Schwenkvorrichtung

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Schwenkvorrichtung für das Verschwenken von Gegenständen aus einer ersten in eine zweite Position und umgekehrt, bestehend aus einem linear beweglichen Stellglied (1), dessen Ende über ein Zwischenglied (12) einer Kniehebelstellmechanik (2) mit einer an einem Träger (3) drehbar gelagerten, mit Stellarm (13) versehenen und in einer ersten Position in Übertotpunktstellung am Träger (3) verriegelbaren Schwenkwelle (4) verbunden ist.
Nach der Erfindung ist die Schwenkwelle (4) zur Festlegung ebenfalls in Übertotpunktstellung für eine zweite Position über ein weiteres Zwischenglied (12') und einen weiteren, um einen Winkel β an der Schwenkwelle (4) versetzten Stellarm (13') mit einem weiteren, bei allen Stellbewegungen zum anderen Stellglied (1) parallel bleibenden, linear entgegengesetzt beweglichen Stellglied (6) verbunden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Schwenkvorrichtung für das Verschwenken von Gegenständen aus einer ersten in eine zweite Position und umgekehrt, bestehend aus einem linear beweglichen Stellglied, dessen Ende über ein Zwischenglied einer Kniehebelstellmechanik mit einer an einem Träger drehbar gelagerten, mit Stellarm versehenen und in einer ersten Position in Übertotpunktstellung am Träger verriegelbaren Schwenkwelle verbunden ist.

[0002] Bei einer derartigen Vorrichtung handelt es sich praktisch um eine sogenannte Kniehebelspannvorrichtung bekannter Bauart, für die es insoweit keines besonderen druckschriftlichen Nachweises bedarf. Solche Spannvorrichtungen dienen zur Festlegung bzw. zum Festspannen von Werkstücken gegen ein Widerlager, um Werkstücke irgendwelchen Bearbeitungsvorgängen zugänglich zu machen. Bspw. werden mit solchen Spannvorrichtungen auch Karosserieteile miteinander postionsgenau verspannt, um sie miteinander verschweißen zu können. Dieses Festspannen erfolgt dabei mit dem schwenkbaren Spannarm solcher Spannvorrichtungen, die also insoweit bzgl. ihres Spannarmes auch als Schwenkvorrichtungen zu verstehen sind.
Für die Ausführung reiner Schwenkfunktionen sind Schwenkvorrichtungen erforderlich, wenn Gegenstände wie Werkzeuge,Werkstücksauflagen, Schweißzangen, od.dgl. und sogar auch Kniehebelspannvorrichtungen selbst bspw. in einer Automobilfertigungsstraße automatisch aus einer Rückzugs- in eine Arbeitsposition und umgekehrt gebracht werden müssen. Die zu bewältigenden Gegenstandsgewichte können dabei beträchtlich sein. Soweit bekannt, werden, gewissermaßen umfunktioniert, für solche speziellen Verschwenkaufgaben schon Kniehebelspannvorrichtungen, wie einleitend genannt, benutzt, da deren zwischen zwei Endstellungen verschwenkbarer Spannarm auch als Gegenstandsträgerarm dienen kann, zumal die Spannarme solcher Kniehebelspannvorrichtungen in der Regel in Spannpostion durch Übertotpunktverriegelung ihrer Stellmechaniken fixierbar sind. In Rückzugs- bzw. Öffnungsstellung sind solche Kniehebelspannvorrichtungen durch Übertotpunktstellung jedoch nicht verriegelbar, was im Falle der Verwendung solcher Kniehebelspannvorrichtungen als Schwenkvorrichtung mit der Gefahr verbunden ist, daß der durch den daran befindlichen Gegenstand belastete Spannarm bei ungünstiger Positionierung der Schwenkvorrichtung in Richtung der anderen Position zurückfallen kann.

[0003] Um dieser insbesondere bei hoher Gewichtsbelastung bestehenden Rückfallgefahr zu begegnen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, dieser Rückfallgefahr zu begegnen, d.h., eine praktisch eine Kniehebelspannvorrichtung darstellende Schwenkvorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessen und umzugestalten, daß diese auch unter Beibehaltung der kompakten Bauweise in der anderen Position verriegelbar ist.

