DE102005049647B3

DE102005049647B3 - Clamping system for clamping workpieces comprises clamping head with mounted clamping arm, converter and drive shaft linked to clamping arm which operates arm between clamped clearance position of workpieces and fixed contact position

Info

Publication number: DE102005049647B3
Application number: DE200510049647
Authority: DE
Inventors: Johannes Volzer
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2005-10-18
Filing date: 2005-10-18
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2025-10-19

Abstract

The clamping system comprises a clamping head (15) with mounted clamping arm (22) and a converter (29, 30) on an output shaft (21) as well as the drive shaft (25) linked to the clamping arm and which operates the clamping arm between a clamped workpiece's (12) clearance position and the clamped workpiece's fixed contact position against recoil and it comprises two blocking elements (33a, 33b) that are rotatably stable via a receiver (32a, 32b) and coupled to the converter via spring-elastic couplings (39) with the output shaft. There are supplementary guides (34a, 34b, 35a, 35b) in the axial direction between a base position (37) and a blocking position (38) movable on the output shaft.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum Spannen von Werkstücken, mit einem an einem Spannkopf über eine Abtriebswelle drehbeweglich gelagerten Spannarm, und mit einem über Umsetzmittel auf die Abtriebswelle und von dort auf den Spannarm einwirkenden Hauptantrieb, bei dessen Betätigung der Spannarm zwischen einer das zu spannende Werkstück freigebenden Freigabestellung und einer das zu spannende Werkstück festlegenden Kontaktstellung verschwenkbar ist.The The invention relates to a clamping device for clamping workpieces, with one on a chuck over an output shaft rotatably mounted clamping arm, and with a via Umsetzmittel acting on the output shaft and from there on the clamping arm Main drive, when actuated the tensioning arm between a releasing the workpiece to be clamped Release position and a specifying the workpiece to be clamped Contact position is pivotable.

Eine derartige Spannvorrichtung ist aus der US 2004/0150150 A1 bekannt, wobei die dort beschriebene Spannvorrichtung einen Spannarm besitzt, der mittels eines ersten Antriebes mit Schneckengetriebe von einer Freigabestellung in eine Kontaktstellung verschwenkbar ist. Der Spannarm sitzt auf einer Spannwelle, die mittels des Schneckengetriebes in Rotation versetzbar ist.A Such a tensioning device is known from US 2004/0150150 A1, wherein the clamping device described therein has a clamping arm, by means of a first drive with worm gear from a Release position is pivotable in a contact position. Of the Clamping arm sits on a tensioning shaft, which by means of the worm gear is in rotation displaceable.

Befindet sich der Spannarm in seiner Kontaktstellung ist es beispielsweise gemäß dieser aus dem Stand der Technik bekannten Spannvorrichtung jedoch nicht sichergestellt, dass der Spannarm in seiner Kontaktstellung fixiert ist bzw. dort verbleibt, das heißt er kann unbeabsichtigt durch Einwirkung äußerer Kräfte, beispielsweise wenn von unten gegengedrückt wird, wieder in Richtung seiner Freigabestellung zurückschwenken. Der Kontakt mit dem Werkstück kann also verloren gehen. Dies hat zur Folge, dass der Antrieb erneut in Gang gesetzt werden muss, um den Spannarm wieder in Kontakt mit dem Werkstück zu bringen.is itself the clamping arm in its contact position, it is for example according to this However, not known from the prior art tensioning device ensure that the clamping arm is fixed in its contact position is or remains there, that is, he can inadvertently by Exposure of external forces, for example when pressed from below will swing back towards his release position. The contact with the workpiece can therefore be lost. As a result, the drive again must be set in motion to contact the tensioner arm again the workpiece bring to.

In der EP 1 524 080 A1 ist eine Spannvorrichtung beschrieben, mit einem Spannfinger, dem ein manuell betätigbares Blockierelement zugeordnet ist.In the EP 1 524 080 A1 a clamping device is described, with a clamping finger, which is associated with a manually operable blocking element.

In der DE 196 45 778 A1 ist eine Kniehebel-Spannvorrichtung offenbart, mit einem Spannarm, der wahlweise über eine automatisch von einem Druckzylinder betätigbare Stellstange oder über eine manuell betätigbaren Stellhebel betätigbar ist, wobei ein federelastisches Kopplungsmittel vorgesehen ist, das mit der Innenwelle bzw. Abtriebswelle gekoppelt ist.In the DE 196 45 778 A1 discloses a toggle-type tensioning device comprising a tensioning arm selectively actuatable by an actuating cylinder operable by a pressure cylinder or by a manually operable lever, there being provided a resilient coupling means coupled to the inner shaft and the output shaft, respectively.

In der DE 101 56 560 A1 ist eine Klemmvorrichtung beschrieben, wobei dort unter Komprimierung von federelastischen Kopplungsmitteln mit zueinander gegenläufiger Bewegung in ihre jeweilige Blockierstellung ein Kontakt der Kopplungsmittel mit zugeordneten Wandabschnitten des Spannkopfes zu Stande kommt.In the DE 101 56 560 A1 a clamping device is described, there is under compression of resilient coupling means with mutually opposite movement into their respective blocking position, a contact of the coupling means with associated wall portions of the clamping head to conditions.

In der WO 00/61952 A1 ist eine Kontraktionseinheit offenbart, die einen sich zwischen zwei beabstandeten Kopfstücken erstreckenden, bei fluidischer Beaufschlagung in Längsrichtung kontrahierenden Kontraktionsschlauch aufweist.In WO 00/61952 A1 discloses a contraction unit which has a extending between two spaced headers when fluidly pressurized longitudinal having contracting contraction tube.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Spannvorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die einfach und zuverlässig handhabbar ist, insbesondere um eine zuverlässige Fixierung des Spannarms in seiner Kontaktstellung mit dem Werkstück sicherzustellen.task The invention is a clamping device of the type mentioned to create, which is easy and reliable manageable, in particular a reliable one To ensure fixation of the clamping arm in its contact position with the workpiece.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Spannvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.These The object is achieved by a Clamping device solved with the features of claim 1. further developments The invention are set forth in the subclaims.

Die erfindungsgemäße Spannvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Blockiereinrichtung zum Blockieren des Spannarms in der Kontaktstellung gegen Zurückschwenken des Spannarms vorgesehen ist, mit zwei Blockierelementen, die über Mitnehmer drehstabil und axial beweglich an die Umsetzmittel angekoppelt, über federelastische Kopplungsmittel mit der Ab triebswelle gekoppelt und zusätzlich über Führungsmittel im axialer Richtung jeweils zwischen einer Offen- und einer Blockierstellung beweglich an der Abtriebswelle geführt sind, wobei die Blockierelemente in der Kontaktstellung des Spannarms über die Führungsmittel unter Komprimierung der federelastischen Kopplungsmittel mit zueinander gegenläufiger Bewegung in ihre jeweilige Blockierstellung überführbar sind und dort in Kontakt mit zugeordneten Wandabschnitten des Spannkopfes kommen, so dass ein das Zurückschwenken des Spannarms verhinderndes Blockieren stattfindet.The Draws inventive device characterized in that a blocking device for blocking the Clamping arm provided in the contact position against pivoting back of the clamping arm is, with two blocking elements that are torsionally stable via drivers and axially movably coupled to the conversion means, via resilient Coupling means coupled to the drive shaft from and in addition to guide means in the axial direction in each case between an open position and a blocking position are movably guided on the output shaft, wherein the blocking elements in the contact position of the clamping arm on the guide means under compression the resilient coupling means with mutually opposite movement be converted into their respective blocking position and there in contact with associated wall portions of the chuck come, so that a the swinging back the clamping arm preventing blocking takes place.

