Kniehebelspannvorrichtung für den Karosseriebau

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Kniehebelspannvorrichtung, bei welcher Endschalter in die Bauabmessungen üblicher Kniehebelspannvorrichtungen integriert werden sollen. Da­durch werden außenliegende Betätigungsgestänge, insbeson­dere Schaltstange und Stellstange vollkommen vermieden. Wartungsarbeiten sowie Montage und Demontage sind gegen­über dem Stand der Technik wesentlich erleichtert. Die Außenabmes sungen von Spannköpfen herkömmlicher Kniehebel­spannvorrichtungen brauchen nicht vergrößert zu werden. Die Endschalter bzw. die Stellungsgeber können in vor­teilhafter Weise durch die Kolbenstange selbst vorgenom­men werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Kniehebelspannvorrichtung für den Karosseriebau mit einem Spannkopf und einem in axi­aler Verlängerung daran anschließenden Zylinder, in dem ein abwechselnd beidseitig durch Druckmitteldruck, insbe­sondere durch Luftdruck, zu beaufschlagender Kolben längsverschieblich und dichtend geführt ist, der mit sei­ner Kolbenstange den Zylinder und den Spannkopf axial durchgreift, wobei am freien Ende der Kolbenstange eine Kniehebelanordnung befestigt ist, die mit einem Spannarm gekuppelt ist, mit Endschaltern bzw. Stellungsgebern.

[0002] Kniehebelspannvorrichtung mit Endschaltern bzw. Stellungsgebern sind vorbekannt. Sie dienen dazu, z. B. die Spann- und Lösestellung anzuzeigen, um z. B. im Rah­men einer Folgesteuerung weitere Steuerungsvorgänge aus­zulösen.

[0003] Durch die DE-GM-Schrift 87 14 390.9 ist eine Kniehebel­spannvorrichtung, bestehend aus einem Betätigungszylinder mit Kolbenstangen seitlich vorgesetztem Kopfstück vorbekannt, an und in dem die Stellmechanik für den am Kopfstück angelenkten Spannarm angeordnet ist, und ferner aus zwei Druckmediumzufuhrleitungen und Endstellungssen­soren (Endschaltern) mit Anschlußleitungen besteht. Am freien Ende der Kolbenstange soll parallel zu dieser und in Richtung des Betätigungszylinders weisend eine am freien Ende mit Stellungsgebern versehene Stellstange an­geordnet sein, wobei der Stellweg des Stellungsgebers der Stellstange im Bereich des Betätigungszylinders angeord­net ist und an den Enden des Stellweges Endstellungssen­soren angeordnet sind, wobei beide Druckmediumzufuhran­schlüsse am freien Ende des Betätigungszylinders und die Leitungsabgänge der Endstellungssensoren ebenfalls in axialer Richtung zur Längsachse des Betätigungszylinders abgehend am freien Ende des Betätigungszylinders vorgese­hen sind. Die Stellstange soll mit ihren zugeordneten Sensoren und dem Rückstell-Druckmediumanschluß auf der spannarmfernen Schmalseite angeordnet sein. Bei der vor­bekannten Bauart wird außerdem vorgeschlagen, daß die beiden Flansche des Betätigungszylinders zur Stellstan­genseite hin verlängert ausgebildet sind, wobei der kol­benstangenseitige Flansch mit einem Stellstangendurch­griff versehen, zwischen beiden Flanschen eine Rückstell-­Druckmediumleitung angeordnet ist und am kolbenstangen­fernen Flansch, axial abgehend, die Druckmediumanschlüsse angeordnet sind. Bei einer weiteren Bauart dieser Art ist am Betätigungszylinder stellstangenseitig ein U-förmiges Ansatzstück angeordnet, zwischen dessen U-Schenkeln sich der Stellweg des Stellungsgebers erstreckt und in dessen Ansatzbasisteil die Rückstell-Druckmediumleitung ver­läuft, dessen kolbenstangenseitiger Schenkel einen Stell­stangendurchgriff und des sen kolbenstangenferner Schenkel den Rückstell-Druckmediumanschluß und einen Sensor-Lei­tungsdurchgriff aufweist. Dort ist auch beabsichtigt, daß die Rückstell-Druckmediumleitungen in einer Wandstärken­verdickung des Betätigungszylinders verlauf end angeordnet sind. Die Sensoren sollen zueinander mit einer Distanz angeordnet sein, die der der Kolbenendstellungsdistanz entspricht. Diese Sensoren können in Form von Roll­tastenschaltern ausgebildet sein. Der Bereich neben dem Betätigungszylinder, der die Rückstell-Druckmediumlei­tung, den Stellweg des Stellungsgebers und die Sensoren enthält, soll mit einer Abdeckhaube abgeschlossen sein.