[0004] Diese Aufgabe ist mit einer Schwenkvorrichtung der eingangs genannten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Schwenkwelle zur Festlegung ebenfalls in Übertotpunktstellung für die zweite Position über ein weiteres Zwischenglied und einen weiteren, um einen Winkel β versetzten Stellarm mit einem weiteren, zum ersten Stellglied bei allen Verstellbewegungen parallel bleibenden, linear beweglichen Stellglied verbunden ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen ergeben sich nach den abhängigen Patentansprüchen.

[0005] Bei dieser erfindungsgemäßen Lösung ist also der einen Kniehebelstellmechanik eine weitere, identische aber entgegengesetzt wirkende Kniehebelstellmechanik zugeordnet, die beide mit der Schwenkwelle in Verbindung stehen, wobei die zweite Stellmechanik dafür sorgt, daß auch bei Erreichen der anderen Position eine Übertotpunktverriegelung erfolgt, d.h., der in diese Position gebrachte Gegenstand kann nicht mehr unkontrolliert zurückfallen.

[0006] Bezüglich der beiden hier zur Anwendung kommenden Kniehebelstellmechaniken sei darauf hingewiesen, daß diese im wesentlichen, wie einleitend definiert, jeweils bestehen aus dem linear beweglichen Stellglied (in der Regel Kolbenstange eines Betätigungszylinders), an dessen oberem Ende ein sogenanntes Zwischen- oder Schleppglied angelenkt ist, das seinerseits mit einem Arm (Kurbelarm) eines zweiarmigen Hebels verbunden ist, dessen anderer Arm an üblichen Spannvorrichtungen den sogenannten Spannarm bildet, der hierbei nunmehr als Gegenstandstragarm fungiert. Die Schwenkachse des zweiarmigen Hebels bildet dann bei der vorliegenden erfindungegemäßen Schwenkvorrichtung die hier sogenannte Schwenkwelle, mit der aber hier beide Kniehebelstellmechaniken verbunden sind.

[0007] Bezüglich der Gestaltung der Gegenstandsaufnahme ist man praktisch frei, d.h., bei entsprechender Gestaltung der Schwenkwelle kann der zu verschwenkende Gegenstand gegf. direkt an der Welle selbst angebracht sein, oder an der Schwenkwelle kann auch ein den jeweiligen Erfordernissen und Gegebenheiten konstruktiv angepaßter, hier sogenannter Gegenstandtragarm angeordnet werden, wobei darauf hingewiesen sei, daß selbst bei Direktanbringung eines Gegenstandes an der Schwenkwelle immer so etwas wie ein Gegenstandstragarm entsteht.

[0008] Schwenkvorrichtungen mit Doppelantrieben sind zwar bekannt, hierbei handelt es sich aber um Verstellantriebe, die weder in der einen noch in der anderen Richtung eine Übertotpunktverriegelung zulassen.
So ist bspw. nach der DE-A-28 28 270 C2 eine Vorrichtung zur begrenzten Drehung einer Welle um eine Rotationsachse bekannt, bei der es ausschließlich darum geht, aus einer nicht blockierten Neutralstellung heraus auf einfache Weise ein wachsendes Drehmoment in beiden Drehrichtungen bei vergrößertem Drehwinkel zu erzielen. Die Stellzylinder dieser Vorrichtung und damit auch deren linear beweglichen Stellglieder (Kolbenstangen) müssen hierbei selbst bis zu einem gewissen Grade schwenkbar gerlagert sein.
Ein weiterer Stellantrieb besteht gemäß der DE-A-11 62 197 ebenfalls aus zwei Stellzylindern, die über einen zwischen ihnen liegenden, um eine Achse drehbaren, gerade erstreckten, zweiarmigen Schwenkhebel eine Drehbewegung der Achse bewirken, wobei, um jegliches Festfressen oder Verklemmen zu vermeiden, an den beiden Enden des Schwenkhebels je eine Rolle mit sphärischer Oberfläche befestigt ist, mit denen die Kolben bzw. Kolbenstangen bei Betätigung des Antriebes in Berührung stehen. Die stationäre Parallelzuordnung der beiden Stellantriebe ist dabei nur durch die an den Enden des zweiarmigen Schwenkhebels angeordneten Rollen ermöglicht.

