DE102015112545A1

DE102015112545A1 - Einspannvorrichtung zum Verspannen eines Werkstücks

Info

Publication number: DE102015112545A1
Application number: DE102015112545.5A
Authority: DE
Inventors: Toni Bartl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-07-30
Filing date: 2015-07-30
Publication date: 2017-02-16
Anticipated expiration: 2035-07-31
Also published as: DE102015112545B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einspannvorrichtung (10) zum Verspannen eines Werkstücks (12), insbesondere an einer Werkbank (14), umfassend zumindest eine Stange (18), welche mehrere in Längsrichtung der Stange (18) hintereinander angeordnete Radialschlitze aufweist, die sich jeweils nur entlang eines Teilumfangsbereichs der Stange (18) erstrecken; eine Längsführung (40), innerhalb welcher die Stange (18) zwischen einer Arretierstellung und einer Freigabestellung um ihre Längsachse verdrehbar angeordnet ist; einen an der Längsführung (40) angeordneten Rastmechanismus (42), welcher in der Freigabestellung mit keinem der Radialschlitze in Eingriff steht, und in der Arretierstellung mit zumindest einem der Radialschlitze in Eingriff steht; ein Spannelement (20) zum Verspannen des Werkstücks (12), welches in Längsrichtung der Stange (18) relativ zur Stange (18) zwischen einer eingefahrenen Position und einer ausgefahrenen Spannposition bewegbar ist; einen Verstellmechanismus (24), mittels welchem die Stange (18) und das Spannelement (20) derart miteinander gekoppelt sind, dass eine Bewegung des Spannelements (20) in die ausgefahrene Spannposition eine Verdrehung der Stange (18) in die Arretierstellung bewirkt; einen zwischen einer Freigabeposition und einer Arretierposition verschwenkbaren Betätigungshebel (16) zum Betätigen des Verstellmechanismus (24).

Description

Die Erfindung betrifft eine Einspannvorrichtung zum Verspannen eines Werkstücks, insbesondere an einer Werkbank. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Werkbank mit einer derartigen Einspannvorrichtung.
Einspannvorrichtungen zum Verspannen eines Werkstücks, insbesondere an Werkbänken, sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Mittels derartiger Einspannvorrichtungen können Werkstücke beispielsweise an einer Werkbank fixiert werden, um die Werkstücke anschließend zu bearbeiten. Es sind insbesondere Einspannvorrichtungen in Form von Schraubstöcken bekannt, mittels welchen Werkstücke an Werkbänken fixiert werden können. Derartige Schraubstöcke weisen üblicherweise einen Knebel und eine Spindel auf, sodass mittels des Knebels die Spindel so verstellt werden kann, dass ein Werkstück an einer Werkbank fixiert werden kann. Insbesondere bei großen Verfahrwegen ist das Verstellen der Spindel sehr zeitaufwendig.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einspannvorrichtung zum Verspannen eines Werkstücks bereitzustellen, mittels welchem ein Werkstück auf besonders schnelle und zuverlässige Weise verspannt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Einspannvorrichtung zum Verspannen eines Werkstücks mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Einspannvorrichtung zum Verspannen eines Werkstücks umfasst zumindest eine Stange, welche mehrere in Längsrichtung der Stange hintereinander angeordnete Radialschütze aufweist, die sich jeweils nur entlang eines Teilumfangsbereichs der Stange erstrecken. Bei der Stange kann es sich beispielsweise um eine herkömmliche Zahnstange handeln. Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Einspannvorrichtung eine Längsführung auf, innerhalb welcher die Stange zwischen einer Arretierstellung und einer Freigabestellung um ihre Längsachse verdrehbar angeordnet ist. An der Längsführung ist ein Rastmechanismus angeordnet, welcher in der Freigabestellung mit keinem der Radialschlitze in Eingriff steht, und in der Arretierstellung mit zumindest einem der Radialschlitze in Eingriff steht. Die Einspannvorrichtung umfasst des Weiteren ein Spannelement zum Verspannen des Werkstücks, welches in Längsrichtung der Stange relativ zur Stange zwischen einer eingefahrenen Position und einer ausgefahrenen Spannposition bewegbar ist. Darüber hinaus umfasst die Einspannvorrichtung einen Verstellmechanismus, mittels welchem die Stange und das Spannelement derart miteinander gekoppelt sind, dass eine Bewegung des Spannelements in die ausgefahrene Spannposition eine Verdrehung der Stange in die Arretierstellung bewirkt. Schließlich umfasst die Einspannvorrichtung noch einen zwischen einer Freigabeposition und einer Arretierposition verschwenkbaren Betätigungshebel zum Betätigen des Verstellmechanismus.
