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Die Erfindung betrifft eine Zwinge, umfassend eine Gleitschiene, einen einstückig mit der Gleitschiene verbundenen Festbügel, und einen Gleitbügel, welcher auf der Gleitschiene beweglich ist.
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Die BESSEY Tool GmbH & Co. KG vertreibt Schraubzwingen unter der Bezeichnung LM. Diese weisen eine Gleitschiene und einen Festbügel auf. Der Festbügel ist ein von der Gleitschiene getrenntes Bauteil, welches an der Gleitschiene verpresst gehalten ist.
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Ferner vertreibt die BESSEY Tool GmbH & Co. KG Ganzstahl-Schraubzwingen unter der Bezeichnung GZ mit einer einstückigen Gleitbügel-Festbügel-Druckstück-Kombination, welche durch Wärmeverformung hergestellt wird.
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Aus der
DE 946 790 B ist eine Schraubzwinge mit einer im beweglichen unteren Querbügel angeordneten Spannspindel und einem mit der Laufschiene aus einem Stück bestehenden oberen Querbügel bekannt. Die Laufschiene und der Querbügel bestehen aus Stahl und weisen einen rechteckigen Querschnitt mit einem Verhältnis der Höhe zu Breite kleiner als 2,5 auf. In dieser Druckschrift ist auch beschrieben, dass es Schraubzwingen gibt, bei denen sich die Breite der Laufschiene zur Querschnittshöhe wie 1 : 3 verhält und dass auch Laufschienen aus Stahl bekannt sind, bei denen dieses Verhältnis 1 : 3,5 oder 1 : 4 beträgt.
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Aus der
DE 10 2007 032 146 A1 ist eine Zwinge bekannt, umfassend eine Gleitschiene, einen auf der Gleitschiene beweglichen Gleitbügel, einen Festbügel aus einem metallischen Material, welcher an der Gleitschiene fest angeordnet ist, und ein Druckstück für ein Werkstück, welches an dem Festbügel angeordnet ist, wobei die Gleitschiene und der Festbügel einstückig verbunden sind. Das Druckstück ist ein von dem Festbügel getrenntes Teil, welches an dem Festbügel formschlüssig und/oder kraftschlüssig fixiert ist.
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Aus der
DE 42 36 049 A1 ist eine C-förmige Zwinge zum Spannen von Werkstücken mit einem C-förmigen Zwingenbogen, einer an einem Ende des Zwingenbogens angeordneten Spindelmutter, einer in der Spindelmutter gelagerten Spannungsspindel und einem an dem unteren Ende des Zwingenbogens angeordneten Auflager bekannt. Der Zwingenbogen weist einen Führungsabschnitt mit Führungsflächen zur Führung stufenlos verstellbarer Zusatzelemente für die C-förmige Zwinge auf.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zwinge der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche vorteilhafte Eigenschaften aufweist.
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Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Zwinge erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Gleitschiene im Querschnitt eine Gesamthöhe und eine Gesamtbreite aufweist, die in einem Verhältnis zueinander stehen, welches im Bereich zwischen 2,55 : 1 und 2,8 : 1 liegt.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung wird eine Zwinge wie beispielsweise eine Schraubzwinge bereitgestellt, für welche bei optimaler Materialausnutzung bei der Herstellung der Gleitschiene eine große seitliche Steifigkeit der Gleitschiene erreicht ist, wobei ein starkes Durchbiegen der Gleitschiene vermieden ist und ein flacher Spannkraftabfall bei nachgebenden Werkstücken realisiert ist.
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Es hat sich gezeigt, dass bei Gleitschienen, bei denen das Verhältnis zwischen 3 : 1 bis 4 : 1 liegt, zwar eine hohe Gesamtsteifigkeit erreicht ist, jedoch die seitliche Steifigkeit relativ gering ist und der Spannkraftabfall bei nachgebenden Werkstücken steil ist.
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Bei Gleitschienen, bei welchen das Verhältnis zwischen 2 : 1 bis 2,2 : 1 liegt, erhält man zwar eine große seitliche Steifigkeit und einen flachen Spannkraftabfall bei nachgebenden Werkstücken, jedoch kann es aufgrund zu starker Durchbiegung der Gleitschiene zu einer starken Schrägstellung eines Gleitbügels und damit einer an dem Gleitbügel gehaltenen Spindel kommen. Dieses erhöht die Reibung und vermindert damit die erreichbare Spannkraft. Ferner fördert eine starke Schrägstellung dieser Spindel noch weiter die Durchbiegung der Gleitschiene, das heißt verstärkt diese, da der angreifende Hebel verlängert wird. Weiterhin ist die Neigung zum Abheben eines Druckstücks erhöht und die Zwinge kann gegebenenfalls abrutschen. Weiterhin ist die Materialausnutzung nicht optimal, da bei einem solchen Verhältnis in der Regel die seitliche Steifigkeit größer ist als benötigt.
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Bei der erfindungsgemäßen Lösung liegt das Verhältnis zwischen (einschließlich) 2,55 : 1 und (einschließlich) 2,8 : 1. Es ergeben sich dadurch die Vorteile, welche die Zwingen aus dem Stand der Technik haben (wobei die Vorteile kombiniert werden), unter Vermeidung der Nachteile bzw. die Nachteile werden in erheblichem Maße verringert.