Nach dem Zustellen des Spannarms, kann dieser dann durch Aktivierung der Blockiereinrichtung am Zurückschwenken gehindert werden. Die Blockierung erfolgt über die Blockierelemente, die an die zugeordneten Wandabschnitte des Spannkopfs, der auch als Zwischengehäuse bezeichnet werden könnte, gedrückt werden. In bevorzugter Weise findet das Blockieren durch einen Reibschluss zwischen den Blockierelementen und den Wandabschnitten statt, so dass ein „Durchrutschen" des Spannarms verhindert wird. Die Blockiereinrichtung wirkt also als eine Art „Axialbremse" für die Abtriebswelle. Alternativ ist auch möglich, die Blockierung mittels eines Formschlusses zwischen den Blockierelementen und den zugeordneten Wandabschnitten herbeizuführen, beispielsweise dadurch, dass an den Blockierelementen oder an den Wandabschnitten eine Ausnehmung ausgebildet ist, in die ein an den Wandabschnitten oder an den Blockierelementen ausgebildeter Vorsprung formschlüssig eingreifen kann.To the delivery of the clamping arm, this can then by activation the blocking device on swinging back be prevented. The blocking takes place via the blocking elements, the to the associated wall sections of the clamping head, which also as intermediate housing could be designated depressed become. Preferably, the blocking takes place by a frictional connection between the blocking elements and the wall sections instead, so that prevents "slipping" of the clamping arm becomes. The blocking device thus acts as a kind of "axial brake" for the output shaft. Alternatively, it is also possible the blocking by means of a positive connection between the blocking elements and the associated wall sections, for example by in that a recess is formed on the blocking elements or on the wall sections in which a trained on the wall sections or on the blocking elements Projection form-fitting can intervene.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist der Hauptantrieb als Linearantrieb, insbesondere fluidbetätigter Arbeitszylinder, ausgebildet. Als Arbeitszylinder kann beispielsweise ein doppeltwirkender oder ein einfachwirkender Arbeitszylinder mit Rückstellfeder eingesetzt werden.In a further development of the invention, the main drive is a linear drive, in particular fluidbe active working cylinder, trained. As a working cylinder, for example, a double-acting or a single-acting cylinder can be used with return spring.

Als Alternative zum Linearantrieb kann auch ein insbesondere fluidbetätigter Drehantrieb, beispielsweise in Form eines Schwenkflügelantriebs, vorgesehen sein, der an die Umsetzmittel angekoppelt ist.When Alternative to the linear drive can also be a particular fluid-operated rotary drive, for example, in the form of a swing-wing drive, be provided which is coupled to the conversion means.

In bevorzugter Weise eignen sich als Umsetzmittel eine am Linearantrieb linear bewegliche Zahnstange, die mit einem der Abtriebswelle zugeordneten Ritzel zusammenwirkt. Bevorzugt sind Ritzel und Abtriebswelle relativ zueinander drehbeweglich angeordnet. Zweckmäßigerweise findet zwischen Ritzel und Abtriebswelle unmittelbar keine Drehübertragung statt, sondern die Rotationsbewegung des Ritzels wird über die Mitnehmer auf die Blockierelemente und von dort über die federelastischen Kopplungsmittel auf die Abtriebswelle übertragen.In Preferably, suitable as a conversion means on the linear drive linearly movable rack associated with one of the output shaft Pinion interacts. Preferably, pinion and output shaft are relatively arranged rotatably to each other. Conveniently takes place between Pinion and output shaft directly no rotation transmission instead, but the Rotational movement of the pinion is about the driver on the blocking elements and from there on transmit the resilient coupling means to the output shaft.

Das Ritzel kann eine die Abtriebswelle umgreifende nutartige Ausnehmung aufweisen. Zweckmäßigerweise berühren Abtriebswelle und Ritzel einander nicht.The Pinion can a the output shaft encompassing groove-like recess exhibit. Conveniently, touch Output shaft and pinion not each other.

Als Alternative zur Zahnstange/Ritzel-Anordnung kann als Umsetzmittel auch ein Kurbelantrieb eingesetzt werden.When Alternative to the rack / pinion arrangement can be used as a conversion agent also a crank drive can be used.

Als federelastische Kopplungsmittel kann wenigstens eine, insbesondere eine einzelne Feder vorgesehen sein, die sich einerseits über Abstützmittel an wenigstens einem der Blockierelemente und andererseits über ein Widerlager an der Abtriebswelle abstützt. Als Feder kann beispielsweise eine Schraubenfeder eingesetzt werden. Alternativ dazu kann auch ein gummielastisches Element verwendet werden.When resilient coupling means may comprise at least one, in particular a single spring may be provided, on the one hand via support means on at least one of the blocking elements and on the other hand via a Abutment supported on the output shaft. For example, as a spring a coil spring can be used. Alternatively, too a rubber-elastic element can be used.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung sind als Führungsmittel zwei an der Abtriebswelle angeordnete, insbesondere einstückig an diese angeformte Gewindeabschnitte mit zueinander gegenläufigen Außengewinden und an den Blockierelementen ausgebildete, mit den Außengewinden in Eingriff stehende Innengewinde vorgesehen. Die Innengewinde der Blockierelemente stehen also in Gewindeeingriff mit den Außengewinden der Gewindeabschnitte der Abtriebswelle und können bei stillstehender Abtriebswelle (Spannarm befindet sich in der Kontaktstellung in Anlage am Werkstück und kann nicht weiterbewegt werden) infolge der über die Umsetzmittel eingeleiteten Drehbewegung in Richtung der Wandabschnitte des Spannkopfes geschraubt werden, wo die Blockierelemente dann ihre Blockierstellung einnehmen und den Spannarm gegen Zurückschwenken blockieren.at a development of the invention are as a guide means two on the output shaft arranged, in particular in one piece to these molded threaded sections with mutually opposite external threads and formed on the blocking elements, with the external threads provided engaging internal thread. The internal threads of the blocking elements So are in threaded engagement with the external threads of the threaded sections the output shaft and can with stationary output shaft (clamping arm is located in the Contact position in contact with the workpiece and can not be moved further) as a result of over the conversion means introduced rotational movement in the direction of the wall sections of the Clamping head are screwed, where the blocking elements then their Take blocking position and the tensioning arm against pivoting back To block.

Die Blockierelemente sind vorzugsweise mutterartig ausgebildet. Alternativ ist es möglich, die Blockierelemente als konisch umlaufende Spiralscheiben auszubilden.The Blocking elements are preferably formed like a nut. alternative Is it possible, to form the blocking elements as conically rotating spiral disks.

Die Gewindesteigung der Gewinde, also mithin der Innen- und Außengewinde, kann derart bemessen sein, dass ein Lösen der Blockierelemente alleine durch die mittels des Hauptantriebs aufgebrachten Lösekraft möglich ist. Die Gewinde können also selbsthemmungsfrei ausgebildet sein. In besonders bevorzugter Weise sind die Gewinde als mehrgängige Gewinde ausgebildet. Als Gewindeform bzw. -geometrie eignet sich beispielsweise ein Trapezgewinde. Es sind jedoch auch andere Gewindeformen denkbar.The Thread pitch of the thread, thus therefore the inner and outer thread, can be dimensioned such that a release of the blocking elements alone by the dissolving force applied by means of the main drive possible is. So the threads can be self-locking trained. In a particularly preferred manner the threads are multi-threaded Thread formed. As thread shape or geometry is suitable for example, a trapezoidal thread. However, there are also other thread forms conceivable.

In besonders bevorzugter Weise ist zusätzlich zum Hauptantrieb ein mit dem Spannkopf gekoppelter Spannantrieb zur Durchführung eines Spannhubs vorgesehen, bei dem der Spannkopf bei blockiertem Spannarm derart bewegbar ist, das letzter von seiner Kontaktstellung in eine das zu spannende Werkstück festspannende Spannstellung gelangt. Der Hauptantrieb und der Spannantrieb sind also zweckmäßigerweise separate Antriebe, so dass der Haupthub vom Spannhub entkoppelt ist. Durch diese Entkopplung kann eine mit einem derartigen Spannantrieb ausgestattete Spannvorrichtung einen flexiblen Arbeitspunkt aufweisen, so dass auch bei unterschiedlichen Haupthüben und damit verbundenen unterschiedlichen Arbeitspunkten gespannt werden kann. Der Spannarm kann auf Kontakt mit dem Werkstück zugestellt werden und dann über den Spannantrieb auf das Werkstück gespannt werden. Die Kontaktstellung des Spannarms gewährleistet, dass der Spannarbeitspunkt des Spannantriebs konstant bleibt. Der Spannarm ist in seiner Kontaktstellung über die Blockiereinrichtung in seiner Lage zum Spannkopf fixiert und wird zweckmäßigerweise durch den anschließenden Spannhub nicht mehr aktiv mitbewegt, sondern lediglich passiv durch die Bewegung des Spannkopfes gleichmäßig auf das zu spannende Werkstück gedrückt. Dadurch kann die konstante, unabhängig vom Radius wirkende Spannkraft des Spannarms gleichmäßig verteilt über die Auflagefläche zwischen Spannarm und Werkstück wirken.In Particularly preferred manner is in addition to the main drive with the clamping head coupled clamping drive for performing a Spannhubs provided in which the clamping head with blocked clamping arm is movable, the last of its contact position in one the workpiece that is too exciting fixed clamping position reaches. The main drive and the tension drive So are expediently separate drives, so that the main lift decoupled from the clamping stroke is. Through this decoupling one can with such a tensioning drive equipped clamping device have a flexible operating point, so that even with different main strokes and associated different Working points can be stretched. The clamping arm can contact with the workpiece be delivered and then over the tensioning drive on the workpiece be tense. The contact position of the clamping arm ensures that the clamping working point of the clamping drive remains constant. Of the Clamping arm is in its contact position on the blocking device fixed in position relative to the clamping head and is expediently through the subsequent Clamping stroke no longer actively moved, but only passively through the movement of the clamping head is evenly pressed onto the workpiece to be clamped. Thereby can be the constant, independent The clamping force of the clamping arm acting on the radius is evenly distributed over the bearing surface between clamping arm and workpiece Act.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung werden die Blockierelemente bei der Zustellbewegung des Spannarms mit Blockierkraft auf die zugeordneten Wandabschnitte des Spannkopfes gedrückt, so dass eine Blockierung des Spannarms stattfindet. Die Blockierelemente und die mit dem Spannarm verbundene Abtriebswelle können derart ausgelegt sein, dass bei Einwirkung einer Kraft auf den Spannarm in Richtung seiner Freigabestellung eine Erhöhung der Blockierkraft der Blockierelemente erfolgt. Durch die Krafteinwirkung in Richtung der Freigabestellung bzw. in Löserichtung kann ein Drehmoment auf die Abtriebswelle einwirken, so dass die Blockierelemente noch stärker an die zugeordneten Wandabschnitte des Spannkopfes gedrückt werden.In a further development of the invention, the blocking elements are pressed in the feed movement of the clamping arm with blocking force on the associated wall portions of the clamping head, so that a blocking of the clamping arm takes place. The blocking elements and the output shaft connected to the clamping arm can be designed such that upon application of a force on the clamping arm in the direction of its release position an increase in the blocking force of the blocking elements takes place. By the force acting in the direction of the release position or in the release direction, a torque on the Actuate output shaft, so that the blocking elements are pressed even more strongly against the associated wall sections of the clamping head.

