Spannvorrichtung

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung. Diese umfasst ein Antriebselement, das zur Betätigung von mindestens einem Spannwerkzeug über eine in einem Gehäuse (2) angeordnete Stellmechanik mit mindestens einer im Gehäuse (2) drehbar gelagerten Schwenkachse (4) wirkverbunden ist, wobei am Gehäuse (2) zwei Drehlagerbereiche (6, 7) für die Schwenkachse (4) vorgesehen sind, zwischen denen die Stellmechanik (3) angeordnet ist, und wobei die Schwenkachse (4) zur Anbringung des Spannwerkzeugs mindestens über einen Drehlagerbereich (6, 7) hinausragend ausgebildet ist. Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schwenkachse (4) aus einer Hohlwelle (8) und einer in dieser konzentrisch und zu dieser verdrehfest angeordneten Abtriebswelle (9) gebildet ist, wobei die Hohlwelle (8) gehäusebreit ausgebildet und in den Drehlagerbereichen (6, 7) verdrehbar gelagert ist und wobei die Abtriebswelle (9) zur Hohlwelle (8) axialverschieblich, aber an dieser fixierbar ausgebildet ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Eine Spannvorrichtung der eingangs genannten Art ist nach der DE 197 51 950 C1 bekannt. Diese besteht aus einem linear beweglichen Antriebselement (Pneumatikzylinder), das zur Betätigung von mindestens einem Spannwerkzeug (Spannarm) über eine in einem Gehäuse angeordnete Stellmechanik (Kniehebelmechanik) mit einer im Gehäuse drehbar gelagerten Schwenkachse wirkverbunden ist. Am Gehäuse ist beidseitig jeweils ein Drehlagerbereiche (Radial- und Axiallager) für die Schwenkachse vorgesehen, zwischen denen die Kniehebelmechanik angeordnet ist. Die Schwenkachse ist zur Anbringung des Spannarmes über einen Drehlagerbereich hinausragend ausgebildet.

[0003] In Abänderung hierzu kann die Schwenkachse gemäß der DE 197 51 950 C1 (siehe Spalte 3, Zeile 53 ff.) auch an beiden Endabschnitten aus dem Gehäuse des Spannkopfes herausgeführt sein und auf diesen beiden Endabschnitten beispielsweise einen gabelförmig gestalteten Spannarm tragen.

[0004] Zur Realisierung dieser Abänderung ist es bei der Spannvorrichtung gemäß der DE 197 51 950 C1 erforderlich, die Spannvorrichtung auseinander- und eine für den jeweiligen Anwendungsfall passende Schwenkachse einzubauen. Im Falle eines seitlichen Spannarmes also eine Schwenkachse, die nur einseitig aus dem Gehäuse herausgeführt ist, im Falle eines gabelförmigen Spannarmes eine, die beidseitig aus dem Gebäuse heraussteht.

[0005] Die Abänderung hinsichtlich der Anordnung der Schwenkachse ist somit nachteilig mit umfangreichen Umbaumaßnahmen verbunden.

[0006] Der Vollständigkeit halber wird noch auf die EP 0 862 970 A2 hingewiesen.

[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Spannvorrichtung der eingangs genannten Art den Aufwand zur Umrüstung bezüglich der Anordnung der Schwenkachse auf konstruktiv möglichst einfache Weise zu reduzieren.

[0008] Diese Aufgabe ist gelöst mit einer Spannvorrichtung der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale.