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Weiterhin ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Verhältnis trotz einer größeren Höhe bei den auftretenden Belastungen eine Biegespannung unterhalb der zulässigen Werte.
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Die Handhabung ist erleichtert, da das Profil breiter ist. Dadurch dreht sich die Gleitschiene nicht so leicht in der Hand, wenn diese gehalten wird.
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Weiterhin lässt sich bei dem erfindungsgemäßen Verhältnis auch eine Biegung zur Herstellung des Festbügels an der Gleitschiene bei kleinstmöglichem Innenradius durchführen, ohne dass eine Ausknickung erfolgt. Die Biegung kann um einen Winkel von 90° oder mehr durchgeführt werden.
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Die Gleitschiene lässt sich aus einem Endlosbandmaterial in ihrer Profilierung zusammen mit dem Festbügel durch Kaltverformung wie Kaltziehen oder Kaltwalzen herstellen. Das kaltverformte Material weist gesteigerte Festigkeitswerte auf. Wenn die Gleitschiene und der Festbügel einstückig verbunden sind, lässt sich diese entsprechende Kombination auf einfache Weise durch Biegung herstellen.
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Insbesondere ist es günstig, wenn das Verhältnis von Gesamthöhe zur Gesamtbreite bei mindestens 2,6 : 1 liegt.
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Günstig ist es, wenn die Gleitschiene über ihre Länge einen gleichbleibenden Profilquerschnitt hat. Dadurch ergeben sich die geschilderten Vorteile über die Gesamtlänge der Gleitschiene.
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Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn der Festbügel mindestens an einem Übergangsbereich zur Gleitschiene das gleiche Profil wie die Gleitschiene aufweist.
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Das Verhältnis von Gesamthöhe zu Gesamtbreite bezieht sich auf die maximale Höhe und die maximale Breite der Gleitschiene im Querschnitt.
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Insbesondere sind die maximale Breite und die maximale Höhe durch Hüllebenen der Gleitschiene bestimmt.
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Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die Gleitschiene im Querschnitt spiegelsymmetrisch ausgebildet ist. Dadurch ergeben sich symmetrische Kräfteverhältnisse bei einfacher Herstellbarkeit der Gleitschiene.
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Insbesondere weist die Gleitschiene eine erste Spiegelebene und eine senkrecht dazu liegende zweite Spiegelebene auf. Dadurch ergibt sich eine hohe Symmetrie, so dass die Gleitschiene auf einfache Weise herstellbar ist.
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Insbesondere bilden Hüllebenen der Gleitschiene im Querschnitt ein Rechteck. Bei einfacher Herstellbarkeit ergibt sich dadurch ein optimierter Kräfteverlauf.
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Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die Gleitschiene im Querschnitt tailliert ist. Dadurch ergibt sich bei optimierter Kräfteverteilung eine optimierte Materialnutzung bei der Herstellung der Gleitschiene.
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Bei einem Ausführungsbeispiel weist die Gleitschiene einen ersten Bereich auf, an welchem die Gleitschiene im Querschnitt eine maximale Breite hat, weist einen zweiten Bereich auf, welcher sich an den ersten Bereich anschließt, und weist einen dritten Bereich auf, welcher sich an den zweiten Bereich anschließt und welcher ein Taillenbereich ist und in welchem die Gleitschiene im Querschnitt eine minimale Breite hat, wobei der zweite Bereich ein Zwischenbereich ist, dessen Breite zwischen der maximalen Breite und der minimalen Breite liegt. Dadurch lässt sich auf einfache Weise eine Taillierung ausbilden. Es lässt sich auf einfache Weise ein Übergang von einem Bereich maximaler Breite zu einem Bereich minimaler Breite realisieren.
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Es ist günstig, wenn ein Taillenbereich der Gleitschiene eine im Wesentlichen ebene Oberfläche aufweist. Diese Oberfläche ist dann auf einfache Weise bedruckbar, um Produktdaten und dergleichen aufzunehmen.
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Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die Gleitschiene an Kanten abgerundet ist. Dadurch werden Kraftspitzen und Spannungsspitzen vermieden. Ferner ist die Verletzungsgefahr verringert. Die Herstellung ist erleichtert.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine Hüllfläche der Gleitschiene an einer Außenseite und/oder Innenseite ein Zylinder. Dadurch ist die Gleitschiene an der entsprechenden Seite abgerundet. Sie lässt sich dadurch auf einfache Weise durch Profilziehen oder dergleichen herstellen.
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Es ist dann günstig, wenn ein Radius des Zylinders die Gesamthöhe ist. Dadurch lässt sich die Gleitschiene auf einfache Weise herstellen.
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Bei einer Ausführungsform weist die Gleitschiene an einer Außenseite und einer Innenseite jeweils eine Mulde auf. Diese Mulde erleichtert die Herstellung der Gleitschiene.
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Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Bereich der Gleitschiene, in welchem diese im Querschnitt die maximale Breite aufweist, höchstens 50 % der Gesamthöhe der Gleitschiene im Querschnitt einnimmt. Dadurch ergibt sich eine optimierte Materialnutzung bei optimiertem Kräfteverlauf bzw. Spannungsverlauf an der Gleitschiene.
