專利名稱：通過壓縮空氣驅動的、帶有雙活塞功能的應用在汽車工業的車身制造中的裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種通過壓縮空氣驅動的、節能的、帶有雙活塞功能的裝置，所述裝置 用于張緊，和/或用于夾緊，和/或用于定心，或用于穿孔，或用于焊接，或用于敲彎，應用在 汽車工業的車身制造中，該裝置具有構成為活塞-筒體-單元的、能被輸入壓縮空氣的驅動 單元和同軸地與驅動單元連接的頭部單元(也稱為夾頭)，在該頭部單元中，肘桿活節結構 可樞轉運動地設置在一個支承在頭部單元中的位置固定的軸上。
背景技術：
前述類型的肘桿活節結構在各種不同的結構中是已知的。本申請人的DE 198 24 579C1描述了這樣一種肘桿張緊裝置，其特點在于，在驅 動單元中相對于筒體密封了兩個可彼此相對調節的活塞，但設計成從底蓋出發借助于工具 相對彼此可趨近行程。這例如這樣實現，即穿過底蓋中的開口借助于工具可將螺釘在兩個 方向上旋轉，以便由此對底部側的調節活塞的行程進行調節，這間接地導致了對配有活塞 桿的環形活塞的調節。由此也間接地改變了張緊臂的樞轉角。EP 1 262 285A2 和 US 6，612，557B2 描述了類似的結構。在DE 298 11 331U1中顯示了一種肘桿張緊裝置，在該裝置中，活塞桿設計成兩 節的。一個活塞桿節通過聯接件與肘桿活節結構相連接并且構成為螺釘，該螺釘可或多或 少地擰入第二活塞桿節的配有螺紋的盲孔中。該第二活塞桿節與在筒體中可縱向移動地 和密封地引導的活塞成一個整體地連接并且由此將活塞的軸向的調節力通過活塞桿傳遞 到肘桿活節上并從而傳遞到張緊臂上。根據兩個活塞桿節的擰入長度，張緊臂的樞轉角發 生變化。同樣也存在感應的位置傳感器，其中位置傳感器對應于配有肘桿活節結構的肘桿 活節的活塞桿節并且另一個構成為片的位置傳感器對應于帶有內螺紋的活塞桿節。類似 的情況在DE 698 10 413T2中，在US 6，065，743中，在EP 0 908 272B1中加以描述。US 6, 220, 588B1也顯示了調節活塞的一種這樣的軸向的調節，而US 6，616，133B1涉及活塞桿 的有級的調節。WO 2005/044517A2同樣顯示了本申請人的肘桿張緊裝置，其具有活塞-筒體-單 元中的雙活塞，其中調節活塞相對于環形活塞通過螺釘可無級地調節，并且從底蓋出發借 助于穿過開口插入的工具實現這種調節。從外部出發穿過底蓋可調節的、能調節長度的活塞桿節也在US6，612，557B2以及 EP 1 262 285A2 和 DE 101 36 057C1 中顯示和描述。在這樣的帶有肘桿活節的裝置、特別是肘桿活節張緊裝置驅動時不利的是，在空 行程即趨近行程(Anstellhub)期間完全不需要大部分的壓縮空氣做功，而是僅僅用于克 服剩余的摩擦力，而對位于相對設置的環形室上的空氣量進行卸載。因此，已經由DE 102006041707B4提出了一種解決辦法，在該解決辦法中，當在空 行程即趨近行程中僅僅利用明顯更小的力來驅動真正的調節筒體并從而驅動活塞桿、肘桿活節結構和與其連接的裝置部件例如張緊臂時，能量消耗可以巨大地下降，例如下降40%。 只有當轉換時、也就是說在工作位置上，全部的壓縮空氣才作用于調節活塞并且施加全力。 在趨近行程期間，處于活塞環側的壓縮空氣被導入壓力作用表面上，也就是說導入用于調 節活塞的筒室中，因此該壓縮空氣不損失，而是其能量對于驅動調節活塞和活塞桿保持可 利用。由此減少了運行成本。這種設計思想同樣也在本申請人的DE 10 2008 007 256B3中繼續探討，也就是 說當驅動這樣的帶有肘桿活節的裝置、特別是肘桿張緊裝置時盡可能多地節省能量。在此 不得不加以考慮的是，當大批量生產汽車工業的車身時在生產線中應用例如肘桿張緊裝置 或類似物，因此通常使用了大量的壓縮空氣，這些壓縮空氣歸根到底在空行程期間完全不 被需要。只有當同時導入力行程時，也就是說當該裝置做功時，例如夾緊臂應該夾緊該裝置 部件，這是在整個行程的終端之前的最小間距的那種情況，則其被加載全部的壓力介質壓 力。伴隨著活塞的完全的壓力擴展或在這種壓力擴展之前不僅，處于環形室中的少量的壓 縮空氣量被排出。對于WO 2007/128437A1是類似的。
發明內容