Die Kraft in Löserichtung kann durch den Spannhub des Spannantriebs erzeugt werden. Da der Spannarm bereits vor Einleitung des Spannhubs in Kontakt mit dem zu spannenden Werkstück ist und beim Spannhub noch stärker auf dieses gedrückt wird, kann dadurch eine Kraft in Löserichtung erzeugt werden.The Force in the direction of release can be generated by the clamping stroke of the clamping drive. Since the Clamping arm already in contact with the before starting the clamping stroke to exciting workpiece is even stronger during the clamping stroke pressed on this, This can be a force in the release direction be generated.

Alternativ ist es möglich, dass die Kraft in Löserichtung durch externe, also nicht von der Spannvorrichtung stammenden Kräften erzeugt wird. Beispielsweise ist es möglich, dass diese externen Kräfte von auf das Werkstück einwirkenden Bearbeitungskräften stammen. Es ist möglich, eine Spannvorrichtung ohne Spannantrieb einzusetzen, wobei dann der Spannarm in seiner Kontaktstellung in Kontakt mit dem Werkstück ist, dieses aber nicht festgespannt ist. Treten nunmehr infolge von Bearbeitungskräften Werkstückbewegungen zum Spannarm hin auf, d.h. wirken auf den Spannarm Kräfte in Löserichtung, so kann die Blockierkraft der Blockierelemente verstärkt werden, so dass ein Lösen des Spannarms verhindert wird. Ist die Bearbeitung des Werkstücks beendet und treten die Bearbeitungs kräfte nicht mehr auf, so können sich die Blockierelemente wieder lockern.alternative Is it possible, that the force in the release direction generated by external, so not originating from the tensioning forces becomes. For example, it is possible that these external forces from to the workpiece acting editing forces come. It is possible, to use a tensioning device without tensioning drive, in which case the clamping arm is in contact with the workpiece in its contact position, but this is not tightened. Join now due to machining forces workpiece movements towards the clamping arm, i. act on the tension arm forces in the release direction, so the blocking force of the blocking elements can be reinforced, so that a release of the clamping arm is prevented. If the machining of the workpiece is finished and the machining forces occur not on, so can the blocking elements relax again.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist der Spannkopf über Lagermittel linear beweglich an einer Tragstruktur der Spannvorrichtung gelagert. Als Lagermittel kann eine Parallelogramm-Verbindungsanordnung vorgesehen sein, mit zwei stets parallel zueinander ausgerichteten Verbindungselementen, die einerseits über erste Gelenke an der Tragstruktur und andererseits über zweite Gelenke am Spannkopf angelenkt sind. Bei den ersten und/oder zweiten Gelenken kann es sich um Festkörpergelenke handeln, wobei die Verbindungselemente aus elastisch biegsamem Verbindungselementmaterial bestehen. Als Verbindungselementmaterial kann Metall, vorzugsweise Stahl, insbesondere Federstahl vorgesehen sein. Der Spannkopf kann also über eine solche Anordnung federnd an der Tragstruktur gelagert sein, so dass er beim Lösen, also mithin bei der Wegnahme der Spannkraft, wieder selbstständig in seine Ausgangsposition zurückkehren kann.at a development of the invention, the clamping head via bearing means mounted linearly movable on a supporting structure of the clamping device. As a bearing means may be provided a parallelogram connection arrangement be, with two always parallel aligned fasteners, the one hand over first joints on the support structure and on the other hand on the second Joints are hinged to the chuck. In the first and / or second Joints can be solid-state joints act, wherein the connecting elements of elastically flexible connecting element material consist. As the connecting element material, metal, preferably Steel, especially spring steel be provided. The clamping head can So over such an arrangement be resiliently mounted on the support structure, so that when he releases, So therefore when removing the clamping force, again in self-contained to return to its starting position can.

Um zu verhindern, dass die Verbindungselemente bei deren Auslenkung ausknicken, können die Verbindungselemente eine Knickaussteifung aufweisen. Insbesondere ist eine zwischen den jeweiligen ersten und zweiten Gelenkstellen liegende Ummantelung aus Aussteifungsmaterial vorgesehen. Als Ausstei fungsmaterial kann Strangpreß-, insbesondere Aluminiumstrangpreßmaterial vorgesehen sein.Around to prevent the fasteners from being deflected can buckle the connecting elements have a kinking stiffener. Especially is one between the respective first and second hinge points lying sheath made of stiffening material provided. As Ausstei tion material can extrusion, in particular aluminum extrusion material be provided.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung sind Kraftübertragungsmittel zur Kraftübertragung vom Spannantrieb auf den Spannkopf vorgesehen. Als Kraftübertragungsmittel kann beispielsweise ein Formschlussglied vorgesehen sein, das formschlüssig mit dem Spannkopf koppelbar oder gekoppelt ist und diesen zur Durchführung des Spannhubs formschlüssig mitnimmt. In besonders bevorzugter Weise ist als Formschlussglied wenigstens ein Hebel vorgesehen, der einerseits mit dem Spannantrieb und andererseits mit dem Spannkopf formschlüssig bewegungsgekoppelt ist und über ein Hebelgelenk drehbar an der Trägerstruktur gelagert ist. Das spannkopfseitige Ende des Hebels kann drehbeweglich in einer pfannenartigen Ausnehmung am Spannkopf aufgenommen sein. Je nach Lage des Hebelgelenks kann damit ein mehr oder weniger langer spannkopfseitiger Hebelarm geschaffen werden, der in Eingriff mit dem Spannkopf steht und diesen bei der Spann- bzw. Lösebewegung mitnimmt.at a development of the invention are power transmission means for power transmission provided by the clamping drive on the clamping head. As a power transmission means For example, a form-fitting element can be provided which is positively connected with the chuck is coupled or coupled and this for performing the Clamping stroke form-fitting entraining. In a particularly preferred manner is as a form-fitting element provided at least one lever, on the one hand with the tensioning drive and on the other hand is positively coupled with the clamping head motion and over a lever joint is rotatably mounted on the support structure. The The clamping head end of the lever can rotate in a pan-like Recess be added to the chuck. Depending on the position of the lever joint can thus created a more or less long clamping head side lever arm which is in engagement with the clamping head and this at the clamping or release movement entraining.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist der Spannantrieb ebenfalls als Linearantrieb ausgebildet, beispielsweise als fluidbetätigter einfach- oder doppeltwirkender Arbeitszylinder. Besonders bevorzugt wird im Falle des Spannantriebs ein Linearantrieb in Form einer Kontraktionseinheit eingesetzt, die einen sich zwischen zwei beabstandeten Kopfstücken erstreckenden, bei Fluidbeaufschlagung in Längsrichtung kontrahierenden Kontraktionsschlauch aufweist, wobei ein erstes, linear unbewegliches Kopfstück und ein in Längsrichtung relativ zum ersten bewegliches zweites Kopfstück vorgesehen sind. Bei Fluidbeaufschlagung der Kontraktionseinheit wird das zweite Kopfstück also zum ersten Kopfstück hin bewegt, das heißt der Abstand zwischen den beiden Kopfstücken verringert sich, wobei diese Abstandsänderung auf den Spannkopf übertragen wird.at a development of the invention, the clamping drive is also designed as a linear drive, for example as a fluid-operated simple or double-acting cylinder. Particularly preferred in the case of the tension drive, a linear drive in the form of a contraction unit used, which extends between two spaced headers, when fluid is applied in the longitudinal direction having contracting contraction tube, wherein a first, linear immovable head piece and a longitudinal direction are provided relative to the first movable second header. When fluid the contraction unit, the second header is thus moved to the first header, this means the distance between the two headers decreases, with this change in distance is transferred to the chuck.