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Es ist ferner günstig, wenn eine minimale Breite der Gleitschiene zwischen 65 % und 85 % der Gesamtbreite der Gleitschiene liegt. Dadurch lässt sich bei einfacher Herstellbarkeit und optimierter Materialnutzung bei der Herstellung ein optimiertes Ergebnis bezüglich der Anwendung der Gleitschiene erzielen. Insbesondere ergibt sich eine hohe Quersteifigkeit, wobei die Durchbiegbarkeit der Gleitschiene relativ gering ist und eine ausreichende Torsionssteifigkeit gewährleistet ist.
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Es kann vorgesehen sein, dass an dem Festbügel mindestens ein Anlageelement angeformt ist. Dieses Anlageelement ist direkt angeformt und stellt eine oder mehrere Anlageflächen für ein Werkstück bereit. Die Anformung kann dabei durch Warmumformung oder Kaltumformung erfolgen.
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Bei einer alternativen Ausführungsform ist an dem Festbügel ein Druckstück angeordnet, welches ein von dem Festbügel getrenntes Teil ist und welches an dem Festbügel formschlüssig und/oder kraftschlüssig fixiert ist. Grundsätzlich ist es so, dass, wenn an einem durch Kaltverformung hergestellten Teil eine Erwärmung zur Materialverformung durchgeführt wird, eine nicht erwünschte Gefügeveränderung mit Verschlechterung der Festigkeitswerte eintritt. Zur Vermeidung einer solchen Gefügeveränderung wird das Druckstück, welches auf ein Werkstück wirkt, nachträglich an dem Festbügel angeordnet und dadurch nicht einstückig am Festbügel hergestellt. Dadurch ist keine Erwärmung des Festbügels und der Gleitschiene notwendig, so dass auch keine Gefügeänderung mit Festigkeitsverlust eintritt. Beim Einspannen eines oder mehrerer Werkstücke erfährt das Druckstück im Wesentlichen nur eine Druckkraft. Die stärkere Kraftbelastung und insbesondere auch Zugkräfte und Biegekräfte erfährt der Festbügel. Durch die einstückige Fixierung des Festbügels an der Gleitschiene ergibt sich eine hohe Stabilität mit optimierter Kraftableitung. Eine solche Zwinge lässt sich auf einfache und kostengünstige Weise fertigen.
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Bei einer Ausführungsform wird das Druckstück durch Verpressung an dem Festbügel fixiert. Dadurch ergibt sich eine einfache Fixierbarkeit mit sicherem Halt des Druckstücks.
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Es ist beispielsweise auch möglich, dass das Druckstück durch Verrastung oder durch Verstiftung oder Verschraubung oder Umspritzen an dem Festbügel insbesondere formschlüssig fixiert ist.
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Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn das Druckstück an dem Festbügel durch ein Verfahren fixiert ist, welches keine gefügeverändernde Erwärmung des Festbügels erfordert. Dadurch lässt sich die erfindungsgemäße Zwinge auf einfache Weise herstellen.
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Günstig ist es, wenn der Festbügel an der Gleitschiene durch Biegung hergestellt ist. Aus einem entsprechenden (und insbesondere bereits profiliertem) Vorelement lässt sich dann in einer Biegemaschine der Festbügel, welcher gekrümmt quer zu der Gleitschiene orientiert ist, herstellen. Eine nachträgliche Fixierung eines getrennt hergestellten Festbügels an der Gleitschiene ist dann nicht mehr notwendig.
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Bei einer Ausführungsform weist der Festbügel eine konvex gekrümmte Außenseite und eine konkav gekrümmte Innenseite auf. Ein solcher Festbügel lässt sich auf einfache Weise an einer profilierten Schiene herstellen, wobei sich dann an der profilierten Schiene die Gleitschiene, welche im Wesentlichen gerade ist, und der Festbügel, welcher gekrümmt ist, ausbilden lassen.
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Insbesondere sind die Außenseite und die Innenseite parallel zueinander. Dadurch ergibt sich eine einfache Herstellbarkeit; eine solche Gleitschiene-Festbügel-Kombination lässt sich aus einer geraden Schiene, welche durch Kaltverformung hergestellt ist und ein entsprechendes Profil aufweist, herstellen.
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Es ist ferner günstig, wenn die konvex gekrümmte Außenseite des Festbügels tangential in die Gleitschiene übergeht und die konkav gekrümmte Innenseite tangential in die Gleitschiene übergeht. Dadurch erhält man einen „glatten“ Übergang ohne Ecken und Kanten. Dies wiederum ermöglicht einen optimierten Kraftfluss.
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Bei einer Ausführungsform umfasst der Festbügel mindestens einen Bereich, welcher (kreis-)ringsegmentförmig ist. Dadurch lässt sich der Festbügel auf einfache Weise durch Biegung an einer Biegemaschine herstellen.
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Insbesondere ist die Gleitschiene gerade. Dadurch lässt sich der Gleitbügel auf der Gleitschiene führen.
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Es ist günstig, wenn die Kombination aus Gleitschiene und Festbügel mittels Kaltverformung hergestellt ist. Beispielsweise wird der entsprechende Profilstab, an dem dann der Festbügel später beispielsweise durch Biegung hergestellt wird, durch Kaltwalzen oder Kaltziehen eines Endlosbands (wie beispielsweise eines Stahlbands) hergestellt.
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Insbesondere fallen eine erste Hüllebene der Gleitschiene und eine Hüllebene des Festbügels zusammen. Weiterhin fallen insbesondere eine zweite Hüllebene der Gleitschiene und eine entsprechende Hüllebene des Festbügels zusammen. Durch ebenes Biegen lässt sich der Festbügel an der Gleitschiene herstellen.