Vorzugsweise weist die Spannvorrichtung zwei der Stangen auf, sodass das Werkstück besonders sicher verspannt werden kann. In der Freigabeposition des Betätigungshebels ist die zumindest eine Stange in der Freigabestellung und das Spannelement in der eingefahrenen Position angeordnet. In der Arretierposition des Betätigungshebels sind die Stange in der Arretierstellung und das Spannelement in der ausgefahrenen Spannposition angeordnet.
Mittels der erfindungsgemäßen Einspannvorrichtung ist es somit auf besonders einfache und schnelle Weise möglich, ein Werkstück zu verspannen, insbesondere an einer Werkbank zu verspannen. Statt einen Kurbeltrieb zeitaufwendig zu betätigen, ist es mittels der erfindungsgemäßen Einspannvorrichtung möglich, das Spannelement in die ausgefahrene Spannposition zu bewegen und gleichzeitig eine Verdrehung der Stange in die Arretierstellung zu bewirken. Zum Verspannen eines Werkstücks, beispielsweise an einer Werkbank, muss das Spannelement lediglich translatorisch in Richtung der Werkbank bewegt werden. Aufgrund der Radialschlitze an der zumindest einen Stange kann diese auf ganz einfache Weise in ihrer Arretierstellung bewegt werden, sodass das betreffende Werkzeug auf einfache Weise verspannt werden kann. Um die Verspannung des Werkstücks zu lösen, muss der Betätigungshebel lediglich in seine Freigabeposition bewegt werden, infolgedessen die zumindest eine Stange in ihre Freigabestellung bewegt wird, in welcher der Rastmechanismus einer Längsführung mit keinem der Radialschlitze mehr in Eingriff steht. Mittels der erfindungsgemäßen Einspannvorrichtung ist es also auf besonders schnelle Weise möglich, ein Werkstück zu verspannen und die Verspannung wieder zu lösen.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Verstellmechanismus eine senkrecht zur Stange angeordnete, um ihre Längsachse drehbare Querachse aufweist, an welcher der Betätigungshebel angeordnet und welcher derart mit der Stange gekoppelt ist, dass eine Verdrehung der Querachse eine Verdrehung der Stange bewirkt. Mit anderen Worten ist die Querachse zumindest im Wesentlichen in einem rechten Winkel zu der zumindest einen Stange angeordnet. Mittels des Betätigungshebels kann also die drehbare Querachse auf einfache Weise betätigt werden, sodass eine Verdrehung der Stange bewirkt werden kann. Dadurch ist es auf einfache Weise möglich, die Stange zwischen ihrer Arretierstellung und der Freigabestellung zu verdrehen.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass an der Querachse ein Exzenter angeordnet ist, mittels welchem beim Verschwenken des Betätigungshebels in seine Arretierposition das Spannelement in die ausgefahrene Spannposition bewegbar ist. Dadurch kann das Spannelement auf einfache Weise gekoppelt an die Bewegung des Betätigungshebels in die ausgefahrene Spannposition bewegt werden. Zum Verspannen des Werkstücks muss also lediglich der Betätigungshebel entsprechend bewegt werden, infolgedessen aufgrund der gekoppelten Bewegung des Spannelements und der Stange ein Verspannen des Werkstücks ermöglicht wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Exzenter derart an der Querachse angeordnet ist und eine derartige Form aufweist, dass beim Verschwenken des Betätigungshebels von seiner Freigabeposition in seine Arretierposition zuerst die Stange zumindest teilweise in die Arretierstellung und erst danach das Spannelement vollständig in die ausgefahrene Spannposition bewegt wird. Dadurch kann eine besonders hohe Haltekraft beziehungsweise Spannkraft beim Verspannen des Werkstücks erzielt werden. Denn beim Verschwenken des Betätigungshebels von seiner Freigabeposition in seine Arretierposition wird zunächst die Stange in ihrer Arretierposition fixiert, infolgedessen mittels des Spannelements eine besonders hohe Spannkraft beim Verspannen des Werkstücks aufgebracht werden kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Einspannvorrichtung einen Arretiermechanismus zum Arretieren der Querachse aufweist. Dadurch kann ein unbeabsichtigtes Lösen der Einspannvorrichtung zuverlässig verhindert werden.