Es ist möglich, dass der Kontraktionseinheit eine Druckfedereinrichtung zugeordnet ist, die wenigstens eine Druckfeder besitzt, die derart mit der Kontraktionseinheit zusammenwirkt, dass das Spannhub bei zunächst kontrahierter Kontraktionseinheit und gespannter Feder durch Druckentlastung der Kontraktionseinheit und einer damit verbundenen Entspannung der Druckfeder durchführbar ist, wobei die Federkraft der Feder die Spann- bzw. Klemmkraft des Spannarms in seiner Spannstellung aufrechterhält. Die Kontraktionseinheit kann also zur Spannung der Druckfeder dienen und kann eine Bewegung des Spannkopfes hervorrufen, die zu einem Lösen des Spannarms aus dessen Spannstellung führt. Die in Spannstellung wirkende Klemmkraft zwischen Spannarm und Werkstück wird also in bevorzugter Weise allein durch die Federkraft der Druckfeder zur Verfügung gestellt und während des gesamten Spannvorgangs aufrechterhalten. Dies hat den Vorteil, dass die Kontraktionseinheit in Spannstellung "drucklos" ist, so dass gewährleistet ist, dass der Spannarm nach einem plötzlichen Druckabfall, insbesondere Druckluftausfall, nicht öffnet, sondern geschlossen bleibt.It is possible for the contraction unit to be associated with a compression spring device which has at least one compression spring which cooperates with the contraction unit in such a way that the tensioning stroke can be carried out by firstly contracting the contraction unit and the tensioned spring by depressurizing the contraction unit and relaxing the compression spring the spring force of the spring maintains the clamping or clamping force of the clamping arm in its clamping position. The contraction unit can thus serve to tension the compression spring and can cause a movement of the clamping head, which leads to a release of the clamping arm from its clamping position. The force acting in clamping position clamping force between clamping arm and workpiece is therefore provided in a preferred manner solely by the spring force of the compression spring and maintained throughout the clamping operation. This has the advantage that the contraction unit is in the tensioning position "depressurized", so that it is ensured that the clamping arm does not open after a sudden pressure drop, in particular compressed air failure, but remains closed.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen:preferred embodiments The invention are illustrated in the drawings and are in Following closer explained. The drawings show:

1 eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung, wobei die Kontaktstellung des Spannarms dargestellt ist, 1 a side view of a first embodiment of the clamping device according to the invention, wherein the contact position of the clamping arm is shown,

2 die Spannvorrichtung gemäß 1, wobei hier der Spannarm in Freigabestellung (strichpunktierte Linien), in Kontaktstellung (strichpunktierte Linien) und in Spannstellung (durchgezogene Linien) dargestellt ist, 2 the tensioning device according to 1 , here the tensioning arm in the release position (dash-dotted lines), in contact position (dash-dotted lines) and in the tensioning position (solid lines) is shown,

3 eine perspektivische Ansicht des Spannarms mitsamt der Blockiereinrichtung von unten, 3 a perspective view of the clamping arm together with the blocking device from below,

4 eine Vorderansicht auf den oberen Bereich der Spannvorrichtung, 4 a front view of the upper region of the clamping device,

5 eine perspektivische Ansicht auf den Spannarm mitsamt der Blockiereinrichtung, wobei eines der Blockierelemente weggeschnitten ist, 5 a perspective view of the clamping arm together with the blocking device, wherein one of the blocking elements is cut away,

6 eine perspektivische Ansicht auf einen Teil der Blockiervorrichtung gemäß 5, wobei hier der Spannkopf und der Spannarm weggeschnitten sind, 6 a perspective view of a part of the blocking device according to 5 , where here the clamping head and the clamping arm are cut away,

7 einen Schnitt durch die Blockiereinrichtung gemäß der Linie VII-VII aus 3, 7 a section through the blocking device according to the line VII-VII from 3 .

8 einen Längsschnitt entlang der Achse der Abtriebswelle gemäß der Linie VIII-VIII aus 3, 8th a longitudinal section along the axis of the output shaft according to the line VIII-VIII 3 .

9 eine Seitenansicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel der Spannvorrichtung, wobei der Spannarm in der Freigabestellung dargestellt ist und 9 a side view of a second embodiment of the clamping device, wherein the clamping arm is shown in the release position and

10 eine Seitenansicht der Spannvorrichtung gemäß 9, wobei der Spannarm in seiner Spannstellung dargestellt ist. 10 a side view of the clamping device according to 9 , wherein the clamping arm is shown in its clamping position.

In den 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung 11 zum Spannen von Werkstücken 12 dargestellt, solche Werkstück-Spannvorrichtungen werden dazu verwendet, Werkstücke zu spannen, so dass daran weitere Bearbeitungsschritte durchgeführt wer den können, beispielsweise bei Werkstücken 12 in Form von Blechen Laserschneidarbeiten oder dergleichen. Dazu wird das festzuspannende Werkstück 12 in der Regel auf einen Werkstücktisch 13 gelegt, an dessen Rändern gegebenenfalls mehrere solcher Spannvorrichtungen 11 vorgesehen sind.In the 1 and 2 is a first embodiment of the clamping device according to the invention 11 for clamping workpieces 12 shown, such workpiece clamping devices are used to clamp workpieces, so that it carried out further processing steps who can, for example, workpieces 12 in the form of sheet metal laser cutting or the like. For this purpose, the workpiece to be clamped 12 usually on a workpiece table 13 placed at the edges, if necessary, several such clamping devices 11 are provided.

Die Spannvorrichtung 11 besitzt eine Tragstruktur 14, bzw. Träger, an dem in nachfolgend näher beschriebener Weise ein Spannkopf 15 linear beweglich gelagert ist.The tensioning device 11 has a supporting structure 14 , or carrier, in the manner described in more detail below, a chuck 15 is mounted linearly movable.

Der Spannkopf 15 besitzt eine längliche, insbesondere quaderförmige Gestalt und besitzt einen oberen Endabschnitt 16 mit einer Ausnehmung 17, in der Teile der nachfolgend näher beschriebenen Blockiereinrichtung 18 aufgenommen sind. Die Ausnehmung 17 wird beidseits längsseits durch zwei Wandabschnitte 19a, 19b begrenzt, die jeweils runde Durchgangsöffnungen 20a, 20b besitzen, in denen eine Abtriebswelle 21 drehbar gelagert ist.The clamping head 15 has an elongated, in particular cuboid shape and has an upper end portion 16 with a recess 17 , in the parts of the blocking device described in more detail below 18 are included. The recess 17 is on both sides alongside by two wall sections 19a . 19b limited, each round through holes 20a . 20b own, in which an output shaft 21 is rotatably mounted.

Die Abtriebswelle 21 ist drehstabil mit einem Spannarm 22 verbunden, so dass die Rotationsbewegung der Abtriebswelle 21 direkt in eine Schwenkbewegung des Spannarms 22 übertragen wird. Der Spannarm 22 besitzt einen Basisabschnitt 23, der hier beispielhaft in bügelartigen Ausführung dargestellt ist, wobei die beiden Schenkel 24a, 24b des bügelartigen Basisabschnitts 23 jeweils mit einem der beiden Enden der Abtriebs welle 21 gekoppelt sind. An den Basisabschnitt 23 schließt sich, einstückig mit diesem verbunden, ein Spannfinger 70 an, dessen Unterseite die Anlagefläche beim Kontakt mit dem Werkstück 12 bildet. Die Drehmitnahme wird vorzugsweise über Steckkupplungen gebildet, die insbesondere in Form einer vierkantförmigen Ausgestaltung der beiden Enden der Abtriebswelle 21 und korrespondieren dazu vierkantförmige Ausnehmungen an den Schenkeln 24a, 24b des Spannarms 22 gebildet sind.The output shaft 21 is torsionally stable with a clamping arm 22 connected so that the rotational movement of the output shaft 21 directly into a pivoting movement of the clamping arm 22 is transmitted. The tension arm 22 has a base section 23 , which is exemplified here in a bow-shaped design, the two legs 24a . 24b of the bow-shaped base section 23 each with one of the two ends of the output shaft 21 are coupled. To the base section 23 closes, integrally connected to this, a clamping finger 70 on whose underside the contact surface on contact with the workpiece 12 forms. The rotational drive is preferably formed via plug-in couplings, in particular in the form of a square-shaped configuration of the two ends of the output shaft 21 and correspond to square-shaped recesses on the legs 24a . 24b of the tensioning arm 22 are formed.