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Insbesondere sitzt an dem Gleitbügel eine Spanneinrichtung, welche mit einem Gegendruckelement auf das Druckstück am Festbügel ausgerichtet ist. Dadurch lassen sich ein oder mehrere Werkstücke zwischen dem Druckstück und dem Gegendruckstück einspannen.
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Es ist dann ferner günstig, wenn das Druckstück und das Gegendruckstück im Wesentlichen parallele Anlageflächen für ein Werkstück haben, um ein definiertes Verspannen zu ermöglichen.
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Bei einer Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Spanneinrichtung (mindestens) eine Spannschraube umfasst, welche an einem Gewinde des Gleitbügels geführt ist. Durch Verkippung des Gleitbügels an der Gleitschiene lässt sich dieser beim Einspannen von einem oder mehreren Werkstücken zwischen dem Druckstück und dem Gegendruckstück fixieren. Durch die Spannschraube lässt sich eine entsprechende Spannkraft ausüben. Auch andere Ausbildungen der Spanneinrichtung wie beispielsweise Exzenterspanner oder Hebelspanner sind möglich.
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Insbesondere trifft eine Drehachse der Spannschraube das Druckstück. Dadurch lässt sich gezielt eine Kraft mit einer Kraftrichtung, welche koaxial zur Drehrichtung ist, ausüben.
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Es ist günstig, wenn das Druckstück einen Anlagebereich mit einer Anlagefläche für ein Werkstück und einen Fixierungsbereich zur Fixierung an dem Festbügel aufweist. Über den Fixierungsbereich erfolgt die Verbindung des Druckstücks mit dem Festbügel. Der Anlagebereich stellt die Anlagefläche für das Werkstück bereit.
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Beispielsweise ist das Druckstück kappenförmig ausgebildet mit einem Aufnahmeraum für einen Festbügelbereich. Über den Aufnahmeraum lässt sich das Druckstück auf den Festbügel aufstecken und beispielsweise mit diesem verpressen, um das Druckstück formschlüssig und/oder kraftschlüssig an dem Fixierungsbereich zu halten. Es wird eine entsprechend große „innere“ Anlagefläche zum Presssitz des Druckstücks an dem Fixierungsbereich bereitgestellt.
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Es ist auch möglich, dass das Druckstück über den Fixierungsbereich allein oder zusätzlich über Formschlusselemente wie Schrauben oder dergleichen gehalten ist. Auch andere Möglichkeiten der Formschlussflxierung wie beispielsweise Verrastung oder auch Verstiftung sind möglich.
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Bei einem Ausführungsbeispiel weist das Druckstück einen Anlagebereich auf, welcher bis in die Nähe der Gleitschiene oder bis zur Gleitschiene reicht oder in einen Bereich des Festbügels in der Nähe der Gleitschiene reicht. Dadurch wird ein vergrößerter Anlagebereich bereitgestellt. Da das Druckstück von dem Fixierungsbereich getrennt ist, muss die Anlagefläche des Druckstücks nicht der Form des Festbügels folgen. Dies kann zur Vergrößerung der Anlagefläche genutzt werden.
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Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Anlagebereich an der Gleitschiene oder an dem Bereich des Festbügels in der Nähe der Gleitschiene fixiert. Dadurch erhöht man die Stabilität.
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Insbesondere ist die Fixierung formschlüssig und/oder kraftschlüssig, so dass zu der Fixierung keine gefügeändernde (und damit festigkeitsmindernde) Erwärmung notwendig ist.
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Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Zwinge;
- 2 einen Querschnitt durch eine Gleitschiene der Zwinge gemäß 1 und längs der Linie 2-2; und
- 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Zwinge.
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Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Zwinge, welches in der 1 gezeigt und dort mit 10 bezeichnet ist, ist eine Schraubzwinge. Die Schraubzwinge 10 umfasst eine Gleitschiene 12. Die Gleitschiene 12 ist aus einem metallischen Material wie beispielsweise Stahl hergestellt. Sie erstreckt sich gerade in einer Längsrichtung 14. Eine Außenseite (Oberseite) 16 und eine Innenseite (Unterseite) 18 der Gleitschiene 12 sind parallel zueinander und parallel zur Längsrichtung 14.
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Die Außenseite 16 ist einer Spanneinrichtung, welche untenstehend noch näher beschrieben wird, abgewandt. Die Innenseite 18 weist dieser Spanneinrichtung zu.
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Die Gleitschiene 12 ist profiliert. Sie weist beispielsweise im Bereich der Außenseite 16 und/oder im Bereich der Innenseite 18 jeweils eine Riffelung 20 auf. Eine solche Riffelung ist für die Funktionsweise der Zwinge 10 nicht unbedingt notwendig. Ein Gleitbügel kann sich bei Kraftausübung an der Gleitschiene 12 verkanten und wird dadurch an der Gleitschiene 12 fixiert; die Riffelung 20 erhöht den Reibwert zur Selbsthaltung des Gleitbügels an der Gleitschiene 12.
