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Die
Erfindung betrifft eine Greifzange mit einer oberen Zangenbacke
und einer unteren Zangenbacke, die jeweils mit einem Griffschenkel
einstückig verbunden
sind, wobei die untere Zangenbacke in einem Gewerbe schwenkbar gelagert
ist, das entlang einer zwischen der oberen Zangenbacke und ihrem Griffschenkel
angeordneten Längsverstelleinrichtung zur
Einstellung unterschiedlicher Maulweiten verstellbar ist, wobei
die einander zugekehrten Spannseiten der Zangenbacken jeweils einen
vorderen Spannbereich und eine Spannvertiefung aufweisen, die von zwei
im stumpfen Winkel zueinander angeordneten Spannflanken begrenzt
wird.
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Greifzangen
mit verstellbaren Gewerben sind in zahlreichen unterschiedlichen
Ausführungsformen
bekannt. Ihnen ist gemeinsam, dass die Maulweitenverstellung in
einfacher Weise rasch durchgeführt
werden kann, beispielsweise durch verschieben der miteinander schwenkbar
verbundenen Griffschenkel in der am weitesten geöffneten Stellung. Bekannt ist
auch, einen beweglichen Rastkörper
durch seitlichen Druck außer
Eingriff mit einer Verzahnung der Längsverstelleinrichtung zu bringen, um
die beiden Zangenhebel gegeneinander zu verschieben. Eine weitere
bekannte Ausführungsform der
Längsverstelleinrichtung
weist eine mit einem Gewinde versehenen Mutter auf, die entlang
einer Verzahnung durch Drehung verstellbar ist.
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Ein
besonderes Ziel bei der Gestaltung derartiger Greifzangen besteht
darin, einen möglichst universellen
Einsatz der Greifzangen zu ermöglichen.
Einerseits sollen die Greifzangen als sog. Wasserpumpenzangen zum
Ergreifen unterschiedlicher runder oder mehrkantiger Objekte geeignet
sein. Bei vielen bekannten Wasserpumpenzangen bildet die in Verlängerung
des vorderen Spannbereiches im geschlossenen Zustand der Greifzange
verlaufende Spannebene mit der Verstellrichtung der Längsverstelleinrichtung
zumindest angenähert
einen rechten Winkel, beispielsweise 100° oder weniger. Eine solche Wasserpumpenzange
der eingangs genannten Gattung ist beispielsweise aus
EP 0 448 785 A3 bekannt.
Für diesen
Einsatz ist in den meisten Fällen eine
Zahnung der mit dem Objekt in Eingriff tretenden Spannflächen vorgesehen.
Durch die Zahnung besteht aber die Gefahr einer Beschädigung des
Spannobjekts. Dies ist besonders nachteilig, wenn es sich um Sechskantobjekte
wie Muttern oder Schraubenköpfe
handelt, weil nach einer Beschädigung
durch eine gezahnte Spannfläche
später
die Verwendung eines Schlüssels
nicht mehr möglich
ist oder zumindest beeinträchtigt
wird.
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Eine
Selbstklemmung wird hierbei durch den Eingriff jeweils nur eines
einzigen Zahnes hinter der Ecke des Sechskantobjekts erreicht. Bei
Beschädigung
dieser beiden hoch beanspruchten Zähne geht die ohnehin geringe
Selbstklemmung verloren. Bei beschädigten Sechskantobjekten ist
eine Selbstklemmung ohnehin nicht mehr gegeben.