Es ist ein über Umsetzmittel auf die Abtriebswelle 21 und von dort auf den Spannarm 22 einwirkender Antrieb, der im Folgenden als Hauptantrieb bezeichnet wird, vorgesehen, bei dessen Betätigung der Spannarm 22 zwischen einer das spannende Werkstück 12 freigebenden Freigabestellung 60 und einer das zu spannende Werkstück 12 festlegenden Kontaktstellung 26 verschwenkbar ist. Der Hauptantrieb ist hier beispielhaft in Form eines fluidbetätigten Arbeitszylinders 25 ausgeführt, der einen mittels Fluidbeaufschlagung verschiebbaren Kolben besitzt, der seinerseits mit einer Kolbenstange 28 verbunden ist, die an ihrem kolbenfernen Ende als Zahnstange 29 ausgebildet ist. Die Zahnstange 29 ist Teil der Umsetzmittel und wirkt mit einem, der Abtriebswelle 21 zugeordneten Ritzel 30 zusammen, so dass die Linearbewegung der Kolbenstange 28 über die Zahnstange 29 auf das Ritzel 30 umgesetzt wird.It is an over Umsetzmittel on the output shaft 21 and from there to the tension arm 22 acting drive, which is hereinafter referred to as the main drive provided, upon actuation of the clamping arm 22 between one the exciting workpiece 12 releasing release order 60 and one to exciting workpiece 12 defining contact position 26 is pivotable. The main drive is exemplary here in the form of a fluid-operated working cylinder 25 executed, which has a displaceable by means of Fluidbeaufschlagung piston, which in turn with a piston rod 28 connected at its end remote from the piston as a rack 29 is trained. The rack 29 is part of the Umsetzmittel and acts with one, the output shaft 21 associated pinion 30 together, allowing the linear movement of the piston rod 28 over the rack 29 on the pinion 30 is implemented.

Das Ritzel 30 wiederum ist Teil der Blockiereinrichtung 18 über die der Spannarm 22 in seiner Kontaktstellung 26 gegen Zurückschwenken blockierbar ist.The pinion 30 turn is part of the block Facility 18 about the tension arm 22 in his contact position 26 is lockable against pivoting back.

Wie insbesondere in 7 dargestellt, besitzt das Ritzel 30 eine nutartige Ausnehmung 31, die die Abtriebswelle 21 umgreift. Das Ritzel 30 befindet sich mithin nicht Kontakt mit der Abtriebswelle 21. Die Einleitung der Rotationsbewegung auf die Abtriebswelle 21 wird nämlich über weitere Komponenten der Blockiereinrichtung 18 durchgeführt. Dazu sind an den beiden Stirnseiten des Ritzels 30 stiftartige Mitnehmer 32a, 32b, insbesondere fluchtend zueinander ausgerichtet, vorgesehen, die jeweils in Kontakt mit einem mutterartigen Blockierelement 33a, 33b stehen. Die Blockierelemente 33a, 33b sind über die stiftartigen Mitnehmer 32a, 32b drehstabil mit dem Ritzel 30 verbunden, sind jedoch axial beweglich, also "schwimmend", auf den Mitnehmern 32a, 32b gelagert. Die Blockierelemente besitzen jeweils Innengewinde 34a, 34b (8), die mit zugeordneten Außengewinden 35a, 35b an Gewindeabschnitten 36a, 36b der Abtriebswelle 21 in Eingriff stehen. Die Außengewinde 35a, 35b sind zueinander gegenläufig ausgebildet, so dass die Blockierelemente 33a, 33b ausgehend von ihrer Offenstellung 37 gegenläufig nach außen in ihre Blockierstellung 38 (8) gelangen können. In der Blockier stellung 38 kommen dann die dem Ritzel 30 abgewandten Stirnseiten der Blockierelemente 33a, 33b mit den Innenseiten der Wandabschnitte 19a, 19b am Spannkopf 15 in Kontakt, so dass ein Reibschluss entsteht, der den Spannarm 22 gegen Zurückschwenken in Richtung seiner Freigabestellung 60 blockiert. Die Gewinde 34a, 34b, 35a, 35b sind als mehrgängige, insbesondere trapezförmige Gewinde ausgebildet und sind so ausgelegt, dass keine Selbsthemmung eintritt, das heißt die Blockierelemente 33a, 33b können bei nicht gespanntem Spannarm 22 allein durch die mittels des Hauptantriebs aufgebrachten Lösekraft wieder von ihrer Blockierstellung 38 gelöst werden. Mithin können die Wirkradien, Reibkoeffizienten und die Spindelsteilheit der Gewinde so aufeinander abgestimmt werden, dass der Reibschluss zwischen den Blockierelemente 33a, 33b und den Wandabschnitten 19a, 19a des Spannkopfes 15 ein Durchrutschen des Spannarms 22 verhindert.As in particular in 7 shown, owns the pinion 30 a groove-like recess 31 that the output shaft 21 embraces. The pinion 30 is therefore not in contact with the output shaft 21 , The initiation of the rotational movement on the output shaft 21 is namely about other components of the blocking device 18 carried out. These are on the two front sides of the pinion 30 pin-like driver 32a . 32b , in particular aligned with each other, provided, each in contact with a nut-like blocking element 33a . 33b stand. The blocking elements 33a . 33b are about the pin-like drivers 32a . 32b torsionally stable with the pinion 30 connected, but are axially movable, so "floating" on the drivers 32a . 32b stored. The blocking elements each have internal threads 34a . 34b ( 8th ), with associated external threads 35a . 35b on threaded sections 36a . 36b the output shaft 21 engage. The external threads 35a . 35b are opposite to each other, so that the blocking elements 33a . 33b starting from their open position 37 opposite to the outside in their blocking position 38 ( 8th ) can get. In the blocking position 38 then come the pinion 30 remote end faces of the blocking elements 33a . 33b with the insides of the wall sections 19a . 19b on the clamping head 15 in contact, so that a frictional connection is created, the tensioning arm 22 against swinging back in the direction of its release position 60 blocked. The threads 34a . 34b . 35a . 35b are designed as multi-start, in particular trapezoidal thread and are designed so that no self-locking occurs, that is, the blocking elements 33a . 33b can with untightened clamping arm 22 solely by the release force applied by the main drive again from its blocking position 38 be solved. Thus, the effective radii, friction coefficient and the spindle pitch of the thread can be coordinated so that the frictional engagement between the blocking elements 33a . 33b and the wall sections 19a . 19a of the clamping head 15 a slipping of the clamping arm 22 prevented.

Eines der Blockierelemente 33b ist über federelastische Kopplungsmittel mit der Abtriebswelle 21 verbunden, so dass die Rotationsbewegung über dieses federelastische Kopplungsmittel auf die Abtriebswelle 21 eingeleitet wird. Wie in den 6 und 7 beispielhaft dargestellt, kann hierzu an einem der Blockierelemente 33b ein von der inneren Stirnfläche nach innen ragender Vorsprung 65 ausgebildet sein, an der sich das als Schraubenfeder 39 ausgebildete federelastische Kopplungs mittel einerseits abstützt, während die Abstützung andererseits an einem von der Mantelfläche der Abtriebswelle 21 seitlich nach außen abstehenden Widerlager 40 erfolgt. Sobald die Abtriebswelle 21 durch Anlage des Spannarms 22 am Werkstück 12 nicht mehr rotatorisch weiterbewegt werden kann, erfolgt eine Komprimierung der Schraubenfeder 39. Durch die Wahl deren Federstärke kann die Ansprechempfindlichkeit individuell eingestellt werden.One of the blocking elements 33b is via elastic coupling means with the output shaft 21 connected so that the rotational movement of this spring-elastic coupling means on the output shaft 21 is initiated. As in the 6 and 7 exemplified, this can be done on one of the blocking elements 33b a projecting from the inner end face inward projection 65 be formed, at which the as a coil spring 39 trained springy coupling means on the one hand supports, while the support on the other hand at one of the lateral surface of the output shaft 21 laterally outwardly projecting abutment 40 he follows. Once the output shaft 21 by attachment of the clamping arm 22 on the workpiece 12 can no longer be moved rotatory, there is a compression of the coil spring 39 , By choosing their spring strength, the sensitivity can be set individually.

