Kniehebelspannvorrichtung

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Kniehebelspannvorrichtung, insbesondere zur Verwendung in Vorrichtungen und Schweißmaschinen des Karosseriebaus der Kfz-Industrie. Erfindungsgemäß wird aufgezeigt, wie bei einer sowohl von Hand zustellbaren wie auch durch Druckmitteldruck zu beaufschlagenden Kniehebelspannvorrichtung eine störungsfreie und robuste Kinematik zur Übertragung der Kräfte von den Handhebeln auf das Kniehebelgelenk geschaffen werden kann, wobei die Konstruktion weitgehend schmutz-, staub- und spritzflüssigkeitsgeschützt gekapselt sein soll.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Kniehebelspannvorrichtung, insbesondere zur Verwendung in Vorrichtungen und Schweißmaschinen des Karosseriebaus der Kfz-Industrie.

[0002] Kniehebelspannvorrichtungen werden insbesondere im Karosseriebau der Kfz-Industrie für vielfältige Anwendungszwecke eingesetzt. Zum Beispiel werden Kniehebelspannvorrichtungen mit Handzustellvorrichtung in Schweißvorrichtungen eingesetzt, um innerhalb automatisch arbeitender angesteuerter Kniehebelspannvorrichtungen Zusatzteile von Hand einzulegen und mittels Handbetätigung vorspannen zu können. Nachdem diese zu spannenden Teile durch die handbetätigten Kniehebelspannvorrichtungen fixiert sind, erfolgt das Schließen aller, auch der automatischen Kniehebelspannvorrichtungen durch Druckmittelbeaufschlagung, insbesondere durch Luftdruck.

[0003] Vorbekannte Kniehebelspannvorrichtungen haben bereits einen Handhebel, der mit dem Kniehebelgelenk verbunden ist und somit die Schließ- und Öffnungsbewegung der Kniehebelspannvorrichtung zwangsläufig mitmacht und dadurch eine Gefahr für das Bedienungspersonal darstellt. Werden nämlich diese Kniehebelspannvorrichtungen durch die Handzustellvorrichtung vorgespannt und anschließend alle Kniehebelspannvorrichtungen durch den Druckmitteldruck, insbesondere durch Luftdruck, beaufschlagt, so führt dies zu einem entsprechenden Zurückschlagen der Handhebel, was erhebliche Verletzungen der Bedienungspersonen zur Folge haben könnte.

[0004] Diesen Nachteil beseitigt bereits die durch die DE 35 13 680 vorbekannte Kniehebelspannvorrichtung zum Festspannen von Werkstücken mit einer an der Kolbenstange eines doppelt wirkenden Spannzylinders angreifenden, von Hand betätigbaren und mit einem Handhebel versehenen Zustelleinrichtung. Bei dieser vorbekannten Kniehebelspannvorrichtung ist der zweiarmig ausgebildete und mit einem Handgriff versehene Handhebel mit einer Schwenkachse in der Kolbenstange des Spannzylinders gelagert, wobei der dem Handgriff abgewandte Hebelarm über ein Drehgelenk mit einem Spannteil und der dem Handgriff zugewandte Hebelarm über ein Drehgelenk sowie ein Koppelglied gelenkig mit einem in einer Kulisse geführten Gleitstein verbunden ist. In der kolbenstangenseitigen Stirnwand des Spannzylinders ist ein den Rückhubraum des Spannzylinders überwachendes 3/2-Wege-Ventil des Sperrventils angeordnet, dessen Entlüftungsstellung für den Rückhubraum über eine von diesem Ventil überwachte, in Freiheit führende Entlüftungsleitung durch den Gleitstein einstellbar ist und dessen Sperrstellung für diese Entlüftungsleitung durch den mit der Kolbenstange in einer Schleppverbindung stehenden Spannkolben während seiner von der Kolbenstange unabhängigen Längsbewegung erfolgt, wobei in dieser Sperrstellung der Rückhubraum mit einem 5/2-Wege-Ventil - Umschaltventil für den Spannzylinder - über die übrigen 2 Wege dieses Sperrventils verbindbar ist.

[0005] Das Absperrventil ist als zwischen zwei Anschlägen in dessen Längsrichtung verschieblicher Kolbenschieber oder als zu öffnendes und zu schließendes Ventil ausgebildet.

[0006] Der Kniehebelspannvorrichtung ist somit eine Absperrvorrichtung zugeordnet, die abwechselnd zum Entlüften des von der Kolbenstange durchsetzten Zylinderraumes (Ringraum) durch die Handzustellvorrichtung in Entlüftungsstellung und durch den Kolben selbst in eine Sperrstellung gebracht werden kann, wenn der dem Ringraum gegenüberliegende andere Zylinderraum beim automatischen Spannen vom vollen Druckmitteldruck, insbesondere Luftdruck, beaufschlagt wird. Dies wird so gelöst, daß einer Kniehebelspannvorrichtung ohne äußerer konstruktiver Änderungen ein Absperrschieber bzw. ein Ventil zugeordnet wird, welches durch Handbetätigung die Ringseite der Kniehebelspannvorrichtung entlüftet und die Druckmittelzuführung auf der Ringseite gleichzeitig absperrt.

