EP0962285B1 - Kniehebelspannvorrichtung, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie - Google Patents

Kniehebelspannvorrichtung, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie Download PDF

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EP0962285B1
EP0962285B1 EP98124288A EP98124288A EP0962285B1 EP 0962285 B1 EP0962285 B1 EP 0962285B1 EP 98124288 A EP98124288 A EP 98124288A EP 98124288 A EP98124288 A EP 98124288A EP 0962285 B1 EP0962285 B1 EP 0962285B1
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EP
European Patent Office
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piston
cylinder
brake
clamping
toggle clamp
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EP98124288A
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EP0962285A3 (de
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Josef-Gerhard Tünkers
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Tuenkers Maschinenbau GmbH
Original Assignee
Tuenkers Maschinenbau GmbH
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    • F15B15/28—Means for indicating the position, e.g. end of stroke
    • F15B15/2807—Position switches, i.e. means for sensing of discrete positions only, e.g. limit switches

Definitions

  • the invention relates to a toggle lever device, in particular for use in the bodywork of the automotive industry.
  • connection channel and the throttle device for example, in an end-face cover of the cylinder clamping space, so that no visible to the outside enlargement of the construction dimensions of the toggle lever device occurs, so that optionally built toggle clamping devices by replacing this cover and the existing therein connection channel with throttle devices can also be retrofitted without making any changes to the outside at the site.
  • the damping device In order to enable the cushioning over a larger range from 0 to 135 ° pivoting angle, it is proposed to design the damping device in its axial extent with respect to the piston variable in length and lockable. It is also described in the document that the damping device can be designed to be infinitely variable in length. It is also described that by continuously or otherwise changing the axial length of the throttle body with its support piston, the throttle device can be changed depending on the desired pivot angle of the clamping arm. This can be done according to this document by the fact that the support piston has a projection on the end face facing the piston, which is adjustable in length depending on the desired pivot angle.
  • This length adjustability can be stepless, but also done by material removal, in which, for example, the projection is turned off to achieve the desired damping effect depending on the pivot angle of the clamping arm. Consequently, the total length of the damping body can be changed by allowing the protrusion opposite and engaging in a cover end face of the damping body can be removed by material removal, depending on the desired pivot angle of the clamping arm.
  • the damping body may consist of two or more telescoping parts which are telescopically adjustable. These parts can be connected to each other, for example by screw thread.
  • damping body may be formed integrally with the lid and can also be adjusted or changed in terms of its length according to the respective desired pivot angle.
  • the inside arranged in the cylinder space materially integral projection of the support piston can be designed so that it is formed as a plug or a ring which is infinitely adjustable and adjustable to the desired damping capacity and thus on the pivot angle of the clamping arm, or as a clamping aid Shortening the total length is used. All this is not possible without disassembly of the device.
  • a repeated external testing is not necessary, which requires a correspondingly high expenditure of time.
  • a toggle clamping device for the body construction with a guided in an orthogonal to the longitudinal axis of the piston rod cross-section rectangular clamping head is already known, which is constructed of two housing parts, and with an adjoining in axial extension to the cylinder-side end of the clamping head cylinder , in which an alternately on both sides by pressure medium pressure, in particular to be acted upon by air pressure piston longitudinally displaceable and sealing, with its piston rod axially engages through the cylinder and a cavity of the clamping head, wherein at the free end of the piston rod a toggle joint assembly is fixed, which is attached to a clamping arm coupled with limit switches or positioners in the form of microswitches, inductive switches, pneumatic switches or sensors in a space of the clamping head are integrated, wherein the switches are adjustable relative to each other and are arranged on a cover forming the same holder as a total interchangeable query cartridge in the form of a board in the form of a board in the region of a slot in
  • the profile may be designed in an orthogonal to the longitudinal axis of the piston rod guided cross-section "L" -shaped, wherein the web of the "L” is parallel to the longitudinal axis of the piston rod and the switch has adjustable, while the cross bar closes the slot to the outside.
  • Another construction may be provided with a consisting of two shell-shaped housing parts clamping head which lie flat on one another in a plane and encapsulate the toggle joint assembly, the piston rod, the limit switch, dirt and dustproof to the outside, the two shell-shaped housing parts on the one narrower side of the rectangular cross-section clamping head have the slot for arranging the query cartridge.
  • This toggle-type clamping device is equipped with an end stop for the toggle joint arrangement, primarily in the over-center position of the toggle joint, wherein the end stop is designed as an externally operable, adjustable in its L jossachslegi stop, in particular as a threaded plug.
  • the query cartridge is inserted from the back of the tensioner housing through a narrow, slot-shaped recess in the housing.
  • DE 42 42 601 A1 describes a piston-cylinder arrangement with a guided in a cylinder and displaceable between two Endlagenbegrenzungs instituten by Druckschbeetzschung piston with a piston rod, wherein at least one of the two Endlagebegrenzungs comprise in the axial direction within the cylinder is adjustable. That the at least one Endlagenbegrenzungselement is designed as a damping element and works with a constructed between piston and damping element during the stroke pressure medium pad. That the at least one Endlagenbegrenzungselement is held against rotation within the cylinder and is adjustable by means of a spindle mounted on the cylinder.
  • This spindle is formed at least partially as a threaded spindle and extends through a threaded bore of a Endlagenbegrenzungsijns in a corresponding recess of the piston rod.
  • the spindle is rotatable by means of a hand wheel arranged on the front side of the cylinder.
  • the relevant end position limiting element is arranged for length adjustment by means of an external or internal thread in a corresponding mating thread on the cylinder. Simultaneously with the adjustment of the respective Endlagenbegrenzungsettis switch to control the piston-cylinder assembly with misplaced.
  • the one Endlagenbegrenzungselement is displaceable in the axial direction within the cylinder, a stepless adjustment of the stroke length of the piston rod according to the respective requirements to achieve.
  • the adjustment of the Endlagenbegrenzungs comprises carried by means of a mounted on an outer housing cover of the cylinder and extending through a threaded bore of the Endlagenbegrenzungs institutes in a corresponding recess of the piston rod spindle.
  • the DE 91 05 755.8 U1 relates to a clamping device consisting of a head piece with adjusting mechanism for the clamping lever and a fixed with anchor rods on the head piece actuating cylinder for the adjusting mechanism, wherein adjustable End einsabfrageemia are arranged in the region of the actuating cylinder, which a standing with the piston rod in operative connection End einsgeber is assigned and their cable out to the cylinder end are, wherein the End einsabfrageemia such as microswitches are arranged on bow-shaped supports that sit adjustable and fixable on two adjacent anchor rods.
  • DE 22 22 686 B2 relates to a pressure-actuated toggle lever clamping device, in particular for body parts, consisting of a housing with a cylinder space for the piston, at the free piston rod end guide means for the piston rod and a piston rod pin are arranged, which via a tab with the knee joint of a Maschinen Swissspannenden- Angle lever is connected, which is pivotally mounted on a bearing journal mounted in the housing, wherein the guide means for the piston rod consisting of the ends of the piston rod pin and arranged in the housing, extending in the axial direction of the piston rod guide grooves for guiding these ends.
  • the housing on the side with the free piston rod end has an independent of the cross section of the piston rod shapable and seal-free movement space.
  • a stroke limiting stop or buffer at the bottom of the cylinder chamber and steplessly axially adjustable by an adjusting screw from the outside.
  • a valveless common conduit having in size invariable passages intended. The elimination of valves or other throttling means in the conduits results in substantial savings and simplifications for the manufacture and operation of the apparatus.
  • Each end of the cylinder space requires effort-saving only a common supply and discharge for the print medium.
  • the passage at each end of the cylinder space may be formed as a bore or otherwise, and be unchanging in size.
  • the passage width is provided such that the pressure medium leaving the cylinder chamber dampens the piston in each case in the final phase of its movement.
  • the cylinder chamber also serves as a damping chamber and makes a special throttling chamber dispensable.
  • the toggle clamping device is further characterized in that the housing carries a fastening eye and this is mounted on a pivot pin to allow pivoting of the housing during movement of the piston and the piston rod.
  • the housing there is the possibility to hold the housing immovable in any position and to arrange.
  • the arrangement also makes it possible to provide the housing movable about a pivot point.
  • the pivot point on the side with the cylinder chamber can be located so that the housing is pivotable. This results in the advantage of moving the housing to or from the workpiece during the clamping process.
  • the pivoting range of the angle lever is infinitely variable in its size by the variably adjustable stroke of the piston. It is possible to move the angle lever in a swivel range up to 180 °.
  • the piston rod is always safe to move from its end position and without any special effort, even if the angle lever is pivoted to zero or dead position.
  • the buffer at the bottom is a buffer made of rubber or rubber.
  • a toggle-type clamping device in particular for use in coachbuilding, is previously known, with a clamping head and an axially extending adjoining cylinder, in which an alternately on both sides by pressure medium pressure, preferably by air pressure to be acted upon piston longitudinally displaceable and is guided sealingly, which passes through the cylinder and the clamping head with its piston rod.
  • a toggle joint assembly is attached, which is associated with a clamping arm, the piston dividing the cylinder into a Zylinder Weghubraum and in a Zylinderspannhubraum, wherein the Zylinder Weghubraum and the Zylinderspannhubraum via a respective connecting channel alternately either to the pressure medium source or to vent.
  • the Zylinderspannhubraum is the front end sealed by a lid, the one Damping device is assigned for braking the opening movement of the piston.
  • the invention has the object of providing a toggle lever device, in particular for use in the bodywork of the automotive industry, in such a way that their device and setting on the one hand is particularly relieved, on the other hand, their appearance is largely exempt from disturbing device parts.
  • the cylinder end position, the opening angle of a clamping arm, the Endlagenabfragung and optionally a cushioning set simultaneously and jointly via an actuator If, for example, working conditions change, only the adjustment need be made via the adjusting element, without dismantling the toggle lever clamping device and its cylinder.
  • the adjusting element can be actuated from the outside on the toggle lever clamping device in order to make the desired adjustments, so to speak with a handle. This is a not to be underestimated advantage, since it then comes to no downtime in production lines of the automotive industry, which otherwise high costs for set-up times, etc. are connected.
  • the actuator allows each desired sensitive adjustment under operating conditions.
  • the adjusting element can be arranged at a non-obstructing point, for example at the cylinder bottom, the outer contour of the toggle lever clamping device is not adversely affected, so that its all-round mounting option is maintained from four sides. It then no need to be provided openings on the cylinder, the chuck or the like, for example, to arrange sensors. Rather, it is possible in this embodiment, all electrical lines, Sensors and damping elements in the toggle lever tensioning device, for example, in the cylinder and / or the clamping head, hineinververlagern.
  • toggle lever clamping device arranged in all embodiments. It is particularly advantageous, however, that it is possible by means of a simple tool to sensitively change and lock cylinder end interrogation, opening angle, end position detection and possibly end cushioning simultaneously and in the same direction, ie very quickly and with built-in toggle lever clamping device.
  • the adjusting device is designed as a set screw and locked by a lock nut.
  • the inner hex screw can be countered by an inner hex nut, both the head of the screw and the head of the lock nut are arranged in an enlarged recess of the bore in the cylinder base - claim 2.
  • the inner hex nut half Gear solved whereupon with an Allen key through the inner opening of the inner hexagon nut the Adjusting screw can be rotated to make the new setting. Thereafter, the set screw is locked again on the lock nut.