本發明的目的在于，創新設計前述類型的、例如通過壓縮空氣驅動的、應用在汽車 工業的車身制造中的裝置，該裝置用于張緊，和/或用于夾緊，和/或用于定心，和/或用于 穿孔，和/或用于焊接，和/或用于敲彎，使得不僅可以以簡單的方式在不損壞裝置的情況 下從外部借助于簡單的工具改變活塞-筒體-單元的趨近行程，而且還可以顯著地節省驅 動能量，以便降低運行成本并從而降低能量消耗成本。該目的通過權利要求1或2中任一項完全和獨立地實現。在根據圖1的解決辦法中，活塞-筒體-單元配有雙活塞，其中一個活塞構成為環 形活塞，另一個活塞構成為調節活塞。環形活塞與一個活塞桿節相連接，該活塞桿節傳動地 與肘桿活節結構聯接并且由此將軸向的調節運動傳遞為在相配于肘桿活節結構的裝置部 件、例如張緊桿上的樞轉運動。環形活塞對控制裝置進行控制，而通過調節活塞，借助于工 具、例如內六角扳手，穿過筒體的底蓋中的開口，可以將例如構成為螺釘的第二活塞桿節在 一個或另一個方向上旋轉。由此改變了環形活塞的和調節活塞的有效的趨近行程，這也間 接地導致肘桿活節結構的并從而與其聯接的裝置部件的樞轉角的變化。因此可以從外部例 如改變張緊臂的樞轉角。這種通過調節自身的多部分的活塞桿的軸向長度實現樞轉角的有效的和容易的 調整，以簡單的方式通過控制裝置加以補充。直到以下時間點，即此時環形活塞尚未使得該 控制裝置轉換，這在行程的終端之前不久才發生，此時僅需要相對少量的流體量，以便填充 調節活塞的筒室，這是因為環形活塞在行程期間將由其排出的流體量通過通道系統供應給 調節活塞的壓力作用的室，因此該流體量并不損失。在趨近行程期間，僅僅需要引導通過活 塞桿的體積確定的壓縮空氣量，以便實施趨近行程。為此需要相對較少的能量，這是因為僅 需要克服相對較小的摩擦力，以及根據安裝位置也僅需要克服由安裝的裝置部件引起的重 力。在趨近行程即空行程期間也就還不需要進行張緊工作或其他工作。只有當控制裝置通 過環形活塞進行轉換時(這可能在趨近行程結束之前不久發生)，排出處于環形室中的少 量的壓縮空氣量。同時，壓縮空氣的全部的壓力作用于調節活塞的壓力作用的活塞表面上并且產生高的工作力，例如需要該工作力以用于張緊、敲彎、焊接或類似工作。總體上，因此獲得了運行成本的可察覺到的節省，這種節省根據所涉及的裝置和 活塞行程的大小，例如在肘桿張緊裝置中可以是大約66%。如果注意到，在生產線中使用數 上百個這樣的裝置、例如肘桿張緊裝置，則大大節省能量消耗成本并從而大大節省運行成 本。因此通過本發明提供了一種具有肘桿活節結構的裝置，其中除了簡單地調節例如 張緊臂的樞轉角之外，從外部在不損壞裝置的情況下還通過減少消耗而節省了運行成本。在根據權利要求2所述的對于相同技術問題的第二個解決辦法中，提供探測裝 置，其形式為一套微型開關、終端開關或氣動開關或感應開關，其中在裝置的經濟的驅動時 雖然同樣也可以從外部以簡單的方式無級地改變樞轉角，同時可以隨著肘桿活節結構的并 從而例如張緊臂的樞轉角的變化而調節探測裝置的激活位置。這隨著同一個運動即相對于 一個活塞桿節的旋轉運動發生，因此在肘桿活節結構的樞轉角的改變之后不需要傳感裝置 的較長時間的調節或調整工作。另外的根據本發明的進一步方案在權利要求3至14中描述。權利要求3描述了一種非常有利的實施方式，在該實施方式中不存在位于外部的 軟管線路，這是因為各自的轉換和輸送通道處于裝置自身的壁中。它們例如可以布置在底 蓋中，或布置在位于頭部部分與真正的筒體之間的壁中，但也可在筒體壁自身中延伸。由 此，這些通道向外防止損壞以及污染物地受到保護并且也不改變裝置例如肘桿張緊裝置的 總體尺寸。特別有利的是，控制活塞布置在這樣一個壁中，該壁將環形活塞的壓力作用的筒 室與頭部部分的內腔、例如肘桿張緊裝置的夾頭的內腔分隔開。在此得出可能性，即環形活 塞的趨近行程可以在其對控制裝置、特別是控制活塞進行操縱和對控制裝置進行轉換之前 基本上充分利用，從而同時使得全部的壓力介質壓力、特別是空氣壓力作用到調節活塞的 壓力作用的活塞表面上并且于是例如引起用于肘桿張緊裝置的張緊桿的張緊力——權利 要求4。根據權利要求5，調節活塞與一個操縱部件相連接，該操縱部件在其端部上具有控 制片。由此得到優點，即在調節活塞的行程調節時，同時通過操縱部件也調節該控制片，從 而同時將傳感裝置調節到新的行程。根據權利要求6，操縱部件可以構成為桿，桿密封地穿過環形活塞和將頭部部分的 內腔與驅動單元的筒體分隔開的壁。由此得到緊湊的結構形式。從外部不能看到這些部件， 這是因為它們受保護地布置在內部中。如在權利要求7中所描述的，有利的是，傳感裝置構成為盒，其穿過開口布置在頭 部部分例如夾頭的背面上。裝置自身可以在所有的四個側面上具有合適的帶有螺紋的盲 孔，因此該裝置可以在需要的情況下在所有四個側面上固定，也可以在裝置自身的背面上 固定，這在汽車工業的車身制造中對于生產線來說是特別有利的。權利要求8描述了一種特別有利的實施方式，因為利用這種結構可以獲得肘桿活 節結構的樞轉角的可靠的改變。由此不僅可以，例如在調節焊接電極時靈敏地改變進給行 程，而且也準確地確定，在雙活塞筒體單元的什么行程之后應該將全部的壓緊力在焊接時 施加到彼此點焊的部件上。對于敲彎或對于例如借助于肘桿張緊裝置進行張緊，同樣如此。