[0004] Mindestens der kopfstückseitige Sensor soll parallel zum Stellweg einstellbar angeordnet sein. Vorbekannt ist es auch in diesem Zusammenhang, daß am freien Ende der Stellstange vor dem Stellungsgeber ein Fortsatz und im seitlich verlängerten Flansch oder im Schenkel des An­satzstückes eine zum Fortsatz fluchtende Bohrung für den Eingriff des Fortsatzes angeordnet ist.

[0005] Diese Konstruktion benötigt in nachteiliger Weise zunächst eine Stellstange, die neben dem Zylinder geführt werden muß. Dies ist - besonders bei hohen Schaltfrequen­zen - nicht störungsfrei möglich. Außerdem werden hier­durch die seitlichen Querabmessungen der betreffenden Kniehebelspannvorrichtung ungünstig vergrößert. Wartungs­arbeiten sind insgesamt erschwert.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kniehebel­spannvorrichtung der gattungsgemäß vorgesetzten Art ge­brauchsgünstiger auszugestalten und insbesondere die An­ordnung der Endschalter in die Bauabmessungen üblicher Kniehebelspannvorrichtungen zu integrieren. Insbesondere soll jegliches außen liegendes Betätigungsgestänge, ins­besondere Schaltstangen oder Stellstangen, vollkommen vermieden werden.

[0007] Ausgehend von der gattungsgemäß vorausgesetzten Kniehe­belspannvorrichtung wird die vorstehend beschriebene Auf­gabenstellung durch die in Patentanspruch 1 wiedergegebenen Merkmale gelöst.

[0008] Bei der Erfindung sind die Stellungsgeber (Endschalter) vollkommen in dem Spannkopf integriert und allesamt nur auf einer Seite der Kolbenstange angeordnet. Dadurch kön­nen lange Schaltstangen und ein Übersetzungsgetriebe vermieden werden, wie es nach der Bauart nach der DE-GM-­Schrift 87 14 390.9 noch vorgeschlagen wird.

[0009] Ein weiter Vorteil besteht darin, daß die Wartungsarbei­ten, insbesondere die Montage von Endschaltern bzw. Stel­lungsgebern, gegenüber dem Stand der Technik wesentlich erleichtert ist, da sich diese Teile von der Stirnseite des Spannkopfes her problemlos montieren und demontieren lassen.

[0010] Außerdem brauchen die Außenabmes sungen des Spannkopfes gegenüber herkömmlichen Kniehebelspannungen für den glei­chen Anwendungszweck nicht räumlich verändert werden, so daß auch die anwendende Industrie keine Umarbeiten zu treffen hat. Vielmehr kann eine erfindungsgemäße Kniehebelspannvorrichtung gegen herkömmliche Kniehebel­spannvorrichtungen ohne weiteres ausgetauscht werden.

[0011] Die erfindungsgemäß vorgeschlagene, räumlich günstige Lö­sung ermöglicht nicht nur die Anordung von pneumatischen Endschaltern im Spannkopf selbst, sondern auch von induk­tiven Annäherungsschaltern und Mikroschaltern.

[0012] Die Betätigung dieser Endschalter bzw. Stellungsgeber kann in vorteilhafter Weise durch die Kolbenstange selbst vorgenommen werden, die dann sozusagen ihrerseits als Betätigungsorgan dient, während beim Stand der Technik zusätzlich noch weitere Übertragungsglieder und eine Stellstange vorgesehen werden müssen.