Eine weitre vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Arretiermechanismus einen Freilauf umfasst, welcher ein Verschwenken des Betätigungshebels in Richtung seiner Arretierposition ermöglicht und ein Verschwenken des Betätigungshebels in seine Freigabeposition verhindert. Der Betätigungshebel kann also jederzeit auf einfache Weise in seine Arretierposition verschwenkt werden. Ein Zurückschwenken des Betätigungshebels in seine Freigabeposition wird durch den Arretiermechanismus zuverlässig verhindert. Dadurch kann sichergestellt werden, dass ein einmal verspanntes Werkstück auch auf zuverlässige Weise mittels der Einspannvorrichtung im verspannten Zustand gehalten wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass am Betätigungshebel ein Vorsprung angeordnet ist, welcher eine Sperrklinke des Freilaufs in radialer Richtung anhebt und den Freilauf freigibt, sobald der Betätigungshebel in Richtung seiner Freigabeposition bewegt wird. Mit anderen Worten ist also eine Art selbstlösender Sperrmechanismus vorgesehen, gemäß welchem der Arretiermechanismus funktioniert. Man muss lediglich den Betätigungshebel in Richtung der Freigabeposition bewegen, infolgedessen die Sperrklinke des Freilaufs in radialer Richtung angehoben und der Freilauf freigegeben wird. Ein derartiger selbstlösender Sperrmechanismus ist dabei nicht nur auf die Anwendung der zuvor beschriebenen Einspannvorrichtung beschränkt. Im Wesentlichen kann ein derartiger selbstlösender Sperrmechanismus auch bei allen anderen erdenklichen Anwendungen eingesetzt werden. Beispielsweise kann ein derartiger selbstlösender Sperrmechanismus auch bei allen Werkzeugen eingesetzt werden, die ebenfalls in der beschriebenen Weise mit einem Exzenter arbeiten. Der Betätigungshebel kann beispielsweise mittels einer Hülse auf der Querachse gelagert sein, wobei beispielsweise zwei Mitnehmer auf der Querachse angeordnet sind. Durch die Mitnehmer kann beim Bewegen des Betätigungshebels sichergestellt werden, dass die Sperrklinke des Freilaufs in radialer Richtung angehoben und der Freilauf freigegeben werden kann. Der Arretiermechanismus mit dem selbstlösenden Sperrmechanismus kann also im Wesentlichen bei allen Arten von Wellen angewendet werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Betätigungshebel an einer Hülse befestigt ist, welche mit einem vorgegebenen Spiel verdrehbar an der Querachse angeordnet ist, an welcher zwei Mitnehmer angeordnet sind, welche bei Überschreiten des Spiels an der Hülse anliegen. Mit anderen Worten kann es also vorgesehen sein, dass der Betätigungshebel schwimmend an der Querachse gelagert ist und ein gewisses Spiel aufweist. Die Sperrklinke rastet also dann ein, wenn der Betätigungshebel in seiner Arretierposition bewegt wird. Wenn der Betätigungshebel wiederum in seine Freigabeposition bewegt wird, hebt der Vorsprung die Sperrklinke an und gibt den Freilauf frei. Dadurch, dass der Betätigungshebel mit einem vorgegebenen Spiel verdrehbar an der Querachse angeordnet ist, kann ein unbeabsichtigtes Selbstlösen des Arretiermechanismus zuverlässig verhindert werden.