權利要求9描述了一種結構上可簡單實現的特別有利的實施方式，而權利要求10 可以說展示與權利要求9中描述的解決辦法相反的方案。有利地，根據權利要求11，在調節活塞的朝向底部的一側上布置有制動活塞，該制 動活塞在打開位置上密封地嵌入筒體的底蓋中的制動腔中。根據權利要求12，在活塞-筒體-單元的底部中布置同樣也可封閉的開口，合適的 工具例如內六角扳手可以穿過該開口，該工具嵌入制動活塞的相應的空隙中，以便使得相 配的活塞桿節在一個或另一個方向上旋轉。在根據權利要求13所述的實施方式中，位于調節活塞與環形活塞之間的筒室通 過活塞桿中的孔和穿過活塞桿或活塞桿節延伸的通道連接到頭部部分的內腔上并且進而 實際上向外界大氣環境卸載，這是因為該內腔并未對流體密封地密封。朝向調節活塞的壓力作用的一側的筒室通過節流孔連接到用于流體、例如壓縮空 氣的輸送通道上。該輸送通道本身連接到通道系統上，該通道系統也通向環形活塞的環形 側并且同時導流地與制動腔相連接。該制動腔在制動活塞插入之后和越過密封件之后與筒 室隔絕，該筒室相配于調節活塞的壓力作用的一側。權利要求14描述了一種優選的實施方式。活塞-筒體-單元的筒體的內腔可以如同調節活塞和環形活塞自身的外部的邊界 那樣設計成非圓的，例如扁平橢圓形的。“扁平橢圓形”在此理解為這樣的形狀，其中長邊是 矩形的長邊并且短邊通過圓弧或曲線相互連接。由此環形活塞和調節活塞都不可旋轉地布 置在筒體中。相配于調節活塞的活塞桿相對于該調節活塞形鎖合地或力鎖合地連接。這種連接 可以通過穿過底蓋中的孔的工具為了實現活塞桿節的軸向調節而解鎖或取消或被克服。這 種類型的在活塞桿節與調節活塞之間的鎖定或聯接可以借助于切口、至少一個銷釘、球體 實現，或通過密封件例如環形密封件利用相應的預應力實現，或通過用工具從外部取消的 閉鎖來實現。
在附圖中對本發明部分示意性地舉例進行說明。圖中示出圖1在示意性的縱截面圖中在打開位置上示出了根據本發明的構成為肘桿張緊 裝置的裝置，其中環形活塞和調節活塞都在終端位置上處于底蓋的區域中，并且兩個活塞 桿節實際上最大地彼此擰入；圖2示出了部件的中間位置，其中調節活塞和環形活塞大約處于中間的行程區域 中并且活塞桿節部分地彼此擰入；和圖3示出了肘桿張緊裝置的張緊位置，其中活塞桿節部分地彼此擰出并且環形活 塞通過縱向移動使得構成為控制活塞的控制裝置恰好發生轉換。
具體實施例方式在附圖中描述了本發明在一種肘桿張緊裝置中的應用，該肘桿張緊裝置帶有特別 的優點應用在汽車工業的車身制造中。總體上以標號1標出構成為夾頭的頭部單元，在該 頭部單元上連接了構成為活塞-筒體-單元的驅動單元2。在附圖中，夾頭1和驅動單元
82在材料方面成一個整體地示出，但它們也可以構成分隔開的結構單元并且例如通過螺釘 (未示出)相互連接。頭部單元1和驅動單元2、特別是其筒體3都可以由輕金屬、特別是 由鋁合金制成。驅動單元2顯示為通過壁4與頭部單元1分隔開。該壁4可以構成為蓋， 這個蓋同樣也可以不是如在附圖中示出地那樣在材料方面成一個整體地、而是在功能上成 一個整體地與筒體3和/或頭部單元1通過螺釘或類似物連接(未示出)。筒體3的與頭 部單元1相對的底部構成為通過在附圖中同樣也在材料方面成一個整體地顯示的底蓋5封 閉，該底蓋在需要的情況下可以通過螺釘或類似物(未示出)與筒體3對流體密封地、特別 是對壓力介質密封地連接，如壁4與筒體3的連接那樣。未示出相應的密封件。筒體3可 以至少在內部中、但優選地也在外部構成圓的，因此構成圓柱形的，但也可能的是，為筒體 賦予與之不同的形狀，例如在橫截面中在內部和在外部成矩形的形狀或所謂的扁平橢圓形 或卵形的形狀。在此例如可以是如下的橫截面的形狀，其中在內部和外部，矩形長邊通過圓 弧或直線構成，而矩形的短邊通過圓弧或曲線段構成。以這種方式得到了小的橫向尺寸，因 此這種裝置可以特別緊密地在生產線中彼此緊靠地安置，以便例如能密集地相鄰地布置焊 點或夾緊臂。在筒體3中布置了兩個軸向彼此間隔開布置的活塞，其中一個朝向底蓋5的活塞 構成為調節活塞6，另一個朝向頭部單元1的活塞構成為環形活塞7。調節活塞6和環形活 塞7都構成為通過密封件8或9相對于筒體3的內壁10對流體密封，特別是對壓縮空氣密 封。根據壓力介質加載壓力的情況，調節活塞6和環形活塞7同向地和共同地在共同的中 心線11的方向上、也就是說同軸地在方向X或Y上運動。