[0013] In den Patentansprüchen 2 bis 7 sind vorteilhafte Ausfüh­rungsformen der Erfindung beschrieben.

[0014] Bei Ausgestaltung gemäß den Patentansprüchen 2 bis 4 kön­nen unterschiedliche Stellungsgeber bzw. Endschalter zur Anwendung kommen, je nachdem was im Betrieb gefordert wird.

[0015] Bei der Ausführungsform nach Anspruch 6 erfolgt die Druckmittelzufuhr für die Rückführung des Kolbens durch ein seitlich neben dem Zylinder angeordnetes Rohr, das mit einem Zuführungskanal zur Wegführungsseite in Verbin­dung steht.

[0016] In der Zeichnung ist die Erfindung - teils schematisch - an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigen:

Fig.1 eine Kniehebelspannvorrichtung schematisch im Längsschnitt, teils in der Ansicht;

Fig.2 eine Draufsicht zu Fig. 1, teils herausgebrochen dargestellt und

Fig.3 eine Stirnsansicht zu Fig. 1, teils herausgebro­chen dargestellt.

[0017] Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein Spannkopf bezeichnet, an den sich axial ein Zylinder 2 anschließt, der vorliegend flachoval ausgebildet ist. Unter "flachoval" wird dabei verstanden, daß zwei gegenüberliegende Wandungen des Zy­linders 2 parallel zueinander verlaufen und daß die Wan­dungen dieser parallel zueinander verlaufenden Zylinder­wandungen jeweils durch einen Kreisbogen, z. B. durch einen Halbkreis, miteinander verbunden sind. Der Zylinder 2 besitzt auf diese Weise in Richtung der parallel zuein­ander verlaufenden Zylinderwandungen größere Querabmes­sungen als orthogonal dazu. Infolgedessen läßt sich ein solcher Zylinder 2 leichter unter beengten Raumverhält­nissen unterbringen wie es auch möglich ist, z. B. Schweißpunkte auf diese Weise enger zueinander anzuord­nen. Der Zylinder 2 ist an der dem Spannkopf 1 zugekehrten Seite durch einen angeschweißten Deckel 3 und an seinem entgegengesetzten Endabschnitt durch einen dick ausgebildeten Bodendeckel 4 druckmitteldicht abgegrenzt.

[0018] In dem Zylinder 2 ist längsverschieblich und über eine Dichtung 5 abgedichtet ein Kolben 6 angeordnet, der mit einer Kolbenstange 7 verbunden ist. Die Kolbenstange 7 durchgreift eine Bohrung 8 im Deckel 3 und ist durch Dichtungen 9 druckmitteldicht abgedichtet. Die Kolben­stange 7 durchgreift mit einem stangenförmigem Fortsatz 10 den Kolben 6 und weist an ihrem Ende ein Schraubge­winde 11 auf, auf das eine Sechskantmutter 12 aufge­schraubt ist. Mit 13 ist eine Unterlegscheibe bezeichnet. Der stangenförmige Fortsatz 10 ist durch eine Dichtung 14 abgedichtet, die in einer ringförmigen Nut des Kolben 6 angeordnet ist. Die Kolbenstange 7 durchgreift axial den Spannkopf 1 und ist an ihrem Ende mit einer Kniehebelge­lenkanordnung 15 verbunden, der ein Spannarm 16 zugeord­net ist. Der Spannarm 16 ist in Richtung A bzw. B um den Öffnungswinkel α um eine Achse 50 schwenkbeweglich im Spannkopf 1 angeordnet. Der Winkel α kann zum Beispiel bei der dargestellten Ausführungsform 135 ° betragen. Der Spannkopf 1 weist zwei mit Spaltabstand 17 zueinander an­geordnete Gehäuseteile 18 bzw. 19 auf. Der Spaltabstand 17 ist durch eine Abdeckvorrichtung 20 gegen Schmutzein­fall von außen, oben, abgedeckt. Es handelt sich hierbei um eine Art Scharnier, das aus den beiden scharnierartig gegeneinander beweglichen Teilen 20a und 20b besteht. Das Teil 20a ist erheblich größer und länger bemessen als Teil 20b. Das Teil 20a stützt sich über ein Schneidenla­ger 21 kraftschlüssig auf der Oberseite 22 des Spannarmes 16 ab. Im übrigen ist das Teil 20a durch die Rückstell­kraft eines Federelementes 23 stets so belastet, daß das Schneidenlager 21 mit der Oberseite 22 in kraftschlüssi­gem Kontakt gehalten wird. Die strichpunktierte Lage in Figur 1 zeigt die maximale Aufschwenkstellung des Spannarmes 16. Hierbei rutscht das Schneidenlager 21 auf der Oberseite 22 entsprechend weiter nach vorne, das be­deutet also, daß beim Hin- und Herschwenken des Spannar­mes 16 auch das Schneidenlager 21 auf der Oberseite 22 des Spannarmes 16 hin- und herrutscht. Mit dem Bezugszei­chen 24 ist eine Schwenkachse bezeichnet. Die Abdeckvorrichtung 20 ist an einem Laschenteil 25 befestigt. Das Laschenteil 25 ist durch Schrauben 26 an dem Oberteil 27 des Spannkopfes 1 befestigt.