  • the adjusting screw is pressure-tightly sealed at its threaded longitudinal section by a sealing element in the cylinder bottom - Claim 3.
  • the brake piston is provided with a one-piece bearing lug, which has the thread for the screw - claim 4.
  • the piston and the brake piston together form the damping device for braking the opening movement of the piston.
  • the brake piston is arranged coaxially to the piston in a common cylinder, can be adjusted axially by the actuator of the brake piston, thereby adjusting the cylinder end position, the opening angle of the clamping arm and possibly Endlagenabfragung and end position damping simultaneously and together and lock.
  • the actuator can be mechanically, hydraulically or electro-hydraulically adjustable as in the embodiment according to claim 1.
  • the brake piston is preferably provided centrically to the adjusting screw with a brake chamber, in which the piston sealingly engages with a formed as a damping piston integral extension - claim 6.
  • the throttle device having a channel throttle and / or throttle valve device is arranged in the brake piston, wherein the throttle device connects the Zylinder Weghubraum with a arranged on the back of the brake piston expansion space, which is connected to the discharge channel.
  • Claim 8 describes a further advantageous embodiment of the invention.
  • the adjusting screw passes through the spacer body and is screwed into the thread of the brake piston, so that the brake piston is axially braced against the spacer body and against the cylinder bottom. This results in a reliable, accurate locking.
  • Claim 12 shows a further advantageous embodiment of the invention.
  • the sensors and the like are integrated in the toggle lever clamping device and arranged protected.
  • the position transducer In the embodiment according to claim 19 can be determined by the position transducer exactly the positions and forward, for example, to a PC or a PLC, which can be triggered automatically and / or manually, for example, a sequential control.
  • reference numeral 1 denotes a chuck, on which axially a cylinder 2 connects.
  • the cylinder 2 is closed at the end facing the clamping head 1 by a wall or a cover 3 and at its opposite end face by a, for example, designed as a lid cylinder bottom 4 pressure-tight manner.
  • a piston 5 is longitudinally displaceable and sealingly arranged, which is sealed by a seal 6.
  • the piston 5 is connected to a piston rod 7.
  • the piston rod 7 passes through a bore 8 in the Lid 3 and is sealed by a seal 9 pressure medium tight.
  • the cylinder is in cross section as deviating from the circular cylinder, for example, flat oval, formed.
  • the piston 5 is adapted to this cross-sectional shape, so that it is guided against rotation in the cylinder 2.
  • the term "flat oval” is understood to mean a cross-sectional shape which consists of longer sides running parallel to one another in a cross-section which is orthogonal to the longitudinal axis of the cylinder 2 and which are connected to each other at their narrow sides facing away from each other. For example, oval shapes are also possible.
  • the piston rod 7 passes axially through the clamping head 1 and is connected at its end with a toggle joint assembly 10, which is assigned a unspecified clamping arm.
  • the clamping arm is arranged to pivot in the direction of A or B by a certain pivot angle about a housing-fixed axis 11 in the chuck 1.
  • the swivel angle can be obtuse.
  • the clamping head 1 has a housing, which consists in the illustrated embodiment of two shell-shaped housing parts which are sandwiched and without gaps on each other (not shown) and thus the piston rod 7, the toggle joint assembly 10 and all other between the Enclose housing parts dirt and moisture-tight objects.
  • the housing parts are separated by a rectilinear separation plane, so that the housing parts lie flat on one another by walls and by means of screws (not shown) are detachably connected to each other. If necessary, the walls can also be associated with sealing elements.
  • These housing parts are formed closed on all sides and have only on one side each about an approximately semicircular recess (not shown), which thus complement the bore 8 through which the piston rod 7 protrudes into the space bounded by the housing parts 12 space. In this space 12 and the toggle lever assembly 10 is arranged. The lying within the space 12 end of the piston rod 7 and the toggle lever assembly 10 are thus dirt, dust and splash liquid sealed to the outside.
  • the two shell-shaped housing parts each have a bore (not shown) passing through them orthogonally, through which the shaft 11 passes. Instead, the axis 11 may also be stored in outwardly not penetrating formations of the relevant housing part.
  • the two shell-shaped housing parts guide grooves (not shown).
  • the guide grooves can be identical and correspond to one another in the assembled state of the housing parts, in such a way that the toggle joint arrangement 10 is guided with associated components, for example by rollers, in the longitudinal axis direction with low friction.
  • the housing parts have holes for screws, not shown, by means of which the housing parts are screwed together without sealing.
  • the holes of a housing part may be formed as through holes, while then the associated coaxial thereto arranged holes of the other housing part blind holes are threaded.
  • the housing parts can thereby releasably, but tightly connect with each other.
  • the housing parts may be made of steel or aluminum or of another suitable material, for example of an injection molding material.
  • the adjacent to each other in the parting plane walls can be of high quality, for example, sanded or cast with appropriate surface finish, so that they are full and jointless on each other.
  • the toggle joint assembly 10 may be associated with fork arms (not shown), which are arranged with their ends on cross-sectionally square or polygonal shaped end portions of the axis 11.
  • a retaining tab may be provided which engages against the fork-shaped end of the associated fork arm and engages with form-fitting recesses, the end portions of the pivot pin and with the concerned fork arm is connected by screws (also not shown).
  • Anschraubteil which is arranged centrally or eccentrically with respect to the fork arm.
  • the housing of the clamping head 1 is formed rectangular in a cross-section orthogonal to the longitudinal axis of the piston rod 7 (not shown).
  • the housing in principle on four sides, namely on the respective opposite sides of the rectangle optionally on device parts, for example, in the bodywork of the automotive industry, grown, for example, screwed.
  • the piston 5 opposite coaxially opposite a brake piston 13 is arranged, which is adjustable and lockable in all embodiments by an actuator 14 in the longitudinal axis direction.
  • This actuator 14 is formed in the illustrated embodiments as a threaded bolt, which is provided at its the cylinder bottom 4 facing end portion with a head 15 with internal polygon, for example, internal hexagon 16.
  • the head 15 of the actuating element 14 is to be locked by a lock nut 17, which in the illustrated embodiments also with an internal polygon, preferably also provided with an internal hexagon.
  • the internal polygon of the lock nut 17 is formed as a through hole, so that via a corresponding tool centrally by the lock nut 17 in the inner polygon 16 of the head 15 of the actuating element 14 can be grasped, to turn after loosening the lock nut 17, the actuator 14 in one or the other direction, thereby to adjust the brake piston 13 in the axial direction, ie in the direction X or Y.
  • this is first achieved by intervention by means of a suitable tool in the internal polygon of the lock nut 17 this by half a gear.
  • the head 15 of the adjusting element 14 and the lock nut 17 are arranged in a corresponding recess 18 of the cylinder base 4, which is arranged coaxially with the adjusting element 14 and thus also to the brake piston 13 and in turn coaxially to the piston 5 and the piston rod 7.
  • the locknuts 17 lie completely within the threaded recess 18.
  • the non-threaded bolt part 21 of the actuating element 14 is sealed by a seal 22 fluid-tight.
  • the seal 22 is located in an annular groove of the cylinder bottom. 4
  • the brake piston 13 is at least in the embodiment of FIG. 1 by a seal arranged in a groove 26 pressure-sealed against the cylinder inner wall 27 sealed.
  • FIG. 1 In the embodiment of FIG. 1 is connected to the piston 5 in the direction of the brake piston 13 outstanding material integral with the piston 5 ausgestalteter damping piston 25 which is provided in its interior with a blind bore 28 chamber formed in the at the axial stroke of the piston 5, the actuator 14 is able to immerse with a certain length section.
  • the brake piston 13 has a channel provided with a throttle device 29, which connects a cylinder clamping stroke chamber 30 to a pressure relief chamber 31 arranged on the rear side of the brake piston 13.
  • This relaxation space 31 is connected via a channel 32 to the outside or to another relaxation space into which the pressure medium, preferably compressed air, can escape.
  • a brake chamber is referred to, in which the damping piston 25 from a certain stroke of increasingly sealing occurs.
  • the damping piston 25 has an annular groove with a seal 36 which sealingly abuts against the wall 37 of the brake chamber 35 during the movement of the damping piston 25 and thereby the brake chamber 35 and a connected thereto channel 38, the Brake chamber 35 and the relaxation space 31 connects, shuts off. From now on, the pressure medium can only be displaced by the piston 5 via the throttle device 29 into the expansion space 31, so that there is a certain delay and deceleration of the stroke movement of the piston 5.
  • the brake chamber 35 is missing. Also, a damping piston 25 is not present. Rather, the piston rod 7 is provided with a central bore 39 into which the actuator 14 is able to enter coaxially. 40 denotes an approach.
  • a contact 43 for example made of steel or the like, is provided in the piston 5, which cooperates with at least one sensor 44 which is arranged on the opposite side in the brake piston 13.
  • a further contact 45 in the form of a steel body or the like is provided, which cooperates with a sensor 46.
  • the sensor 46 is disposed in a bore in the lid or wall 3.
  • a distributor block 47 is arranged in the cylinder bottom 4, which distributes the electrical or electronic contacts, Contains building blocks and the like.
  • This distributor block 47 is associated with a plug 48 which is connected to the corresponding electrical lines for remote interrogation of the piston 5 and thus also the position of the clamping arm and the like.
  • the distributor block 47 is also connected via electrical lines 49 and 50 on the one hand to the sensor 44 and on the other hand to the sensor 46.
  • the line 50 extends in a recess 51 of the cylinder wall and in a corresponding channel 52 of the wall or the cover 3. This allows the positions of the piston 5 and also the position of the clamping arm query.
  • axial adjustment of the adjusting element 14 and thus of the brake piston 13 it is possible with a handle, so to speak, to effect a continuous adjustment of Zylinderendabfrage, the opening angle, the end position damping and Endlagenabfragung. This can be done very sensitively, which is influenced by appropriate choice of the thread of the actuating element 14.
  • an electrical line is designated.
  • the brake piston 13 is associated with a sensor 64 which cooperates with a contact 65, which may also be an existing steel or the like body, in which Aluminum existing piston 5 is arranged.
  • the piston 5 may be made of aluminum or a corresponding alloy.
  • a further sensor 66 is arranged in a recess of the wall or of the lid 3.
  • the cylinder 2 in turn has a recess in the form of a channel 67, in which electrical lines 68 and 69 are arranged, which lead to a distributor block 70 with plug 71.
  • the line 68 is connected to the sensor 66, while the line 69 is electrically connected to the sensor 64.
  • the Zylinderendabfrage, the opening angle and Endlagenabfrage can be changed simultaneously and in the same direction and lock simultaneously.
  • the manifold block 70 is provided with the corresponding electronic or electrical elements. Distribution block 70 with plug 71 do not interfere with the rear attachment of the toggle lever device to device parts, as there are sufficiently large areas for the arrangement of screw holes or the like.
  • Reference numeral 72 denotes an adapter plate which is connected to a plug 73 for electrical connection, for example to a display device, a personal computer or the like (not shown).
  • the adapter plate 72 also has an electronics 74.
  • plug parts 75 and 76 are provided in both end regions of the adapter plate 72, which cooperate with coupling plugs 77 and 78 in the wall 3 and in the cylinder bottom 4, respectively. Plug parts 75 and 76 and coupling plugs 77 and 78 allow a sealed to the extent necessary connection of these parts.
