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Die
Erfindung betrifft eine Zange mit zwei sich kreuzenden, gelenkig
miteinander verbundenen Zangenschenkeln, welche jeweils eine Backe
ausbilden, wobei mindestens eine Backe ein bewegliches scheibenförmiges Einsatzstück aufweist,
das in der Backe vermittels eines im Querschnitt kreisförmigen Umfangrandes
abgestützt
ist, wobei weiter das Einsatzstück
vermittels eines Stifts, welcher quer zur Längserstreckung der Zangenschenkel
verläuft,
in der Backe gehaltert ist und das Einsatzstück eine in Bezug auf den Umfangsrand
sekantenförmig
verlaufende Arbeitsfläche
ausbildet.
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Eine
solche Zange ist aus der
US 5022291 bekannt.
Der die Einsatzstücke
schwenkbar lagernde Stift durchsetzt bei der bekannten Zange das
Einsatzstück
zentrisch. Das Einsatzstück
kann sich grundsätzlich
bis zum Verschwinden der Arbeitsfläche in der Backe verdrehen.
In dieser Hinsicht durchsetzt bei der bekannten Zange der Stift
die Bohrung mit einer solchen Passung, bei gleichzeitig praktisch spielfreier
Anlage des Umfangrandes des Einsatzstückes in der Backe, dass das
Einsatzstück
eine einmal eingenommene Stellung aufgrund von Reibungskräften einbehält.
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Ausgehend
von dem vorbeschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung die
Aufgabe zugrunde, eine Zange wie eingangs angegeben dahingehend
zu verbessern, dass bei einfachem Aufbau eine hohe Funktionalität erreicht
wird.
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Diese
Aufgabe ist zunächst
und im Wesentlichen bei einer Zange mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst,
wobei darauf abgestellt ist, dass der Stift das Einsatzstück in einer
exzentrisch in Bezug auf einen Mittelpunkt des Umfangrandes angeordneten,
in dem Einsatzstück
ausbildenden Bohrung mit Spiel durchsetzt.
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Das
Einsatzstück
kann auch bei der hier gelehrten Ausgestaltung frei verschwenken.
Zugleich ist aber erreicht, dass der Schwenkbereich begrenzt ist.
Das Einsatzstück
kann sich nicht vollständig
umdrehen. Der Stift ist eine Verliersicherung, begrenzt aber zugleich
auch den Verschwenkbereich des Einsatzstücks. Der Stift braucht auch
nur in ganz untergeordneter Weise Kräfte aufzunehmen. Der Stift kann
im Durchmesser daher sehr klein dimensioniert sein. Die exzentrische
Anordnung des Stiftes ermöglicht
es auch, das Einsatzstück
vergleichsweise weit in die Backe einzulassen. Der über die
Backe überstehende
Teil des Einsatzstücks
kann so gewählt werden,
dass er nur den erwarteten Schwenkstellungen des Einsatzstücks entspricht.
Es ist sogar möglich,
einen an einer eintauchenden Randkante des Einsatzstücks sich
anschließenden
Backenabschnitt ggf. noch zur Einwirkung auf das Werkstück (zusätzlich)
zu nutzen.
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Die
Gegenstände
der weiteren Ansprüche sind
nachstehend in Bezug zu dem Gegenstand des Anspruches 1 erläutert, können aber
auch in ihrer unabhängigen
Formulierung von Bedeutung sein.
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So
erweist es sich als vorteilhaft, dass die Arbeitsfläche durch
den Mittelpunkt des Einsatzstücks verläuft. Da
die Arbeitsfläche
somit durch die geometrische Drehachse des Einsatzstücks verläuft, tritt beim
Verspannen eines Werkstücks
während
der Verlagerung des Einsatzstückes
keine Relativbewegung zwischen der Arbeitsfläche und der zu greifenden Fläche des
Werkstücks
auf. Beispielsweise empfindliche Armaturen, wie sie im Sanitärbereich
Verwendung finden, oder bspw. lackierte Teile im Heizungsbau, können ohne
auf eine solche Relativbewegung ggf. zurückgehende Beschädigung der Oberfläche montiert
werden.