[0019] Auf der einen Seite der Kolbenstange 7 sind mit axialem Abstand zueinander Stellungsgeber oder Endschalter 28 bzw. 29 angeordnet, die relativ zueinander verstellbar sind. Zum Beispiel ist der Stellungsgeber oder Endschal­ter 29 an einer Vorrichtung 30 angeordnet, der sich über Schrauben 31 befestigen und in einem Langloch 32 axial verstellen läßt, um entsprechend auch die Schaltstellun­gen der Stellungsgeber oder Endschalter zueinander zu verstellen und einzustellen.

[0020] Mit den Bezugszeichen 33 und 34 sind Rollenschalter be­zeichnet, die durch eine Schaltfahne 35 zu betätigen sind. Die Schaltfahne 35 ist mit der Kolbenstange 7 fest verbunden. Durch Berührungskontakt mit den Rollenschal­tern 33 und 34 lassen sich somit die vorbestimmten End­stellungen bestimmen und zum Beispiel entsprechende Fol­gesteuerungen auslösen. Die Rollenschalter 33 und 34 kön­nen auch entfallen. Stattdessen kann die Schaltfahne 35 unmittelbar auf die Stellungsgeber oder Endschalter 28 und 29 einwirken. Bei 36 ist eine elektrische Kupplung angeordnet, von der die verschiedenen elektrischen Lei­tungen 37 und 38 abgehen, die allerdings in der Zeichnung lediglich schematisch angedeutet sind.

[0021] In dem Bodendeckel 4 sind seitlich zwei mit Gewinde ver­sehene Anschlußbohrungen 39 und 40 angeordnet. In Abwand­lung zu der dargestellten Ausführungsform können die An­schlußbohrungen 39 und 40 auch an deren Stellen, bei­spielsweise stirnseitig am Bodendeckel 4 vorgesehen sein. Mit dem Bezugszeichen 41 ist ein Kabelstecker bezeichnet. An die Bohrung 39 wird über einen Kanal 42 ein außen am Zylinder angeordnetes Rohr 43 angeschlossen, das in einen Kanal 44 ausmündet, der wiederum in einen Kanal 45 ein­mündet. Dieser Kanal 45 ist an einen Stichkanal 46 angeschlossen, der in den Rückhubraum des Zylinders 2 ausmündet. Dem Vorhubraum wird über die Bohrung 40 und einen Kanal 47 Luftdruck zugeführt.

[0022] Mit dem Bezugszeichen 48 ist ein unmittelbarer Endlagen­dämpfer bezeichnet.

[0023] Die elektrischen Leitungen können von der Kupplung 36 entweder aus dem Spannkopf 1 herausgeführt, oder aber über ein parallel zum Rohr 49 außen am Zylinder 2 ange­ordnetes Rohr 49 verlegt sein.