  • the adapter plate 72 extends in the longitudinal axis of the cylinder 2 and can be adapted in the contour of the outer shape of the cylinder, so that there are no protruding parts.
  • the adapter plate 72 is replaceable, so that can be easily and quickly replace adapter plates 72 with appropriate configuration in case of disturbances or other operating conditions.
  • This embodiment differs from the embodiment of FIG. 3 in that an adapter plate 81 is provided with a pneumatic line 82 extending in the longitudinal axis thereof which, sealed by a seal 83, cooperates with a channel 84 in the wall 3 behind the piston 3 in the Zylinder Weghubraum 34 opens.
  • the pneumatic line 82 discharges sealed into a pneumatic directional valve 85, which is connected to the adapter plate 81 in one piece, but interchangeable.
  • the directional control valve 85 has a further pneumatic line 86 which on the one hand sealed with the directional control valve 85, on the other hand sealed via a plug member 87 with a channel 88 cooperates, which opens into the Zylinderspannhubraum 30 behind the stopper piston 13.
  • a displacement sensor 90 is associated with the cylinder 2, which consists essentially of a rod-shaped element which is sealed in the cylinder bottom 4 via a seal 91 and on the one hand the stopper piston 13 and on the other hand engages the piston 5.
  • 92 is designated a position encoder
  • 93 represents a seal which seals the transducer 90 relative to the piston 5. The piston 5 slides on the transducer 90 during its stroke in its axial direction.
  • a receiver is arranged in the cylinder bottom 4, which is connected via an electrical line, not shown, with a PLC, a PC, a signal converter or an evaluation device.
  • displacement transducer 90 in a sequence control, which runs automatically, so that upon reaching a certain position of the piston 5 corresponding control operations are triggered automatically or manually.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kniehebelspannvorrichtung, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie.
  • Aus der EP 0 778 107 A ist eine Kniehebelspannvorrichtung gemäβ dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche 1 und 19, insbesondere zur insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie vorbekannt, mit einem Spannkopf und einem sich in axialer Verlängerung daran anschließenden Zylinder, in dem ein abwechselnd beidseitig durch Druckmitteldruck zu beaufschlagender Kolben längsverschieblich, verdrehsicher und dichtend geführt ist, der mit seiner Kolbenstange den Zylinder und den Spannkopf durchgreift, wobei am freien Ende der Kolbenstange innerhalb des Gehäuses des Spannkopfes eine Kniehebelgelenkanordnung angeordnet ist, der ein Spannarm zugeordnet ist, wobei der Kolben den Zylinder in einen Zylinderrückhubraum und einen Zylinderspannhubraum unterteilt, und der Zylinderrückhubraum stirnendseitig durch einen Deckel dichtend verschlossen ist, mit einem Brems- oder Anschlagkolben, welcher dem Kolben zugeordnet und in demselben Zylinder wie der Kolben koaxial zu diesem angeordnet ist, und mit einer Verstellvorrichtung für den Brems- oder Anschlagkolben, mit welcher dieser stufenlos axial in beiden Richtungen zur Änderung und/oder Einstellung des Öffnungswinkels des Spannarmes einstellbar und arretierbar ist. Dieser Vorveröffentlichung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kniehebelspannvorrichtung so auszugestalten, dass beim Abbremsen bewegter Massen keine federnden Rückstellkräfte auftreten, wobei die Dämpfungsvorrichtung besser als bisher je nach den konkret vorliegenden Betriebsbedingungen in ihrem Dämpfungsverhalten einstellbar sein soll.
  • Hierzu wird vorgeschlagen, einen Anschlusskanal und die Drosselvorrichtung zum Beispiel in einem endstirnseitigen Deckel des Zylinderspannraumes zu integrieren, so dass auch keine nach außen sichtbare Vergrößerung der Bauabmessungen der Kniehebelspannvorrichtung auftritt, so dass gegebenenfalls gebaute Kniehebelspannvorrichtungen durch Austausch dieses Deckels und des darin vorhandenen Anschlusskanals mit Drosselvorrichtungen auch umgerüstet werden können, ohne dass nach außen am Einsatzort irgendwelche Änderungen vorzunehmen wären. Dies gilt insbesondere für die Anschlüsse zur Zuführung des Druckmediums, insbesondere von Luftdruck.
  • Um die Endlagendämpfung über einen größeren Bereich von 0 bis 135° Schwenkwinkel zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, die Dämpfungsvorrichtung in ihrer axialen Erstreckung in Bezug auf den Kolben längenveränderlich und arretierbar auszugestalten. Es wird in der Druckschrift auch beschrieben, dass die Dämpfungsvorrichtung stufenlos längenverstellbar ausgebildet sein kann. Es wird außerdem beschrieben, dass durch stufenlose oder sonstige Veränderung der axialen Länge des Drosselkörpers mit seinem Stützkolben sich die Drosselvorrichtung je nach dem gewünschten Schwenkwinkel des Spannarmes verändern lässt. Dies kann gemäß dieser Druckschrift dadurch geschehen, dass der Stützkolben an der dem Kolben zugekehrten Stirnfläche einen Vorsprung aufweist, der je nach dem gewünschten Schwenkwinkel längeneinstellbar ist. Diese Längeneinstellbarkeit kann stufenlos, aber auch durch Materialabtrag geschehen, in dem zum Beispiel der Vorsprung abgedreht wird, um je nach Schwenkwinkel des Spannarmes den gewünschten Dämpfungseffekt zu erzielen. Folglich lässt sich die Gesamtlänge des Dämpfungskörpers dadurch verändern, dass die dem Vorsprung gegenüberliegende und in einen Deckel eingreifende Stirnseite des Dämpfungskörpers durch Materialabtrag abtragen lässt, je nach gewünschtem Schwenkwinkel des Spannarmes.
  • Statt dessen kann aber auch der Dämpfungskörper aus zwei oder mehreren teleskopförmigen ineinander verstellbaren Teilen bestehen. Diese Teile können zum Beispiel durch Schraubgewinde miteinander verbunden sein.
  • Außerdem kann der Dämpfungskörper einstückig mit dem Deckel ausgebildet sein und sich ebenfalls hinsichtlich seiner Länge entsprechend dem jeweils gewünschten Schwenkwinkel einstellen bzw. verändern lassen.
  • In manchen Fällen soll es sogar nach den Ausführungen in der Druckschrift möglich sein, die Länge hydraulisch, zum Beispiel durch entsprechende Hubverstellung eines Kolbens in einem Zylinder einzustellen, um dadurch dem jeweils gewünschten Schwenkwinkel des Armes Rechnung zu tragen und die jeweils gewünschte Dämpfungswirkung zu erzielen.
  • Auch der Innen im Zylinderraum angeordnete materialmäßig einstückige Vorsprung des Stützkolbens kann so ausgestaltet werden, dass er als Stopfen oder als Ring gebildet wird, der stufenlos einstellbar und auf das gewünschte Dämpfungsvermögen und damit auf den Schwenkwinkel des Spannarmes einstellbar ist, oder aber auch als Einspannhilfe beim Verkürzen der Gesamtlänge dient. Dies alles ist ohne Zerlegung der Vorrichtung nicht möglich. So muss zum Beispiel zwecks Materialabtrag zur Längenverstellung der gesamte Stützkolben ausgebaut und zu einer Drehmaschine geschaffen und dort spanabhebend bearbeitet werden, während bei der Ausbildung als innenliegender Stopfen ebenfalls zumindest der Bodendeckel der Kniehebelspannvorrichtung abgebaut und die Teile, insbesondere der Stützkolben und der Stopfen ausgebaut und dann so verstellt werden, bis die gewünschte axiale Länge erreicht und dadurch der Schwenkwinkel verändert wird. Hierzu ist gegebenenfalls ein mehrmaliges von außen nicht mögliches Probieren erforderlich, was einen entsprechend hohen Zeitaufwand erfordert.
  • Aus der DE 196 16 441 C1 ist eine Kniehebelspannvorrichtung für den Karosseriebau mit einem in einem orthogonal zur Längsachse der Kolbenstange geführten Querschnitt rechteckförmigen Spannkopf vorbekannt, der aus zwei Gehäuseteilen aufgebaut ist, und mit einem sich in axialer Verlängerung an das zylinderseitige Ende des Spannkopfes 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 einen Hohlraum des Spannkopfes axial durchgreift, wobei am freien Ende der Kolbenstange eine Kniehebelgelenkanordnung befestigt ist, die mit einem Spannarm gekoppelt ist, mit Endschaltern bzw. Stellungsgebem in Form von Mikroschaltern, induktiven Schaltern, Pneumatikschaltem oder Sensoren, die in einem Raum des Spannkopfes integriert sind, wobei die Schalter relativ zueinander einstellbar sind und an einer die Abdeckung für dieselben bildenden Halterung als insgesamt austauschfähige Abfragekassette in Form einer Platine im Bereich eines Schlitzes in axialer Richtung des Spannkopfes angeordnet und befestigt sind, wobei die Abfragekassette in der Draufsicht eine "T"-förmige Gestalt mit einer Befestigungsschiene und einem Flansch aufweist, an den sich ein mit seiner Längsachse parallel zur Längsachse der Kolbenstange erstreckendes Profil anschließt, wobei die Abfragekassette von der Rückseite des Gehäuses des Spannkopfes durch einen engen, sich in Richtung der Längsachse der Kolbenstange erstreckenden Schlitz und unter Beibehaltung der Anbaumöglichkeit der Kniehebelspannvorrichtung von allen vier Seiten, insbesondere von der Rückseite her eingesteckt ist, derart, dass das Profil den Schlitz nach außen hin möglichst fugendicht abdichtet. Das Profil kann in einem orthogonal zur Längsachse der Kolbenstange geführten Querschnitt "L"-förmig gestaltet sein, wobei der Steg des "L" parallel zur Längsachse der Kolbenstange verläuft und die Schalter verstellbar aufweist, während der Quersteg den Schlitz nach außen hin verschließt. Eine weitere Konstruktion kann mit einem aus zwei schalenförmigen Gehäuseteilen bestehenden Spannkopf versehen sein, die flächig in einer Ebene aufeinander aufliegen und die Kniehebelgelenkanordnung, die Kolbenstange, die Endschalter, schmutz- und staubdicht nach außen hin abkapseln, wobei die beiden schalenförmigen Gehäuseteile an der einen schmaleren Seite des im Querschnitt rechteckförmigen Spannkopfes den Schlitz zum Anordnen der Abfragekassette aufweisen. Das Profil kann so weit in den Schlitz eintauchen, dass die eine, die schmalere Seite des im Querschnitt rechteckförmigen Spannkopfes die nach außen begrenzende Wandung die nach außen weisende Begrenzung des L-förmigen Profils überragt. Diese Kniehebelspannvorrichtung ist mit einem Endanschlag für die Kniehebelgelenkanordnung, vornehmlich in Übertotpunktlage des Kniehebelgelenkes ausgerüstet, wobei der Endanschlag als von außen zu betätigender, in seiner Längsachsrichtung verstellbarer Anschlag, insbesondere als Gewindestopfen, ausgebildet ist. Bei dieser mit der sogenannten Kassettentechnik arbeitenden Kniehebelspannvorrichtung wird die Abfragekassette von der Rückseite des Spannergehäuses durch eine enge, schlitzförmige Ausnehmung in das Gehäuse eingesteckt. Eine solche Konstruktion ist sehr servicefreundlich, da durch Lösen von zum Beispiel nur einer Schraube die komplette Abfragekassette mit Schalter und Stecker, die in sich komplett verkabelt sind, auszuwechseln ist. Am Lager können somit komplett austauschfähige Abfragekassetten bereit gehalten werden, die sich mit wenigen Handgriffen austauschen lassen. Dadurch sind nur geringe Stillstandzeiten zu erwarten, sollte es erforderlich sein, die Abfragekassette auszutauschen. Auch kann man für bestimmte Hübe beziehungsweise Öffnungswinkel eingestellte Abfragekassetten am Lager bereithalten, um sie mit wenigen Handgriffen gegen eingebaute Abfragekassetten auszutauschen.