如由附圖所示，構成為兩節的活塞桿將一方面調節活塞6的和另一方面環形活塞 7的在方向X或Y上的行程運動借助于活節13傳遞到肘桿活節結構12上。活節13當前構 成為樞轉活節，該活節將其運動通過肘桿活節結構12的導桿元件傳遞到固定在殼體上的 軸14上，能傳動運動的(antriebsbeweglich)裝置部件例如張緊臂15與該軸聯接，該張緊 臂根據肘桿活節結構12的運動在方向A或B上樞轉。替代張緊臂15，在此也可以安裝焊夾 鉗、擴管心桿或敲彎工具。與例如張緊臂5共同作用的支座出于簡明的原因而未示出，該支 座也稱為頌座(Kiefer)。在這樣一個支座與張緊臂15之間例如張緊地保持裝置部件如金 屬板或組件，如其特別在汽車制造的車身制造中出現的那樣，直到其持久地例如通過點焊 或通過敲彎或通過粘合而相互連接。一個活塞桿節16在所示出的實施方式中力鎖合地與調節活塞6相連接并且在其 外側上具有螺紋17，也就是按照螺紋軸的形式來設計。在該活塞桿節16與調節活塞6之間 的力鎖合的連接基本上通過在活塞桿節16的部段的表面與相配于調節活塞6的密封件18 之間的力鎖合的或摩擦鎖合的連接形成，該密封件例如可以構成為環形密封件。但取而代 之，連接也可以形鎖合地實現，例如按照球掣形式、通過借助于銷釘的形鎖合的閉鎖實現、 通過螺釘、卡口連接或類似物實現。另一個活塞桿節19在縱軸線方向上帶有盲孔20，該盲孔具有內螺紋21，在該內螺 紋中，活塞桿節16或多或少地可在方向X或Y上、也就是說軸向地擰入。由此相應地，例如 無級地改變調節活塞6與環形活塞7之間的軸向的間距。活塞桿節16穿過調節活塞6并且在其朝向底蓋5的縱向部段上帶有制動活塞22， 該制動活塞軸向地具有凹槽23用于裝上合適的工具例如多角扳手。在底蓋5中布置有可封閉的開口 24，穿過該開口可將工具插入制動活塞22的凹槽23中，以便使其并從而活塞 桿節16隨后在一個或另一個方向上圍繞它們的共同的縱軸線旋轉并且由此改變調節活塞 6與環形活塞7之間的間距。這隨后導致了在方向X或Y上的相應的行程變化并從而也導 致了肘桿活節結構12和與其相配的裝置部件例如張緊臂15在方向A或B上的樞轉角的相
應變化。開口 M通入底蓋5中的制動腔25中，為制動腔配設密封件沈，該密封件在制動 活塞22插入到制動腔25中之后使制動腔密封。密封件沈可以如此設計，即在通過制動腔 25的壓力介質壓力加載時使得流體、特別是壓縮空氣能流入調節筒室27中，但在相反的方 向上被密封。另一個相配于環形活塞7的并且能通過流體壓力、特別是壓縮空氣進行加載 的環形筒室以標號觀標出。筒室四與其相反不被加載流體壓力，而是通過橫向通道60和 縱向通道30通過孔31連接到盲孔20上并且由此持續地在頭部部分1的內腔32中卸載。 該頭部部分1向外防止污染物和濕氣封裝了活塞桿節19和肘桿活節結構12以及活節。為 此，頭部部分1可以由多個、特別是由兩個夾層形式的并且密封地上下相疊放置的殼體部 分、特別是兩個殼體半部構成，這些殼體部分以合適的方式、特別是通過未示出的螺釘可拆 地相互連接。活塞桿節19穿過壁4，對流體密封地通過密封件33進行密封，并且在內腔32中帶
有控制片34，該控制片使得傳感裝置35激活(Bedampfen )，該傳感裝置可以帶有合適
的微型開關、感應開關或類似物。微型開關或其他的傳感元件可以在方向X或Y上或者牢 固地但或者也是斷續地或無級地可調節或者在整個長度上具有可被激活的元件。為傳感裝 置35配設合適的電力的或電子的部件36，該部件將值傳輸給遠離的監測單元、例如傳輸給 計算機，其在后續控制中為了各個裝置的流體壓力加載而接通和布置(未示出)。傳感裝置 35穿過空隙、特別是穿過裝置的背面上的縱向狹槽布置并且盡可能防塵和防濕氣地將其遮 住。但是它也可以穿過合適的開口導入到內腔32中。在所示出的實施方式中示出了兩個 隔開的微型開關37或38，它們也可以構成為感應開關并且通過它們來探測裝置部件例如 張緊臂15的各個位置，也就是說是否其例如在打開位置或在關閉位置(工作位置)上。如由附圖中可看到地，縱向通道39位于一個筒體壁中，該縱向通道導流地連接在 橫向通道40上，該橫向通道又連接到布置在底蓋5中的通道41上，該通道41與制動腔25 導流地相連接，必要時通過節流孔相連接。通道41在朝向底蓋5的方向上在密封件沈后 方通到制動腔25中并且也連接于流體入口和出口，這可以通過橫向通道40進行。因此其 不僅用于輸入而且也在必要時用于輸出流體、例如壓縮空氣。制動腔25本身通過封閉塞42 對流體密封地向外密封。