[0007] Durch die DE 36 13 852 ist eine druckmittelbetätigbare Kniehebelspannvorrichtung zum Festspannen von Werkstücken, und zwar ebenfalls vornehmlich zur Verwendung in Vorrichtungen und Schweißmaschinen des Karosseriebaus in der Kfz-Industrie, vorbekannt, mit einem an der Kolbenstange eines doppelt wirkenden Spannzylinders angreifenden, von Hand betätigbaren, zweiarmigen Handhebel, dem ein Handgriff zugeordnet ist. Der zweiarmige Handhebel ist mit einer Schwenkachse an der Kolbenstange gelagert. Der dem Handgriff abgewandte Hebelarm des zweiarmigen Handhebels ist über ein Drehgelenk mit einem Spannteil verbunden. In der kolbenstangenseitigen Stirnwand des Spannzylinders ist ein den Rückhubraum des Spannzylinders überwachendes, als Mehrwegeventil ausgebildetes Sperrventil angeordnet, dessen Entlüftungsstellung für den Rückhubraum über eine von diesem Sperrventil überwachte, ins Freie führende Entlüftungsleitung durch ein dem handhebelseitigen Ende des zweiarmigen Handhebels zugeordnetes Verstellteil steuerbar ist. Die Sperrstellung des Sperrventils erfolgt für die Entlüftungsleitung durch den mit der Kolbenstange in einer Schleppverbindung stehenden Spannkolben während seiner von der Kolbenstange unabhängigen Längsbewegung, wobei ferner eine dem Kniehebelgelenk zugeordnete Klemmlasche vorgesehen ist, die einerseits über eine Schwenkachse mit dem Spannteil und andererseits mit der Kolbenstange über eine andere, dazu parallel verlaufende Schwenkachse verbunden ist. Der zweiarmige Handhebel ist ebenfalls an derselben, die Klemmlasche mit der Kolbenstange verbindenden Schwenkachse schwenkbeweglich angeordnet. Der Handgriff weist ferner einen auf dem zweiarmigen Handhebel über eine parallel zu den Gelenkachsen des Kniehebelgelenkes verlaufenden Schwenkachse schwenkbeweglich angeordneten zweiarmigen Hebel auf, der zwischen mindestens zwei an dem zweiarmigen Handhebel - gegebenenfalls mittelbar - gebildeten Anschlägen schwenkbeweglich ist. Der dem Handhebel abgewandte Hebelarm des zweiarmigen Handhebels bildet das Verstellteil. Hierdurch ist es möglich, den Kniehebelmechanismus manuell zu schließen und zu öffnen. Dadurch läßt sich die Lage von Hand vorgespannter Teile auch wieder korrigieren.

[0008] Aus der DE 83 07 606 U1 ist eine Vorrichtung mit einem Handhebel zum Ausführen einer Zustell- und Spannbewegung vorbekannt; an eine einfachere Ausbildung des Schaltungselementes (5/3-Wege-Ventil) für eine Spannvorrichtung, die mehrere Kniehebelspannvorrichtungen aufweist, und an Mittel, die beim automatischen Spannen das gefährliche Hin- und Herschlagen des Handhebels verhindern, ist dort aber nicht gedacht worden.

[0009] Die DE-PS 156 107 zeigt keine Kniehebelspannvorrichtung, sondern eine hydraulische Presse. Es ist dort zwar ein zweiarmiger Handhebel zum Steuern eines Druckmittelzylinders vorhanden; da aber dieser Handhebel schwenkbar an der Kolbenstange und am Pressenständer gelagert ist und Kolben mit Kolbenstange in Schleppverbindung mit dem Arbeitszylinder stehen, wird während der Zustellbewegung des Arbeitszylinders zwangsläufig auch der Handhebel geschwenkt.

[0010] Aus der DE 29 04 378 ist lediglich ein mit einer Kolbenstange in einer Schleppverbindung stehender Spannkolben beschrieben. Dieser dient jedoch dazu, in der einen Anschlagstellung das Führen des Werkstückes durch die vom Kolben betätigten Greiferbacken zu ermöglichen und anschließend mittels eines zweiten Arbeitskolbens (Spannkolben) das Werkstück mit den Greifern ergreifen zu können, ohne daß der erste Kolben die Bewegung der Kolbenstange sperren kann.

[0011] Die Pressensteuerung nach der DE-AS 10 16 128 zeigt ebenfalls keine Einrichtung zum Schwenken eines Handhebels bei Kniehebelspannvorrichtungen, weil dort der Handhebel auf einer Einrichtung zum Verändern des Pressenhubes aufsteckbar und abnehmbar angeordnet ist.