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Mit der Gleitschiene 12 einstückig verbunden (einstückig an diesem gebildet) ist ein Festbügel 22, welcher beim Spannen auf ein Werkstück wirkt. Der Festbügel 22 ist ein Ausleger an der Gleitschiene 12. Dieser Festbügel 22 ragt über die Außenseite 16 und die Innenseite 18 der Gleitschiene 12 quer hinaus. Der Festbügel 22 selber weist eine konvexe Außenseite 24 auf, welche tangential in die Außenseite 16 der Gleitschiene 12 übergeht. Weiterhin weist der Festbügel 22 eine konkave Innenseite 26 auf, welche tangential in die Innenseite 18 der Gleitschiene 12 übergeht.
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Der Festbügel 22 ist durch Umbiegung an der Gleitschiene 12 hergestellt; ein profiliertes Vorelement aus Gleitschiene und Festbügel, welches gerade ist, wird in einer Biegemaschine gebogen, um den Festbügel 22 mit der konvexen Außenseite 24 und der konkaven Innenseite 26 herzustellen.
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Der Festbügel 22 weist beispielsweise ein Kreisringsegment 28 auf. Auch andere Krümmungsformen sind möglich.
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Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel hat der Festbügel 22 ein stirnseitiges Ende 30. Dieses weist denselben Profilquerschnitt wie ein stirnseitiges Ende 32 der Gleitschiene 12 auf (1). Das stirnseitige Ende 30 des Festbügels 22 ist in einem Winkel zu der Längsrichtung 14 der Gleitschiene 12 orientiert, welcher beispielsweise in der Größenordnung von 70° liegt. Dieser Winkel ist in 1 durch das Bezugszeichen 34 angedeutet.
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Wenn der Festbügel 22 ringsegmentförmig ist, dann entspricht der Winkel 34 im Wesentlichen dem Winkelbereich, über den sich der Festbügel 22 erstreckt.
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Die Gleitschiene 12 hat eine erste Hüllebene 36 und eine zweite Hüllebene 38 quer zur Außenseite 16 und zur Innenseite 18 (2). Die beiden Hüllebenen 36 und 38 sind im Wesentlichen parallel zueinander. Die Außenseite 16 und die Innenseite 18 weisen Hüllebenen 37 und 39 auf, welche quer und insbesondere senkrecht zu der Hüllebene 36 und der Hüllebene 38 liegen.
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Eine entsprechende Hüllebene des Festbügels 22 fällt mit der ersten Hüllebene 36 zusammen und eine entsprechende Hüllebene des Festbügels 22 fällt mit der zweiten Hüllebene 38 der Gleitschiene 12 zusammen.
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Die Kombination aus profilierter Gleitschiene 12 und einstückig mit dieser verbundenem Festbügel 22 ist beispielsweise durch Kaltverformung eines metallischen Materials und insbesondere durch Kaltziehen oder Kaltwalzen hergestellt.
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Beispielsweise wird die Kombination aus Gleitschiene 12 und Festbügel 22 vor der Umbiegung des Festbügels 22 aus einem endlosen Bandmaterial durch Kaltziehen oder Kaltwalzen mit ihrer Profilierung hergestellt. Das Material dieser Kombination ist kaltverfestigt. Anschließend wird vor oder nach dem Zuschneiden der Festbügel 22 mit seiner konvexen Außenseite 24 und seiner konkaven Innenseite 26 an der Gleitschiene 12 durch Biegung hergestellt. Die Krümmung wird so gewählt, dass ein „kaltes“ Biegen ohne Materialerwärmung an einer Biegemaschine möglich ist.
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Auf einem Fixierungsbereich 40 des Festbügels 22 sitzt ein Druckstück 42, welches über einen Fixierungsbereich 41 des Druckstücks 42 an dem Fixierungsbereich 40 des Festbügels 22 gehalten ist. Der Fixierungsbereich 40 ist dabei durch das Ende 30 des Festbügels 22 begrenzt.
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Das Druckstück 42 hat eine Anlagefläche 44 für ein Werkstück. Diese Anlagefläche 44 ist zusammenhängend. Sie kann auch mehrteilig sein. Sie ist quer und insbesondere mindestens näherungsweise senkrecht zu der Längsrichtung 14 (und damit zu der Gleitschiene 12) orientiert.
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Das Druckstück 42 ist ein von dem Festbügel 22 getrenntes Element, welches an diesem nachträglich fixiert ist. Die Fixierung erfolgt derart, dass keine Erwärmung des Festbügels 22 notwendig ist. Eine solche Erwärmung kann zu einer Gefügeveränderung des durch Kaltverfestigung hergestellten Gefüges des Festbügels 22 (und der Gleitschiene 12) führen.
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Das Druckstück 42 kann aus einem metallischen Material oder beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein.
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Das Druckstück 42 ist kraftschlüssig und/oder formschlüssig an dem Festbügel 22 fixiert.
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Bei einem Ausführungsbeispiel weist das Druckstück 42 einen Aufnahmeraum 46 am Fixierungsbereich 41 auf, mit welchem es auf den Fixierungsbereich 40 des Festbügels 22 aufgesteckt (und insbesondere aufgepresst) ist und mit diesem verliersicher verpresst ist.
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Das Druckstück 42 ist insbesondere kappenförmig ausgebildet, wobei es mit dem Aufnahmeraum 46 bei der Herstellung der Schraubzwinge 10 auf den Festbügel 22 aufsetzbar ist.