[0009] Die erfindungsgemäße Schwenkvorrichtung einschließlich ihrer vorteilhaften Weiterbildungen und Ausführungsformen wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

[0010] Es zeigt

Fig. 1

schematisch das Anordnungs- und Wirkprinzip der schwenkvorrichtung einschließlich einer möglichen Betätigungseinrichtung;

Fig. 2

schematisch und in Seitenansicht die bevorzugte Ausführungsform der Schwenkvorrichtung;

Fig. 3

eine schematische Schnittdarstellung durch die Zwischenglieder beider Stellmechaniken in einer Mittelstellung und

Fig. 4

im Schnitt eine besondere Ausführungsform der Schwenkwelle.

[0011] Der erfindungsgemäßen Schwenkvorrichtung für das Verschwenken von Gegenständen aus einer ersten in eine zweite Position und umgekehrt ist das Bauprinzip von in Übertotpunktstellung verrielgebaren Spannvorrichtungen zugrundegelgt, die bekanntlich aus einem linear beweglichen Stellglied 1 bestehen, das über eine Kniehebelstellmechanik 2 mit einer an einem Träger 3 (in Fig. 1 nur gestrichelt angedeutet) drehbar gelagerten und in der ersten Position in Übertotpunktstellung am Träger 3 verriegelbaren Schwenkwelle 4 verbunden ist.

[0012] Unter Verweis auf Fig. 1 ist für eine solche Schwenkvorrichtung nunmehr wesentlich, daß die Schwenkwelle 4 zur Festlegung in einer Übertotpunktstellung für die zweite Position über einen weiteren, um einen Winkel β versetzten Stellarm 13' mit einem weiteren, bei allen Stellbewegungen parallel bleibenden, linear entgegengesetzt beweglichen Stellglied 6 verbunden und an der Schwenkwelle 4 ein Gegenstandstragarm 7 angeordnet ist.

[0013] Was dabei die beiden identischen Kniehebelstellmechaniken 2,5 betrifft, so sind diese im wesentlichen jeweils aus dem linear beweglichen Stellglied 1 bzw. 6 (in der Regel Kolbenstange eines Betätigungszylinders) gebildet, an dessen oberem Ende ein sogenanntes Zwischen- oder Schleppglied 12 angelenkt ist, das seinerseits mit einem Arm 13 (Kurbelarm) gelenkig in Verbindung steht, der im vorliegenden Fall fest mit der Schwenkwelle 4 verbunden bzw. Teil der Schwenkwelle 4 ist. Die Schwenkwelle 4 ist also in diesem Falle gemeinsames Bauteil der beiden Stellmechaniken 2 und 5.

[0014] Was ferner die Übertotpunktverriegelungen der Schwenkwelle 4 betrifft, so erfolgen diese nicht an der Welle selbst, sondern an den Gelenken 14 zwischen den Stellgliedern 1, 6 und den Zwischengliedern 12, wobei sich diese Gelenkbereiche an in Fig. 1 nicht dargestellten Widerlagern des Trägers 3 abstützen, d.h., die wechselweisen Übertotpunktverriegelungen der gemeinsamen Schwenkwelle 4 erfolgen gewissermaßen indirekt durch die Zwischenglieder 12. Die Möglichkeiten der wechselweisen Betätigung der Stellglieder 1 und 6 werden noch näher erläutert.

[0015] Wie vorerwähnt, könnte bei entsprechender Gestaltung der Schwenkwelle 4 der zu verschwenkende Gegenstand unmittelbar auch an dieser selbst direkt befestigt werden, bevorzugt wird aber an der Schwenkwelle 4 ein Gegenstandstragarm 7 angeordnet, der insoweit eine Parallele zum sogenannten Spannarm an Kniehebelspannvorrichtungen darstellt.
Ferner sind im Interesse einer kompakten und einfachen Bauweise der Schwenkvorrichtung, wie ebenfalls aus Fig. 1 ersichtlich, die Stellglieder 1, 6 parallel zueinander und stationär am Träger 3 angeordnet.