  • Die DE 42 42 601 A1 beschreibt eine Kolben-Zylinder-Anordnung mit einem in einem Zylinder geführten und zwischen zwei Endlagenbegrenzungselementen durch Druckmittelbeaufschlagung verschiebbaren Kolben mit einer Kolbenstange, wobei wenigstens eines der beiden Endlagenbegrenzungselemente in axialer Richtung innerhalb des Zylinders verstellbar ist. Dass das wenigstens eine Endlagenbegrenzungselement als Dämpfungselement ausgebildet ist und mit einem zwischen Kolben und Dämpfungselement während der Hubbewegung aufgebauten Druckmittelpolster arbeitet. Dass das wenigstens eine Endlagenbegrenzungselement verdrehsicher innerhalb des Zylinders gehalten ist und mittels einer am Zylinder gelagerten Spindel verstellbar ist. Diese Spindel ist mindestens bereichsweise als Gewindespindel ausgebildet und erstreckt sich durch eine Gewindebohrung des einen Endlagenbegrenzungselementes in eine entsprechende Ausnehmung der Kolbenstange. Die Spindel ist mittels eines stirnseitig am Zylinder angeordneten Handrades verdrehbar. Das betreffende Endlagenbegrenzungselement ist zur Längenverstellung mittels eines Außen- oder Innengewindes in ein entsprechendes Gegengewinde am Zylinder angeordnet. Gleichzeitig mit der Verstellung des betreffenden Endlagenbegrenzungselementes werden Schalter zur Steuerung der Kolben-Zylinder-Anordnung mit verstellt. Dadurch, dass das eine Endlagenbegrenzungselement in axialer Richtung innerhalb des Zylinders verschiebbar ist, ist eine stufenlose Verstellung der Hublänge der Kolbenstange entsprechend den jeweiligen Anforderungen zu erreichen. Die Verstellung des Endlagenbegrenzungselementes erfolgt mittels einer an einem äußeren Gehäusedeckel des Zylinders gelagerten und sich durch eine Gewindebohrung des Endlagenbegrenzungselementes in eine entsprechende Ausnehmung der Kolbenstange erstreckenden Spindel.
  • Aus dem DE 91 04 532.0 U1 ist ebenfalls eine Kniehebelspannvorrichtung für den Karosseriebau mit einem Spannkopf und einem sich in axialer Verlängerung daran anschließenden Zylinder vorbekannt, 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 Kniehebelgelenkanordnung befestigt ist, die mit einem Spannarm gekuppelt ist, mit Endschaltern und mit einem Stecker für die Stromzuführung der Endschalter wobei der Stecker in unterschiedlichen Stellungen an der Kniehebelspannvorrichtung anzuordnen ist, wobei
    • a) in einer z. B. Eckausnehmung des Zylinders und/oder des Bodendeckels ein prismatischer Anschlusskörper angeordnet ist, mit dem der als Winkelstecker ausgebildete Stecker verbunden ist;
    • b) der prismatische Anschlusskörper weist eine Bohrung mit Gewinde auf, mit der der Winkelstecker gekuppelt ist;
    • c) der prismatische Anschlusskörper besitzt einen Innenraum, an den die Bohrung angeschlossen ist, wobei in den Innenraum die elektrischen Leitungen einmünden;
    • d) der prismatische Anschlusskörper ist in mehreren - vorzugsweise in drei - voneinander um 90 Grad abweichenden Einbaulagen in der Eckausnehmung anzuordnen und lösbar zu arretieren.
  • Die DE 91 05 755.8 U1 betrifft eine Spannvorrichtung bestehend aus einem Kopfstück mit Stellmechanik für den Spannhebel und aus einem mit Ankerstäben am Kopfstück befestigten Betätigungszylinder für die Stellmechanik, wobei im Bereich des Betätigungszylinders verstellbare Endstellungsabfrageelemente angeordnet sind, denen ein mit der Kolbenstange in Wirkverbindung stehender Endstellungsgeber zugeordnet ist und deren Kabel zum Zylinderende geführt sind, wobei die Endstellungsabfrageelemente wie Mikroschalter an bügelartigen Trägern angeordnet sind, die verstell- und fixierbar an zwei benachbarten Ankerstäben sitzen.
  • Die DE 22 22 686 B2 betrifft eine druckmittelbetätigte Kniehebelspannvorrichtung, insbesondere 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 Werkstückspannenden-Winkelhebels verbunden ist, welcher auf einem im Gehäuse gelagerten Lagerzapfen schwenkbar gelagert ist, wobei die Führungsmittel für die Kolbenstange bestehend aus den Enden des Kolbenstangenbolzens und im Gehäuse angeordneten, in Achsrichtung der Kolbenstange verlaufenden Führungsnuten zum Führen dieser Enden. Das Gehäuse auf der Seite mit dem freien Kolbenstangenende weist einen unabhängig vom Querschnitt der Kolbenstange gestaltbaren und abdichtungsfreien Bewegungsraum auf. Es ist ein außerdem ein hubbegrenzender Anschlag oder Puffer am Boden des Zylinderraumes angeordnet und durch eine Stellschraube von außen stufenlos axial verstellbar. Bei einer weiteren Konstruktion dieser vorbekannten Bauart ist zur Zuführung und Abführung des Druckmittelmediums an jedem Ende des Zylinderraums eine ventillose gemeinsame Leitung mit in der Größe unveränderlichen Durchlässen vorgesehen. Durch den Fortfall von Ventilen oder anderen zur Drosselung dienenden Mitteln in den Leitungen ergeben sich wesentliche Einsparungen und Vereinfachungen für die Herstellung und den Betrieb der Vorrichtung. Jedes Ende des Zylinderraumes benötigt aufwandsparend nur eine gemeinsame Zu- und Ableitung für das Druckmedium. Der Durchlass an jedem Ende des Zylinderraumes kann als Bohrung oder in anderer Weise ausgebildet und in seiner Größe unveränderlich sein. Die Durchlassweite ist derart vorgesehen, dass das den Zylinderraum verlassende Druckmedium den Kolben jeweils in der Endphase seiner Bewegung dämpft. Der Zylinderraum dient gleichzeitig als Dämpfungsraum und macht eine besondere Drosselungskammer entbehrlich. Die Kniehebelspannvorrichtung zeichnet sich weiter dadurch aus, dass das Gehäuse ein Befestigungsauge trägt und dieses auf einem Schwenkzapfen gelagert ist, um ein Verschwenken des Gehäuses beim Bewegen des Kolbens und der Kolbenstange zu ermöglichen. Mit Vorteil ergibt sich die Möglichkeit, das Gehäuse in beliebiger Lage unbeweglich zu halten und anzuordnen. Die Anordnung erlaubt es ferner, das Gehäuse um einen Drehpunkt beweglich vorzusehen. Hierbei kann der Drehpunkt auf der Seite mit dem Zylinderraum sich befinden, so dass das Gehäuse verschwenkbar ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, beim Spannvorgang das Gehäuse zum beziehungsweise vom Werkstück zu bewegen. Den jeweiligen Erfordernissen entsprechend können die axialen Bewegungen des Kolbens und der Kolbenstange gleichzeitig auch mit der Bewegung des Gehäuses erfolgen. Kennzeichnend ist der Schwenkbereich des Winkelhebels stufenlos in seiner Größe durch den veränderlich einstellbaren Hub des Kolbens wahlweise veränderlich. Es ist möglich, den Winkelhebel in einem Schwenkbereich bis zu 180° zu bewegen. Die Kolbenstange ist aus ihrer Endlage stets sicher und ohne besondere Aufwendung beweglich, auch wenn der Winkelhebel hierbei bis in die Null- oder Totstellung verschwenkt ist. Der Puffer am Boden ist ein aus Gummi oder Kautschuk bestehender Puffer.
  • Aus der GB-A-1 413 751 ist eine Kniehebelspannvorrichtung, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau vorbekannt, mit einem Spannkopf und einem sich in axialer 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 den Spannkopf durchgreift. Am freien Ende der Kolbenstange innerhalb des Gehäuses ist eine Kniehebelgelenkanordnung befestigt, der ein Spannarm zugeordnet ist, wobei der Kolben den Zylinder in einen Zylinderrückhubraum und in einen Zylinderspannhubraum unterteilt, wobei der Zylinderrückhubraum und der Zylinderspannhubraum über je einen Anschlusskanal abwechselnd entweder an die Druckmittelquelle anzuschließen oder zu entlüften sind. Ferner ist der Zylinderspannhubraum stirnendseitig durch einen Deckel dichtend verschlossen, dem eine Dämpfungsvorrichtung zum Abbremsen der Öffnungsbewegung des Kolbens zugeordnet ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kniehebelspannvorrichtung, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie, so auszugestalten, dass ihre Einrichtung und Einstellung einerseits besonders erleichtert ist, andererseits ihr Äußeres weitgehend von störenden Vorrichtungsteilen befreit ist.
  • Die Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 oder 19 wiedergegebenen Merkmale gelöst.
  • Bei der Kniehebelspannvorrichtung nach der Erfindung lassen sich die Zylinderendlage, der Öffnungswinkel eines Spannarmes, die Endlagenabfragung und gegebenenfalls eine Endlagendämpfung gleichzeitig und gemeinsam über ein Stellelement einstellen. Verändern sich zum Beispiel Arbeitsbedingungen, braucht über das Stellelement, ohne Demontage der Kniehebelspannvorrichtung und dessen Zylinder, nur die Einstellung vorgenommen zu werden.
  • Dadurch lassen sich gemeinsam und gleichzeitig die zueinander passenden Parameter, also Zylinderendlage, Öffnungswinkel des Spannarmes, Endlagenabfragung und gegebenenfalls auch die Endlagendämpfung einstellen und in der gewünschten Stellung auch arretieren. Dies kann gegebenenfalls auch während des Betriebes geschehen. Dies ist dann von Vorteil, wenn sich zum Beispiel zeigen sollte, dass Toleranzen nicht genau eingehalten werden oder sich Konturen der zu klemmenden Teile ändern. In diesem Fall kann von außen an der Kniehebelspannvorrichtung das Stellelement betätigt werden, um die gewünschten Einstellungen, sozusagen mit einem Handgriff, vorzunehmen. Dies ist ein nicht zu unterschätzender Vorteil, da es dann zu keinen Stillstandzeiten in Fertigungsstraßen der Kfz-Industrie kommt, womit sonst hohe Kosten für Rüstzeiten usw. verbunden sind. Außerdem ermöglicht das Stellelement die jeweils gewünschte feinfühlige Einstellung unter Betriebsbedingungen. Da das Stellelement an einer nicht behindernden Stelle, zum Beispiel am Zylinderboden, angeordnet werden kann, wird auch die Außenkontur der Kniehebelspannvorrichtung nicht nachteilig beeinflusst, so dass dessen allseitige Anbaumöglichkeit von vier Seiten erhalten bleibt. Es brauchen dann auch keine Öffnungen am Zylinder, am Spannkopf oder dergleichen vorgesehen zu werden, um zum Beispiel Sensoren anzuordnen. Vielmehr ist es bei dieser Ausgestaltung möglich, alle elektrischen Leitungen, Sensoren und Dämpfungselemente in die Kniehebelspannvorrichtung, zum Beispiel in den Zylinder und/oder den Spannkopf, hineinzuverlagern.
