist.

10. Werkzeug nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfteil (1) an allen vier Seiten mit geeigneten Befestigungsmöglichkeiten, wie Sackbohrungen mit Gewinde, Schnellverschlüssen, Durchgangsbohrungen oder dergleichen, versehen ist, derart, daß unter Beibehaltung der Anbringung des Werkzeuges im Bedarfsfalle an jeder der vier Seiten - Vorderseite, Rückseite oder an einer der Seitenflächen - je ein Schlitz vorgesehen ist und daß der betreffende Schlitz die austauschfähige Einheit aufnimmt, derart, daß beiderseits des Schlitzes für das Einbringen der austauschfähigen Einheit Befestigungsbohrungen mit Gewinde oder dergleichen versehen sind, während die nicht benötigten Schlitze durch eine Abdeckung verschlossen sind.

11. Werkzeug nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe selbsthemmend ist.

12. Werkzeug nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Antriebsteil (5) eine insbesondere aufladbare Batterie zur Notstromversorgung zugeordnet ist.

13. Werkzeug nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebeteile, insbesondere die Schnecke (13) und das Schneckenrad (14), aus einem Notlaufeigenschaften besitzenden Werkstoff bestehen.

14. Werkzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (13) und/oder das Schneckenrad (14) aus einem Kunststoffblock hergestellt sind, der in flüssigem Zustand Polytetrafluoräthylen-Schnitzel aufnimmt, die bei Erstarren gleichmäßig - möglichst homogen verteilt - in der Masse des Stützkörpers angeordnet sind und bei Bearbeitung und/oder Abnutzung der miteinander kämmenden Oberflächenabschnitte der Getriebeteile, zum Beispiel Schnecke (13) und Schneckenrad (14), hervortreten und dem Getriebe Notlaufeigenschaften geben.