[0016] Was den vorgenannten Träger 3 betrifft, so ist dieser unter Verweis auf Fig. 2 gewissermaßen im Anklang an die sogenannten Spannköpfe von Kniehebelspannvorrichtungen vorteilhaft in Form eines Umschließungsgehäuses 8 ausgebildet, wobei die Übertotpunktverriegelungen im Bereich der Widerlager 15 erfolgen.

[0017] Die rechte Kniehebelstellmechanik 2 befindet sich beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 in verriegelter Position, bei der der gestrichelt angedeutete Gegenstandstragarm 7 die nach links weisende Position einnimmt.
Wenn, davon ausgehend, nun das Stellglied 1 von seinem Antrieb 11 nach unten gezogen und das andere Stellglied 6 nach oben geschoben wird, dreht sich die Schwenkwelle 4 und damit der Gegenstandstragarm 7 bspw., wie dargestellt, in Uhrzeigerrichtung um 90° in die strichpunktierte, nach oben weisende Position, die nun aber im Wechsel durch die linke Kniehebelstellmechanik 5 in Übertotpunktstellung verriegelt wird, d.h., beide Positionen sind erfindungsgemäß verriegelbar, wobei darauf hingewiesen sei, daß dies von der vertikal orientierten Darstellung der Schwenkvorrichtungen in Fig. 1 bzw. 2 völlig unabhängig ist.

[0018] Um mit der gleichen Vorrichtung nicht auf einen 90° Winkel β, wie in Fig. 2 dargestellt, festgelegt zu sein, besteht eine vorteilhafte Weiterbildung bzw. Ausführungsform darin, daß die Schwenkwelle 4 zwischen den beiden an diese angelenkten Kniehebelstellmechaniken 2, 5 geteilt ist, beide Schwenkwellenteile 4', 4" aber in unterschiedlichen Verdrehstellungen zueinander fixierbar ausgebildet sind. Hierzu wird auf Fig. 4 verwiesen. Die Stoßflächen 16 der beiden Wellenteile 4', 4" können dabei vorteilhaft mit einer nicht besonders dargestellten feinen, radial erstreckten Rändelung versehen sein, mit der eine schrittweise Verdreheinstellung der Wellenteile 4', 4" zueinander möglich und auch sicher festlegbar ist, wenn die beiden Wellenteile wieder fest gegeneinander verspannt werden, wofür die Wellenteile 4', 4" mit einer zentrischen Verschraubung 17 versehen sind, die in Fig. 4 nur gestrichelt angedeutet ist. Wie aus Fig. 4 ferner ersichtlich, sitzen dabei die Arme 13 bzw. Kurbeln jeweils auf den inneren Enden der Wellenteile 4', 4".
Die Darstellung der Stellarme 13, wie in Fig. 4 verdeutlicht, erfolgt übrigens nur aus Gründen der Einfachheit und kommt für den vorliegenden Fall der Verriegelung in der einen oder anderen Position tatsächlich so nicht in Betracht, da dies unter Hinweis auf Fig. 2 einer Doppelverriegelung in nur einer Position entspräche, die hier nicht von Interesse ist. Auch die Schnittdarstellung in Fig. 3 entspricht insoweit ebenfalls nicht den tatsächlichen Stellungsverhältnissen der dargestellten Elemente.

[0019] Wie die in Fig. 3 nur gestrichelt mit angedeutete Stellwelle 4 erkennen läßt, kann diese mit ihren beiden äußeren Enden 9 aus dem Umschließungsgehäuse 8 herausragen und mit diesen Enden zum Ansatz eines gabelförmig ausgebildeten Gegenstandstragarmes 7 dienen, der in geeigneter Weise verdrehfest mit den Enden 9 der Stellwelle 4 zu verbinden ist.