  • Wie man erkennt, sind bei allen Ausführungsformen Sensoren und Kontakte sowie elektrische Leitungen geschützt in der Kniehebelspannvorrichtung angeordnet. Von besonderem Vorteil ist es aber, dass sich durch ein einfaches Werkzeug gegebenenfalls Zylinderendabfrage, Öffnungswinkel, Endlagenabfragung und gegebenenfalls Endlagendämpfung gleichzeitig und gleichsinnig, also sehr schnell und bei eingebauter Kniehebelspannvorrichtung feinfühlig ändern und arretieren lassen.
  • Besonders vorteilhaft ist es hierbei, dass die Verstellvorrichtung als Stellschraube ausgebildet und durch eine Kontermutter arretiert ist.
  • Die Innen-Sechskantschraube kann durch eine Innen-Sechskantmutter zu kontern sein, wobei sowohl der Kopf der Stellschraube als auch der Kopf der Kontermutter in einer erweiterten Aussparung der Bohrung im Zylinderboden angeordnet sind - Patentanspruch 2. Beim Verstellvorgang wird zunächst die Innen-Sechskantmutter einen halben Gang gelöst, woraufhin mit einem Inbusschlüssel durch die innere Öffnung der Innen-Sechskantmutter die Stellschraube gedreht werden kann, um die neue Einstellung vorzunehmen. Danach wird die Stellschraube wieder über die Kontermutter arretiert.
  • Die Stellschraube ist an ihrem mit Gewinde versehenen Längenabschnitt durch ein Dichtungselement im Zylinderboden druckmitteldicht abgedichtet - Patentanspruch 3.
  • Erfindungsgemäß ist der Bremskolben mit einem einstückigen Lageransatz versehen, der das Gewinde für die Stellschraube aufweist - Patentanspruch 4.
  • In Patentanspruch 5 ist eine Ausführungsform beschrieben, bei welcher der Kolben und der Bremskolben gemeinsam die Dämpfungsvorrichtung zum Abbremsen der Öffnungsbewegung des Kolbens bilden. Da der Bremskolben koaxial zum Kolben in einem gemeinsamen Zylinder angeordnet ist, kann durch das Stellelement der Bremskolben axial verstellt werden, um dadurch die Zylinderendlage, den Öffnungswinkel des Spannarmes und gegebenenfalls Endlagenabfragung und Endlagendämpfung gleichzeitig und gemeinsam einzustellen und zu arretieren. Dabei kann das Stellelement wie bei der Ausführungsform nach Patentanspruch 1 mechanisch, hydraulisch oder elektrohydraulisch verstellbar sein.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Bremskolben vorzugsweise zentrisch zur Stellschraube mit einer Bremskammer versehen, in die der Kolben mit einem als Dämpfungskolben ausgebildeten einstückigen Fortsatz dichtend eingreift - Patentanspruch 6.
  • Gemäß Patentanspruch 7 ist die einen Kanal mit Drosselbohrungen und/oder Drosselventil aufweisende Drosselvorrichtung in dem Bremskolben angeordnet, wobei die Drosselvorrichtung den Zylinderrückhubraum mit einem auf der Rückseite des Bremskolbens angeordneten Entspannungsraum verbindet, der an den Entlastungskanal angeschlossen ist. Auch dies fördert eine kompakte Bauform, wobei alle Teile als Drehteile rotationssymmetrisch ausgebildet sein können.
  • Patentanspruch 8 beschreibt eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung.
  • Die Stellschraube durchgreift die Abstandskörper und ist in dem Gewinde des Bremskolbens eingeschraubt, so dass der Bremskolben gegen die Abstandskörper und gegen den Zylinderboden axial verspannt ist. Dadurch ergibt sich eine zuverlässige, genaue Arretierung.
  • Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform nach Patentanspruch 9. Bei dieser sind die Endabfragevorrichtungen wie Sensoren, Mikroschalter, induktive Nährungsschalter oder dergleichen in dem Kolben und/oder in dem Bremskolben und/oder in der Zylinderwandung und/oder in dem Spannkolben, also in der Kniehebelspannvorrichtung integriert angeordnet und dadurch geschützt in der Vorrichtung selbst gelagert. Außerdem ergeben sich hierdurch keine nach außen vorstehenden Teile. Auch Manipulationen an den Sensoren durch Unbefugte scheiden dadurch aus.
  • Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform nach Patentanspruch 10. Bei dieser ist die Kniehebelspannvorrichtung von allen vier Seiten, also auch von der Rückseite ohne weiteres an Vorrichtungsteilen anbaubar, was in manchen Fällen von besonderem Vorteil ist.
  • Eine weitere erfinderische und besonders vorteilhafte Ausführungsform ist in Patentanspruch 11 beschrieben. Auch bei dieser Lösung ist der Sensor im Bremskolben angeordnet, während alle anderen elektrischen Leitungen oder dergleichen in die Kniehebelspannvorrichtung selbst integriert sind.
  • Patentanspruch 12 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung.
  • In manchen Fällen kann es vorteilhaft sein, eine Ausführungsform nach Patentanspruch 13 zu wählen. Auch bei dieser sind die Sensoren und dergleichen in die Kniehebelspannvorrichtung integriert und geschützt angeordnet.
  • Dem tragen auch Lösungen nach den Patentansprüchen 14 bis 17 bei.
  • Bei Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 16 ergibt sich eine kompakte, leicht zu wartende Konstruktion.
  • Besonders vorteilhaft ist auch eine Lösung nach Patentanspruch 18. Bei dieser sind wesentliche Leitungen, aber auch ein pneumatisches Wegeventil und dergleichen in der Adapterplatte integriert.
  • Bei der Ausführungsform nach Patentanspruch 19 lassen sich durch den Wegaufnehmer exakt die Positionen bestimmen und zum Beispiel an einen PC oder eine SPS weiterleiten, wodurch zum Beispiel automatisch und/oder manuell eine Folgesteuerung ausgelöst werden kann.
  • (Hieran schließen sich die Seiten 22 bis 36 in der Fassung vom 30. Januar 2003 und die damit eingereichte Bezugszeichenliste sowie das Literaturverzeichnis an.)
  • In der Zeichnung ist die Erfindung an mehreren Auführungsbeispielen vesanschaulicht. Fes zeigen;
    • Fig. 1 und 2
    Kniehebelspannvorrichtungen, jeweils im Längsschnitt;
    Fig. 3
    eine weitere Ausführungsform teils in Längsschnitt, teils abgebrochen dargestellt, mit einem Anschlagkolben;
    Fig. 4
    eine Teilansicht in Richtung des Pfeiles "A" der Fig. 5 und
    Fig. 5
    eine weitere Ausführungsform der Erfindung, ebenfalls teils im axialen Längsschnitt, teils in der Teilansicht.
  • Bei den aus der Zeichnung ersichtlichen Ausführungsformen ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Spannkopf bezeichnet, an dem sich axial ein Zylinder 2 anschließt. Der Zylinder 2 ist an den dem Spannkopf 1 zugekehrten Ende durch eine Wand oder einen Deckel 3 und an seiner entgegengesetzten Stirnseite durch einen zum Beispiel als Deckel ausgebildeten Zylinderboden 4 druckmitteldicht verschlossen.
  • In dem Zylinder 2 ist längsverschieblich und dichtend ein Kolben 5 angeordnet, der durch eine Dichtung 6 abgedichtet ist. Der Kolben 5 ist mit einer Kolbenstange 7 verbunden. Die Kolbenstange 7 durchgreift eine Bohrung 8 in dem Deckel 3 und ist durch eine Dichtung 9 druckmitteldicht abgedichtet. Der Zylinder ist im Querschnitt als von der Kreisform abweichender Zylinder, zum Beispiel flachoval, ausgebildet. Der Kolben 5 ist dieser Querschnittsform angepasst, so dass er verdrehsicher in dem Zylinder 2 geführt ist. Unter "flachoval" wird eine Querschnittsform verstanden, die aus in einem orthogonal zur Längsachse des Zylinders 2 geführten Querschnitt parallel zueinander verlaufenden, längeren Seiten besteht, die an ihren einander abgewandten Schmalseiten vorhandenen Kreisbögen oder Kurven miteinander verbunden sind. Es kommen zum Beispiel auch Ovalformen in Betracht.
  • Die Kolbenstange 7 durchgreift axial den Spannkopf 1 und ist an ihrem Ende mit einer Kniehebelgelenkanordnung 10 verbunden, der ein nicht näher bezeichneter Spannarm zugeordnet ist. Der Spannarm ist in Richtung A beziehungsweise B um einen gewissen Schwenkwinkel um eine gehäusefeste Achse 11 schwenkbeweglich im Spannkopf 1 angeordnet. Der Schwenkwinkel kann stumpfwinklig sein.
  • Der Spannkopf 1 weist ein Gehäuse auf, das bei der dargestellten Ausführungsform aus zwei schalenförmigen Gehäuseteilen besteht, die sandwichartig und spaltfrei aufeinanderliegen (nicht dargestellt) und damit die Kolbenstange 7, die Kniehebelgelenkanordnung 10 und alle sonstigen zwischen den Gehäuseteilen befindlichen Gegenstände schmutz- und feuchtigkeitsdicht kapseln. Die Gehäuseteile sind durch eine geradlinig verlaufende Trennebene voneinander getrennt, so dass die Gehäuseteile flächig durch Wandungen aufeinanderliegen und durch Schrauben (nicht gezeichnet) lösbar miteinander verbunden sind. Im Bedarfsfalle können den Wandungen auch noch Dichtungselemente zugeordnet sein. Diese Gehäuseteile sind allseitig geschlossen ausgebildet und weisen lediglich an ihrer einen Seite je eine etwa halbkreisförmige Aussparung auf (nicht dargestellt), die sich somit zu der Bohrung 8 ergänzen, durch die die Kolbenstange 7 in den durch die Gehäuseteile begrenzten Raum 12 hineinragt. In diesem Raum 12 ist auch die Kniehebelgelenkanordnung 10 angeordnet. Das innerhalb des Raumes 12 liegende Ende der Kolbenstange 7 und die Kniehebelgelenkanordnung 10 sind somit schmutz-, staub- und spritzflüssigkeitsdicht nach außen hin abgekapselt.