Gemäß einer alternativen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Betätigungshebel einen ersten Teil und einen zweiten Teil aufweist, welcher gelenkig mit dem ersten Teil verbunden ist, wobei der erste Teil an der Querachse und der Vorsprung an dem zweiten Teil befestigt ist. Selbst wenn sich die Querachse aufgrund der Belastung während der Einspannung des Werkstücks leicht verdrehen sollte, hat dies keinen Einfluss auf den zweiten Teil des Betätigungshebels, da dieser ja gelenkig mit dem ersten Teil verbunden ist. Dadurch, dass an dem zweiten Teil der Vorsprung angeordnet ist, mittels welchem die Sperrklinke des Freilaufs in radialer Richtung angehoben und der Freilauf freigegeben werden kann, kann ein versehentliches Lösen der Sperrklinke zuverlässig verhindert werden. Denn ein selbständiges Verdrehen der Querachse bewirkt noch kein selbständiges Lösen der Sperrklinke. Um die Sperrklinke zu lösen, muss ein Bediener nämlich den Betätigungshebel am zweiten Teil packen und diesen entsprechend verschwenken. Infolgedessen wird erst der Vorsprung derart bewegt, dass die Sperrklinke des Freilaufs in radialer Richtung angehoben und der Freilauf freigegeben wird. Durch die zweiteilige Ausgestaltung des Betätigungshebels kann also auf zuverlässige Weise verhindert werden, dass der Freilauf unbeabsichtigt freigegeben wird. Folglich kann auch ein ungewolltes Lösen der Verspannung des Werkstücks verhindert werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass an der Querachse ein Auslöseelement angeordnet ist, welches beim Verschwenken des Betätigungshebels in seine Arretierposition einen an der Stange angeordneten Hebel derart herunterdrückt, dass die Stange in die Arretierstellung verdreht wird. Dadurch wird eine einfache Lösung bereitgestellt, durch Verschwenken des Betätigungshebels in seine Arretierposition die Stange in ihre Arretierstellung zu verdrehen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Einspannvorrichtung eine an dem Spannelement angebrachte Rückstellfeder aufweist, welche eine Rückstellkraft in Richtung der eingefahrenen Position auf das Spannelement ausübt. Mit anderen Worten wird das Spannelement also von der Rückstellfeder zurückgeholt, wenn der Betätigungshebel in seine Freigabeposition bewegt wird. Das Spannelement kann somit also immer zuverlässig wieder in seine eingefahrene Position bewegt werden, sobald der Betätigungshebel in seine Freigabeposition verschwenkt wird.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Einspannvorrichtung eine Rückstellfeder aufweist, welche auf die Stange ein Rückstellmoment in Richtung der Arretierstellung ausübt. Wird der Betätigungshebel also in seine Arretierposition bewegt, wird durch die Rückstellfeder automatisch bewirkt, dass die Stange aufgrund des bereitgestellten Rückstellmoments in ihre Arretierstellung bewegt wird. Alternativ wäre es aber auch möglich, dass die Stange per Mitnehmer, welcher sich ebenso wie der Betätigungshebel an der Stange befindet, zurückgeholt wird, sodass in diesem Fall nicht unbedingt eine Rückstellfeder benötigt wird.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Rastmechanismus einen Freilauf aufweist, welcher in der Arretierstellung der Stange eine Relativbewegung zwischen der Stange und dem Rastmechanismus in eine erste Richtung ermöglicht und eine Relativbewegung von der Stange und dem Rastmechanismus in eine zweite Richtung unterbindet. Der Freilauf ist dabei vorzugsweise derart ausgebildet, dass bei in die Arretierposition verschwenktem Betätigungshebel die Stange beispielsweise auf eine Werkbank zu bewegt werden kann, wobei in der Arretierposition des Betätigungshebels verhindert wird, dass die Stange wieder von der Werkbank wegbewegt werden kann. Ein Werkstück kann somit auf besonders einfache Weise an einer Werkbank verspannt werden, da aufgrund des Freilaufs auch und bei in die Arretierposition bewegtem Betätigungshebel die Stange relativ zu einer Werkbank auf diese zu bewegt werden kann. Ein unbeabsichtigtes Lösen des verspannten Werkstücks, indem die Stange wieder von der Werkbank wegbewegt wird, wird durch den Rastmechanismus verhindert.