[0012] Die GB-PS 814 938 zeigt schließlich die Einrichtung zum Montieren eines Sprengringes in eine radiale Wellen- oder Bolzennut. Diese Einrichtung ist mit einem Handhebel versehen, der als Betätigungshebel für das Steuerventil dient. Beim Betätigen dieses Hebels taucht ein Widerlagerteil zum Ausrichten der Einrichtung zur radialen Führung in diese Nut ein und gleichzeitig wird der Stößel zum Entnehmen eines Sprengringes aus einem Magazin und zum Montieren in die Ringnut mitgenommen.

[0013] Die deutsche Gebrauchsmusteranmeldung 295 04 267.2 betrifft eine Kniehebelspannvorrichtung, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie, mit einem Spannkopf und einem in achsialer Verlängerung daran anschließenden Zylinder, in dem ein abwechselnd beidseitig durch Druckmitteldruck, vorzugsweise durch Luftdruck, zu beaufschlagender Kolben längsverschieblich und dichtend geführt ist, der mit seiner Kolbenstange den Zylinder und einen sich daran in achsialer Richtung anschließenden Spannkopf durchgreift, wobei am freien Ende der Kolbenstange innerhalb des Gehäuses eine Kniehebelanordnung befestigt ist, der ein Spannarm zugeordnet ist, gegebenenfalls mit Endschaltern bzw. Stellungsgebern, wobei der Spannkopf nur aus zwei materialmäßig einstückigen, schalenförmigen Gehäuseteilen besteht, die die Kniehebelgelenkanordnung und einen Teil der Kolbenstange staub-, schmutz- und spritzgeschützt nach außen hin kapseln, wobei in den inneren Wandungen der Gehäuseteile Führungsnuten für die Kniehebelgelenkanordnung und Durchgangsbohrungen für einen Schwenkbolzen der Kniehebelgelenkanordnung und gegebenenfalls eine Öffnung für eine Kassette für Mikroschalter, oder induktive Schalter oder für pneumatische Schalter angeordnet sind. Die Trennebene verläuft parallel zur Längsachsrichtung in Richtung der Kolbenstange. Der Spannarm ist an einem Gabelarm angeschraubt, wobei der Gabelarm auf profiliertem Schwenkbolzen der Kniehebelgelenkanordnung gehalten ist, derart, daß der Gabelarm von außen die schalenförmigen Gehäuseteile umgreift und durch eine Haltelasche lösbar auf den Enden des Schwenkbolzens angeordnet ist. Dabei kann die Anordnung so getroffen sein, daß der Gabelarm jeweils ein Anschraubteil einstückig aufweist, das je nach den Einbaubedingungen mittig oder außermittig an dem Gabelarm angeordnet ist, wobei mit dem Anschraubteil jeweils der Spannarm durch Schrauben oder dergleichen befestigt ist.

[0014] Aus der DE 22 22 686.4-15 ist eine druckmittelbetätigbare Kniehebelspannvorrichtung für Karosserieteile, bestehend aus einem Gehäuse mit einem Zylinderraum für den Kolben, an dessen freiem Kolbenstangenende Führungsmittel für die Kolbenstange und ein Kolbenstangenbolzen angeordnet sind, der über eine Lasche mit dem Kniegelenk eines Werkstück-spannenden-Winkelhebels verbunden ist, welcher auf einem im Gehäuse gelagerten Lagerzapfen schwenkbar gelagert ist, vorbekannt. Die Führungsmittel für die Kolbenstange bestehen aus an den Enden des Kolbenstangenbolzens vorgesehenen Rollen, die in in Achsrichtung der Kolbenstange verlaufenden Führungsnuten oder Längsschlitzen in einem abdichtungsfreien Bewegungsraum führbar sind, der im Gehäuse auf der Seite mit dem freien Kolbenstangenende unabhängig vom Querschnitt der Kolbenstange gestaltbar ist. Bei einer weiteren Konstruktion bestehen die Führungsmittel für die Kolbenstange aus an den Enden des unmittelbar am Ende der Kolbenstange angeordneten Kolbenstangenbolzens vorgesehenen Rollen, die in in Achsrichtung der Kolbenstange verlaufenden Führungsnuten oder Längsschlitzen in einem abdichtungsfreien Bewegungsraum führbar sind, der im Gehäuse auf der Seite mit dem freien Kolbenstangenende unabhängig vom Querschnitt der Kolbenstange gestaltbar ist.

[0015] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kniehebelspannvorrichtung, insbesondere zur Verwendung in Vorrichtungen und Schweißmaschinen des Karosseriebaus der Kfz-Industrie, zu schaffen, die sowohl von Hand zustellbar wie auch durch Druckmitteldruck beaufschlagbar ist und die eine störungsfreie, robuste Kinematik zur Übertragung der Kräfte von den Handhebeln auf das Kniehebelgelenk aufweist und die weitgehend schmutz-, staub- und spritzflüssigkeitsgeschützt gekapselt sein soll.

[0016] Die Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst.