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Es gibt auch weitere Fixierungsmöglichkeiten für das Druckstück 42 an dem Festbügel 22; beispielsweise ist dies durch Verrastung, Verstiftung, Verschraubung oder Umspritzung an dem Festbügel 22 formschlüssig fixiert.
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Auf der Gleitschiene 12 ist ein Gleitbügel 48 angeordnet. Dieser umfasst einen Gleitbereich 50 mit einer Ausnehmung 52. Durch die Ausnehmung 52 ist die Gleitschiene 12 durchgetaucht.
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Ferner umfasst der Gleitbügel 48 einen Gewindebereich 54. Der Gewindebereich 54 weist ein Innengewinde 56 auf, an dem eine Spannschraube 58 (Spindel 58) geführt ist. Die Spannschraube 58 ist an einem Griffelement 60 gehalten. Das Griffelement 60 ist zum Halten mit einer Hand ausgebildet.
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Durch Drehung des Griffelements 60 wird die Spannschraube 58 in Drehung um eine Drehachse 62 versetzt. Je nach Drehrichtung wird dabei ein an einem vorderen Ende der Spannschraube sitzendes Gegendruckstück 64 auf das Druckstück 42 zubewegt oder von diesem wegbewegt.
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Das Gegendruckstück 64 weist eine Anlagefläche 66 für ein Werkstück auf, welche quer und insbesondere im Wesentlichen senkrecht zu der Gleitschiene 12 (in dessen Längsrichtung 14) orientiert ist. Insbesondere ist die Anlagefläche 66 im Wesentlichen parallel zu der Anlagefläche 44 des Druckstücks 42 ausgerichtet oder ausrichtbar.
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Das Gegendruckstück 64 kann in einen gewissen Bereich schwenkbar an der Spannschraube 58 gelagert sein. Dazu kann beispielsweise eine Art von sphärischer Lagerung vorgesehen sein.
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Der Gleitbügel 48 weist ferner einen Brückenbereich 68 zwischen dem Gleitbereich 50 und dem Gewindebereich 54 auf. Der Brückenbereich 68 zusammen mit dem Gleitbereich 50 und dem Gewindebereich 54 weist eine beispielsweise ebene Seite 70 auf, welche dem Festbügel 22 zugewandt ist und mindestens näherungsweise senkrecht zu der Gleitschiene 12 orientiert ist. Davon abgewandt weist der Brückenbereich 68 eine Seite 71 auf, welche in einem Winkel beispielsweise der Größenordnung von ca. 170° zu der Gleitschiene 12 (zu dessen Längsrichtung 14) orientiert ist.
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Die Ausnehmung 52 des Gleitbügels 48 ist so dimensioniert, dass sich der Gleitbügel 48 an der Gleitschiene 12 (gegebenenfalls mit der Riffelung 20) verkanten kann und dabei durch „Selbsthaltung“ an der Gleitschiene 12 fixiert wird. Dadurch können dann ein oder mehrere Werkstücke zwischen dem Druckstück 42 und dem Gegendruckstück 64 durch Anziehen der Spannschraube 58 eingespannt werden.
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Die Drehachse 62 trifft auf die Anlagefläche 44 des Druckstücks 42.
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Die Zwinge 10 lässt sich auf einfache Weise herstellen. Der Festbügel 22, welcher gekrümmt ist, ist einstückig an der Gleitschiene 12 angeordnet. Das entsprechende profilierte Vorelement lässt sich durch Kaltverformung auf einfache Weise herstellen und der Festbügel 22 wird durch Biegung hergestellt. Es wird kein nachträgliches Fügen eines Festbügels an der Gleitschiene 12 durchgeführt. Ein Fügebereich ist bei Belastung grundsätzlich ein kritischer Bereich. Solch ein kritischer Bereich ist bei der erfindungsgemäßen Lösung vermieden.
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Die Anlagefläche 44 für ein oder mehrere Werkstücke an dem Festbügel 22 wird durch das Druckstück 42 bereitgestellt. Dieses ist ein von dem Festbügel 22 getrenntes Element, welches nachträglich an diesem fixiert wird. Dadurch lässt sich eine genügend große und glatte Anlagefläche 44 bereitstellen, wobei keine Erwärmung des Festbügels 22 zur Herstellung der Anlagefläche 44 notwendig ist; eine solche Erwärmung kann bei einem kaltverformten Festbügel 22 zu einer nicht erwünschten Gefügeveränderung führen.
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Das Druckstück 42 muss, wenn ein Werkstück zwischen einer Spanneinrichtung 72, welche die Spannschraube 58 und das Gegendruckstück 64 umfasst, und dem Druckstück 42 eingespannt ist, im Wesentlichen nur Druckkräfte aufnehmen. Der einstückig an der Gleitschiene 12 angeformte Festbügel 22 kann die entsprechenden Zugkräfte und Biegekräfte aufnehmen.
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Die Zwinge weist die erforderliche mechanische Stabilität bei einfacher Herstellbarkeit auf.
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Das Druckstück 42 weist den Fixierungsbereich 41 und einen beispielsweise verbreiterten Anlagebereich 74 auf, an dem die Anlagefläche 44 gebildet ist. Der Anlagebereich 74 lässt sich so ausgestalten, dass er, bezogen auf eine Breitenrichtung der Gleitschiene 12 (zwischen der ersten Hüllebene 36 und der zweiten Hüllebene 38) eine größere Breite aufweist als der Fixierungsbereich 41. Dadurch lässt sich eine ausreichend große Anlagefläche 44 und auch eine zusammenhängende Anlagefläche 44 bereitstellen.