[0009] Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass die Schwenkachse aus einer Hohlwelle und einer in dieser konzentrisch und zu dieser verdrehfest angeordneten Abtriebswelle gebildet ist, wobei die Hohlwelle (etwa) gehäusebreit ausgebildet und in den Drehlagerbereichen verdrehbar gelagert ist und wobei die Abtriebswelle zur Hohlwelle axialverschieblich, aber an dieser fixierbar ausgebildet ist. Mit anderen Worten ausgedrückt, ist die erfindungsgemäße Schwenkachse im Gegensatz zur eingangs beschriebenen Achse nach der DE 197 51 950 C1 mindestens zweiteilig ausgebildet, wobei der mit der Stellmechanik verbundene Teil im Prinzip als drehbar im Gehäuse angeordnete Hohlwelle und der andere Teil als in der Hohlwelle verdrehfest, aber axialverschieblich und -fixierbar ausgebildet ist. Je nach Bedarf, wird also die Abtriebswelle bezüglich ihrer Axialfixierung von der Hohlwelle gelöst und in die jeweils gewünschte Position gebracht. Dabei weist die Hohlwelle etwa die Breite des Gehäuses auf. Die Abtriebswelle weist vorzugsweise eine Breite auf, die es ermöglicht, einerseits bei einseitigem Überstand einen Spannarm und andererseits bei beidseitigem Überstand beispielsweise einen gabelförmigen Spannarm daran zu befestigen. Für andere Anwendungsfälle, beispielsweise wenn die Drehbewegung der Hohlwelle per Kardanwelle weiter übertragen wird, kann die Abtriebswelle auch länger oder gegebenenfalls auch kürzer ausgebildet sein. Entscheidend ist, dass zur Abänderung lediglich die Abtriebswelle wahlweise ausgetauscht oder auch nur in ihrer Axialposition verschoben werden muss.

[0010] Andere vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.

[0011] Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung einschließlich ihrer vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Patentansprüche wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

[0012] Es zeigt

Figur 1

im Seitenschnitt eine Spannvorrichtung mit Antriebselement, Kniehebelmechanik und Spannarm;

Figur 2

in Vorderansicht die Spannvorrichtung gemäß Figur 1, wobei eine Schale des Gehäuses demontiert ist;

Figur 3

perspektivisch von der Seite die erfindungsgemäße Hohlwelle mit Stellhebel für die Kniehebelmechanik;

Figur 4

perspektivisch von der Seite die erfindungsgemäße Abtriebswelle zum Einschub in die Hohlwelle gemäß Figur 3;

Figur 5

im Schnitt die Abtriebswelle gemäß Figur 4 mit einem Befestigungsmechanismus;

Figur 6

im Schnitt entlang der Linie A-A gemäß Figur 12 die erfindungsgemäße, im Kopf der Spannvorrichtung angeordnete Schwenkachse;

Figur 7 bis 10

ebenfalls im Schnitt der Spannvorrichtungskopf gemäß Figur 6 mit unterschiedlichen Axialpositionen der Schwenkachse;

Figur 11

im Schnitt entlang der Linie B-B gemäß Figur 12 die erfindungsgemäße Schwenkachse mit Stellhebel im Spannvorrichtungskopf; und

Figur 12

in Seitenansicht der Spannvorrichtungskopf gemäß Figur 3.

[0013] In den Figuren 1 und 2 ist zunächst zur Erläuterung des technologischen Hintergrundes eine Spannvorrichtung nach der EP 1 201 370 A2 dargestellt. Bezüglich der genauen Funktion dieser Spannvorrichtung wird insoweit vollumfänglich auf dieses Dokument verwiesen.

[0014] Sowohl die genannte als auch die erfindungsgemäße Spannvorrichtung weisen ein Antriebselement 1 auf. Bei der Spannvorrichtung gemäß Figur 1 ist das Antriebselement 1 als Elektroantrieb ausgebildet. Alternativ kommen aber auch linear bewegliche Pneumatik- (siehe die zitierte DE 197 51 950 C1) oder Hydraulikantriebe oder ein Handantrieb in Betracht, und zwar je nach Anwendungsfall und Verwendungszweck.

[0015] Das Antriebselement 1 ist zur Betätigung von mindestens einem Spannwerkzeug 5 über eine in einem Gehäuse 2 angeordnete Stellmechanik 3 mit mindestens einer im Gehäuse 2 drehbar gelagerten Schwenkachse 4 wirkverbunden.

[0016] Das Spannwerkzeug 5 ist bei der dargestellten Ausführungsform als Schwenk- bzw. Spannarm ausgebildet. Alternativ sind aber auch Ausbildungen als Schubstangen-, Zentrier- oder Unterflurspanner möglich.

[0017] Die Stellmechanik 3 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Kniehebelmechanik ausgebildet. Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung kann aber genauso gut mit einer sogenannten Kurvenmechanik ausgerüstet sein, wie sie beispielsweise in der EP 0 747 172 A1 offenbart ist.