[0017] Bei der Erfindung besteht die Verbindung zwischen Handhebel und Kolbenstange aus einem Gelenkhebel, der mit einem starren Mitnehmer verbunden ist, der unmittelbar in einer Kulissenführung der Kolbenstange geführt und gehalten ist. Dadurch wird die Anzahl der Einzelteile verringert und ein hohes Maß an Funktionstüchtigkeit erreicht. Außerdem besteht das Gehäuse des Spannkopfes nur noch aus zwei schalenförmigen Teilen, die sich zu dem Gehäuse ergänzen. Dadurch wird die Anzahl von Einzelteilen weiterhin verringert. Des weiteren sind diese Gehäuseteile derart ausgebildet, daß der Gelenkhebel und der starre Mitnehmer und dessen unmittelbare Kulissenführung in der Kolbenstange selbst allseitig gegen Staub, Schmutz, zum Beispiel Späneeinfall, aber auch gegen Spritzwasser und gegen Schweißperlen, geschützt sind. Letztere können insbesondere beim Verschweißen von Blechen der Automobilindustrie auftreten, da diese Bleche oftmals beschichtet sind.

[0018] Eine Leichtgängigkeit der Vorrichtung wird dadurch erreicht, daß die Gehäuseteile bzw. Gehäuseschalen an ihrem Innern alle erforderlichen Nuten bzw. Vertiefungen zum Führen der Kniehebelgelenkanordnung und deren Lagerung aufweisen. Zum Beispiel kann der Gelenkbolzen der Kniehebelgelenkanordnung über Rollen in parallel sowie in Längsachsrichtung der Kolbenstange angeordnete innere Führungsnuten geführt sein.

[0019] Des weiteren weisen die beiden Gehäuseteile auch die Lageröffnungen für den Drehbolzen des Spannkopfes und gegebenenfalls abgedichtete Öffnungen für die Schwenkachse des Handhebels auf, der in dem Raum zwischen dem Schwenkbolzen des Spannarmes und dem den Kolben aufnehmenden Zylinder angeordnet sein kann.

[0020] Weitere erfinderische und sehr vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen 2 bis 16 beschrieben.

[0021] Bei Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 2 verläuft die starre Kulisse für den Mitnehmer quer zur Längsachse der Kolbenstange selbst. Dadurch wird eine kompakte Bauform erreicht.

[0022] Besonders vorteilhaft ist es, wenn gemäß Patentanspruch 3 die Kulisse geradlinig und orthogonal zur Längsachse der Kolbenstange angeordnet ist.

[0023] Bei der Ausführungsform nach Patentanspruch 4 ist der starre Mitnehmer in der Kulisse der Kolbenstange nur gleit- und schwenkbeweglich oder abrollbar geführt.

[0024] Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ist in Patentanspruch 5 beschrieben. Hierdurch ergibt sich eine große Leichtgängigkeit bei geringem Spiel und robuster, dauerhafter Kraftübertragung.

[0025] In Patentanspruch 6 ist eine weitere alternative Konstruktion erläutert. Dies trifft auch für Patentanspruch 7 zu.

[0026] Eine bevorzugte Ausführungsform beschreibt Patentanspruch 8. Hierdurch wird eine besonders spielfreie, leichtgängige Kupplung ermöglicht.

[0027] Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist in Patentanspruch 9 beschrieben.

[0028] Durch eine Ausführungsform nach Patentanspruch 10 wird die Anzahl unverlierbarer Teile weiterhin verringert.

[0029] Zu einer kompakten Bauweise trägt auch eine Ausführungsform nach Patentanspruch 11 bei.

[0030] Dies gilt auch für eine Ausführungsform nach Patentanspruch 12.

[0031] Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ist in Patentanspruch 13 beschrieben.

[0032] Zweckmäßigerweise wird gemäß Patentanspruch 14 der Gelenkhebel in der Seitenansicht etwa S-förmig gestaltet.

[0033] Eine besonders sichere und raumsparende Führung des Gelenkhebels ergibt sich durch eine Ausführungsform gemäß Patentanspruch 15.

[0034] Bei der Ausführungsform gemäß Patentanspruch 16 ist auf jedem Ende des Schwenkbolzens der Kniehebelgelenkanordnung je mindestens eine Rolle angeordnet, die jeweils in einer der Führungsnuten der schalenförmigen Gehäuseteile abrollbar gelagert ist. Dadurch werden auch diese Rollen nach außen hin optimal geschützt. Die Führungsnuten sind einstückig mit den schalenförmigen Gehäuseteilen ausgebildet und stellen deshalb keine verlierbaren losen Einzelteile dar. Von außen sind diese Führungsnuten nicht zu erkennen und ragen deshalb auch nicht hervor, so daß der Spannkopf besonders kompakt baut.

[0035] In der Zeichnung ist die Erfindung - teils schematisch - an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1

eine Kniehebelspannvorrichtung, teils in der Seitenansicht, teils im Längsschnitt;

Fig. 2

eine Stirnansicht zu Fig. 1, teils im Schnitt mit durch strichpunktierten Linien angedeutetem, alternativ aufsteckbaren Handhebel;

Fig. 3

ein Gehäuseteil in der Draufsicht auf die Trennebene und

Fig. 4

eine entsprechend Fig. 3 gestaltete Draufsicht auf das andere Gehäuseteil.