[0020] Im Falle einer Wellenausbildung gemäß Fig. 4, wie vorerläutert, und einer Anbindung des Gegenstandstragarmes 7 an die Wellenteile 4',4" in Form einer Gabel 19, müssen natürlich die Enden 18 der Gabel in geeigneter Weise lös- und fixierbar den Enden 9 der Schwenkwelle 4 zugeordnet sein, um die vorerwähnte Einstellung der Wellenteile 4', 4" und damit der Arme 13 zueinander überhaupt praktizieren zu können.

[0021] Abgesehen davon, daß die Betätigung der Stellglieder 1, 6 einer solchen Schwenkvorrichtung bspw. mit einem schematisch in Fig. 1 mit dargestellten Stellgestänge 20 von Hand erfolgen kann, dessen Anlenkung an die Stellglieder 1, 6 selbstverständlich bogenförmige Stellwege berücksichtigen muß, könnte man am Hebel 21 des Stellgestänges 20 auch einen beidseitig wirkenden Betätigungszylinder in geeigneter Weise ankoppeln.

[0022] Bevorzugt wird auch bzgl. der Antriebe der Stellglieder 1 und 6 die Ausführungsform der Schwenkvorrichtung nach Fig.2, bei der, abgesehen von der Parallelzuordnung, jedes Stellglied 1, 6 mit einem doppelt wirkenden Betätigungszylinder 10, 11 versehen ist, deren Kolbenstangen die Stellglieder 1, 6 bilden. Diese Betätigungszylinder 10, 11 sind dabei bzgl. der Druckmittel so verschaltet, daß sie sich bei ihren gegenläufigen Bewegungen nicht gegenseitig behindern.

Ansprüche

1. Schwenkvorrichtung für das Verschwenken von Gegenständen aus einer ersten in eine zweite Position und umgekehrt, bestehend aus einem linear beweglichen Stellglied (1), dessen Ende über ein Zwischenglied (12) einer Kniehebelstellmechanik (2) mit einer an einem Träger (3) drehbar gelagerten, mit Stellarm (13) versehenen und in einer ersten Position in Übertotpunktstellung am Träger (3) verriegelbaren Schwenkwelle (4) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schwenkwelle (4) zur Festlegung ebenfalls in Übertotpunktstellung für eine zweite Position über ein weiteres Zwischenglied (12') und einen weiteren, um einen Winkel β versetzten Stellarm (13') mit einem weiteren, bei allen Stellbewegungen zum anderen Stellglied (1) parallel bleibenden, linear entgegengesetzt beweglichen Stellglied (6) verbunden ist.

2. Schwenkvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der Schwenkwelle (4) ein Gegenstandstragarm (7) angeordnet ist

3. Schwenkvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Kniehebelmechaniken (2,5) im als Umschließungsgehäuse (8) ausgebildeten Träger (3) angeordnet sind.

4. Schwenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß an beiden Enden (9) der Schwenkwelle (4) verdrehfest ein anschlußseitig gabelförmig ausgebildeter Gegenstandstragarm (7) angeordnet ist.

5. Schwenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Stellglieder (1, 6) die Kolbenstangen zweier entsprechend steuerbarer, am Träger (3) angeordneter Betätigungszylinder (10, 11) bilden.

6. Schwenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Stellglieder (1, 6) mit einem gemeinsamen, jeweils via einem Stellgestänge (20) entgegengesetzt auf die Stellglieder (1, 6) wirkenden Betätigungszylinder verbunden sind.

7. Schwenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schwenkwelle (4) zwischen den beiden an diese angelenkten Kniehebelstellmechaniken (2,5) geteilt ist, beide Schwenkwellenteile (4',4") aber in unterschiedlichen Verdrehstellungen zueinander fixierbar ausgebildet sind.

8. Schwenkvorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei Anbindung des Gegenstandstragarmes (7) in Form einer Gabel (19) deren mindestens eines Ende an die Stellung des betreffenden Schwenkwellenteiles (4',4") anpaßbar ausgebildet ist.

Zeichnung