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Die Gleitschiene 12 weist einen Profilquerschnitt 76 auf (2), welcher über die gesamte Länge der Gleitschiene 12 konstant ist. Der Festbügel 22 weist den gleichen Profilquerschnitt 76 auf.
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Die Hüllebenen 36 und 38 sowie 37 und 39 definieren im Querschnitt ein Rechteck.
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Die Gleitschiene 12 ist spiegelsymmetrisch ausgebildet mit einer ersten Spiegelebene 78, welche parallel zu den Hüllebenen 37 und 39 ist und senkrecht zu den Hüllebenen 36 und 38 liegt. Zu der ersten Spiegelebene 78 liegt senkrecht eine zweite Spiegelebene 80, welche parallel zu den Hüllebenen 36 und 38 ist und senkrecht zu den Hüllebenen 37 und 39 liegt.
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Die Gleitschiene 12 weist eine Gesamthöhe und maximale Höhe H auf, welche durch den Abstand zwischen den Hüllebenen 37 und 39 vorgegeben ist. Eine Höhenrichtung, in welcher die Richtung H gemessen ist, liegt senkrecht zu der Längsrichtung 14 und mindestens näherungsweise senkrecht zu der Drehachse 62. In 1 liegt diese Höhenrichtung in der Zeichenebene.
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Senkrecht zu dieser Höhenrichtung liegt eine Breitenrichtung. In dieser Breitenrichtung weist die Gleitschiene 12 eine Gesamtbreite (maximale Breite) W auf. Dies ist definiert durch den Abstand zwischen den Hüllebenen 36 und 38. Die Breitenrichtung liegt senkrecht zur Längsrichtung 14 der Gleitschiene 12 und mindestens näherungsweise senkrecht zu der Drehachse 62. In 1 liegt sie senkrecht zur Zeichenebene.
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Die Gesamthöhe H und die Gesamtbreite W stehen in einem Verhältnis, welches zwischen 2,55 : 1 (einschließlich), insbesondere zwischen 2,6 : 1, und 2,8 : 1 (einschließlich) liegt. Bei einem konkreten Ausführungsbeispiel liegt das Verhältnis der Gesamthöhe H zu der Gesamtbreite W bei 2,66 : 1.
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Dadurch erhält man eine hohe Steifigkeit der Gleitschiene 12 mit einstückig daran verbundenem Festbügel 22, wobei auch die seitliche Steifigkeit groß ist.
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Bei nachgebenden Werkstücken ergibt sich ein flacher Spannkraftabfall. Biegespannungen, welche an der Kombination aus Gleitschiene 12 und Festbügel 22 auftreten, bleiben trotz relativ großer Gesamthöhe der Gleitschiene 12 bei den auftretenden Belastungen unterhalb der zulässigen Werte. Die Gesamtbreite des Profilquerschnitts 76 ist relativ breit, so dass sich eine optimierte Handhabung ergibt; die Gleitschiene 12 dreht sich nicht so leicht in der Hand.
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Weiterhin hat sich gezeigt, dass bei dem erwähnten Verhältnis bzw. Verhältnisbereich bei der Herstellung der Gleitschiene 12 mit einstückig verbundenem Festbügel 22 durch Biegung die Gleitschiene-Festbügel-Kombination bei kleinstmöglichem Innenradius mit einem Winkel um 90° oder mehr hergestellt werden kann, ohne dass eine Ausknickung auftritt.
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Weiterhin ergibt sich bei dem oben erwähnten Verhältnis bzw. Verhältnisbereich ein optimierter Materialeinsatz.
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Es sind Gleitschienen bekannt, bei welchen das Verhältnis von Gesamthöhe zu Gesamtbreite im Bereich zwischen 3 : 1 und 4 : 1 liegt. Man erhält dabei eine hohe „Höhensteifigkeit“, wobei bei diesem Verhältnis nachteilig ist, dass die seitliche Steifigkeit gering ist. Ferner erhält man bei nachgebenden Werkstücken einen steilen Spannkraftabfall.
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Es sind ferner Gleitschienen bekannt, bei welchen das Verhältnis von Gesamthöhe zu Gesamtbreite zwischen 2 : 1 und 2,2 : 1 liegt. Man erhält dadurch eine hohe Flexibilität bei großer seitlicher Steifigkeit. Der Spannkraftabfall bei nachgebenden Werkstücken ist flach. Jedoch ist aufgrund der relativ geringen Gesamthöhe eine starke Durchbiegung möglich. Dadurch besteht die Neigung zum Abheben eines Druckstücks (entsprechend dem Druckstück 42); dieses kann gegebenenfalls abrutschen. Weiterhin kann es dann zu einer starken Schrägstellung der Spannschraube 58 kommen. Dadurch wird die Reibung erhöht, was zu einer Verminderung der erreichbaren Spannkraft führt.
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Eine stärkere Schrägstellung der Spannschraube 58 verstärkt weiterhin die Durchbiegung der Gleitschiene durch Verlängerung des angreifenden Hebels. Weiterhin ist die Materialnutzung nicht optimal, da die benötigte seitliche Steifigkeit „übereingestellt“ wird.