Zur Verbindung des Spannkopfes 15 mit der Tragstruktur 14 der Spannvorrichtung 11 dient eine Parallelogramm-Verbindungsanordnung, mit zwei stets parallel zueinander ausgerichteten Verbindungselementen 41a, 41b, die einerseits über erste Gelenke 42 einer Tragstruktur 14 und andererseits über zweite Gelenke 43 am Spannkopf 15 angelenkt sind. Als Verbindungselemente sind hier beispielhaft elastisch biegsame Metallstreifen vorgesehen, insbesondere Federstahl-Metallstreifen. Die ersten und zweiten Gelenke 42, 43 sind mithin also Festkörpergelenke, die dadurch gebildet werden, dass die spannkopfseitigen und die tragstrukturseitigen Enden der Metallstreifen fest in zugehörigen Aufnahmen am Spannkopf 15 bzw. an der Tragstruktur 14 eingespannt sind. Um das Ausknicken der Metallstreifen zu verhindern, ist eine Knickaussteifung in Form einer zwischen den jeweiligen ersten und zweiten Gelenkstellen liegenden Ummantelung 44 aus Aus steifungsmaterial, insbesondere Aluminiumstrangpressmaterial vorgesehen.For connecting the clamping head 15 with the supporting structure 14 the tensioning device 11 serves a parallelogram connection arrangement, with two always parallel aligned connecting elements 41a . 41b , on the one hand, via first joints 42 a support structure 14 and secondly via second joints 43 on the clamping head 15 are articulated. As connecting elements elastically bendable metal strips are provided here by way of example, in particular spring steel metal strips. The first and second joints 42 . 43 Thus, therefore, are solid-state joints, which are formed by the fact that the clamping head side and the supporting structure-side ends of the metal strip firmly in associated receptacles on the clamping head 15 or on the support structure 14 are clamped. To prevent buckling of the metal strips, a buckling stiffener is in the form of a sheath between the respective first and second hinge points 44 Made of stiffening material, in particular aluminum extruded material provided.

Zusätzlich zum Hauptantrieb ist ein mit dem Spannkopf 15 gekoppelter Spannantrieb 45 zur Durchführung eines Spannhubs vorgesehen, bei dem der Spannkopf 15 bei konstanter Relativstellung zwischen ihm und dem Spannarm 22 derart bewegt wird, dass der Spannarm 22 von der Kontaktstellung 26 in die Spannstellung 46 gelangt. Der Spannantrieb 45 ist über Lagermittel ortsfest mit der Tragstruktur 14 verbunden. Als Spannantrieb 45 ist ein Linearantrieb in Form einer Kontraktionseinheit vorgesehen, die einen sich zwischen zwei beabstandeten Kopfstücken 48, 49 erstreckenden, bei Fluidbeaufschlagung in Längsrichtung kontrahierenden Kontraktionsschlauch 50 aufweist.In addition to the main drive is one with the chuck 15 coupled tensioning drive 45 provided for performing a clamping stroke, in which the clamping head 15 with constant relative position between him and the tension arm 22 is moved so that the clamping arm 22 from the contact position 26 in the clamping position 46 arrives. The tension drive 45 is stationary over bearing means with the support structure 14 connected. As tension drive 45 a linear drive in the form of a contraction unit is provided which extends between two spaced headers 48 . 49 extending, with fluid loading in the longitudinal direction contracting contracting hose 50 having.

Von den Kopfstücken 48, 49 der Kontraktionseinheit ist ein erstes linear unbeweglich an der Tragstruktur 14 gelagert, während das zweite in Längsrichtung relativ zum ersten beweglich ist. Wie in den 1 und 2 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gezeigt, ist hier das obere Kopfstück 48 an der Tragstruktur 14 gelagert, während das untere Kopfstück 49 relativ zum oberen Kopfstück 48 beweglich ausgebildet ist. Am Lagerabschnitt 51 des linear unbeweglichen oberen Kopfstücks 48 befindet sich noch ein Druckluftanschluss 52 für die Kontraktionseinheit. Bei dem in den 9 und 10 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ist die Situation genau umgekehrt, das heißt hier ist das untere Kopfstück 49 linear unbeweglich an der Tragstruktur 14 gelagert, während das obere Kopfstück 48 relativ zum unteren Kopfstück 49 beweglich ist. Auch hier ist der Druckluftanschluss 52 dem linear unbeweglichen Kopfstück 49 zugeordnet.From the head pieces 48 . 49 The contraction unit is a first linear immovable to the support structure 14 stored while the second is movable in the longitudinal direction relative to the first. As in the 1 and 2 shown according to the first embodiment, here is the upper head 48 on the supporting structure 14 stored while the lower head piece 49 relative to the upper header 48 is designed to be movable. At the storage section 51 of the linear immovable upper header 48 there is still a compressed air connection 52 for the contraction unit. In the in the 9 and 10 illustrated second embodiment, the situation is exactly the opposite, that is, here is the lower header 49 linearly immovable on the supporting structure 14 stored while the upper head piece 48 relative to the lower header 49 is mobile. Again, the compressed air connection 52 the linear immovable head piece 49 assigned.

Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich ferner noch dadurch vom ersten Ausführungsbeispiel, dass im Innern der Kontraktionseinheit eine Druckfeder 53 (9 bzw. 10) vorgesehen ist, die bei der Kontraktion der Kontraktionseinheit gespannt ist und sich bei Entspannung der Kontraktionseinheit ebenfalls entspannt. Bezüglich der Wirkungsweise der Druckfeder 53 wird auf die nachstehende Beschreibung verwiesen.The second embodiment also differs further from the first embodiment, that in the interior of the contraction unit is a compression spring 53 ( 9 respectively. 10 ) is provided which is stretched during the contraction of the contraction unit and also relaxes upon relaxation of the contraction unit. Regarding the operation of the compression spring 53 Reference is made to the description below.

Die Kraftübertragung zwischen der Kontraktionseinheit und dem Spannkopf 15 erfolgt über einen Hebel 54, der einerseits über Lagermittel schwenkbar am unteren linear beweglichen Kopfstück 49 gelagert ist und andererseits mit dem Spannkopf 15 bewegungsgekoppelt ist und zusätzlich über ein Hebelgelenk 55 drehbar an der Trägerstruktur 14 gelagert ist. Die Übertragung der Schwenkbewegung des Hebels 54 in die Linearbewegung des Spannkopfes 15 erfolgt über einen Formschluss, der durch das Eingreifen des spannkopfseitigen Endes 56 des Hebels 54 in eine korrespondierend dazu am Spannkopf 15 ausgebildete pfannenartige Ausnehmung 57 erfolgt. In dieser pfannenartigen Ausnehmung 57, die auch als Betätigungspfanne bezeichnet werden könnte, ist das spannkopfseitige Ende 56 des Hebels 54 drehbeweglich gelagert und drückt den Spannkopf 15 bei Einleitung des Spannhubs nach unten.The power transmission between the contraction unit and the clamping head 15 via a lever 54 , the one hand via bearing means pivotally on the lower linear movable head piece 49 is stored and on the other hand with the clamping head 15 is motion coupled and in addition via a lever joint 55 rotatable on the support structure 14 is stored. The transmission of the pivoting movement of the lever 54 in the linear movement of the clamping head 15 takes place via a positive connection, the by the intervention of the clamping head end 56 of the lever 54 in a corresponding to the chuck 15 formed pan-like recess 57 he follows. In this pan-like recess 57 , which could also be referred to as an actuating pan, is the clamping head end 56 of the lever 54 rotatably mounted and presses the chuck 15 at the beginning of the clamping stroke downwards.

Die Kraftübertragung vom Spannantrieb 45 auf den Spannkopf 15 erfolgt gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Spannvorrichtung 11 in ähnlicher Weise, mit dem Unterschied, dass der Hebel 54 am oberen Kopfstück 48 sitzt. Auch hier ist ein Hebelgelenk 55 vorgesehen, über das der Hebel 54 drehbeweglich an der Tragstruktur gelagert ist und eine pfannenartige Ausnehmung, in die das spannkopfseitige Ende 56 des Hebels 54 formschlüssig eingreift.The power transmission from the tension drive 45 on the clamping head 15 takes place according to the second embodiment of the clamping device 11 in a similar way, with the difference that the lever 54 at the top of the head 48 sitting. Again, a lever joint 55 provided over which the lever 54 is rotatably mounted on the support structure and a pan-like recess into which the clamping head end 56 of the lever 54 positively engages.

Die Lagerung des Hebels kann alternativ mittels wenigstens einer Drehstabfeder erfolgen.The Alternatively, the lever may be supported by means of at least one torsion bar spring respectively.