Die erfindungsgemäße Werkbank umfasst die erfindungsgemäße Einspannvorrichtung oder eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einspannvorrichtung.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Werkbank sieht vor, dass die Längsführung an einer Unterseite von einer Tischplatte der Werkbank angebracht ist. Dadurch kann die Längsführung auf besonders platzsparende Weise an der Werkbank angeordnet werden, ohne dass die Längsführung den Bearbeitungsraum für das Werkstück einschränkt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:
1 eine Perspektivansicht einer Einspannvorrichtung, mittels welcher ein Werkstück an einer Werkbank eingespannt werden kann, wobei die Einspannvorrichtung einen verschwenkbaren Hebel aufweist, welcher vorliegend in einer nach oben verschwenkten Freigabeposition gezeigt ist;
2 eine weitere Perspektivansicht auf die Einspannvorrichtung, wobei mittels der Einspannvorrichtung das Werkstück an der Werkbank verspannt ist und der Betätigungshebel in seiner nach unten verschwenkten Arretierposition gezeigt ist;
3 eine Perspektivansicht auf die Einspannvorrichtung, wobei ein Verstellmechanismus der Einspannvorrichtung gezeigt ist;
4 eine Detailansicht des Verstellmechanismus, wobei ein Sperrklinkenfreilauf zu erkennen ist;
5 eine weitere Perspektivansicht der Einspannvorrichtung, wobei der Sperrklinkenfreilauf gezeigt ist;
6 eine Draufsicht auf eine Unterseite der Werkbank, wobei eine der Zahnstangen der Einspannvorrichtung zu erkennen ist, welche innerhalb einer Längsführung geführt ist;
7 eine Detailansicht der Einspannvorrichtung, wobei ein Auslöseelement zu erkennen ist, welches beim Verschwenken des Betätigungshebels in seine Arretierposition einen an einer der Zahnstangen angeordneten Hebel derart herunterdrückt, dass die betreffende Zahnstange in eine Arretierstellung verdreht wird; und in
8 eine weitere Detailansicht der Einspannvorrichtung, in welcher das Auslöseelement und der angeordnete Hebel gezeigt sind.
Eine insgesamt mit 10 bezeichnete Einspannvorrichtung zum Verspannen eines Werkstücks 12 an einer Werkbank 14 ist in einer Perspektivansicht teilweise in 1 gezeigt. Die Einspannvorrichtung 10 umfasst einen Betätigungshebel 16, welcher zwischen einer Freigabeposition und einer Arretierposition verschwenkbar ist. Im vorliegend gezeigten Fall entspricht die Freigabeposition des Betätigungshebels 16 der hier gezeigten nach oben verschwenkten Position, wobei die Arretierposition erreicht wird, sobald der Betätigungshebel nach unten verschwenkt worden ist. Die Einspannvorrichtung 10 umfasst des Weiteren zwei Zahnstangen 18. Die Zahnstangen 18 weisen dabei mehrere in Längsrichtung der Zahnstangen 18 hintereinander angeordnete, nicht näher bezeichnete Radialschlitze auf, die sich jeweils nur entlang eines Teilumfangsbereichs der Zahnstangen 18 erstrecken. Durch eine entsprechende Betätigung des Bedienhebels 16 können die Zahnstangen 18 um ihre jeweiligen Längsachsen verdreht werden, infolgedessen die Radialschlitze der Zahnstangen 18 mit einem hier nicht dargestellten Rastmechanismus in Eingriff gebracht beziehungsweise aus dem Eingriff des Rastmechanismus herausgedreht werden können. Des Weiteren weist die Einspannvorrichtung 10 ein Spannelement 20 in Form einer Art Spannbacke auf, welches in Längsrichtung der Zahnstangen 18 relativ zu den Stangen 18 zwischen einer eingefahrenen Position und einer ausgefahrenen Spannposition bewegbar ist. Innerhalb eines Gehäuses 22 der Einspannvorrichtung 10 ist dabei ein hier nicht zu erkennender Verstellmechanismus angeordnet, mittels welchem die Zahnstangen 18 und das Spannelement 20 derart miteinander gekoppelt sind, dass eine Bewegung des Spannelements 20 in die ausgefahrene Spannposition eine Verdrehung der Zahnstangen 18 in die Arretierstellung bewirkt.