[0036] Das Bezugszeichen 1 bezeichnet einen Spannkopf, an dem sich achsial ein Zylinder 2 anschließt, in dem längsverschieblich und dichtend ein nicht dargestellter Kolben angeordnet ist. Der Zylinder 2 ist bei der dargestellten Ausführungsform flachoval ausgebildet, so daß der Kolben entsprechend gestaltet ist. Mit dem Kolben ist eine Kolbenstange 3 verbunden, die den Zylinder 2 und den Spannkopf 1 teilweise achsial durchgreift. Die Kolbenstange 3 durchgreift außerdem einen Deckel 4, in dem sie durch eine nicht dargestellte Dichtung abgedichtet geführt ist.

[0037] Des weiteren läßt insbesondere die Fig. 1 erkennen, daß die Kolbenstange 3 an ihrem Ende mit einer Kniehebelgelenkanordnung 5 verbunden ist, der ein Spannarm 6 zugeordnet ist. Dieser Spannarm 6 ist in Richtung X bzw. Y je nach Beaufschlagung des Kolbens mit Luftdruck schwenkbeweglich. Der Öffnungswinkel dieses Spannarms kann variabel sein und zum Beispiel maximal 135 Grad betragen.

[0038] Wie insbesondere aus Fig. 2 zu erkennen ist, weist der Spannkopf 1 ein Gehäuse auf, das aus zwei schalenförmigen Gehäuseteilen 7 und 8 besteht, die sandwichartig dicht aufeinanderliegen. Die Gehäuseteile 7 und 8 sind durch eine geradlinig verlaufende Trennebene 9 voneinander getrennt, so daß die Gehäuseteile 7 und 8 flächig durch Wandungen 10 und 11 aufeinanderliegen und durch Schrauben (nicht dargestellt) lösbar und dicht miteinander verbunden sind.

[0039] Die schalenförmigen Gehäuseteile 7 und 8 sind allseitig geschlossen ausgebildet und weisen lediglich an ihrer einen Seite je eine etwa halbkreisförmige Aussparung 12 bzw. 13 auf, die sich somit zu einer Bohrung ergänzen, durch die die Kolbenstange 3 in den durch die Gehäuseteile 7 und 8 umgrenzten Raum 14 hineinragen. In diesem Raum 14 ist auch die Kniehebelgelenkanordnung 5 angeordnet. Das innerhalb des Raumes 14 liegende Ende der Kolbenstange 3 und die Kniehebelgelenkanordnung 5 sind damit schmutz-, staub- und spritzflüssigkeitsdicht nach außen hin abgekapselt.

[0040] Die beiden schalenförmigen Gehäuseteile 7 und 8 weisen je eine sie orthogonal durchsetzende Bohrung 15 und 16 auf, durch die ein Schwenkbolzen 17 für die Kniehebelgelenkanordnung 5 hindurchgreift.

[0041] Des weiteren weisen die beiden schalenförmigen Gehäuseteile 7 und 8 je eine Führungsnut 18 und 19 auf. Die Führungsnuten 18 und 19 sind gleich ausgebildet und korrespondieren im zusammengebauten Zustand der Gehäuseteile 7 und 8 miteinander, derart, daß die Kniehebelgelenkanordnung 5 mit zugeordneten Bauteilen in Längsachsrichtung geführt wird. Hierzu können zum Beispiel an jedem Ende eines im einzelnen nicht dargestellten Schwenkbolzens angeordnete Rollen verwendet werden. Von diesen Schwenkbolzen ist lediglich die Mittellinie 40 in der Zeichnung angeordnet. An jedem Ende des Schwenkbolzens 2 kann je eine dieser Führungsrollen vorgesehen sein, die in jeweils einer der Führungsnuten 18 und 19 geführt sind. Die Rollen können gleich groß und koaxial zueinander angeordnet sein, so daß sich eine Leichtgängigkeit beim Verschwenken der Kniehebelgelenkanordnung 5 ergibt und diese zuverlässig geführt wird.

[0042] Mit 20 bzw. 21 sind Bohrungen bezeichnet. Diese Bohrungen, zum Beispiel 20, können als Durchgangsbohrungen ausgebildet sein, während dann die zugeordneten, koaxial hierzu angeordneten Bohrungen 21 des anderen Gehäuseteils 8 Sackbohrungen mit Gewinde darstellen. Durch Einschrauben von nicht dargestellten Schraubenbolzen lassen sich dadurch die Gehäuseteile 7 und 8 lösbar, aber dicht und flächig miteinander verbinden. Die Gehäuseteile 7 und 8 können aus Stahl oder Aluminium oder aus einem anderen geeigneten Werkstoff, zum Beispiel aus einem Spritzgußmaterial, bestehen.

[0043] Die Wandungen 10 und 11 sind hochwertig ausgebildet, zum Beispiel geschliffen oder mit entsprechender Oberfläche gegossen oder spritzgegossen, so daß sie satt und fugendicht aufeinanderliegen, um die erforderliche Staub- und Spritzwasserdichtigkeit zu erhalten.