[0018] Wie insbesondere aus Figur 2 ersichtlich, ist ferner vorteilhaft vorgesehen, dass das Gehäuse 2 der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung aus zwei jedenfalls in etwa zueinander spiegelsymmetrischen Schalen gebildet ist. In Figur 2 ist nur die linke Schale dargestellt, während die rechte Schale demontiert ist, um Einblick ins Innere der Spannvorrichtung zu gewähren.

[0019] Zur Lagerung der Schwenkachse 4 in den beiden Gehäuseschalen sind zwei Drehlagerbereiche 6, 7 vorgesehen, zwischen denen die Stellmechanik 3 angeordnet ist. Die Drehlagerbereich 6, 7 sind insbesondere als Radiallager, aber durchaus auch als Axiallager beispielsweise für eine Wellenschulter 20 an der Schwenkachse 5 bzw. der noch zu erläuternden, erfindungsgemässen Hohlwelle 8 ausgebildet. Als Lagerarten bzw. -typen kommen insbesondere Kugel-, Rollen- oder Gleitlager in Betracht. Die Spannvorrichtung gemäß den Figuren 1 bis 12 weist ein als Gleitlager ausgebildetes, kombiniertes Radial-Axial-Lager auf.

[0020] Um ein Spannwerkzeug 5 (beispielsweise den in Figur 1 dargestellten Spannarm) an der Schwenkachse 4 befestigen zu können, ist diese mindestens über einen Drehlagerbereich 6, 7 hinausragend ausgebildet (in Figur 2 ragt die Schwenkachse 4 über beide Drehlagerbereich 6, 7 hinaus, so dass an beiden Schwenkachsenenden ein Spannwerkzeug 5 angeordnet werden kann.

[0021] Wesentlich für die erfindungsgemäße Spannvorrichtung ist nun mit Verweis insbesondere auf die Figuren 3 bis 12, dass die Schwenkachse 4 aus einer Hohlwelle 8 und einer in dieser konzentrisch und zu dieser verdrehfest angeordneten Abtriebswelle 9 gebildet ist, wobei die Hohlwelle 8 gehäusebreit ausgebildet und in den Drehlagerbereichen 6, 7 verdrehbar gelagert ist und wobei die Abtriebswelle 9 zur Hohlwelle 8 axialverschieblich, aber an dieser fixierbar ausgebildet ist.

[0022] Wie bereits einleitend erwähnt, ist erfindungsgemäß also insbesondere vorgesehen, die nach dem Stand der Technik einteilige Schwenkachse 4 nunmehr zweiteilig auszubilden, um je nach Anordnung des Spannwerkzeugs 5 ohne großen Umrüstaufwand die Schwenkachse 4 optimal plazieren zu können.

[0023] Zur Betätigung der nunmehr zweiteiligen Schwenkachse 4 ist, wie inbesondere aus Figur 3 ersichtlich, an der Hohlwelle 8 ein mit der Stellmechanik 3 wirkverbundener Stellhebel 10 angeordnet. Dieser Stellhebel ist über ein Schleppglied 18 mit dem Stellglied 19 des Antriebselements 1 wirkverbunden, d. h. eine lineare Bewegung des Stellgliedes 19 führt in bekannter Weise zu einer Drehbewegung der Schwenkachse 4 bzw. der Hohlwelle 8.

[0024] Wie die an sich bekannte Schwenkachse 4 weist auch die Hohlwelle 8 zur ihrer Lagerung im Gebäuse 2 vorzugsweise zumindest an den Drehlagerbereichen 6, 7 eine zu diesen größenangepaßte, zylindrische Aussenkontur auf, d. h. an diesen Stellen ist sie, wie beispielsweise in Figur 6 dargestellt, in dem oben beschriebenen Radial-Axial-Lager gelagert. Eine Wellenschulter 20 an der Hohlwelle stützt sich beidseitig jeweils an den Lagern ab.

[0025] Um einen formschlüssigen Verbund zwischen Hohlwelle 8 und Abtriebswelle 9 zu realisieren, weist die Hohlwelle 8 (siehe Figur 3) eine viereckige (quadratische) Innenquerschnittskontur auf. Dazu passend ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Abtriebswelle 9 eine quadratische Aussenquerschnittskontur aufweist. Allgemein - also jeweils auf den speziellen Anwendungsfall angepaßt - ist vorgesehen, dass die beiden zueinander in Formschluss zu bringenden Konturen mindestens dreieckig bzw. mehreckig ausgebildet sind.