如果該封閉塞42被移開，則這些通道并從而調節筒室27被卸載 并且借助于工具有通向制動活塞22中的凹槽23的進口。縱向通道39通過橫向通道40通到調節筒室27中。橫向通道40連接于合適的流 體輸入和排出管路系統(未示出)。該流體可以是液壓液體、壓縮空氣或準液體，如其在操 作工作缸時應用。但優選地在汽車工業的車身制造中應用壓縮空氣，這是因為其到處都被 提供在運行中和特別在生產線中。與其另外的端部間隔開地，縱向通道39與布置在壁4中的分支通道43導流地連 接，而縱向通道39在其端部上還與通道部段44導流地連接，該通道部段導流地通到室45 中。在壁4中布置了另一個通道46，該另一個通道通到圓柱形的孔47中。在該通道46上連接有腔通道48，該腔通道在一個端部上導流地與孔47連接并且在另一個端部上通到室 45中。在圓柱形的孔47中布置有控制裝置，該控制裝置當前包括活塞式閥芯49，該活塞式 閥芯能縱向移動地和密封地在圓柱形的孔47中引導并且該活塞式閥芯利用一定的縱向部 段伸入到環形筒室觀中并且在室45中利用活塞50能縱向移動地和密封地引導。出于簡 明的原因未示出用于活塞50的密封件。室45由此分成兩個筒室51和52，其中腔通道48 導流地通到其中一個筒室中，而通道部段44導流地通到另一個相對設置的筒室中。活塞式 閥芯49具有縱向通道53，該縱向通道53在所示出的實施方式中同軸于活塞式閥芯49的縱 軸在后者長度的一部分上延伸，并且具有正交于縱軸線取向的、導流的、連接到縱向通道53 上的支線通道54。以標號55標出了構成為桿的用于控制片56的操縱裝置。桿55與調節活塞6成 一個整體地，例如通過螺紋57牢固地、但可拆地連接并且通過密封件58密封地穿過壁4， 以及在調節活塞6的各個位置上伸入頭部部分1的內腔32中。如果調節活塞6通過或多 或少地將活塞桿節16擰入到活塞桿節19的內螺紋21中而被調節，則由此也實現了控制片 56的正確的調節，因此與肘桿活節結構12以及與其連接的裝置部件例如張緊臂15在方向 A或B上的樞轉角的調整一起，也同時正確地調節了傳感裝置。控制片34可以與此相反地 在需要的情況下始終位置固定地和活塞桿節19相連接。由于在調節活塞筒體單元的樞轉 角時僅僅活塞桿節16在一個或另一個方向上旋轉，因此調節活塞6沒有改變其相對于筒體 3的角度位置，尤其是當內壁10設計成非圓的，例如矩形形狀的、橢圓形的、正方形的或類 似形狀時。由此，控制片56相對于傳感裝置35的相對位置保持不變并且不需要補充調整。由附圖可見的實施方式的工作方式如下。在根據圖2中示例性可見的部件位置中，橫向通道40連接到未示出的流體源、例 如壓縮空氣源上，其提供了處于壓力下的流體、例如壓縮空氣。由此為調節筒室27填充了 壓力介質壓力、特別是壓縮空氣。同時，該壓力介質壓力通過縱向通道39和分支通道43以 及活塞式閥芯49中的支線通道M和活塞式閥芯49中的縱向通道53傳播到環形筒室觀 中并且同樣對環形筒室28加載壓力介質壓力、特別是壓縮空氣。由于環形筒室28中的有 效的活塞表面小于調節筒室27中的壓力作用的表面，因此得出力差，該力差在部件的這種 給出的位置中在方向Y上、也就是說在關閉方向上樞轉，并且進而使張緊臂15在方向A上 樞轉。替代張緊臂15也可以相應地驅動另外的裝置部件，這些裝置部件例如在張緊、壓 緊、接合、沖裁、壓制、穿孔或焊接時是必需的。在空行程、也就是說趨近行程中，僅僅需要很 小的驅動力用于克服摩擦力以及必要時克服重力阻力。因此，在空行程即趨近行程中，需要 的驅動能量按照驅動單元中的壓力作用的表面，例如減少70%或更多。這也可以通過壓力 作用的活塞表面的選擇例如由此來確定，即活塞桿節19的橫截面發生相應變化。如果在調節活塞6和環形活塞7進一步移動時環形活塞7碰到活塞式閥芯49的 端面上，則因此活塞式閥芯在其縱軸方向上同樣也在壁4中在環形活塞7的行程方向上移 動，直到活塞式閥芯達到根據圖3所示的位置為止。在該位置上，分支通道43與環形筒室 28隔絕并且通過活塞式閥芯49中的縱向通道53和其支線通道M導流地連接到通道46 上，由此環形筒室觀連接到返回線路上或被卸載。該返回線路或卸載在相反的行程方向上 再次對于輸送壓力介質壓力、特別是對于輸送壓縮空氣是必需的。