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Bevorzugt
ist weiter, dass die Bohrung (deren Durchmesser) für den Stift
in dem Einsatzstück drei-
bis viermal so groß ist
wie der Durchmesser des Stiftes oder größer. Ein Stift kann bspw. einen
Durchmesser von 0,5 mm aufweisen, wobei die Bohrung dann bspw. einen
Durchmesser von 1,5 bis 2,0 mm aufweisen kann. Dasselbe Durchmesserverhältnis von
Bohrung und Stift kann durch die in gewissem Ausmaß mögliche Wahl
des Abstandes zu der geometrischen Drehachse zur Einstellung des
gewünschten
Verschwenkbereichs genutzt werden. Grundsätzlich ist es möglich, aufgrund
der einfachen Montage des Einsatzstücks, dieses austauschbar vorzusehen.
Bevorzugt ist jedoch, das Einsatzstück verliersicher, d.h. jedenfalls
ohne Werkzeug nicht lösbar,
in der Backe zu sichern. Die Länge
des Stiftes entspricht bevorzugt der Breite der Backe und ist somit
in beiden seitlichen Wandungen der in der Backe ausgebildeten Tasche
für das
Einsatzstück
verankert. Im Sinne vorstehender verliersicherer, ohne ein Werkzeug
nicht möglicher,
Demontage kann es sich bei der Verankerung entsprechend um eine
Presspassung handeln.
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Der
Schwenkbereich für
das Einsatzstück
ist bevorzugt so begrenzt, dass ausgehend von einer Neutralstellung
des Einsatzstückes
dieses zu beiden Seiten hin zum Eintauchen in die Backe, aber praktisch
nicht darüber
hinaus, verschwenken kann. Vorzugsweise kann die Arbeitsfläche des
Einsatzstückes,
ausgehend von einer Neutralstellung, um 10° oder weniger zu einer Seite
hin verschwenken.
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Bevorzugt
ist das Einsatzstück
in Bezug zur Längserstreckung
der Backe so angeordnet, dass sich an die Arbeitsfläche des
Einsatzstücks
ein- oder beidseitig eine Fortsetzung der Backenfläche, bevorzugt
ausgestaltet als Backenarbeitsfläche,
anschließt.
Dies kann bspw., jedenfalls im Hinblick auf die zum freien Ende
der Backen sich anschließenden Bereiche,
bei der Arbeit an relativ unzugänglichen Teilen
von Vorteil sein. Ebenso kann es von Vorteil sein, dass die Backenarbeitsfläche – bevorzugt
beidseitig zu dem Einsatzteil – konvex
gekrümmt
ist. Dies im Sinne einer, allerdings durch das Einsatzteil unterbrochenen,
durchgehend gleichen Krümmungslinie. Auch
bei nur wenig über
die Backenarbeitsfläche
vorstehende Arbeitsfläche
des Einsatzteils kommt ein auflie gendes Werkstück erst bei voller Ausnutzung der
Verschwenkbarkeit in Kontakt mit der Backenarbeitsfläche.
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Bevorzugt
sind die Zangenbacken voneinander abweichend gestaltet. Während eine
Zangenbacke zwei – bevorzugt
in sich ebenflächige – im überstumpfen
Winkel zueinander verlaufende Arbeitsflächen aufweist (wobei unter
Arbeitsflächen
solche Flächen
verstanden sind, an welchen grundsätzlich bei Benutzung ein gegriffenes
Teil in Anlage sein kann) hat die gegenüberliegende Backe, in welcher bevorzugt
das beschriebene Einsatzteil angeordnet ist, eine (mit Ausnahme
des Einsatzteils) gerade durchlaufende oder, wie bereits beschrieben,
konvex gekrümmte
Fläche,
die teilweise oder insgesamt auch Arbeitsfläche sein kann, vorgesehen.