In 2 ist die Einspannvorrichtung 10 erneut in einer Perspektivansicht teilweise dargestellt, wobei das Werkstück 12 mittels der Einspannvorrichtung 10 an der Werkbank 14 verspannt und somit fixiert worden ist. Wie zu erkennen, ist der Betätigungshebel 16 vorliegend nach unten verschwenkt, also in seiner Arretierposition angeordnet. In der hier gezeigten nach unten verschwenkten Arretierposition des Betätigungshebels 16 sind die Zahnstangen 18 derart verdreht, dass diese mit ihren Radialschlitzen in Eingriff mit einem Rastmechanismus stehen, sodass die Stangen 18 nicht mehr von der Werkbank 14 wegbewegt werden können, solange der Betätigungshebel 16 in der herunterverschwenkten Position angeordnet ist. Das Spannelement 20 ist vorliegend in seiner ausgefahrenen Spannposition angeordnet, sodass das Werkstück sicher mittels des Spannelements 20 an die Werkbank 14 gedrückt wird.
In 3 ist die Einspannvorrichtung 10 in einer weiteren Perspektivansicht teilweise dargestellt, wobei das Gehäuse 22 abgenommen ist und dadurch ein Blick auf den besagten Verstellmechanismus 24 der Einspannvorrichtung 10 freigegeben wird. Der Verstellmechanismus 24 weist dabei eine senkrecht zu den beiden Zahnstangen 18 angeordnete, um ihre Längsachse drehbare Querachse 26 auf, an welcher der Betätigungshebel 16 angeordnet ist. Die Querachse 26 ist dabei derart mit den Zahnstangen 18 gekoppelt, dass eine Verdrehung der Querachse 26 aufgrund einer entsprechenden Betätigung des Betätigungshebels 16 eine Verdrehung der Zahnstangen 18 um ihre Längsachsen bewirkt.
In 4 ist die Einspannvorrichtung 10 in einer Detailansicht gezeigt, wobei insbesondere ein Ausschnitt des Verstellmechanismus 24 gut zu erkennen ist. An der Querachse 26 ist ein Exzenter 28 angeordnet, mittels welchem beim Verschwenken des Betätigungshebels 16 in seine Arretierposition, also nach unten, das Spannelement 20 in die ausgefahrene Spannposition bewegbar ist. Der Exzenter 28 drückt dabei gegen ein zylindrisches Element 30, infolgedessen das Spannelement 20 auf die Werkbank 14 zu bewegt wird, sodass das Werkstück 12 sicher an der Werkbank 14 verspannt werden kann. Wird der Betätigungshebel 16 nach oben, also in seine Freigabeposition, bewegt, so wird der Exzenter 28 auch dementsprechend verdreht, dass dieser nicht mehr auf das zylindrische Element 30 drückt.
Der Exzenter 28 ist dabei derart an der Querachse 26 angeordnet und weist eine derartige Form auf, dass beim Verschwenken des Betätigungshebels 16 von seiner Freigabeposition in seine Arretierposition zuerst die Zahnstangen 18 zumindest teilweise in ihre Arretierstellung und erst danach das Spannelement 20 vollständig in die ausgefahrene Spannposition bewegt wird. Wird also der Betätigungshebel 16 nach unten gedrückt, so werden zunächst die Zahnstangen 18 derart um ihre Längsachsen verdreht, dass diese aufgrund ihrer Verzahnung derart arretiert werden, dass die Zahnstangen 18 zumindest nicht mehr von der Werkbank 14 wegbewegt werden können. Wird der Betätigungshebel 16 dann weiter heruntergedrückt, so wird das Spannelement 20 aufgrund der Bewegung des Exzenters 28 unter Vermittlung des zylindrischen Elements 30 in die ausgefahrene Spannposition bewegt.