  • Die beiden schalenförmigen Gehäuseteile weisen je eine sie orthogonal durchsetzende Bohrung auf (nicht dargestellt), durch die die Achse 11 hindurchgreift. Statt dessen kann die Achse 11 aber auch in nach außen nicht hindurchdringende Ausformungen des betreffenden Gehäuseteils gelagert sein. Des weiteren weisen die beiden schalenförmigen Gehäuseteile Führungsnuten (nicht dargestellt) auf. Die Führungsnuten können gleich ausgebildet sein und miteinander in zusammengebautem Zustand der Gehäuseteile korrespondieren, derart, dass die Kniehebelgelenkanordnung 10 mit zugeordneten Bauteilen, zum Beispiel durch Rollen, reibungsarm in Längsachsrichtung geführt wird. Des weiteren weisen die Gehäuseteile Bohrungen für nicht dargestellte Schrauben auf, mittels derer die Gehäuseteile miteinander fugendicht verschraubt sind. Zum Beispiel können die Bohrungen eines Gehäuseteils als Durchgangsbohrungen ausgebildet sein, während dann die zugeordneten koaxial hierzu angeordneten Bohrungen des anderen Gehäuseteils Sackbohrungen mit Gewinde sind. Durch Einschrauben von nicht dargestellten Schraubenbolzen lassen sich dadurch die Gehäuseteile lösbar, aber dicht miteinander verbinden. Die Gehäuseteile können aus Stahl oder Aluminium oder aus einem anderen geeigneten Werkstoff, zum Beispiel aus einem Spritzgussmaterial, bestehen. Die aneinander in der Trennebene anliegenden Wandungen können hochwertig ausgebildet, zum Beispiel geschliffen oder mit entsprechender Oberflächengüte gegossen sein, so dass sie satt und fugendicht aufeinanderliegen.
  • Der Kniehebelgelenkanordnung 10 können Gabelarme (nicht dargestellt) zugeordnet sein, die mit ihren Enden auf im Querschnitt quadratisch oder polygonförmig gestalteten Endabschnitten der Achse 11 angeordnet sind. Hierzu kann eine Haltelasche vorgesehen sein, die gegen das gabelförmige Ende des zugeordneten Gabelarmes angreift und mit formmäßig angepassten Ausnehmungen die Endabschnitte des Schwenkbolzens umgreift und mit dem betreffenden Gabelarm durch Schrauben verbunden ist (gleichfalls nicht dargestellt).
  • Es kann dem Gabelarm außerdem ein Anschraubteil zugeordnet sein, das zentrisch oder exzentrisch in Bezug auf den Gabelarm angeordnet ist.
  • Das Gehäuse des Spannkopfes 1 ist in einem orthogonal zur Längsachse der Kolbenstange 7 geführten Querschnitt rechteckförmig ausgebildet (nicht dargestellt). Dadurch kann das Gehäuse prinzipiell an vier Seiten, nämlich an den jeweils gegenüberliegenden Rechteckseiten wahlweise an Vorrichtungsteilen, zum Beispiel im Karosseriebau der Kfz-Industrie, angebaut, zum Beispiel angeschraubt, werden.
  • Dem Kolben 5 gegenüberliegend ist koaxial gegenüberliegend ein Bremskolben 13 angeordnet, der bei allen Ausführungsformen durch ein Stellelement 14 in Längsachsrichtung verstellbar und arretierbar ist. Dieses Stellelement 14 ist bei den dargestellten Ausführungsformen als mit Gewinde versehener Schraubbolzen ausgebildet, der an seinem dem Zylinderboden 4 zugekehrten Endabschnitt mit einem Kopf 15 mit Innen-Mehrkant, zum Beispiel Innen-Sechskant 16, versehen ist. Der Kopf 15 des Stellelements 14 ist durch eine Kontermutter 17 zu arretieren, die bei den dargestellten Ausführungsformen ebenfalls mit einem Innen-Mehrkant, vorzugsweise ebenfalls mit einem Innen-Sechskant, versehen ist.
  • Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 ist der Innen-Mehrkant der Kontermutter 17 als Durchgangsöffnung ausgebildet, so dass über ein entsprechendes Werkzeug zentrisch durch die Kontermutter 17 auch in den Innen-Mehrkant 16 des Kopfes 15 des Stellelementes 14 hineingegriffen werden kann, um nach Lösen der Kontermutter 17 das Stellelement 14 in die eine oder andere Richtung zu drehen, um dadurch den Bremskolben 13 in axialer Richtung, also in Richtung X beziehungsweise Y zu verstellen. Beim Verstellvorgang wird zunächst durch Eingreifen mittels eines geeigneten Werkzeugs in den Innen-Mehrkant der Kontermutter 17 diese um einen halben Gang gelöst. Daraufhin kann mit einem entsprechenden Steckschlüssel durch die innere Öffnung der Kontermutter 17 in den Innen-Mehrkant des Stellelementes 14 hineingegriffen werden, um diese in die eine oder andere Richtung zu drehen. Dabei genügen nach einer gewissen Voreinstellung in der Regel relativ kleine Verstellwege des Bremskolbens 13, um die erforderlichen Einstell- und Justierarbeiten vorzunehmen. Daraufhin wird wiederum die Kontermutter gegen den Kopf 15 des Stellelementes 14 verspannt, um dieses axial zu blockieren. Wie ersichtlich ist, kann dies von außen auch bei eingebauter Kniehebelspannvorrichtung geschehen.
  • Der Kopf 15 des Stellelementes 14 und die Kontermutter 17 sind in einer entsprechenden Aussparung 18 des Zylinderbodens 4 angeordnet, die koaxial zum Stellelement 14 und damit auch zum Bremskolben 13 und wiederum koaxial zum Kolben 5 und der Kolbenstange 7, angeordnet ist.
  • Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 liegen die Kontermuttern 17 zum Beispiel vollkommen in der mit Gewinde versehenen Aussparung 18.
  • Weiterhin ist der nicht mit Gewinde versehene Bolzenteil 21 des Stellelementes 14 über eine Dichtung 22 druckmitteldicht abgedichtet. Die Dichtung 22 liegt in einer Ringnut des Zylinderbodens 4.
  • Der Bremskolben 13 ist mindestens bei der Ausführungsform nach Fig. 1 durch eine in einer Nut angeordnete Dichtung 26 druckmitteldicht gegenüber der Zylinderinnenwand 27 abgedichtet.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist mit dem Kolben 5 ein in Richtung auf den Bremskolben 13 hervorragender materialmäßig einstückig mit dem Kolben 5 ausgestalteter Dämpfungskolben 25 verbunden, der in seinem Inneren mit einer durch eine Sackbohrung 28 gebildete Kammer versehen ist, in die bei dem axialen Hub des Kolbens 5 das Stellelement 14 mit einem gewissen Längenabschnitt einzutauchen vermag.
  • Der Bremskolben 13 weist bei allen Ausführungsformen einen mit einer Drosselvorrichtung 29 versehenen Kanal auf, der einen Zylinderspannhubraum 30 mit einem auf der Rückseite des Bremskolbens 13 angeordneten Entspannungsraum 31 druckmittelleitend verbindet. Dieser Entspannungsraum 31 ist über einen Kanal 32 nach außen oder an einen sonstigen Entspannungsraum angeschlossen, in den das Druckmittel, vorzugsweise Druckluft, entweichen kann.
  • Auf der dem Zylinderspannhubraum 30 gegenüberliegenden Seite des Kolbens 5 befindet sich ein vom Druckmitteldruck über einen Kanal 33 zu beaufschlagender Zylinderrückhubraum 34.
  • Mit 35 ist bei der Ausführungsform nach Fig. 1 eine Bremskammer bezeichnet, in die der Dämpfungskolben 25 von einem gewissen Hub an zunehmend dichtend eintritt. Zu diesem Zweck weist der Dämpfungskolben 25 eine Ringnut mit einer Dichtung 36 auf, die gegen die Wand 37 der Bremskammer 35 bei der Bewegung des Dämpfungskolben 25 dichtend anliegt und dadurch die Bremskammer 35 und einen an diese angeschlossenen Kanal 38, der die Bremskammer 35 und den Entspannungsraum 31 verbindet, absperrt. Von nun an kann das Druckmittel durch den Kolben 5 nur noch über die Drosselvorrichtung 29 in den Entspannungsraum 31 hineinverdrängt werden, so dass es zu einer gewissen Verzögerung und Abbremsung der Hubbewegung des Kolbens 5 kommt.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 fehlt die Bremskammer 35. Auch ein Dämpfungskolben 25 ist nicht vorhanden. Vielmehr ist die Kolbenstange 7 mit einer zentrischen Bohrung 39 versehen, in die das Stellelement 14 koaxial einzutreten vermag. Mit 40 ist ein Ansatz bezeichnet.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist in dem Kolben 5 ein Kontakt 43, zum Beispiel aus Stahl oder dergleichen, vorgesehen, der mit mindestens einem Sensor 44 zusammenwirkt, der auf gegenüberliegender Seite in dem Bremskolben 13 angeordnet ist. Auf der gegenüberliegenden Seite des Kontaktes 43 ist ein weiterer Kontakt 45 in Form eines Stahlkörpers oder dergleichen vorgesehen, der mit einem Sensor 46 zusammenwirkt. Der Sensor 46 ist in einer Bohrung in dem Deckel oder der Wand 3 angeordnet.
  • Wie man aus Fig. 1 erkennt, ist im Zylinderboden 4 ein Verteilerblock 47 angeordnet, der die elektrischen beziehungsweise elektronischen Kontakte, Bausteine und dergleichen enthält. Diesem Verteilerblock 47 ist ein Stecker 48 zugeordnet, der mit den entsprechenden elektrischen Leitungen zur Fernabfrage des Kolbens 5 und damit auch der Stellung des Spannarmes und dergleichen verbunden ist.
  • Der Verteilerblock 47 ist auch über elektrische Leitungen 49 bzw. 50 einerseits mit dem Sensor 44 und andererseits mit dem Sensor 46 verbunden. Die Leitung 50 verläuft in einer Ausnehmung 51 der Zylinderwand und in einem entsprechenden Kanal 52 der Wand beziehungsweise des Deckels 3. Dadurch lassen sich die Stellungen des Kolbens 5 und auch die Stellung des Spannarmes abfragen. Durch axiale Verstellung des Stellelementes 14 und damit des Bremskolbens 13 ist es sozusagen mit einem Handgriff möglich, gleichzeitig eine stufenlose Verstellung der Zylinderendabfrage, des Öffnungswinkels, der Endlagendämpfung und der Endlagenabfragung zu bewirken. Dies lässt sich sehr feinfühlig bewerkstelligen, was durch entsprechende Wahl des Gewindes des Stellelementes 14 zu beeinflussen ist. Mit 55 ist eine elektrische Leitung bezeichnet.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist dem Bremskolben 13 ein Sensor 64 zugeordnet, der mit einem Kontakt 65 zusammenwirkt, der ebenfalls ein aus Stahl oder dergleichen bestehender Körper sein kann, der in dem aus Aluminium bestehenden Kolben 5 angeordnet ist. Auch bei allen anderen Ausführungsformen kann der Kolben 5 aus Aluminium oder einer entsprechenden Legierung hergestellt sein.