[0026] Zur Erleichterung der Montierbarkeit ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Hohlwelle 8 in Axialrichtung aus zwei Hohlwellenteilstücken 11, 12 gebildet ist, die vorzugsweise mittels der in Figur 11 dargestellten Stifte 21 verdrehfest miteinander verbunden sind und etwa mittig im Gebäuse 2 miteinander in Verbindung stehen (siehe insbesondere die Trennlinie in Figur 6) .

[0027] Zur Axialfixierung der Abtriebswelle 9 ist vorteilhaft vorgesehen, dass innen an der Hohlwelle 8 mindestens eine Vertiefung 13 angeordnet ist; vorzugsweise allerdings mehrere Vertiefungen in Form eines Axialrasters, d. h. die Abtriebswelle 9 ist, wie in den Figuren 6 bis 10 dargestellt, an verschiedenen Relativpositionen zur Hohlwelle 8 positionier- und fixierbar.

[0028] Abtriebswellenseitig ist demenstsprechend vorgesehen, dass die Abtriebswelle 9 einen Befestigungsmechanismus 14 aufweist. Dieser weist vorzugsweise mindestens ein an der Abtriebswelle 9 angeordnetes, mit der Vertiefung an der Hohlwelle 8 in Formschluss bringbares Verrastungselement 15 auf, wobei dieses vorzugs- und beispielsweise als mindestens eine Kugel ausgebildet ist, die in Verrastungsposition in die vorzugsweise kugelabschnittsförmige Vertiefungen 14 eingreift.

[0029] Um das Verrastungselement 15 auf einfache Weise betätigen zu können, ist, wie insbesondere in den Figuren 4 und 5 dargestellt, vorteilhaft vorgesehen, dass an der Abtriebswelle 9 ein von einer Seite aus frei zugängliches und betätigbares Verstellelement 16 angeordnet ist, das mit dem Verrastungselement 15 wirkverbunden ist und bei Axialverstellung eine Radialverstellung des Verrastungselements 15 bewirkt. Das Verstellelement 16 ist dabei vorzugsweise schraubenförmig ausgebildet und in einer an der Abtriebswelle 9 vorgesehenen Gewindebohrung 17 angeordnet, wobei das verrastungselementseitige Ende des schraubenförmigen Verstellelements 16 konisch ausgebildet und mit dem Verrastungselement 15 wirkverbunden ist.

[0030] Zur Justage der Abtriebswelle 9 wird diese also zunächst in die Hohlwelle 8 eingesteckt. Beispielsweise mittels eines Imbusschlüssels kann dann das von einer Seite der Abtriebswelle 9 zugängliche, schraubenförmige Verstellelement 16 gedreht und damit bezüglich der Abtriebswelle 9 axial verschoben werden. Durch diese Axialverschiebung und die konische Ausbildung des Verstellelements 16 werden die kugelförmigen Verrastungselemente 15 radial auseinander gepresst. Wie aus den Figuren 6 bis 10 ersichtlich, kann die Abtriebswelle 9 somit aufgrund der rasterförmig angeordneten Vertiefungen 13 in unterschiedlichsten Positionen fixiert werden.

Bezugszeichenliste

[0031] 