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Wenn
solche Greifzangen nach Art von verstellbaren Schraubenschlüsseln gerade
auch für Sechskantobjekte
eingesetzt werden sollen, dann sollte eine Beschädigung der Spannobjekte möglichst
ausgeschlossen werden. Ein Abrutschen der Greifzange am Spannobjekt
kann dann aber nur verhindert werden, wenn eine Selbstklemmung sichergestellt
ist. Die Selbstklemmung wird durch die Lage der Drehachse des Gewerbes
in Bezug auf die Spannebene erreicht. Eine ausschließlich unter
dem Aspekt der Selbstklemmung ausgelegte Greifzange ist aber ungünstig hinsichtlich
der Handhabung und der Abmessungen des Zangenkopfes.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, eine Greifzange der eingangs genannten
Gattung so auszubilden, dass sie in einem weiten Einsatzbereich verwendbar
ist, der auch die Verwendung nach Art eines selbstklemmenden, verstellbaren,
ratschbaren Schraubenschlüssels
umfasst und zugleich die Funktion einer herkömmlichen Wasserpumpenzange
einschließt.
Dabei soll die Greifzange hinsichtlich der Abmessungen ihres Zangenkopfes
den Einsatz in beengten Verhältnissen
ermöglichen;
sie soll die Gefahr eines Abrutschens minimieren und einfach zu handhaben
sein.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Greifzange der eingangs genannten Gattung
dadurch gelöst,
dass mindestens 40 % der Verstelllänge des Gewerbes innerhalb
eines am oberen Ende der vorderen Spannflanke der oberen Zangenbacke
angelegten rechten Winkels liegen und eine die vordere Spannflanke
der oberen Zangenbacke enthaltende Ebene mit der Verlängerung
der Längsverstelleinrichtung
des Gewerbes einen Winkel von weniger als 65°, vorzugsweise weniger als 50° bildet.
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Die
Zuordnung des Bereichs, in dem das Gewerbe verstellt werden kann,
zu der vorderen Spannflanke der Spannvertiefung in der oberen Zangenbacke
führt dazu,
dass gerade im Bereich großer
Maulweiten und demzufolge großer
aufzubringender Momente eine Selbstklemmung der Greifzange gegeben
ist. Von besonderer Bedeutung ist in diesem Zusammenhang der verhältnismäßig steile
Verlauf der vorderen oberen Spannflanke in Bezug auf die Längsrichtung
der Längsverstelleinrichtung
des Gewerbes. Selbstklemmung bedeutet in diesem Zusammenhang vor
allem auch, dass bei größer werdendem
Drehmoment die Selbstklemmwirkung noch zunimmt.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert, die
in der Zeichnung dargestellt sind.
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Es
zeigen:
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1–6 eine
Greifzange jeweils in einer Seitenansicht in unterschiedlichen Verstellpositionen und
im Eingriff an unterschiedlich großen Sechskantobjekten und
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7–12 abgewandelte
Ausführungsformen
der Greifzange.
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Die
in 1–6 dargestellte
Greifzange weist eine obere Zangenbacke 1 auf, die über eine Längsverstelleinrichtung 2 mit
einem Griffschenkel 3 einstückig verbunden ist. Eine untere
Zangenbacke 4 ist über
ein Gewerbe 5 ebenfalls einstückig mit einem Griffschenkel 6 verbunden.
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Das
Gewerbe 5 ist in der Längsverstelleinrichtung 2 in
einer Verstellrichtung 7 verstellbar. Hierfür sind im
Stand der Technik zahlreiche Ausführungsformen bekannt, die deshalb
hier nicht näher erläutert werden
müssen.
Bei vielen dieser Ausführungen
weist die Längsverstelleinrichtung 2 einen
mit einer Innenverzahnung versehenen Längsschlitz im Griffschenkel 3 auf.
Ein Rastkörper
des Gewerbes 5 kann in Rastschritten a entlang der Längsverstelleinrichtung 2 verstellt
und jeweils formschlüssig
verrastet werden. Die Verstellung des Gewerbes 5 entlang der
Längsverstelleinrichtung 2 dient
dazu, unterschiedliche Maulweiten des Zangenmauls 8 einzustellen.