在方向Y上的趨近行程即空行程期間，由環形活塞7排出的流體量通過活塞式閥 芯49中的縱向通道53、分支通道43輸入縱向通道39中，通過輸入縱向通道39、通過橫向 通道40和必要時通過通道41輸送給調節筒室27，因此在空行程期間，由環形活塞7排出的 用于驅動的流體量未丟失，而是僅僅需要補充用于驅動的力差，其根據調節活塞6相對于 環形活塞7的調節并且進而根據活塞桿節16擰入到活塞桿節19中的長度而可以改變。如果活塞桿節16、19在方向Y上運動，則通過未示出的、用于流體輸送的特別是用 于壓縮空氣輸送的控制裝置來為橫向通道40加載壓力介質壓力，其在根據圖3的部件的位 置中通過縱向通道39和通道46、通過縱向通道53傳播到環形筒室28中。通過腔通道48， 壓力介質壓力也在活塞50下方一直傳播到室45中并且將活塞式閥芯49保持在其根據圖 3可見的位置上。活塞桿節16、19以及環形活塞7和調節活塞6由此在方向Y上運動并且 使得肘桿活節結構12在方向B上樞轉，因此與其聯接的張緊臂或類似物同樣也在方向B上 運動，也就是說在打開位置上樞轉。在張緊臂中例如可以計為在方向A或B上從0至135 度或其它角度的樞轉角。這些部件隨后一直運動，直到制動活塞22進入制動腔25中并且 密封件沈由此截斷調節筒室27。從那里出發，流體僅僅可以通過節流孔(未示出)在通道 41或40中泄漏出來并且輸送給返回線路。由于處于調節筒室27中的壓力介質、例如壓縮 空氣的流出延遲地進行，因此進行了裝置的軟啟動或打開運動，從而避免了調節活塞6生 硬地抵靠在底蓋5上。如果期待部件的在方向X上的運動(空行程、趨近行程)，則流體壓力、例如壓縮 空氣壓力再次通過橫向通道40、縱向通道39向著分支通道43傳播并且也通過通道部段44 傳播和加載于活塞50，由此前述的工作循環可以重復進行，這是因為隨后活塞式閥芯49再 次在其根據圖1可見的位置上在方向X上移動，直到其再次通過環形活塞7移動到其根據 圖3可看到的位置上為止。如可見的，當操縱活塞式閥芯49時，全部的壓力介質壓力作用于調節活塞6的壓 力作用的表面上。在趨近行程中，僅僅通過環形室中的活塞桿確定的壓力介質容積始終通 過壓力介質源，例如通過壓縮空氣產生裝置進行補充，從而可以節省運行成本。壓力介質特 別是壓縮空氣的僅僅非常少的剩余量被卸載。在肘桿張緊裝置或類似物的趨近行程中也就 僅僅需要克服那些要被克服的摩擦力和必要時克服慣性力。因此在同樣的技術方面的功率 數據和公差的情況下，得到平均至少降低50%的流體、特別是壓縮空氣的消耗。根據本發明 的裝置因此統一了在環保情況下的節能的驅動和如下可能性，即行程并從而角度(通過肘 桿活節驅動的部件可以以該角度運動)從外部在不損壞裝置的情況下在兩個方向上無級 地改變，以及在調節探測裝置的同時達到期望的位置，而無需在調節樞轉角時對其進行補 充調整。標號60表示橫向通道，標號58或59表示用于對壓力介質密封地穿過桿55的密 封件。標號61是插頭，通過該插頭將被傳感裝置35所探測的數據傳輸給遠離的數據收集
點ο在摘要中、權利要求書中和說明書中描述的以及由附圖可見的特征不僅單獨地而 且也以任意組合的形式對于實現本發明來說都可以是至實質性的。參考標號表1夾頭，頭部單元
2驅動單元3 筒體4 壁5 底蓋6調節活塞7環形活塞8密封件9密封件10 內壁11中心線12肘桿活節結構13 活節14固定在殼體上的軸15裝置部件，張緊臂、定心芯棒、焊夾鉗、敲彎工具16活塞桿節17 螺紋18密封件19活塞桿節20 盲孔21內螺紋22制動活塞23 凹槽24 開口25制動腔26密封件27調節筒室28環形筒室29 筒室30縱向通道31 孔32 內腔33密封件34控制片35傳感裝置36 部件37微型開關38微型開關39縱向通道40橫向通道[Ol00]41通道
42封閉塞
43分支通道
44通道部段[O104]45室[O105]46通道
47圓柱形的孔
48腔通道
49活塞式閥芯，控制裝置
50活塞
5l筒室
52筒室
53縱向通道
54支線通道
55桿，操縱部件
56控制片
57螺紋
58密封件
59密封件
60橫向通道[O120] 6l插頭
X行程方向
Y行程方向
A樞轉方向
B樞轉方向[O125] 參考文獻表[O126] DE 102006041707A1[O127] DE 10200400734683[O128] DE 10200800725683[O129] DE 102007027849Al[O130] DE 69810413T3[O131] DE 19824579C1[O132] DE lol36057C1[O133] DE 19512429A1[O134] DE 1941785[O135] DE 1961644lCl[O136] DE 20207776U1[O137] DE 3638526C1[O138] DE 424260 1A1
DE29811331U1
EP2055430B1
EP1262285A2
EP1849559B1
EP1878539B1
EP1309426B1