[0024] 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

[0025] 

1 Spannkopf

2 Zylinder

3 Deckel

4 Bodendeckel

5 dichtung

6 Kolben

7 Kolbenstange

8 Bohrung

9 Dichtung

10 Fortsatz

11 Schraubgewinde

12 Sechskantmutter

13 Unterlegscheibe

14 Dichtung

15 Kniehebelgelenkanordnung

16 Spannarm

17 Spaltabstand

18 Gehäuseteil

19 Gehäuseteil

20 Abdeckvorrichtung

20a Scharnierteil

20b Scharnierteil

21 Schneidenlager

22 Oberseite

23 Federelement

24 Schwenkachse

25 Laschenteil

26 Schraube

27 Oberteil

28 Endschalter, Stellungsgeber, Mikroschalter, induktiver Annäherungsschalter

29 Endschalter, Stellungsgeber, Mikroschalter, induktiver Annäherungsschalter

30 Vorrichtung

31 Schraube

32 Langloch

33 Rollenschalter

34 Rollenschalter

35 Schaltfahne

36 Kupplung

37 elektrische Leitung

38 elektrische Leitung

39 Anschlußbohrung

40 Anschlußbohrung

41 Kabelstecker

42 Kanal

43 Rohr

44 Kanal

45 Kanal

46 Stichkanal

47 Kanal

48 Endlagendämpfer

49 Rohr

50 Achse

A Schwenkrichtung des Spannarmes 16

B Schwenkrichtung des Spannarmes 16

α Öffnungswinkel

Ansprüche

1. Kniehebelspannvorrichtung für den Karosseriebau mit einem Spannkopf und einem in axialer Verlänge­rung daran anschließenden Zylinder, in dem ein ab­wechselnd beidseitig durch Druckmitteldruck, ins­besondere durch Luftdruck, zu beaufschlagender Kolben längsverschieblich und dichtend geführt ist, der mit seiner Kolbenstange den Zylinder und den Spannkopf axial durchgreift, wobei am freien Ende der Kolbenstange eine Kniehebelanordnung be­festigt ist, die mit einem Spannarm gekuppelt ist, mit Endschaltern bzw. Stellungsgebern, dadurch ge­kennzeichnet, daß in einem Hohlraum des Spannkopfes (1), der von der Kolbenstange (7) axial durchgrif­fen ist und auf einer Seite neben der Kolbenstange mit Abstand zueinander mindestens zwei relativ zu­einander einstellbare Stellungsgeber bzw. End­schalter (28, 29) vorgesehen sind, die durch eine Schaltfahne (35), z. B. der Kolbenstange (7) betä­tigbar ist, und daß auch eine elektrische Kupplung (36) für die elektrischen Leitungen in dem Hohl­raum des Spannkopfes (1) angeordnet ist.

2. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endschalter oder Stellungs­geber (28, 29) als pneumatische Endschalter ausge­bildet sind.

3. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellungsgeber oder End­schalter (28, 29) als induktive Annäherungsschal­ter ausgebildet sind.

4. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endschalter oder Stellungs­geber (28, 29) als Mikroschalter ausgebildet sind.

5. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder ei­nem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Endschalter oder Stellungsge­ber (z. B. 29) an einer Führungsschiene und/oder in einem Langloch (32) parallel zur Längsachse der Kolbenstange (7) verstellbar und durch eine von außen am Spannkopf (1) zu bedienende Schraube (31) auch arretierbar ist, wobei die Endschalter oder Stellungsgeber (28, 29) durch von der Schaltfahne (35) zu betätigende Rollenschalter (33, 34) oder unmittelbar durch die Schaltfahne betätigbar sind, wobei die Schaltfahne (35) einstückig mit der Kol­benstange (7) oder einem Gabelstück derselben, verbunden ist.

6. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder ei­nem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmediumzufuhr zur Rückhubseite des Kolbens (6) über ein an der Außenseite des Zylinders (2) ange­ordnetes Rohr (43) erfolgt, das über Kanäle (44, 46) an die Rückhubseite des Kolbens (6) druckmit­telleitend angeschlossen ist.

7. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder ei­nem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Leitungen durch ein parallel zur Längsachse des Zylinders (2) verlaufendes und an dessen Außenseite befestigtes Rohr (49) hindurch­geführt sind.

Zeichnung