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Die
beiden Zangenbacken 1, 4 weisen einander zugekehrte
Spannseiten 9 bzw. 10 auf. Die einander zugekehrten
Spannseiten 9, 10 weisen im vorderen Spannbereich
des Zangenmauls 8 jeweils eine vordere Spannfläche 11 an
der oberen Spannbacke 1 und eine vordere Spannfläche 12 an
der unteren Spannbacke 4 auf. Im geschlossenen Zustand
der Greifzange liegen diese vorderen Spannflächen 11, 12 aneinander
in einer Spannebene 13, die mit der Verstellrichtung 7 der
Längsverstelleinrichtung 2 einen
Winkel W1 bilden, der angenähert
ein rechter Winkel ist, auf jeden Fall aber im Bereich von 75° bis 105°, vorzugsweise
im Bereich von 80° bis
100° liegt.
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In
der Spannseite 9 der oberen Zangenbacke 1 ist
eine Spannvertiefung 14 ausgebildet, die von zwei im stumpfen
Winkel, vorzugsweise etwa 120°,
zueinander angeordneten Spannflanken begrenzt wird, nämlich einer
vorderen oberen Spannflanke 15 und einer hinteren oberen
Spannflanke 16.
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In
der Spannseite 10 der unteren Zangenbacke 4 ist
ebenfalls eine Spannvertiefung 17 ausgebildet, die ebenfalls
von zwei im stumpfen Winkel, vorzugsweise etwa 120° oder größer, zueinander
angeordneten Spannflanken begrenzt wird, nämlich einer vorderen unteren
Spannflanke 18 und einer hinteren unteren Spannflanke 19.
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Die
vordere obere Spannflanke 15 ist so angeordnet, dass mindestens
40 %, vorzugsweise – wie in 1 dargestellt – etwa 60
% (Länge
L 1) der Verstelllänge
L 2 des Gewerbes 5 innerhalb eines am oberen Ende der vorderen
Spannflanke 15 der oberen Zangenbacke 1 angelegten
rechten Winkels W2 liegen.
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Eine
die vordere obere Spannflanke 15 der oberen Zangenbacke 1 enthaltende
Ebene 20 bildet mit der Verlängerung 7 der Längsverstelleinrichtung des
Gewerbes 5 einen Winkel W3 von weniger als 65°, vorzugsweise
von weniger als 50°.
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Eine
hintere, obere Ende 21 der hinteren Spannflanke 19 der
unteren Spannbacke 4 liegt in einer die vordere Spannfläche 12 der
unteren Zangenbacke 4 enthaltenden Ebene, die der Spannebene 13 entspricht.
Dadurch ist an der Spannseite 10 der unteren Spannbacke 4 eine
Auflage für
ebene, flache Werkstücke,
beispielsweise eine Blech, bestimmt die durch die vordere Spannfläche 12 und
die Ende 21 gebildet wird.
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Bei
dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel liegt auch bei
der oberen Zangenbacke 1 eine hintere Ende 22 der
hinteren Spannflanke 16, auf der die vordere Spannfläche 11 der
oberen Zangenbacke 1 enthaltenden Ebene, die im geschlossenen
Zustand mit der genannten Spannebene 13 zusammenfällt.
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Vorzugsweise
ist die hintere Spannflanke 19 der unteren Spannbacke 4 konvex
gewölbt,
wie in der Zeichnung dargestellt ist. An die hintere Ende 21 der hinteren
Spannflanke 19 der unteren Zangenbacke 4 schließt sich
ein gegenüber
der Spannebene 13 abfallender Backenabschnitt 23 an.
Wie in 6 gezeigt, erleichtert dieser abfallende Backenabschnitt 23 das
Umgreifen an einem Sechskantobjekt 24, ohne dass hierfür eine zu
große
Spreizung der Griffschenkel 3, 6 erforderlich
wäre. Abweichend
von der gezeichneten Ausführung
kann der Backenabschnitt 23 in der geschlossenen Stellung
der Zange auch an der gegenüberliegenden
Fläche
der oberen Zangenbacke 1 anliegen. Der abfallende Backenabschnitt 23 erstreckt
sich mindestens bis zur halben Tiefe der unteren Spannvertiefung 17,
jeweils bezogen auf die Spannebene 13.