Grundsätzlich
kann auch in den Arbeitsflächen
der erstgenannten Zangenbacke, in jeder der beiden allein oder auch
in beiden ein Einsatzteil angeordnet sein. Bevorzugt ist das Einsatzteil
nur in einer der Backen angeordnet.
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Im Übrigen ist
die Zange in an sich bekannter Weise bevorzugt mit verstellbarer
Maulweite ausgebildet. Hierzu wird im Einzelnen auf die Druckschriften
EP 0116305 B1 und
EP 0421107 B1 verwiesen. Die
Merkmale hinsichtlich der Maulweitenverstellung vorgenannter Druckschriften
werden hiermit vollinhaltlich auch in die Offenbarung vorliegender
Anmeldung mit einbezogen, auch zum Zwecke Merkmale dieser in Bezug
genommenen Druckschriften in Ansprüche vorliegender Anmeldung
mit aufzunehmen.
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Im
Falle eines eingespannten Werkstücks, hauptsächlich solchen
mit von einer Mehrkantform abweichendem Querschnitt, kann die Arbeitsfläche des
Einsatzstücks
zu einer gegenüberliegenden
Backenarbeitsfläche
einen in Richtung des Zangenmaulinneren öffnenden spitzen Winkel einschließen. Somit
wirkt bei einem Werkstück,
welches bspw. einen kreisförmigen
Querschnitt aufweist, durch die verschwenkte Stellung des Einsatzstückes, eine
gewisse Kraftkompo nente in Richtung des Zangenmaulinneren auf das
Werkstück
ein und hindert dieses zusätzlich
am Heraustreten aus dem Zangenmaulinneren. Dies ist – in einem
bestimmten, durch die Backenlänge
bestimmten Durchmesserbereich – der Fall,
wenn ein Werkstück
an einer im Zangenmaulinneren sich ausbildenden Anschlagfläche anliegt
und die Backenarbeitsfläche
und die Arbeitsfläche
des Einsatzstückes
an nicht diametral gegenüberliegenden
Punkten am Werkstück
anliegen. Auf das Zentrum des kreisförmigen Werkstücks bezogen
schließen
die beiden Punkte, gemessen ausgehend von dem Berührungspunkt
zwischen der Arbeitsfläche des
Einsatzstücks
und dem Werkstück
und auf dem Weg über
das Zangenmaulinnere, einen überstumpfen
Winkel ein (größer als
180°). Der
Winkel verändert
sich mit dem Durchmesser des kreisförmigen Werkstücks und
kann bspw. zwischen 180° und
190° liegen.
Je größer der
Durchmesser des Werkstücks ist,
desto größer ist
auch der Winkel und somit auch die Kraftkomponente, die das Werkstück zusätzlich in Richtung
des Zangenmaulinneren beaufschlagt.
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Die
Erfindung ist nachstehend anhand von in der beigefügten Zeichnung
wiedergegebenen Ausführungsbeispielen
erläutert.
Es zeigt:
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1 eine
Zange mit unterschiedlichen Zangenbacken, wobei in eine Zangenbacke
ein Einsatzteil eingefügt
ist;
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2 eine
vergrößerte Teilansicht
der das Einsatzstück
aufweisenden Backe der Zange gemäß 1,
in teilweiser Schnittdarstellung;
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3 einen
Schnitt entlang der Linie III – III beim
Gegenstand der 2;
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4 eine
Ansicht gemäß 1,
mit gegriffenem kreisförmigen
Werkstück;
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5 eine
Ansicht gemäß 4,
mit gegriffenem kreisförmigem
Werkstück
größeren Durchmessers;
und
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6 eine
Zange weiterer Ausführungsform, ausgebildet
nach dem Prinzip der Schlüsselzange.
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In
Bezug zu den 1 bis 5 wird ein erstes
Ausführungsbeispiel
einer Zange 1 näher
beschrieben.