Beim Betrieb der Spannvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Spannvorrichtung 11 wird zunächst der Haupthub über den als fluidbetätigten Arbeitszylinder 25 ausgebildeten Hauptantrieb eingeleitet. Dabei wird der Arbeitszylinder 25 derart fluidbeaufschlagt, dass die Kolbenstange 28 und mithin die Zahnstange 29 ausfährt. Die Zahnstange 29 steht in Verzahnungseingriff mit dem Ritzel 30, das über die Linearbewegung der Zahnstange 29 zu einer Rotationsbewegung in Gegen-Uhrzeigerrichtung veranlasst wird. Diese Rotationsbewegung des Ritzels 30 wird nunmehr über die stiftartigen Mitnehmer 32a, 32b auf die beiden rechts und links des Ritzels 30 befindlichen Blockierelemente 33a, 33b übertragen. Von dort erfolgt der Kraftfluss über das als Schraubenfeder 39 ausgebildete federelastische Kopplungselement und von dort auf die Abtriebswelle 21 und schließlich auf den Spannarm 22. Der Spannarm 22 wird nunmehr von seiner in 2 gezeigten Freigabestellung 60 (strichpunktierte Linien) nach unten in seine Kontaktstellung 26 (1 durchgezogene Linien, 2 strichpunktierte Linien) verschwenkt, so dass er in Kontakt mit dem zu spannenden Werkstück 12 kommt. Ist diese Kontaktstellung 26 des Spannarms 22 erreicht, kann sich dieser und mithin auch die Abtriebswelle 21 nicht mehr weiterbewegen. Die Abtriebswelle 21 bleibt also stehen, die Blockierelemente 33a, 33b können jedoch entgegen der Federkraft der Schraubenfeder 39 weiter verdreht werden. Dies bewirkt infolge der gegenläufigen Außengewinde 35a, 35b an der Abtriebswelle 21 eine gegensinnige Axialbewegung der Blockierelemente 33a, 33b nach außen gegen die zugeordneten Innenflächen der Wandabschnitte 19a, 19b des Spannkopfes 15. Dort erfolgt ein Reibschluss zwischen den Blockierelementen 33a, 33b und den In nenflächen dieser Wandabschnitte 19a, 19b. Der als Hauptantrieb ausgebildete fluidbetätigte Arbeitszylinder 25 bleibt ab diesem Arbeitspunkt stehen.During operation of the tensioning device according to the first embodiment of the tensioning device 11 At first, the main stroke is via the fluid-actuated working cylinder 25 trained main drive initiated. This is the working cylinder 25 so fluidbeaufschlagt that the piston rod 28 and therefore the rack 29 extending. The rack 29 is in meshing engagement with the pinion 30 That's about the linear motion of the rack 29 is caused to rotate in a counterclockwise direction. This rotational movement of the pinion 30 is now on the pin-like driver 32a . 32b on the two right and left of the pinion 30 located blocking elements 33a . 33b transfer. From there, the power flow via the as a coil spring 39 formed resilient coupling element and from there to the output shaft 21 and finally on the tension arm 22 , The tension arm 22 is now supported by his in 2 shown release position 60 (dash-dotted lines) down to its contact position 26 ( 1 solid lines, 2 dash-dotted lines) pivoted so that it is in contact with the workpiece to be clamped 12 comes. Is this contact position 26 of the tensioning arm 22 achieved, this and thus also the output shaft 21 do not move on. The output shaft 21 So stop, the blocking elements 33a . 33b However, contrary to the spring force of the coil spring 39 be further twisted. This causes due to the opposite external thread 35a . 35b on the output shaft 21 an opposite axial movement of the blocking elements 33a . 33b outwardly against the associated inner surfaces of the wall sections 19a . 19b of the clamping head 15 , There is a frictional engagement between the blocking elements 33a . 33b and the inner surfaces of these wall sections 19a . 19b , The trained as a main drive fluid actuated working cylinder 25 stays from this working point.

Zur Durchführung des Spannhubs wird nunmehr die Kontraktionseinheit mit Druckfluid, insbesondere Druckluft, druckbeaufschlagt, so dass sich der Kontraktionsschlauch 50 kontrahiert. Dabei bewegt sich das untere linearbewegliche Kopfstück 49 in Richtung zum oberen linear unbeweglichen Kopfstück 48 hin und zieht den Hebel 54 nach oben. Dadurch schwenkt der Hebel um sein Hebelgelenk 55 im Gegenuhrzeigersinn, wodurch das spannkopfseitige Ende 56 den Spannkopf 15 durch seinen formschlüssigen Eingriff in die pfannenartige Ausnehmung nach unten drückt, so dass der Spannarm 22 bei konstanter Relativstellung zwischen ihm und dem Spannkopf 15 nach unten in seine Spannstellung 46 gedrückt wird, wodurch das zu spannende Werkstück 12 festgespannt wird. Beim Spannhub wirkt über die Abtriebswelle 21 ein Drehmoment in die öffnende Richtung. Über die Abtriebswelle 21 werden die Blockierelemente 33a, 33b somit in gleichem Maße zusätzlich nach außen gegen die zugeordneten Wandabschnitte 19a, 19b des Spannkopfes 15 gedrückt. Dadurch wird das Blockieren des Spannarms 22 noch verstärkt.To carry out the clamping stroke, the contraction unit is now pressurized with pressurized fluid, in particular compressed air, so that the contraction tube is pressurized 50 contracted. At this time, the lower linear movable head moves 49 towards the top linear immovable head piece 48 go and pull the lever 54 up. As a result, the lever pivots about its lever joint 55 in the counterclockwise direction, whereby the clamping head end 56 the clamping head 15 pressed down by its positive engagement in the pan-like recess, so that the clamping arm 22 at constant relative position between him and the chuck 15 down to its cocking position 46 is pressed, causing the workpiece to be clamped 12 is tightened. When clamping stroke acts on the output shaft 21 a torque in the opening direction. About the output shaft 21 become the blocking elements 33a . 33b thus to the same extent in addition to the outside against the associated wall sections 19a . 19b of the clamping head 15 pressed. This will block the tensioner arm 22 even stronger.

Zum Lösen wird die Kontraktionseinheit druckentlastet, so dass der Spannkopf 15 über die biegsamen, als Verbindungsele mente 41a, 41b ausgebildeten Metallstreifen wieder in seine Grundstellung zurückkehren kann. Dadurch wird der Spannarm 22 aus seiner Spannstellung 46 gelöst und kehrt in seine Kontaktstellung 26 zurück. Durch eine entsprechende Beaufschlagung des als Hauptantrieb ausgebildeten fluidbetätigten Arbeitszylinders 25 kann dann die Kolbenstange 28 und mithin die Zahnstange 29 wieder in den Arbeitszylinder 25 einfahren, wodurch zunächst das Ritzel 30 in eine im Uhrzeigersinn verlaufende Rotationsbewegung angetrieben wird. Gleichzeitig entspannt die Schraubenfeder 39 und die Blockierelemente 33a, 33b kehren aus ihrer Blockierstellung 38 in ihre Offen- bzw. Grundstellung 37 zurück.To release the contraction unit is depressurized, so that the clamping head 15 about the flexible, as Verbindungsele elements 41a . 41b trained metal strip can return to its normal position. This will be the tension arm 22 from his cocking position 46 solved and returns to its contact position 26 back. By a corresponding admission of the main drive th fluid-actuated working cylinder 25 then can the piston rod 28 and therefore the rack 29 back in the working cylinder 25 retract, thereby first the pinion 30 is driven in a clockwise rotational movement. At the same time, the coil spring relaxes 39 and the blocking elements 33a . 33b return from their blocking position 38 in their open or basic position 37 back.

Beim in den 9 und 10 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel der Spannvorrichtung 11 erfolgt der Haupthub in identischer Weise. Der Spannhub wird hingegen dadurch durchgeführt, dass nunmehr die Kontraktionseinheit, die zuvor druckbeaufschlagt war, druckentlastet wird, so dass diese sich entspannt, wobei auch die in der Kontraktionseinheit integrierte Druckfeder 53 entspannt wird. Dabei bewegt sich das obere Kopfstück 48 vom unteren Kopfstück 49 weg, so dass der Hebel 54 nach oben mitgenommen wird. Der Hebel 54 schwenkt dann wieder im Gegenuhrzeigersinn um sein Hebelgelenk 55 nach unten und drückt den Spannkopf 15 in identischer Weise zum ersten Ausführungsbeispiel nach unten. Der Spannarm 22 wird nunmehr wieder in seine Spannstellung 46 überführt. Die Spannkraft wird dabei durch die in der Kontraktionseinheit befindliche Druckfeder 53 aufrechterhalten. Die Kombination von Kontraktionseinheit und Druckfeder 53 hat den Vorteil, dass der Spannarm 22 bei einem plötzlichen Druckabfall bzw. Druckluftausfall nicht öffnet, sondern geschlossen bleibt. Diese Anordnung kann auch als "Fail-Save"-Anordnung bezeichnet werden.When in the 9 and 10 shown second embodiment of the clamping device 11 the main stroke takes place in an identical way. The clamping stroke, however, is carried out in that now the contraction unit, which was previously pressurized, is relieved of pressure, so that it relaxes, including the pressure spring integrated in the contraction unit 53 is relaxed. In doing so, the upper head moves 48 from the lower head piece 49 away, leaving the lever 54 is taken upstairs. The lever 54 then swings back counterclockwise around its lever joint 55 down and press the chuck 15 in an identical way to the first embodiment down. The tension arm 22 will now be back in its cocked position 46 transferred. The clamping force is thereby by the compression spring located in the contraction unit 53 maintained. The combination of contraction unit and compression spring 53 has the advantage that the clamping arm 22 does not open at a sudden pressure drop or compressed air failure, but remains closed. This arrangement may also be referred to as a "fail-save" arrangement.