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Bei der erfindungsgemäßen Lösung, bei welcher das Verhältnis von H zu W zwischen 2,55 : 1 und 2,8 : 1 liegt, werden die Vorteile der bekannten Zwingen kombiniert und die erwähnten Nachteile werden vermieden bzw. erheblich verringert.
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Der Profilquerschnitt 76 weist einen ersten Bereich 82 auf, an welchem die maximale Breite W liegt. Auf den ersten Bereich 82 folgt in der Höhenrichtung ein zweiter Bereich 84, auf welchen dann ein dritter Bereich 86 folgt. In dem dritten Bereich 86 liegt eine minimale Breite des Profilquerschnitts 76. Der zweite Bereich 84 ist ein Übergangsbereich, in welchem der Profilquerschnitt 76 der Gleitschiene 12 eine Breite aufweist, welche zwischen der maximalen Breite W und der minimalen Breite im dritten Bereich 86 liegt. Über den zweiten Bereich 84 erfolgt eine Art „abgerundeter“ stufenförmiger Übergang von dem ersten Bereich 82 in den dritten Bereich 86.
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Aufgrund der Spiegelsymmetrie des Profilquerschnitts 76 sind die Bereiche 82, 84 und 86 spiegelsymmetrisch ausgebildet.
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Die Gleitschiene 12 ist im Profilquerschnitt 76 tailliert ausgebildet. Der dritte Bereich 86 ist ein Taillenbereich.
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In dem Taillenbereich 86 weist die Gleitschiene 12 eine Oberfläche 87 auf, welche im Wesentlichen eben und dabei vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur Höhenrichtung ist. Dadurch kann dieser Bereich auf einfache Weise mit Informationen wie beispielsweise Produktdaten versehen werden; insbesondere lässt sich dieser Bereich auf einfache Weise bedrucken.
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Der erste Bereich 82 nimmt unter Berücksichtigung der Spiegelsymmetrie der Gleitschiene 12 im Profilquerschnitt 76 höchstens 50 % der Gesamthöhe H ein. In einem konkreten Ausführungsbeispiel nimmt der erste Bereich 82 ca. 35 % der Gesamthöhe H ein.
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Der zweite Bereich 84 nimmt vorzugsweise höchstens 20 % der Gesamthöhe H ein.
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Der dritte Bereich 86 ist verglichen mit dem ersten Bereich 82 in der Breitenrichtung zurückgesetzt. Eine minimale Breite b der Gleitschiene 12 im Profilquerschnitt 76, welche in dem dritten Bereich 86 liegt, liegt zwischen ca. 65 % und 85 % der Gesamtbreite W der Gleitschiene 12. Bei einem konkreten Ausführungsbeispiel liegt sie bei ca. 75 % der Gesamtbreite W.
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An den Seiten 16 und 18 weist die Gleitschiene 12 jeweils eine Mulde 102 auf.
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An Kanten 104 ist die Gleitschiene 12 abgerundet. Dadurch ist die Gleitschiene 12 im Profilquerschnitt 76 an Eckbereichen zu den Hüllebenen 36, 37, 38, 39 zurückgesetzt.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Gleitschiene 12 an der Außenseite 16 und an der Innenseite 18 jeweils abgerundet. Eine Hüllfläche 106 der Gleitschiene 12 ist ein Zylinder. Eine Hüllkurve im Profilquerschnitt 76 ist ein Kreis. Der entsprechende Kreis weist dabei vorzugsweise einen Radius auf, der der Gesamthöhe H entspricht. Die Hüllflächen-Zylinder 106 haben also als Radius H.
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Ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Zwinge (insbesondere Schraubzwinge), welches in 3 gezeigt und dort mit 88 bezeichnet ist, umfasst eine Gleitschiene 90. Die Gleitschiene 90 weist den gleichen Profilquerschnitt 76 wie die Gleitschiene 12 auf. An der Gleitschiene 90 ist ein Gleitbügel verschieblich angeordnet, welcher gleich ausgebildet ist wie der Gleitbügel 48. Es wird deshalb das entsprechende Bezugszeichen 48 verwendet.
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An der Gleitschiene 90 ist einstückig ein Festbügel (Ausleger) 92 gebildet. Dieser ist über einen Übergangsbereich 94 mit der Gleitschiene verbunden. Er ist durch Biegung einer Gleitschienen-Festbügel-Kombination hergestellt. Der Festbügel 92 ist dabei quer und insbesondere senkrecht zu der Gleitschiene 90 orientiert. Durch den Übergangsbereich 94 erfolgt eine „Richtungsänderung“ um mindestens näherungsweise 90°. Der Übergangsbereich 94 ist insbesondere mindestens näherungsweise ein Viertelkreis-Ringsegment.
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Der Festbügel 92 stellt eine Anlagefläche 96 für ein Werkstück bereit, welche auf die Anlagefläche 66 ausgerichtet ist. Die Anlagefläche 96 ist beispielsweise einstückig an dem Festbügel 92 gebildet oder es ist ein entsprechendes Element auf den Festbügel 92 aufgesetzt.
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An dem Festbügel 92 ist ein Anlageelement 95 angeformt, an welchem die Anlagefläche 96 ausgebildet ist. Dieses Anlageelement 95 ist einstückig an dem Festbügel 92 gebildet. Es ist beispielsweise durch Warmumformung oder Kaltumformung hergestellt.
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Ansonsten funktioniert die Zwinge 88 wie die Zwinge 10.