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Die
Zange
1 weist zwei Zangenschenkel
2,
3 auf,
die mittels eines Gelenkbolzens
4 drehbeweglich miteinander
verbunden sind. Dabei durchgreift der Zangenschenkel
3 den
Zangenschenkel
2. Die beiden Zangenschenkel
2,
3 bilden
mittels Backen
5,
6 ein Zangenmaul
7 aus.
Die Backe
5 wird von dem Zangenschenkel
2 und
die Backe
6 von dem Zangenschenkel
3 gebildet. Über einen
Längsschlitz
8,
dessen Seitenränder
profiliert sind, und den quer zur Längserstreckung der Zangenschenkel
2,
3 verschiebbaren,
im unverschobenen Zustand mit den Längsrändern verzahnend zusammenwirkenden
Gelenkbolzen
4, können
die Zangenschenkel
2,
3 zur Veränderung
der Zangenmaulweite zwischen den Backen
5,
6 zueinander
verlagert werden. Im Übrigen wird
zum grundsätzlichen
Aufbau der Zange auf die
EP
0 116 305 B1 verwiesen.
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In
der Backe 5 ist ein Einsatzstück 9 angeordnet. Das
Einsatzstück 9 weist
einen im Querschnitt kreisförmigen
Umfangsrand 10 auf (siehe 1, 2).
Des Weiteren bildet das Einsatzstück 9 eine Arbeitsfläche 11 aus,
welche sekantenförmig, beim
dargestellten Ausführungsbeispiel
auf einer Durchmesserlinie, in Bezug auf den kreisförmigen Querschnitt
verläuft.
Die Arbeitsfläche 11 verläuft durch
den Mittelpunkt M des kreisrunden Umfangrandes 10. Des
Weiteren ist in das Einsatzstück 9 eine Bohrung 12 eingearbeitet.
Die Bohrung 12 ist exzentrisch zum Mittelpunkt M des Umfangrandes 10,
und zwar versetzt zu der aufnehmenden Backe 5, angeordnet.
Wie besonders aus der 2 hervorgeht, ist die Bohrung 12 derart
in dem Einsatzstück
angeordnet, dass das Einsatzstück 9 bezüglich einer
rechtwinklig zu der Arbeitsfläche 11 und
durch den Mittelpunkt M gehenden Symmetrielinie klappsymmetrisch gestaltet
ist. Hiervon abweichend ist allerdings auch eine nur in einer so
definierten (Symmetrieachse) Hälfte
des Einsatzteiles angeordnete Bohrung möglich, womit dann eben keine
Klappsymmetrie mehr gegeben ist. Die Bohrung weist etwa einen Durchmesser
von 1,5 mm bis 2,0 mm auf.
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Das
Einsatzstück 9 liegt
in einer formangepassten Tasche 13 in der Backe 5 ein.
Die dem Umfangsrand 10 des Einsatzstückes 9 zugeordnete Kontur
der Tasche 13 entspricht in ihrem Verlauf dem Umfangsrand 10 des
Einsatzstückes 9.
Das Einsatzstück 9 – mit Hilfe
der Tasche 13 – ist
so weit in die Backe 5 eingepasst, dass beim Ausführungsbeispiel ausgehend
von einer Neutralstellung ein Verschwenkwinkel bis zum Eintauchen
einer (Schmal-) Randseite des Einsatzstückes 9 unter die Randkante der
angrenzenden Zangenbacke bei einem Winkel α von Ca. 10 Grad gegeben ist.
Abweichend hiervon kann ein Verschwenkwinkel α im Bereich von 5–15 Grad
ohne Weiteres ausgebildet sein. Hierdurch bestimmt sich zugleich
auch ein Abstand a des Mittelpunktes M über einer Verbindungslinie
der zugeordneten Randkanten 21 der Tasche 13.