[0044] Mit dem Bezugszeichen 22 ist ein Gabelarm bezeichnet, der mit seinen Enden auf im Querschnitt quadratischen oder polygonförmig gestalteten Endabschnitten 23 bzw. 24 angeordnet ist. Mit 25 bzw. 26 sind Haltelaschen bezeichnet, die gegen das gabelförmige Ende des zugeordneten Gabelarmes 22 angreifen und mit formmäßig angepaßten Ausnehmungen die Endabschnitte 23 bzw. 24 des Schwenkbolzens 17 umgreifen und mit dem betreffenden Gabelarm 22 durch Schrauben (nicht dargestellt) verbunden sind.

[0045] Der Gabelarm 22 kann ein Anschraubteil aufweisen, das zentrisch im Bezug auf den Gabelarm angeordnet ist. Es ist aber auch möglich, dem Gabelarm ein exzentrisches Anschraubteil zuzuordnen, zum Beispiel dieses Anschraubteil links oder rechts vorzusehen. Auf diese Weise kann man sich den jeweiligen Raum- und Montageverhältnissen anpassen.

[0046] Bei 27 ist eine Kassette angeordnet. Diese Kassette kann als einstückige, austauschfähige Baueinheit oder Platine ausgebildet sein und umfaßt Endschalter, Mikroschalter oder induktive Schalter oder pneumatische Schalter zur Abfrage der jeweiligen Stellung des Kolbens und damit auch der Stellung des Spannarmes 6.

[0047] Mit dem Bezugszeichen 28 ist ein auf beiden Seiten der Vorrichtung verwendbarer Handhebel bezeichnet, der einen Handgriff 29 aufweist. In Fig. 2 ist mit strichpunktierten Linien die alternative Aufsteckanordnung für diesen Handhebel 28 dargestellt worden. Dieser Handhebel 28 weist eine Kupplung 30 auf, mittels derer der Handhebel 28 auf eine Schwenkachse 31 aufsteckbar ist, die in den Gehäuseteilen 7 und 8 schwenkbeweglich gelagert ist. Zu diesem Zweck weisen die Gehäuseteile 7 und 8 koachsial zueinander angeordnete Bohrungen auf, aus denen die Schwenkachse 31 mit ihren beiden Enden um ein solches Maß hervorragt, daß die Kupplung 30 des Handhebels 28 aufsteckbar ist. In diesem Endbereich ist die Schwenkachse 31 mit geeigneten Profilierungen, zum Beispiel einem Vierkant oder Sechskant versehen, auf den die Kupplung 30 mit einer entsprechenden, angepaßten Ausformung (nicht dargestellt) aufsteckbar ist, um eine formschlüssige Verbindung herzustellen.

[0048] Im übrigen kann die Schwenkachse 31 in geeigneter Weise abgedichtet in den Bohrungen der Gehäuseteile 7 und 8 herausgeführt sein, zum Beispiel über nicht dargestellte Dichtungen, um die erforderliche Schmutz- und Staubdichtigkeit sowie gegebenenfalls eine flüssigkeitsdichte Abkapselung zu erzielen.

[0049] Im mittleren Längenbereich der Schwenkachse 31 ist ein Gelenkhebel 32 einstückig angeordnet, der in der aus Fig. 1 ersichtlichen Draufsicht etwa S-förmig ausgebildet ist und aus zwei Längenabschnitten besteht, die bei der dargestellten Ausführungsform mit ihren Längsachsen rechtwinklig zueinander verlaufen. Der eine, in der Länge größer bemessene Längenabschnitt 33 ist mit der Schwenkachse 31 einstückig verbunden, während der andere Längenabschnitt 34 an seinem Ende bei der dargestellten Ausführungsform einen als Kugel ausgebildeten Mitnehmer 35 aufweist, der in einer Kulisse 36 gleit- und schwenkbeweglich bzw. abrollbar angeordnet ist. Diese Kulisse 36 wird bei der dargestellten Ausführungsform durch eine mit ihrer Längsachse 37 orthogonal zur Längsachse 38 der Kolbenstange 3 verlaufende Bohrung gebildet, in der der starre Mitnehmer 35 gleitverschieblich und abrollbar sowie passend, aber mit dem erforderlichen Spiel, angeordnet ist. Der Mitnehmer 35 ist starr ausgebildet und einstückig mit dem Längenabschnitt 34 verbunden. Sowohl die Schwenkachse 31, als auch die Längenabschnitte 33 und 34, aber auch der Mitnehmer 35 können aus einem metallischen Werkstoff, vornehmlich aus Stahl, bestehen. Der Mitnehmer 35 besitzt die erforderliche Oberflächengüte, um in der Kulisse 36 eine leichtgängige Bewegung zu ermöglichen. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist die Kulisse 36 mit einer Verdickung der Kolbenstange 3 ebenfalls materialmäßig einstückig verbunden, in der die als Bohrung ausgebildete Kulisse 36 angeordnet ist.