Das Lösen erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel durch eine erneute Druckbeaufschlagung der Kontraktionseinheit.The Release occurs in this embodiment by a renewed pressurization of the contraction unit.

Claims

Clamping device ( 11 ) for clamping workpieces ( 12 ), with one on a clamping head ( 15 ) via an output shaft ( 21 ) rotatably mounted clamping arm ( 22 ), and with an over Umsetzmittel on the output shaft ( 21 ) and from there to the tensioning arm ( 22 ) acting main drive, upon actuation of the tensioning arm ( 22 ) between a workpiece to be clamped ( 12 ) releasing release order ( 60 ) and the workpiece to be clamped ( 12 ) determining contact position ( 26 ) is pivotable, characterized in that a blocking device ( 18 ) for blocking the tensioning arm ( 22 ) in the contact position ( 26 ) against pivoting back of the clamping arm ( 22 ) is provided with two blocking elements ( 33a . 33b ), which are about drivers ( 32a . 32b ) torsionally stable and axially movable coupled to Umsetzmittel, via resilient coupling means with the output shaft ( 21 ) coupled and in addition via guide means in the axial direction in each case between a basic position ( 37 ) and a blocking position ( 38 ) movable on the output shaft ( 21 ) are guided, wherein the blocking elements ( 33a . 33b ) in the contact position ( 26 ) of the tensioning arm ( 22 ) via the guide means under compression of the resilient coupling means with mutually opposite movement in their respective blocking position ( 38 ) are transferable and there in contact with associated wall sections ( 19a . 19b ) of the clamping head ( 15 ), so that the pivoting back of the clamping arm ( 22 ) Preventive blocking takes place.

Clamping device ( 11 ) according to claim 1, characterized in that the main drive as a linear drive, in particular fluid-operated working cylinder ( 25 ), whose linear movement via the conversion means into a rotational movement of the output shaft ( 21 ) can be implemented.

Clamping device ( 11 ) according to claim 2, characterized in that as a conversion means on the linear drive linearly movably mounted rack ( 29 ) is provided, which with one of the output shaft ( 21 ) associated pinion ( 30 ) cooperates.

Clamping device ( 11 ) according to claim 3, characterized in that pinion ( 30 ) and output shaft ( 21 ) are rotatably mounted relative to each other and the rotation transmission from the pinion ( 30 ) about the drivers ( 32a . 32b ) on the blocking elements ( 33a . 33b ) and from there via the spring-elastic coupling means on the output shaft ( 21 ) takes place.

Clamping device ( 11 ) according to claim 4, characterized in that the pinion ( 30 ) one the output shaft ( 21 ) encompassing groove-like recess ( 31 ) having.

Clamping device ( 11 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one spring, preferably a single spring, in particular in the form of a helical spring ( 39 ), which is on the one hand via support means ( 65 ) on one of the blocking elements ( 33a ) and on the other hand via an abutment ( 40 ) on the output shaft ( 21 ) is supported.

Clamping device ( 11 ) according to one of the preceding claims, characterized in that as a guide means two on the output shaft ( 21 ), in particular integrally formed on these threaded portions ( 36a . 36b ) with mutually opposite external threads ( 35a . 35b ), and at the blocking elements ( 33a . 33b ) formed, with the external threads ( 35a . 35b ) engaging internal threads ( 34a . 34b ) are provided.

Clamping device ( 11 ) according to claim 7, characterized in that the thread pitch of the thread ( 34a . 34b . 35a . 35b ) is designed such that a release of the blocking elements ( 33a . 33b ) is possible only by the applied by means of the main drive release force.

Clamping device ( 11 ) according to claim 7 or 8, characterized in that the threads ( 34a . 34b . 35a . 35b ) are designed to be more continuous.

Clamping device ( 11 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in addition to the main drive with the clamping head ( 15 ) coupled tension drive ( 45 ) is provided for performing a clamping stroke, in which the clamping head ( 15 ) with blocked clamping arm ( 22 ) is movable such that the latter from its contact position ( 26 ) into a workpiece to be clamped ( 12 ) clamping position ( 46 ).

Clamping device ( 11 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the blocking elements ( 33a . 33b ) during the movement of the tensioning arm ( 22 ) in the blocking position ( 38 ) with blocking force on the associated wall sections ( 19a . 19b ) of the clamping head ( 15 ), the blocking elements ( 33a . 33b ) and the with the clamping arm ( 22 ) connected output shaft ( 21 ) are designed such that upon application of a force on the clamping arm ( 22 ) in the direction of its release position ( 60 ) an increase in the blocking force of the blocking elements ( 33a . 33b ) he follows.

Clamping device ( 11 ) according to claim 11, characterized in that the force in the direction of the release position ( 60 ) of the tensioning arm ( 22 ) by means of the clamping stroke of the tensioning drive ( 45 ) is producible.

Clamping device ( 11 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping head ( 15 ) via bearing means linearly movable on a support structure ( 14 ) of the tensioning device ( 11 ) is stored.

Clamping device ( 11 ) according to claim 13, characterized in that as a bearing means a parallelogram connection arrangement is provided, with two connecting elements which are always aligned parallel to each other ( 41a . 41b ), which over first joints ( 42 ) on the supporting structure ( 14 ) and second joints ( 43 ) on the clamping head ( 15 ) are articulated.

Clamping device ( 11 ) according to claim 14, characterized in that the first and / or second joints ( 42 . 43 ) are solid-state joints and the connecting elements ( 41a . 41b ) consist of elastically flexible connecting element material.

Clamping device ( 11 ) according to claim 15, characterized in that as a connecting element material metal, preferably steel, in particular spring steel, is provided.

Clamping device ( 11 ) according to one of claims 14 to 16, characterized in that the connecting elements ( 41a . 41b ) have a kinking stiffener, in particular in the form of a between the first and second hinge points ( 42 . 43 ) sheath ( 44 ) made of stiffening material.

Clamping device ( 11 ) according to claim 17, characterized in that as stiffening material extruded, in particular Aluminiumstrangpreflmaterial is provided.

Clamping device ( 11 ) according to one of claims 10 to 18, characterized in that force transmission means for transmitting power from the tensioning drive ( 45 ) on the clamping head ( 15 ) are provided in the form of a form-locking element, the form-fitting manner with the clamping head ( 15 ) can be coupled and this entrains to carry out the clamping stroke.

Clamping device ( 11 ) according to claim 19, characterized in that as a form-fitting element at least one lever ( 54 ) is provided, on the one hand with the tensioning drive ( 45 ) and on the other hand form-fitting with the clamping head ( 15 ) and via a lever joint ( 55 ) rotatable on the support structure ( 14 ) is stored.

Clamping device ( 11 ) according to claim 20, characterized in that the clamping head end ( 56 ) of the lever ( 54 ) rotatably in a pan-like recess ( 57 ) on the clamping head ( 15 ) is recorded.

Clamping device ( 11 ) according to one of claims 10 to 21, characterized in that the tensioning drive ( 45 ) is designed as a linear drive.

Clamping device ( 11 ) according to claim 22, characterized in that the linear drive is designed as a contraction unit which extends between two spaced head pieces ( 48 . 49 ) extending in fluid loading in the longitudinal direction contracting contraction tube ( 50 ), wherein a first linear immovable head piece ( 48 . 49 ) and a second longitudinally relative to the first movable second header ( 48 . 49 ) is provided.

Clamping device ( 11 ) according to claim 23, characterized in that the contraction unit is a compression spring device with at least one Compression spring ( 53 ), which cooperates with the contraction unit in such a way that the tensioning stroke at first contracted contraction unit and tensioned compression spring ( 53 ) by pressure relief of the contraction unit and an associated relaxation of the compression spring ( 53 ) is feasible, wherein the spring force of the compression spring ( 53 ) the clamping force of the tensioning arm ( 22 ) in its clamping position ( 46 ).

Clamping device ( 11 ) according to claim 24, characterized in that the compression spring device is integrated in the contraction unit.