  • Gegenüberliegend zu dem Kontakt 65 ist ein weiterer Sensor 66 in einer Aussparung der Wand beziehungsweise des Deckels 3 angeordnet. Der Zylinder 2 weist wiederum eine Aussparung in Form eines Kanals 67 auf, in dem elektrische Leitungen 68 und 69 angeordnet sind, die zu einem Verteilerblock 70 mit Stecker 71 führen. Die Leitung 68 ist mit dem Sensor 66 verbunden, während die Leitung 69 mit dem Sensor 64 elektrisch leitend verbunden ist. -
  • Auch bei dieser Ausführungsform lassen sich stufenlos die Zylinderendabfrage, der Öffnungswinkel und die Endlagenabfrage gleichzeitig und gleichsinnig ändern und gleichzeitig arretieren. Auch bei dieser Ausführungsform ist wie bei allen anderen Ausführungsformen der Verteilerblock 70 mit den entsprechenden elektronischen beziehungsweise elektrischen Elementen versehen. Verteilerblock 70 mit Stecker 71 stören den rückseitigen Anbau der Kniehebelspannvorrichtung an Vorrichtungsteilen nicht, da hier genügend große Flächen für die Anordnung von Schraublöchern oder dergleichen vorhanden sind.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind wiederum für Teile gleicher Funktion die gleichen Bezugszeichen wie bei den vorbeschriebenen Ausführungsformen verwendet worden. Mit dem Bezugszeichen 72 ist eine Adapterplatte bezeichnet, die einen Stecker 73 zur elektrischen Verbindung, zum Beispiel mit einem Anzeigegerät, einem PC oder dergleichen, verbunden ist (nicht dargestellt). Die Adapterplatte 72 weist ebenfalls eine Elektronik 74 auf. Schließlich sind in beiden Endbereichen der Adapterplatte 72 Steckerteile 75 bzw. 76 vorgesehen, die mit Kupplungssteckern 77 bzw. 78 in der Wand 3 bzw. im Zylinderboden 4 zusammenwirken. Steckerteile 75 und 76 und Kupplungsstecker 77 und 78 ermöglichen eine in dem erforderlichen Maße abgedichtete Verbindung dieser Teile.
  • Wie man erkennt, erstreckt sich im übrigen die Adapterplatte 72 in Längsachsrichtung des Zylinders 2 und kann in der Kontur der äußeren Form des Zylinders angepasst sein, so dass sich keine hervorstehenden Teile ergeben. Die Adapterplatte 72 ist austauschbar, so dass sich bei Störungen oder anderen Betriebsbedingungen Adapterplatten 72 mit entsprechender Konfiguration problemlos und schnell austauschen lassen.
  • Von den Kupplungssteckern 77 und 78 verlaufen elektrische Leitungen 79 bzw. 80 zu den Sensoren 66 in der Wand 3 bzw. 64 in dem Anschlagkolben 13.
  • Man erkennt außerdem aus Fig. 3, dass bei dieser Ausführungsform - ebenso wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2 - der Anschlagkolben 13 an seinem Umfang gegenüber der Zylinderinnenwand 27 nicht druckmitteldicht abgedichtet ist.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 und Fig. 5 sind wiederum für Teile gleicher Funktion die gleichen Bezugszeichen verwendet worden.
  • Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 3 dadurch, dass eine Adapterplatte 81 mit einer sich in deren Längsachsrichtung erstreckenden pneumatischen Leitung 82 versehen ist, die über eine Dichtung 83 abgedichtet mit einem Kanal 84 in der Wand 3 zusammenwirkt, der hinter den Kolben 3 in den Zylinderrückhubraum 34 ausmündet.
  • An seinem anderen Ende mündet die pneumatische Leitung 82 abgedichtet in ein pneumatisches Wegeventil 85 aus, das mit der Adapterplatte 81 einstückig, aber auswechselbar, verbunden ist. Das Wegeventil 85 besitzt eine weitere pneumatische Leitung 86, die einerseits abgedichtet mit dem Wegeventil 85, andererseits abgedichtet über ein Steckerteil 87 mit einem Kanal 88 zusammenwirkt, der in den Zylinderspannhubraum 30 hinter dem Anschlagkolben 13 ausmündet.
  • Bei 89 ist ein elektrischer Anschluss vorgesehen.
  • Auf der der Adapterplatte 81 gegenüberliegenden Seite ist dem Zylinder 2 ein Wegaufnehmer 90 zugeordnet, der im wesentlichen aus einem stangenförmigen Element besteht, das in dem Zylinderboden 4 über eine Dichtung 91 abgedichtet angeordnet ist und einerseits den Anschlagkolben 13 und andererseits den Kolben 5 durchgreift. Mit 92 ist ein Positionsgeber bezeichnet, während 93 eine Dichtung darstellt, die den Wegaufnehmer 90 gegenüber dem Kolben 5 abdichtet. Der Kolben 5 gleitet auf den Wegaufnehmer 90 bei dessen Hubbewegung in seiner Achsialrichtung.
  • Bei 94 ist ein Empfänger in dem Zylinderboden 4 angeordnet, der über eine nicht dargestellte elektrische Leitung mit einer SPS, einem PC, einem Signalwandler oder einer Auswertvorrichtung verbunden ist.
  • Je nach Stellung des Positionsgebers 92 werden entsprechende Messwerte über den Empfänger 94 an den angeschlossenen PC oder dergleichen geliefert, so dass sich mit hoher Reproduzierbarkeit und berührungslos, also sehr robust, die einzelnen Positionen der Kniehebelspannvorrichtung auch fernabfragen lassen. Für den Fall, dass kein Anschlagkolben, sondern ein Dämpfungskolben vorgesehen ist, kann dieser ebenfalls so angeordnet und ausgebildet sein wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. In diesem Falle ist allerdings der Wegaufnehmer 90 in dem Kolben 13 dann abgedichtet angeordnet. Durch eine Zentrale lassen sich dann - gegebenenfalls zahlreiche - solcher Kniehebelspannvorrichtungen in ihrem Schwenkwinkel neu einjustieren bzw. verändern.
  • Es ist auch denkbar, den Wegaufnehmer 90 in eine Folgesteuerung mit einzubeziehen, die automatisch abläuft, so dass bei Erreichen einer bestimmten Position des Kolbens 5 entsprechende Steuerungsvorgänge automatisch oder auch manuell ausgelöst werden.
  • 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
    • 1
    Spannkopf
    2
    Zylinder
    3
    Wand, Deckel
    4
    Zylinderboden, Deckel
    5
    Kolben
    6
    Dichtung
    7
    Kolbenstange
    8
    Bohrung
    9
    Dichtung
    10
    Kniehebelgelenkanordnung
    11
    Achse, gehäusefeste
    12
    Raum
    13
    Bremskolben
    14
    Stellelement, Verstellvorrichtung, Stellschraube
    15
    Kopf
    16
    Innen-Mehrkant, Innen-Sechskant
    17
    Kontermutter
    18
    Aussparung
    19
    Ringkragen
    20
    Außenseite
    21
    Bolzenteil
    22
    Dichtung
    23
    "
    24
    Ringnut
    25
    Dämpfungskolben
    26
    Dichtung
    27
    Zylinderinnenwand
    28
    Sackbohrung, Kammer
    29
    Drosselvorrichtung
    30
    Zylinderspannhubraum
    31
    Entspannungsraum
    32
    Kanal, Entlastungskanal
    33
    "
    34
    Zylinderrückhubraum
    35
    Bremskammer
    36
    Dichtung
    37
    Wandung
    38
    Kanal
    39
    Bohrung
    40
    Ansatz
    41
    Schraubbuchse
    42
    Abstandskörper
    43
    Kontakt
    44
    Sensor
    45
    Kontakt
    46
    Sensor
    47
    Verteilerblock
    48
    Stecker, Anschlußstecker
    49
    Leitungen, elektrische
    50
    Leitung
    51
    Ausnehmung
    52
    Kanal
    53
    Kontakt, Sensor
    54
    Sensor
    55
    Leitung, elektrische
    56
    Bohrung
    57
    Radialkanal
    58
    "
    59
    Leitung, elektrische
    60
    Sensor
    61
    Verteilerblock
    62
    Stecker, Anschlußstecker
    63
    Leitung, elektrische
    64
    Sensor
    65
    Kontakt
    66
    Sensor
    67
    Kanal
    68
    Leitung, elektrische
    69
    "
    70
    Verteilerblock
    71
    Stecker, Anschlußstecker
    72
    Adapterplatte
    73
    Stecker
    74
    Elektronik
    75
    Steckteil
    76
    "
    77
    Kupplungsstecker
    78
    "
    79
    Leitung, elektrische
    80
    81
    Adapterplatte
    82
    Leitung, pneumatische
    83
    Dichtung
    84
    Kanal
    85
    Wegeventil
    86
    Leitung, pneumatische
    87
    Dichtung
    88
    Kanal
    89
    Anschluß, elektrischer
    90
    Wegaufnehmer
    91
    Dichtung
    92
    Positionsgeber
    93
    Dichtung
    94
    Empfänger
    A
    Schwenkrichtung des Spannarmes
    B
    "    "    "
    X
    Verstellrichtung des Bremskolbens 13
    Y
    "    "    "    "
    Literaturverzeichnis
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    • DE-AS 29 26 258
    • DE-OS 24 31 706
    • DE-OS 25 19 251
    • DE-OS 25 55 207
    • DE-OS 27 18 639
    • DE-OS 41 11 430
    • DE-OS 42 42 601
    • DE-PS 24 48 028
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    • DE-PS 30 22 376
    • DE-PS 196 16 441
    • DE-U-87 14 390
    • DE-U-89 08 288.5
    • DE-U-90 05 183.1
    • DE-U-90 16 781.3
    • DE-U-91 04 532.0
    • DE-U-91 05 755.8
    • DE-U-92 15 151.5
    • DE-U-93 11 132.0
    • DE-U-295 04 267
    • DE-U-295 13 586.7
    • DE-U-295 19 232.1
    • DE-U-297 00 981
    • DE-U-297 18 644.2
    • EP-A-0 005 407
    • EP-A-0 080 565
    • EP-A-0 256 208
    • EP-A-0 313 767
    • EP-A-0 317 924
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    • EP-A-0 433 601
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    • GB-A-1 413 751
    • GB-A-495 563
    • FR-A-2 427 179
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    • FR-A-2 618 718
    • JP-AS 9548/73
    • US-PS 2,980,387
    • US-PS 2,983,256
    • US-PS 2,985,140
    • US-PS 3,180,236
    • US-PS 3,371,953
    • US-PS 3,482,831
    • US-PS 3,815,480
    • US-PS 3,961,559
    • US-PS 3,994,539
    • US-PS 4,240,620
    • US-PS 4,424,737
    • US-PS 4,429,715
    • US-PS 4,700,611
    • US-PS 4,905,973
    • US-PS 5,072,652
    • US-PS 5,171,001
    • US-PS 5,201,838
    • US-08/759 518
    • Katalog "Spanntechnik" der Firma DE-STA-CO, Frankfurt 1972/1973, S.72/73
    • Prospekt der Firma ISI Anlagen- und Komponenten Vertriebs GmbH - "Neue Kraft in der Greifertechnik. Nur von ISI."
    • "Quick Change Gripper Head Mounts" der Firma I.S.I. Manufacturing Inc.