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Die
Rastschritte a der Längenverstelleinrichtung 2 sind
vorzugsweise jeweils kleiner als 12 % der maximalen Maulweite, bevorzugt
unter 8 %. Dadurch wird erreicht, dass in allen Spannstellungen
eine zu große
Verschwenkung der Zangenbacken 1, 4 relativ zueinander
vermieden wird.
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Die
vordere obere Spannflanke 15 und die vorzugsweise konvex
gewölbt
ausgeführte
hintere untere Spannflanke 19 können glatt, rau, feingezahnt oder
gezahnt ausgeführt
werden.
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2 zeigt,
dass sich der Angriffspunkt der gewölbten unteren hinteren Spannflanke 19 bei
größeren Sechskantobjekten 24 mehr
zur unteren Ecke 24a verlagert. Dadurch wird erreicht,
dass bei größeren Sechskantobjekten 24 ein
verhältnismäßig hohes Drehmoment
erzielt wird, während
bei kleineren Sechskantobjekten ein verhältnismäßig kleineres Drehmoment bei
unverändert
großer
Hebellänge
aufgebracht wird. Die gestrichelten Linien 24b, 24c markieren
die Grenzen des Angriffs der Spannflanke 19 an den unterschiedlich
großen
Sechskantobjekten 24.
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Am
Beispiel der 2 erkennt man auch, dass bei
Sechskantobjekten 24 im oberen Nennweitenbereich, insbesondere
in der oberen Hälfte
des gesamten Nennweitenbereichs der Angriffspunkt der unteren hinteren
Spannflanke 19 in der der Ecke 24a zugewandten
Hälfte
der zugeordneten Flanke 24d des Sechskantobjekts 24 liegt.
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In 3 ist
gezeigt, dass die Verbindungslinie 25 der beiden Scheitelpunkte 25a und 26 der
beiden Spannvertiefungen 14 und 17 bei mittlerer
Maulöffnung
der Greifzange annähernd
parallel zur Verstellrichtung 7 der Längsverstelleinrichtung 2 verläuft. Damit
wird erreicht, dass sich die Spannverhältnisse bei unterschiedlich
weit geöffnetem
Zangenmaul nicht wesentlich verändern.
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Während in
den meisten Fällen
bei der Längsverstelleinrichtung 2 eine
geradlinige Verstellung gewählt
wird, kann die Verstelllinie 7a der Längsverstelleinrichtung 2 auch
zum Zangenmaul hin konvex gekrümmt
sein, wie in 1 mit gestrichelter Linie angedeutet
ist. Dadurch ergibt sich eine für
die Handhabung der Zange günstigere
Form des Griffschenkels 3. Zugleich verschiebt sich das
Gewerbe dadurch weiter in den Bereich des Winkels W2, wodurch gerade
bei kleineren Spannobjekten die Selbstklemmung früher erreicht
wird.
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In 5 ist
gezeigt, dass jeweils aus zwei benachbarten Raststellungen des Gewerbes 5 in
der Längsverstelleinrichtung 2 das
selbe Sechskantobjekt 24 zwischen der beispielsweise eben
ausgeführten
oberen vorderen Spannflanke 15 und der gewölbten unteren
hinteren Spannflanke 19 spannbar ist. Bei der unterschiedlichen
Schwenkstellung der unteren Zangenbacke 4 ändert sich
der Angriffspunkt der unteren hinteren Spannflanke 19 am
Sechskantobjekt 24 nur wenig. Durch die Wahl der Stellung
des Gewerbes 5 kann vorgegeben werden, in welchem Abstand
von der Ecke des Sechskantobjekts 24 die untere hintere
Spannflanke 19 angreift. Bei sehr kleinen Verstellschritten
kann die Einstellung auch so gewählt
werden, dass die Spannflanke 19 auf die Ecke drückt.