1

Antriebselement

2

Gehäuse

3

Stellmechanik

4

Schwenkachse

5

Spannwerkzeug

6

Drehlagerbereich

7

Drehlagerbereich

8

Hohlwelle

9

Abtriebswelle

10

Stellhebel

11

Hohlwellenteilstück

12

Hohlwellenteilstück

13

Vertiefung

14

Befestigungsmechanismus

15

Verrastungselement

16

Verstellelement

17

Gewindebohrung

18

Schleppglied

19

Stellglied

20

Wellenschulter

21

Stift

Ansprüche

1. Spannvorrichtung, umfassend ein Antriebselement (1), das zur Betätigung von mindestens einem Spannwerkzeug (5) über eine in einem Gehäuse (2) angeordnete Stellmechanik (3) mit mindestens einer im Gehäuse (2) drehbar gelagerten Schwenkachse (4) wirkverbunden ist, wobei am Gehäuse (2) zwei Drehlagerbereiche (6, 7) für die Schwenkachse (4) vorgesehen sind, zwischen denen die Stellmechanik (3) angeordnet ist, und wobei die Schwenkachse (4) zur Anbringung des Spannwerkzeugs (5) mindestens über einen Drehlagerbereich (6, 7) hinausragend ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schwenkachse (4) aus einer Hohlwelle (8) und einer in dieser konzentrisch und zu dieser verdrehfest angeordneten Abtriebswelle (9) gebildet ist, wobei die Hohlwelle (8) etwa gehäusebreit ausgebildet und in den Drehlagerbereichen (6, 7) verdrehbar gelagert ist und wobei die Abtriebswelle (9) zur Hohlwelle (8) axialverschieblich, aber an dieser fixierbar ausgebildet ist.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass an der Hohlwelle (8) ein mit der Stellmechanik (3) wirkverbundener Stellhebel (10) angeordnet ist
und/oder dass die Hohlwelle (8) zumindest an den Drehlagerbereichen (6, 7) eine zu diesen größenangepaßte, zylindrische Aussenkontur aufweist
und/oder dass die Hohlwelle (8) eine mindestens dreieckige, vorzugsweise mehreckige, Innenquerschnittskontur aufweist und/oder dass die Hohlwelle (8) in Axialrichtung aus zwei Hohlwellenteilstücken (11, 12) gebildet ist, wobei diese vorzugsweise verdrehfest miteinander verbunden sind und etwa mittig im Gebäuse (2) miteinander in Verbindung stehen und/oder dass innen an der Hohlwelle (8) zur Axialfixierung der Abtriebswelle (9) mindestens eine Vertiefung (13) vorgesehen ist.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abtriebswelle (9) eine mindestens dreieckige, vorzugsweise mehreckige, Aussenquerschnittskontur aufweist.

4. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abtriebswelle (9) zur Axialfixierung innerhalb der Hohlwelle (8) einen Befestigungsmechanismus (14) aufweist, wobei dieser vorzugsweise mindestens ein an der Abtriebswelle (9) angeordnetes, mit der Vertiefung an der Hohlwelle (8) in Formschluss bringbares Verrastungselement (15) aufweist, wobei dieses vorzugsweise als mindestens eine Kugel und die Vertiefung (14) kugelabschnittsförmig ausgebildet ist.

5. Spannvorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass an der Abtriebswelle (9) ein von einer Seite aus frei zugängliches und betätigbares Verstellelement (16) vorgesehen ist, das mit dem Verrastungselement (15) wirkverbunden ist und bei Axialverstellung eine Radialverstellung des Verrastungselements (15) bewirkt, wobei das Verstellelement (16) vorzugsweise schraubenförmig ausgebildet und in einer an der Abtriebswelle (9) vorgesehenen Gewindebohrung (17) angeordnet ist und wobei das verrastungselementseitige Ende des schraubenförmigen Verstellelements (16) vorzugsweise konisch ausgebildet und mit dem Verrastungselement (15) wirkverbunden ist.

6. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Drehlagerbereiche (6, 7) als Radiallager ausgebildet sind, wobei diese wiederum vorzugs- und wahlweise als Kugel-, Rollen- oder Gleitlager ausgebildet sind.

7. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Drehlagerbereiche (6, 7) als Axiallager für eine Wellenschulter (20) der Hohlwelle (8) ausgebildet sind, wobei diese wiederum vorzugs- und wahlweise als Kugel-, Rollen- oder Gleitlager ausgebildet sind.

8. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Antriebselement (1) wahlweise als linear beweglicher Pneumatik-, Hydraulik- oder Elektroantrieb oder als Handantrieb ausgebildet ist.

9. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Spannwerkzeug (5) wahlweise als Schubstangen-, zentrier-, Schwenk- oder Unterflurspanner ausgebildet ist und/oder dass die Stellmechanik (3) wahlweise als Kniehebel- oder Kurvenmechanik ausgebildet ist.

10. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gehäuse (2) aus zwei zueinander spiegelsymmetrischen Schalen gebildet ist.

Zeichnung