Ohne Weiteres möglich
ist in diesem Zusammenhang ein Maß für den Abstand a im Bereich
von 0,5 bis 5 mm. Je geringer das Maß a ist, umso größer ist
die Auflagefläche des
Einsatzstückes 9 in
der Tasche 13 (am Umfangsrand 10). Der Verschwenkweg
des Einsatzstückes 9 wird
durch das Zusammenwirken der Bohrung 12 und dem Stift 16 begrenzt.
Das Einsatzstück 9 kann so
weit verschenkt werden, bis die Mantelfläche der Bohrung 12 an
die Mantelfläche
des Stifts 16 stößt.
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Wie
aus der 3 hervorgeht, entspricht die Breite
der Tasche 13 im Wesentlichen der Breite der Backe 5.
Es sind nur vergleichsweise dünne
Wandungen 15 beim Ausführungsbeispiel
vorgesehen. Bezogen auf das Ausführungsbeispiel nehmen
die Wandungen 15 insgesamt ca. 1 mm ein, das entspricht
etwa einem Achtel der Breite der Backe 5. Breitenverhältnisse
von 1 : 4 bis 1 : 10 sind ohne Weiteres noch im Bereich der Erfindung.
Hinsichtlich Zangen gemäß dem dargestellten
Ausführungsbeispiel
werden Wandungsstärken
der Wandungen 15 von 0,5 bis 1 mm als angemessen angesehen.
Die Breite des Einsatzstückes 9 ist
der Breite der Tasche 13 angepasst. Ausgehend von der Neutralstellung des
Einsatzstückes 9,
wie sie in 2 (durchgezogene Linie) dargestellt
ist, durchsetzt der Stift 16 konzentrisch die Bohrung 12.
Der Stift 16 ist mittels einer Übermaßpassung fest in beiden Wandungen
der Tasche 13 verankert. Der Stift 16 weist beim
Ausführungsbeispiel
einen Durchmesser von ca. 0,5 mm auf. Bevorzugt ist ein Verhältnis des
Durchmessers der Bohrung 12 zu dem Durchmesser des Stiftes 16 von
ein Drittel bis ein Viertel. Die Bohrung 12 und somit auch
der Stift 16 sind ausgehend von der Arbeitsfläche 11 in
der unteren Hälfte
des Einsatzstückes 9 angeordnet.
In Bezug auf eine Längserstreckung
der Backe 5 ist das Einsatzstück derart angeordnet, dass sich
ein im Hinblick auf ein Werkstück – in Abhängigkeit
von dessen Kontur – nutzbare
Arbeitsfläche
auch gelenkbolzenseitig ergibt.
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Die
Backe 6 bildet zwei Backenarbeitsflächen 17, 18 aus.
Der Backenarbeitsfläche 18 – auch als
Anschlagfläche
zu bezeichnen – ist
in einem Winkel von 120° zu
der Backenarbeitsfläche 17 angeordnet.
Die 120° zwischen
der Backenarbeitsfläche 17 und
der Anschlagfläche 18 entsprechen
dem Winkel zwischen zwei Flächen
von bspw. einem im Querschnitt sechskantförmigen Werkstück 19,
welches hier nur schematisch dargestellt worden ist (siehe 1).
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Bei
Einspannung eines sechskantförmigen Werkstücks 19 gemäß 1 liegt
jeweils eine Seite des Werkstücks 19 an
der Backenarbeitsfläche 17 und
an der Anschlagfläche 18 an.
Das Einsatzstück 9 hat
sich parallel zur Anlagefläche
des Werkstücks 19 ausgerichtet,
ohne dass eine Relativbewegung zwischen der Ar beitsfläche 11 und
der Anlagefläche des
Werkstücks 19 erfolgt
ist. Das sechskantförmige Werkstück 19 liegt
an drei Flächen 11, 17, 18 der Zange 1 an.
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In
den 4 und 5 ist die Zange 1 bei kreisförmig eingespanntem
Werkstück 20 dargestellt.