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In 4 ist
eine Variante der Griffzange gezeigt, die sich von den bisher beschriebenen
Ausführungsformen
nur dadurch unterscheidet, dass sich an die obere vordere Spannflanke 15 nach
hinten eine Einbuchtung 27 anschließt. Dadurch wird erreicht, dass
beim Umsetzen der Greifzange an einem Sechskantobjekt 24,
insbesondere einem verhältnismäßig kleinen
Sechskantobjekt 24, wie es in 4 gezeigt
ist, nur ein verhältnismäßig geringes Öffnen der
Griffschenkel 3 und 6 erforderlich ist. Dadurch verschiebt
sich bei kleineren Sechskantobjekten der hintere Angriffspunkt der
vorderen oberen Spannfeder 15 weiter nach hinten, so dass
der Bereich l 1 sich vergrößert.
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Vorteilhafterweise
ist die Greifzange so gestaltet, dass der größte Öffnungswinkel der Griffschenkel 3, 6 beim
Umsetzen an einem Sechskantobjekt 24 weniger als 50° beträgt. Dadurch
wird die Handhabung der Greifzange erleichtert, weil ein weites
Spreizen der Griffschenkel 3, 6 eine ergonomisch ungünstige weite Öffnung der
die Greifzange haltenden Hand erfordern würde.
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In 1 ist
dargestellt, dass die Griffschenkel 3, 6 gegenüber der
Längsachse 7 der
Längsverstelleinrichtung 2 nach
hinten abgewinkelt sind. beispielsweise ist die Vorderseite des
vorderen Griffschenkels 3 um einen Winkel W4 gegenüber der
Verstellrichtung abgewinkelt. Dieser Winkel W4 kann noch wesentlich
größer als
dargestellt gewählt
werden, beispielsweise sogar etwa 90°, wenn dies für den speziellen
Einsatz der Greifzange erwünscht
und zweckmäßig ist.
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Eine
mögliche
weitere Variante ist in 3 mit gestrichelten Linien angedeutet.
Die Spannseite 9 der oberen Spannbacke 1 kann
so ausgeführt
werden, dass sie in der oberen Endstellung des Gewerbes 5 in
der Längsverstelleinrichtung 2 im
Abstand zu unteren Spannseite 10 angeordnet ist. Zugleich
wird dabei die hintere obere Spannflanke 16 in ihrem hinteren
Bereich verkürzt.
Damit wird der Einsatzbereich der Greifzange zum Greifen von dickeren,
mit parallelen Außenflächen versehenen
Objekten 28 erweitert.
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Die
in 2 beim Spannen eines größtmöglichen Sechskantobjekts 24 und
in 4 beim Spannen eines kleinstmöglichen Sechskantobjekts 24 eingezeichnete Gesamtbreite
B1 der beiden Griffschenkel 3, 6 soll maximal
120° der
Breite B2 des die Längsverstelleinrichtung 2 aufweisenden
Griffschenkels 3 in diesem Bereich betragen. Durch diese
Bemessungsregel wird erreicht, dass der Zangenkopf auch in schwer
zugänglichen
Bereichen auch dann noch ausreichend geschwenkt werden kann, wenn sich
Hindernisse in der Nähe
des Einsatzbereichs befinden.
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Abweichend
von der dargestellten und für
die meisten Einsatzfälle
optimalen Ausrichtung der Spannebene 13 in einem Winkel
W1 von annähernd 90° gegenüber der
Verstellrichtung 7 kann dieser Winkel W1 auch im Bereich
von etwa 80° bis
100° gewählt werden.
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In 7 ist
eine abgewandelte Ausführungsform
der Greifzange gezeigt, bei der die unteren Zangenbacken 4 in
ihrem Spitzenbereich gegenüber
den vorher beschriebenen Ausführungsformen
verkürzt ist.
Die vordere untere Spannflanke 18 ist hierbei wesentlich
kürzer
als die übrigen
Spannflanken, insbesondere die untere hintere Spannflanke 19.
Die Länge
der unteren vorderen Spannflanke 18 beträgt weniger
als die Hälfte
der Länge
der unteren hinteren Spannflanke 19.