    • Prospekt der Firma ISI Manufacturing Inc. "Other ISI Products", insbesondere "Das Grip-Lok System: Bewährte Greifertechnik"
    • Prospektblätter KG84A32101, KG84A32102, KG84A32103, KG84A32104 der Firma DE-STA-CO Metallerzeugnisse GmbH betreffend "Kurvenklemmgreifer, Einfachklemmgreifer, Doppelklemmgreifer"
    • Prospekt der Firma Sommer Automatic GmbH "Kniehebelgreifer GK 20, GK 25"
    • Prospektblatt der Firma Fritz Schunk GmbH "Kniehebelgreifer, Type PKG, pneumatisch"
    • Prospektblatt der Firma Fritz Schunk GmbH "15.2" und "15.3"

Claims (19)

  1. Kniehebelspannvorrichtung, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie, mit einem Spannkopf (1) und einem sich in axialer Verlängerung daran anschließenden Zylinder (2), in dem ein abwechselnd beidseitig durch Druckmitteldruck zu beaufschlagender Kolben (5) längsverschieblich, verdrehsicher und dichtend geführt ist, der mit seiner Kolbenstange (7) den Zylinder (2) und den Spannkopf (1) durchgreift, wobei am freien Ende der Kolbenstange (7) innerhalb des Gehäuses des Spannkopfes (1) eine Kniehebelgelenkanordnung (10) angeordnet ist, der ein Spannarm zugeordnet ist, wobei der Kolben (5) den Zylinder (2) in einen Zylinderrückhubraum (34) und einen Zylinderspannhubraum (30) unterteilt, und der Zylinderrückhubraum (34) stirnendseitig durch einen Deckel, eine Gehäusewand (3) oder dergleichen verschlossen ist, mit einem Brems- oder Anschlagkolben (13), welcher dem Kolben (5) zugeordnet und in demselben Zylinder (2) wie der Kolben (5) koaxial zu diesem angeordnet ist, und mit einer Verstellvorrichtung für den Brems- oder Anschlagkolben (13), mit welcher dieser stufenlos axial in beiden Richtungen zur Änderung und/oder Einstellung des Öffnungswinkels des Spannarmes einstellbar und arretierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung Endstellungsabfragevorrichtungen für den Kolben (5) in Form von berührungslosen, zum Beispiel induktiven Sensoren (44, 46, 64, 66) oder dergleichen aufweist, und dass die Verstellvorrichtung (14) als koaxial zum Brems- bzw. Anschlagkolben (13) angeordnete und mit Gewinde versehene Stellschraube ausgebildet ist, die in einer Bohrung im Zylinderboden (4) angeordnet und durch eine Kontermutter (17) arretiert ist, derart, dass der Brems- oder Anschlagkolben (13) stufenlos axial in beiden Richtungen ohne Demontage der Kniehebelspannvorrichtung von außen am Zylinderboden (4) zur gleichzeitigen und gemeinsamen Änderung und/oder Einstellung des Öffnungswinkels eines Spannarmes und der Endlagenabfragung einstellbar und arretierbar ist.
  2. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellschraube (14) eine Innen-Sechskantschraube ist, die durch eine Innen-Sechskantmutter (17) zu kontern ist, und dass sowohl der Kopf der Stellschraube (14) als auch der Kopf der Kontermutter (17) in einer erweiterten Aussparung (18) der Bohrung im Zylinderboden (4) angeordnet sind.
  3. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellschraube (14) an ihrem nicht mit Gewinde versehenen Längenabschnitt durch eine Dichtung im Zylinderboden (4) druckmitteldicht abgedichtet ist.
  4. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremskolben (13) mit einem einstückigen Ansatz (40) versehen ist, der das Gewinde für die Stellschraube (14) aufweist.
  5. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (5) und der Bremskolben (13) gemeinsam eine Dämpfungsvorrichtung (25, 35) zum Abbremsen der Öffnungsbewegung des Kolbens (5) bilden, wobei der Zylinderrückhubraum (34) und der Zylinderspannhubraum (30) über je mindestens einen Anschlusskanal (32, 33) abwechselnd entweder an die Druckmittelquelle anzuschließen oder zu entlasten sind, wobei der den Zylinderspannhubraum (30) entlastende oder mit der Druckmittelquelle zu verbindende Anschlusskanal (32) von einem gewissen Öffnungshub des Kolbens (5) an von dem Zylinderspannhubraum (30) absperrbar ist, woraufhin der Zylinderspannhubraum (30) nur über eine Drosselvorrichtung (29) druckentlastet ist, die dem Bremskolben (13) zugeordnet ist.
  6. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremskolben (13) eine vorzugsweise zentrisch zur Stellschraube (14) angeordnete Bremskammer (35) aufweist, in die der Kolben (5) mit einer als Dämpfungskolben (25) ausgebildeten einstückigen Bremshülse dichtend eingreift.
  7. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einen Kanal mit Drosselbohrung und/oder Drosselventil aufweisende Drosselvorrichtung (29) in dem Bremskolben (13) angeordnet ist, wobei die Drosselvorrichtung (29) den Zylinderspannhubraum (30) mit einem auf der Rückseite des Bremskolbens (13) angeordneten Entspannungsraum (31) verbindet, der an den Entlastungskanal (32) angeschlossen ist.
  8. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in dem Zylinder (2) verdrehsicher geführte Bremskolben (13) in einem durch seine Längsachse geführten geradlinigen Schnitt aus einem Kolbenteil mit an der Peripherie angeordneter Nut für eine Dichtung (26) und einem materialmäßig einstückig sich daran anschließenden Teil besteht, das den Ansatz (40) mit dem Gewinde zur Aufnahme der Stellschraube (14) bildet.
  9. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Endstellungsabfragevorrichtungen in dem Kolben (5) und/oder in der Zylinderwandung (3) und/oder im Spannkopf (1) integriert angeordnet sind.
  10. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein Verteilerblock (47, 70) mit Anschlußstecker (48, 71) außen an der Kniehebelspannvorrichtung - am Zylinderboden (4), oder an einer Seitenwand, oder am Spannkopf (1) - unter Beibehaltung der Anbaumöglichkeit der Kniehebelspannvorrichtung von allen vier Seiten an einer Vorrichtung, zum Beispiel an einem Lagerblock, einer Halterung oder dergleichen angeordnet ist.
  11. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bremskolben (13) ein Sensor (44) angeordnet ist, der über eine elektrische Leitung (49) mit einem elektrischen Verteilerblock (47) in Verbindung steht, dem ein Stecker (48) oder dergleichen zugeordnet ist, und dass der Verteilerblock (47) mit einem weiteren Sensor (46) verbunden ist, der in dem Spannkopf (1), vorzugsweise in dem endseitigen Deckel (3) oder einer Wand des Spannkopfes (1), angeordnet ist, während in dem Kolben (5) sich auf diametral gegenüberliegenden Seiten Kontakte (43, 45) befinden, die einerseits mit dem im Spannkopf (1), andererseits mit dem im Bremskolben (13) befindlichen Sensor (44, 46) zusammenwirken.
  12. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteilerblock (47) mit den Sensoren (44, 46) über elektrische Leitungen gekuppelt ist, die zum Teil in den Entspannungsraum (31), zum Teil in der Wandung des Zylinders (2) und des Deckels (3) beziehungsweise der Wand des Spannkopfes (1) angeordnet sind.
  13. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (5) auf seiner dem Bremskolben (13) zugekehrten Seite einen Sensor aufweist, der mit einem geeigneten Kontakt, zum Beispiel einem Stahlkörper im Bremskolben (13) zusammenwirkt, und dass im Kolben (5) auf der dem Spannkopf (1) zugekehrten Seite ein Kontakt aus Stahl oder dergleichen angeordnet ist, der mit einem zweiten Sensor zusammenwirkt, der in dem Deckel (3) des Spannkopfes (1) angeordnet ist, und dass die Sensoren über elektrische Leitungen mit einem Verteilerblock auf der Rückseite oder dergleichen der Kniehebelspannvorrichtung im Bereich des Spannkopfes (1) verbunden sind, dem ein Stecker zugeordnet ist.
  14. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leitungen des im Kolben (5) angeordneten Sensors durch eine Bohrung in der Kolbenstange (7) geführt sind.
  15. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der den Sensoren zugeordneten elektrischen Leitungen in dem von der Kolbenstange (7) durchgriffenen Raum des Spannkopfes (1) angeordnet ist.
  16. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Zylinder (2) eine seitlich in dessen Längsachsrichtung verlaufende Adapterplatte zugeordnet ist, die auswechselbar an dem Zylinder (2) angeordnet ist und Kupplungsstecker für die elektrische bzw. elektronische Verbindung von Leitungen aufweist, die zu den Sensoren führen, gegebenenfalls einen elektrischen Anschluss und im Bedarfsfall elektronische Bauteile aufweist.
  17. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass einerseits in den Enddeckeln beziehungsweise in der Wand (3), andererseits in dem Zylinderboden (4) Steckerteile vorgesehen sind, die mit den Steckern (75, 76, 77, 78) der Adapterplatte (81) korrespondieren.
  18. Kniehebelspannvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass in der Adapterplatte (81) ein pneumatisches Wegeventil sowie pneumatische Anschlüsse integriert sind, wobei in der Adapterplatte (81) eine pneumatische Leitung verläuft, die sich in Längsachsrichtung des Zylinders (2) erstreckt und mit einem Steckerteil in der Wand (3) des Zylinders (2) korrespondiert, mit der eine pneumatische Leitung verbunden ist, die in den Zylinderrückhubraum (34) ausmündet, während die andere Luftleitung über einen Kanal in den Zylinderspannhubraum (30) ausmündet.
  19. Kniehebelspannvorrichtung, insbesondere zur Verwendung im Karosseriebau der Kfz-Industrie, mit einem Spannkopf (1) und einem sich in axialer Verlängerung daran anschließenden Zylinder (2), in dem ein abwechselnd beidseitig durch Druckmitteldruck zu beaufschlagender Kolben (5) längsverschieblich, verdrehsicher und dichtend geführt ist, der mit seiner Kolbenstange (7) den Zylinder (2) und den Spannkopf (1) durchgreift, wobei am freien Ende der Kolbenstange (7) innerhalb des Gehäuses des Spannkopfes (1) eine Kniehebelgelenkanordnung (10) angeordnet ist, der ein Spannarm zugeordnet ist, wobei der Kolben (5) den Zylinder (2) in einen Zylinderrückhubraum (34) und einen Zylinderspannhubraum (30) unterteilt, und der Zylinderrückhubraum (34) stirnendseitig durch einen Deckel, eine Gehäusewand (3) oder dergleichen verschlossen ist, mit einem Brems- oder Anschlagkolben (13), welcher dem Kolben (5) zugeordnet und in demselben Zylinder (2) wie der Kolben (5) koaxial zu diesem angeordnet ist, und mit einer Verstellvorrichtung für den Brems- oder Anschlagkolben (13), mit welcher dieser stufenlos axial in beiden Richtungen zur Änderung und/oder Einstellung des Öffnungswinkels des Spannarmes einstellbar und arretierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung (14) als koaxial zum Brems- bzw. Anschlagkolben (13) angeordnete und mit Gewinde versehene Stellschraube ausgebildet ist, die in einer Bohrung im Zylinderboden (4) angeordnet und durch eine Kontermutter (17) arretiert ist, derart, dass der Brems- oder Anschlagkolben (13) stufenlos axial in beiden Richtungen ohne Demontage der Kniehebelspannvorrichtung von außen am Zylinderboden (4) zur gleichzeitigen und gemeinsamen Änderung und/oder Einstellung des Öffnungswinkels eines Spannarmes und der Endlagenabfragung einstellbar und arretierbar ist, wobei dem Zylinder (2) ein Wegaufnehmer (90) zugeordnet ist, der mit einem Positionsgeber (92) zusammenwirkt, und dass die Daten über einen im Zylinderboden (4) oder dergleichen angeordneten Empfänger (94), zum Beispiel an einen PC oder eine SPS weiterleitbar sind.
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