EP0908272B1
EP0967050A2
EP1088623A2
EP1179394A
EP1149665A
EP1066929A
EP0243599A
WO2005/044517A2
WO2007/128437A1
US4，793，602
US6，065，743
US6,612,557
US6，220，588
US6,613,133
US6,416,04權利要求
1.通過壓縮空氣驅動的、節能的、帶有雙活塞功能的裝置，所述裝置用于張緊，或用于 夾緊，或用于定心，或用于穿孔，或用于焊接，或用于敲彎，所述裝置應用在汽車工業的車身 制造中，所述裝置具有構成為活塞-筒體-單元的、能被輸入壓縮空氣的驅動單元( 和同 軸地與該驅動單元連接的頭部單元(1)，在頭部單元中，肘桿活節結構(1 可樞轉運動地 設置在一個支承在頭部單元(1)中的位置固定的軸(14)上，肘桿活節結構(1 與多部分 式的、能調節長度的并且也能鎖定在期望的長度上的、在驅動單元O)的軸向方向上延伸 的活塞桿(16、19)連接，并且環形活塞(7)和調節活塞(6)彼此之間保持軸向間距地在驅 動單元( 的筒體C3)中、在壓縮空氣的作用下可縱向移動地和密封地引導，并且環形活塞 (7)和肘桿活節結構(1 經過一個活塞桿節(19)通過活節(1 可活節式運動地連接，而 調節活塞(6)與第二活塞桿節(16)聯接，以及在環形活塞(7)和調節活塞(6)彼此之間 的各個行程位置和各個調節中，設置在環形活塞(7)和調節活塞(6)之間的、根據環形活 塞(7)和調節活塞(6)彼此之間的調節而變大或變小的筒室09)與壓縮空氣隔絕，并且環 形活塞⑵在趨近行程即空行程期間通過控制裝置G9)控制和引導由環形活塞(7)排出 的壓縮空氣量經由通道系統(39)進入調節活塞(6)的壓力作用的活塞面的調節筒室(XT) 中，并且隨著空行程的結束才在操縱控制閥G9)時將來自于環形筒室08)的、由環形活塞 (7)排出的剩余的壓縮空氣量通過通道連接到返回線路上，在操縱控制裝置G9)時或之后 不久，完全的空氣壓力對調節活塞(6)的壓力作用的表面進行加載并且引起力行程。
2.通過壓縮空氣驅動的、節能的、帶有雙活塞功能的裝置，所述裝置用于張緊，或用于 夾緊，或用于定心，或用于穿孔，或用于焊接，或用于敲彎，所述裝置應用在汽車工業的車身 制造中，所述裝置具有構成為活塞-筒體-單元的、能被輸入壓縮空氣的驅動單元( 和同 軸地與該驅動單元連接的頭部單元(1)，在頭部單元中，肘桿活節結構(1 可樞轉運動地 設置在一個支承在頭部單元(1)中的位置固定的軸(14)上，肘桿活節結構(1 與多部分 式的、能調節長度的并且也能鎖定在期望的長度上的、在活塞-筒體-單元( 的軸向方向 上延伸的活塞桿(16、19)連接，并且環形活塞(7)和調節活塞(6)彼此之間保持軸向間距 地在驅動單元( 的筒體C3)中、在壓縮空氣的作用下可縱向移動地和密封地引導，并且環 形活塞(7)和肘桿活節結構(1 經過一個活塞桿節(19)通過活節(1 可活節式運動地 連接，而調節活塞(6)與第二活塞桿節(16)聯接，以及在環形活塞(7)和調節活塞(6)彼 此之間 的各個行程位置和各個調節中，設置在環形活塞(7)和調節活塞(6)之間的、根據環 形活塞(7)和調節活塞(6)彼此之間的調節而變大或變小的筒室09)與壓縮空氣隔絕，并 且環形活塞(7)在空行程期間通過控制裝置G9)控制和引導由環形活塞排出的壓縮空氣 量經由通道系統進入調節活塞的壓力作用的活塞面的筒室中，并且隨著空行程的結束才在 操縱控制閥G9)時將來自于環形筒室08)的、由環形活塞(7)排出的剩余的壓縮空氣量 通過通道連接到返回線路上，在操縱控制裝置G9)時或之后不久，完全的空氣壓力對調節 活塞(6)的壓力作用的表面進行加載并且引起力行程，設有探測打開位置和工作位置、例 如肘桿張緊裝置的張緊臂的張緊位置的傳感裝置——感應開關、終端開關、微型開關、氣動 開關，并且通過調節活塞(6)，與肘桿活節結構(12)的樞轉角的調節并從而例如也與張緊 臂(15)或類似物的樞轉角的調節一起，能調節與調節活塞(6)聯接的、必要時間接地聯接 的控制片(56)的激活位置，而第二控制片(34)與相配于肘桿活節結構(12)的活塞桿節 (19)連接。
3.根據權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，環形活塞(7)控制活塞式閥芯09) 和設置在活塞式閥芯中的、引導壓縮空氣的通道以及這些通道的在布置于所述裝置的壁中 的通道(39，40)上的接頭，這些布置于所述裝置的壁中的通道用于連接在壓縮空氣輸入和 輸出端上以及用于到調節活塞(6)的具有該調節活塞的壓力作用的表面的調節筒室(XT) 中的轉送。