[0050] Außerdem mündet in die Kulisse 36 ein symmetrisch zur Längsachse 38 der Kolbenstange 3 verlaufender Schlitz 39 aus, in den der Gelenkhebel 32 mit seinen Längenabschnitten 33 und 34 formschlüssig, aber mit Spiel, einschwenken kann, wenn die Kolbenstange 3 in Längsachsrichtung A bzw. B (Fig. 1) verschoben wird. Zu diesem Zweck ist der Gelenkhebel 32 im Querschnitt rechteckförmig, also plattenartig, ausgebildet. Führt man zum Beispiel einen orthogonal zur Längsachse des Längenabschnittes 33 gerichteten Querschnitt, so ist dieser flach rechteckförmig. Dies gilt auch entsprechend für den Längenabschnitt 34 bei einem orthogonal zu seiner Längsachse geführten Querschnitt.

[0051] Beide Querschnitte der Längenabschnitte 33 und 34 sind formmäßig gleich ausgebildet, so daß die Längenabschnitte 33 und 34 sprunglos ineinander übergehen und auf beiden Seiten ebenflächig sind.

[0052] Die manuelle Verstellung des Spannarmes 6 geschieht über den Handhebel 28, in dem diese in der erforderlichen Art und Weise auf und nieder, also in Richtung X bzw. Y geschwenkt wird. Dadurch wird auch die Schwenkachse 31 entsprechend um ihre Längsachse gedreht, wodurch der einstückig verbundene Gelenkhebel 32 mitgenommen wird und über den Mitnehmer 35 die Kolbenstange 3 in Richtung A bzw. B bewegt. Dabei gleitet der Mitnehmer 35 nur orthogonal zur Längsachse 38 der Kolbenstange 3, also in der Kulisse 36 hin und her. Der Gelenkhebel 32 taucht dabei mehr oder weniger tief in den Schlitz 39 ein.

[0053] Die Steuerungsmittel, wie Mehrwegeventile usw., die für die Druckmittelzufuhr zu der einen oder anderen Seite des Kolbens dienen, sind aus Gründen der Vereinfachung nicht dargestellt, können aber üblichen Konstruktionen entsprechen.

[0054] Die in der Zusammenfassung, in den Patentansprüchen und in der Beschreibung beschriebenen sowie aus der Zeichnung ersichtlichen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Bezugszeichenliste

[0055] 

1

Spannkopf

2

Zylinder

3

Kolbenstange

4

Deckel

5

Kniehebelgelenkanordnung

6

Spannarm

7

Gehäuseteil, schalenförmiges

8

Gehäuseteil, schalenförmiges

9

Trennebene

10

Wandung

11

Wandung

12

Aussparung, halbkreisförmige

13

Aussparung, halbkreisförmige

14

Raum

15

Bohrung

16

Bohrung

17

Schwenkbolzen

18

Führungsnut

19

Führungsnut

20

Bohrung

21

Bohrung

22

Gabelarm

23

Endabschnitt

24

Endabschnitt

25

Haltelasche

26

Haltelasche

27

Kassette

28

Handhebel

29

Handgriff

30

Kupplung

31

Schwenkachse

32

Gelenkhebel

33

Längenabschnitt, Hebelteil

34

Längenabschnitt, Hebelteil

35

Mitnehmer, Kugel, Kalotte, Wulst

36

Kulisse, Bohrung

37

Längsachse

38

Längsachse

39

Schlitz

40

Mittellinie

A

Bewegungsrichtung der Kolbenstange, Längsachsrichtung

B

Bewegungsrichtung der Kolbenstange, Längsachsrichtung

X

Schwenkrichtung des Spannarmes 6

Y

Schwenkrichtung des Spannarmes 6

Literaturverzeichnis

[0056] 