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In 4 ist
ein Werkstück 20 mit
einem kleinen kreisförmigen
Querschnitt in der Zange 1 eingespannt. Wie im normalen
Gebrauch üblich,
liegt die Mantelfläche
des Werkstücks 20 an
den drei Flächen 11, 17, 18 an.
In diesem Fall wird das Einsatzstück 9 derart verschwenkt,
dass die Arbeitsfläche 11 zu
der Backenarbeitsfläche 17 einen
spitzen Winkel β aufweist.
Der spitze Winkel β öffnet sich
in Richtung des Zangenmaulinneren. Der Anlagepunkt P (zwischen dem
Werkstück 20 und
der Arbeitsfläche 11)
und der Anlagepunkt P' (zwischen
der Backenarbeitsfläche 17 und
dem Werkstück 20)
schließen
zwischen sich, bezogen auf das Zentrum des Werkstücks 20,
einen überstumpfen
Winkel γ von über 180° ein. Der
spitze Winkel β beträgt in etwa
1°, der
Winkel γ also
circa 181°.
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In 5 ist
ein Werkstück 20' mit einem größeren kreisförmigen Querschnitt
in der Zange 1 eingespannt. Hierbei schließt der spitze
Winkel β in
etwa 6° ein;
somit beträgt
der Winkel γ in
etwa 186°.
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Je
größer der
Durchmesser der Werkstücke 20 ist,
desto größer sind
auch die Winkel β und γ. Durch größere Winkel β und γ wird auch
die Kraftkomponente F in Richtung des Zangenmaulinneren erhöht. Die
Richtung der Kraftkomponente F entspricht einer Winkelhalbierenden
zwischen den beiden Schenkeln des Winkels γ, welche Schenkel sich jeweils
zwischen einen Anlagepunkt P, P' und
dem Zentrum des Werkstücks 20 bilden.
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Um
eventuelle Verunreinigungen zwischen dem Einsatzstück 9 und
der Tasche 13 zu vermindern, kann bspw. eine Öffnung von
unten in die Backe 5 eingearbeitet sein, die in die Tasche 13 mündet und
so einen Ablauf für
eventuelle Verunreinigungen bietet. Des Weiteren kann auch vorgesehen
sein, dass ein Einsatzstück 9 in
beiden Backen 5, 6 vorgesehen sein kann.
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In
der
6 ist ein zweites Ausführungsbeispiel dargestellt,
wobei die Zange
1 als eine Schlüsselzange ausgestaltet ist.
Eine derartige Schlüsselzange
ist bspw. in der
EP
0 421 107 B1 beschrieben. Diese Zange
1 weist
ebenfalls zwei Zangenschenkel
2,
3 auf. Jedoch
ist bei einer derartigen Zange
1 die Backe
5 nicht
fest mit dem Zangenschenkel
6 verbunden. Die Backe
5 ist
linear verschieblich auf dem Zangenschenkel
3 angeordnet.
Hier ist bspw. das Einsatzstück
9 in
die bewegliche Backe
5 eingesetzt. Es wäre auch vorstellbar, ein Einsatzstück
9 in
die Backe
6 einzusetzen.
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Aufgrund
eines Einsatzstückes 9 können auch
Werkstücke
eingespannt werden, deren gegenüberliegende
Flächen
nicht exakt parallel zueinander ausgerichtet sind. Durch die konzentrische
Anordnung (in der Neutralstellung) der Bohrung 12 zu dem Stift 16 wird
auch erreicht, dass die auftretenden Spannkräfte nicht auf den Stift 16 übertragen
werden, da in den praktisch auftretenden unterschiedlichen Stellungen
immer ein Spiel, jedenfalls in Richtung der Krafteinwirkung auf
das Einsatzstück,
zwischen dem Stift 16 und der Bohrung 12 verbleibt.
Der Stift 16 dient insoweit lediglich zur Verliersicherung.
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Alle
offenbarten Merkmale sind (für
sich) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird
hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen
(Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch
zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender
Anmeldung mit aufzunehmen.