4.根據權利要求3所述的裝置，其特征在于，活塞式閥芯09)設置在以對壓力介質密 封的方式將環形活塞(7)的環形筒室08)與頭部部分(1)的內腔(32)、例如肘桿張緊裝置 的夾頭(1)的內腔分隔開的壁中，肘桿活節結構(12)也在內腔(32)中優選地向外全 面地防止污物地封裝地布置。
5.根據權利要求2所述的或根據權利要求3和4中任一項所述的裝置，其特征在于，調 節活塞(6)與一個操縱部件(5 相連接，所述操縱部件在其端部上具有控制片(56)。
6.根據權利5所述的裝置，其特征在于，操縱部件構成為桿(55)，所述桿密封地穿過環 形活塞(7)和將頭部部分(1)的內腔(3 分隔開的壁0)。
7.根據權利要求1所述的或根據權利要求2至6中任一項所述的裝置，其特征在于， 所述裝置配有構成為盒的傳感裝置(3 ，所述傳感裝置穿過開口，優選地布置在頭部部分 (1)的背面上，并且傳感裝置向外盡可能接縫密封地和防止污物密封地封閉，所述裝置在所 有四個側面上具有固定器、特別是帶有螺紋的盲孔，因此所述裝置不僅能從背面、而且也能 根據需要可替換地從剩下的其余三個側面固定。
8.根據權利要求1所述的或根據其后權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，活 塞桿節(16)構成為帶有螺紋的調節螺釘，用于調節肘桿活節結構(12)的樞轉角。
9.根據權利要求1所述的或根據其后權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，與 肘桿活節結構(1 和環形活塞(7)連接的活塞桿節(19)具有帶有內螺紋的盲孔，在 所述內螺紋中，另外的與調節活塞(6)相連接的活塞桿節(16)通過外螺紋(17)能從外部 穿過驅動單元O)的底蓋( 調節并且也能在各個期望的位置上鎖定。
10.根據權利要求1所述的或根據權利要求2至8中任一項所述的裝置，其特征在于， 設有調節活塞(6)的活塞桿節(16)設有帶有螺紋的盲孔，環形活塞(7)和構成為螺栓的活 塞桿節能通過螺紋擰入所述盲孔中并且能穿過驅動單元O)的底蓋( 調節。
11.根據權利要求1所述的或根據其后權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，為 調節活塞(6)在其背離頭部部分(1)的一側上配有制動活塞(22)，所述制動活塞在打開位 置上密封地嵌入底部(5)的制動腔0 中。
12.根據權利要求1所述的或根據其后權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，在 驅動單元⑵的底蓋(5)中設有可封閉的開口(M)，穿過所述開口，活塞桿節(16、19)能借 助于工具調節長度。
13.根據權利要求1所述的或根據其后權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，位 于調節活塞(6)與環形活塞(7)之間的筒室09)通過縱向通道(30)卸載，所述縱向通道在 所述活塞桿或一個活塞桿節(16)中延伸并且在一個端部上通過孔(31)通到頭部部分(1) 的內腔(32)中。
14.根據權利要求1所述的或根據其后權利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，位 于調節活塞(6)與底蓋( 之間的調節筒室07)通過節流通道連接于流體輸入端和流體輸出端并且連接于通向環形筒室08)的通道系統00，39)以及連接于底蓋(5)中的制動 腔(25)。
全文摘要
本發明涉及一種通過壓縮空氣驅動的、節能的、帶有雙活塞功能的裝置，該裝置用于張緊，或用于夾緊，或用于定心，或用于穿孔，或用于焊接，或用于敲彎，應用在汽車工業的車身制造中。該裝置通過處于壓力下的流體、特別是通過壓縮空氣驅動。在此展示，在對環境進行保護和消耗較少的處于壓力下的流體、特別是壓縮空氣的同時，如何能夠節省顯著的運行成本。此外，肘桿活節結構(12)的和與其連接的裝置的樞轉角、例如肘桿張緊裝置的張緊臂的樞轉角可以無級地在兩個方向上調節，而同時調節具有傳感器(35)例如微型開關、感應開關、氣動開關或終端開關的探測裝置。
文檔編號B25B5/12GK102099587SQ200980127365
公開日2011年6月15日 申請日期2009年12月18日 優先權日2009年12月18日
發明者J-G·圖恩克斯 申請人:圖恩克斯機械制造有限公司