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Der
sich weiter nach vorn erstreckende Bereich der unteren Zangenbacke 4 ist
zu einer leicht konvex gewölbten
Fläche 27 verkürzt, die
ausgehend von einem Spannpunkt 28 nach vorn unter die Spannebene 13 abfällt, die
hierbei vom Spannpunkt 28 durch das hintere obere Ende 29 der
hinteren unteren Spannflanke 19 verläuft. Dadurch wird die Handhabung
der Greifzange insbesondere beim Umgreifen an einem Sechskantobjekt 24 erleichtert,
wie in 7 gezeigt ist.
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Bei
der Greifzange nach den 8 bis 10 enden
die beiden Zangenbacken 1, 4 jeweils in einer
Spitze 30 am vorderen Ende der vorderen oberen Spannflanke 15 und
in einer Spitze 31 am vorderen Ende der vorderen unteren
Spannflanke 19. Die beiden Zangenbacken 1, 4 sind
hierbei gegenüber
der Ausführung
nach den 1 bis 6 so verkürzt, dass
sie in den Spitzen 30, 31 enden, wobei die Spitzen 30, 31 gegeneinander
versetzt sein können,
wie in 8 gezeigt. Stattdessen können die Spitzen 30, 31 auch
aufeinander treffen, wie in 1 mit der
gestrichelten Linie 35 angedeutet.
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Die
Anwendung dieser für
den Gebrauch sehr zweckmäßigen Variante
ist beim Greifen eines flachen Objekts 32 (8),
eines Sechskantobjekts 24 (9) und eines
Rundobjekts 33, beispielsweise eines Rohres (10)
dargestellt. Man erkennt, dass alle Arten von Objekten optimal ergriffen
werden, wobei die verkürzte
Ausführung
der beiden Zangenbacken 1, 4 zugleich die Handhabung
auch an schwer zugänglichen
Stellen erleichtert. In 10 ist darüber hinaus
dargestellt, dass ein Rundobjekt 33 in zwei verschiedenen
Stellungen gespannt werden können,
nämlich
einerseits mit zwei Anlagepunkten an der unteren Zangenbacke 4 und
einem gegenüberliegenden
Anlagepunkt an der Spitze 30 der oberen Zangenbacke 1 oder
in Anlage an den beiden oberen Spannflanken 15 und 16 der
oberen Zangenbacke 1 und an dem hinteren Ende 29 der
unteren hinteren Spannflanke 19.
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Gegenüber den
vorher beschriebenen Ausführungen
ist die Greifzange gemäß 11 dahingehend
abgewandelt, dass die untere Zangenbacke 4 in ihrem Spitzenbereich
zu einer nach oben vorspringenden Nase 34 verkürzt ist.
Die Nase 34 weist an der Maulinnenseite eine gegenüber den übrigen Spannflanken 15, 16 und 19 auf
mindestens die Hälfte
verringerte vordere untere Spannflanke 18' auf. Damit wird gegenüber allen
dargestellten Ausführungen
eine erhebliche Verkürzung
der unteren Zangenbacke 4 und damit eine verbesserte Handhabbarkeit der
Greifzange erreicht, ohne dass auf die Funktion einer vorderen unteren
Spannflanke 18' verzichtet werden
müsste.
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Allen
dargestellten Ausführungsformen
der Greifzangen ist gemeinsam, dass die Spannebene 13 im
geschlossenen Zustand des Zangenmauls 8 mindestens zwei
Spannpunkte einer der beiden Zangenbacken 1, 4 und
mindestens einen Spannpunkt der jeweils anderen Zangenbacke enthält. Damit
ist bei allen Varianten die Spannebene 13 definiert.
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In 12 ist
gezeigt, dass die obere vordere Spannflanke 15 der oberen
Zangenbacke 1 abweichend von den bisher dargestellten Ausführungsformen
auch konkav (mit ausgezogener Linie dargestellt) oder konvex (mit
gestrichelter Linie dargestellt) gewölbt sein kann. Dadurch wird
die Möglichkeit
geschaffen, das Sechskantobjekt in sehr kleinen Schritten zu greifen.