DE-AS 1 171 350

DE-AS 22 22 686.4-15

DE-PS 156 107

DE-PS 550 737

DE-PS 708 439

DE-PS 10 16 128

DE-PS 11 76 969

DE-PS 12 68 074

DE-PS 19 50 721

DE-PS 21 29 750

DE-OS 28 13 694

DE-PS 29 04 378

DE-PS 35 13 680

DE-PS 36 13 852 C1

DE-GM 19 17 295

DE-GM 83 07 606.9

DE-GM 295 04 267.2

DD-PS 30 739

US-PS 2,683,386

US-PS 3,116,058

US-PS 3,371,923

US-PS 3,482,830

US-PS 3,545,050

US-PS 4,458,889

FR-PS 1 405 779

FR-PS 1 477 602

GB-PS 814 938

GB-PS 1 221 037

GB-PS 2 191 428 B

Ansprüche

1. Kniehebelspannvorrichtung, insbesondere zur Verwendung in Vorrichtungen und Schweißmaschinen des Karosseriebaus der Kfz-Industrie, mit einem Spannkopf (1) und einem sich in achsialer Verlängerung daran anschließenden Zylinder (2), in dem ein abwechselnd beidseitig durch Druckmitteldruck, vorzugsweise durch Luftdruck, zu beaufschlagender Kolben längsverschieblich und dichtend geführt ist, der mit seiner Kolbenstange (3) den Zylinder (2) und einen sich daran in achsialer Richtung anschließenden Spannkopf (1) durchgreift, wobei am freien Ende der Kolbenstange (3) innerhalb des Gehäuses eine Kniehebelgelenkanordnung (5) befestigt ist, der ein Spannarm (6) zugeordnet ist, mit einem an der Kolbenstange (3) angreifenden, von Hand betätigbaren Handhebel (28), dem ein Handgriff (29) zugeordnet ist, wobei der Handhebel (28) mit der Kolbenstange (3) über ein Gelenk zwecks deren Axialbewegung zusammenwirkt, wobei der Spannkopf (1) aus zwei materialmäßig einstückigen, schalenförmigen Gehäuseteilen (7, 8) besteht, die die Kniehebelgelenkanordnung (5) und einen Teil der Kolbenstange (3) staub-, schmutz- und spritzgeschützt nach außen hin kapseln und daß in den inneren Wandungen der schalenförmigen Gehäuseteile (7, 8) Führungsnuten (18, 19) für die Kniehebelgelenkanordnungen (5) und Durchgangsbohrungen (15, 16) für einen Schwenkbolzen (17) der Kniehebelgelenkanordnung (5) und gegebenenfalls mindestens eine Öffnung oder Ausnehmung für eine Kassette (27), für Mikroschalter, oder für induktive Schalter, oder für pneumatische Schalter, angeordnet ist, und daß der Handhebel (28) auf einer dem Spannkopf (1) zugeordneten Schwenkachse (31) angeordnet ist, und daß die Schwenkachse (31) über einen Gelenkhebel (32) mit einem Mitnehmer (35) verbunden ist, der unmittelbar in einer Kulisse (36) der Kolbenstange (3) geführt und gehalten ist.

2. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulisse (36) der Kolbenstange (3) für den Mitnehmer (35) quer zur Längsachse (38) der Kolbenstange (3) verläuft.

3. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulisse (36) geradlinig und orthogonal zur Längsachse (38) der Kolbenstange (3) verläuft.

4. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der starre Mitnehmer (35) in der Kulisse (36) der Kolbenstange (3) gleit- und schwenkbeweglich geführt ist.

5. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulisse (36) als Bohrung ausgebildet ist und daß der Mitnehmer (35) ballig oder wulstförmig gestaltet ist.

6. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (35) als Kugelkalotte ausgebildet ist.

7. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (35) eine Teilkugel ist.

8. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (35) eine Kugel ist.

9. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß im mittleren Bereich der Kulisse (36) ein sich in achsialer Richtung der Kolbenstange (3) um ein begrenztes Maß erstreckender Schlitz (39) angeordnet ist, in den der Gelenkhebel (32) bei der Verschiebung der Kolbenstange (3) ganz oder teilweise veränderlich eintaucht.

10. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkhebel (32) mit der Schwenkachse (31) einerseits und dem Mitnehmer (35) andererseits einstückig und starr verbunden ist.

11. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkhebel (32) aus zwei unter einem Winkel zueinander verlaufenden als Längenabschnitte ausgebildeten Hebelteilen (33, 34) besteht, wobei der eine Längenabschnitt (34) mit dem Mitnehmer (35) verbunden und der andere Längenabschnitt (33) an seinem Ende mit der Schwenkachse (31) verbunden ist.

12. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in Spannstellung oder annähernd in Spannstellung das eine Hebelteil (33) parallel zur Längsachse (38) der Kolbenstange (3) und das andere Hebelteil (34) orthogonal oder annähernd orthogonal zur Längsachse (38) verläuft.

13. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (35) beim Hin- und Herschwenken des Spannarmes (6) eine quer, vorzugsweise orthogonal zur Längsachse (38) der Kolbenstange (3) gerichtete Bewegung ausführt, während der Gelenkhebel (32) in einer Ebene schwenkt, die parallel oder annähernd parallel zur Längsachse (38) der Kolbenstange (3) gerichtet ist.

14. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 11 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkhebel (32) in der Seitenansicht etwa S-förmig gestaltet ist und an seinem einen Ende die Schwenkachse (31) und seinem anderen Ende den Mitnehmer (35) aufweist.

15. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 11 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkhebel (32) plattenförmig ausgebildet ist und passend, aber mit Spiel, in den Schlitz (39) der Kolbenstange (3) eingreift, wobei der Längsschlitz (39) orthogonal in die Kulisse (36) ausmündet, und daß die Längsachse des Gelenkhebels (32) orthogonal zur Längsachse der Schwenkachse (31) für den Handhebel (28) verläuft.

16. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkbolzen (17) der Kniehebelgelenkanordnung (5) an jedem Ende je mindestens eine Führungsrolle trägt, und daß jede dieser Führungsrollen in je einer der Führungsnuten (18, 19) der schalenförmigen Gehäuseteile (7 bzw. 8) abrollbar angeordnet ist.

Zeichnung