Um ein unbeabsichtigtes Lösen der Einspannvorrichtung 10 zu verhindern, weist die Einspannvorrichtung 10 einen Arretiermechanismus 31 zum Arretieren der Querachse 26 auf. Der Arretiermechanismus 31 weist dabei einen Freilauf auf, welcher ein Verschwenken des Betätigungshebels 16 in Richtung seiner Arretierposition, also nach unten, ermöglicht und ein Verschwenken des Betätigungshebels 16 in seine Freigabeposition, also nach oben, verhindert. An dem Betätigungshebel 16 ist dabei ein Vorsprung 32 angeordnet, welcher eine Sperrklinke 34 des Freilaufs in radialer Richtung anhebt und den Freilauf freigibt, sobald der Betätigungshebel 16 in Richtung seiner Freigabeposition, also nach oben, bewegt wird. Der Arretiermechanismus 31 weist dabei eine Art Zahnrad 36 auf, entlang welchem sich die Sperrklinke 34 in eine Richtung entlangbewegen kann und entlang welchem sich die Sperrklinke 34 in die umgekehrte Richtung nicht entlangbewegen kann, solange die Sperrklinke 34 nicht von der Nase 32 in radialer Richtung angehoben worden ist.
Der Betätigungshebel 16 ist im vorliegenden Fall an einer Hülse 38 befestigt, welche mit einem vorgegebenen Spiel verdrehbar an der Querachse 26 angeordnet ist. An der Querachse 26 können im Bereich der Hülse 38 zwei hier nicht dargestellte Mitnehmer angeordnet sein, welche bei Überschreiten des besagten Spiels an der Hülse 38 anliegen. Der Betätigungshebel 16 ist vorliegend also schwimmend auf der Querachse 26 gelagert und weist ein gewisses Spiel auf. Die Sperrklinke 34 rastet also ein, wenn der Betätigungshebel 16 nach unten bewegt wird. Wenn der Betätigungshebel 16 nach oben bewegt wird, hebt der Vorsprung 32 die Sperrklinke 34 an und gibt den Freilauf frei.
Entgegen der hier gezeigten Darstellung kann der Betätigungshebel 16 auch zweiteilig ausgebildet sein, wobei der Betätigungshebel 16 in diesem Fall einen ersten Teil und einen zweiten Teil aufweist, welche gelenkig miteinander verbunden sind. Der erste Teil ist dabei an der Querachse 26 befestigt, wobei der nasenartige Vorsprung 32 an dem zweiten Teil befestigt ist. Der erste Teil kann also um den zweiten Teil geknickt werden.
Der erste Teil geht also von der Querachse 26 weg und ist fest mit dieser verbunden. Der als Mitnehmer dienende Vorsprung 32 zum Lösen des Arretiermechanismus 31 ist hinter dem besagten Gelenk angeordnet, da der Vorsprung 32 an dem zweiten Teil angeordnet ist. Sollte sich aufgrund der auftretenden Kräfte die Querachse 26 verschwenken, so wird nur der erste Teil des Hebels 16 mit verschwenkt, welcher fest mit der Querachse 26 verbunden ist. Aufgrund der gelenkigen Verbindung des ersten Teils mit dem zweiten Teil wird der zweite Teil nicht verschwenkt, infolgedessen der Vorsprung 32 auch nicht den Arretiermechanismus 31 löst. Mit anderen Worten bewirkt ein Verdrehen der Querachse 26 kein selbständiges Lösen der Sperrklinke. Um den Sperrklinkenfreilauf zu lösen, muss also der zweite Teil des Hebels 16 in diesem Fall aktiv von einem Benutzer nach oben verschwenkt werden, infolge dessen erst der Vorsprung 32 in Eingriff mit der Sperrklinke 34 gebracht wird, sodass diese radial angehoben und aus dem Eingriff des Zahnrads 36 bewegt wird.
In 5 ist die Einspannvorrichtung 10 von unten teilweise dargestellt, wobei eine von zwei Längsführungen 40 zu erkennen ist, innerhalb welcher eine von beiden Zahnstangen 18 verdrehbar angeordnet ist. Wie zu erkennen, ist die Längsführung 40 an einer nicht näher bezeichneten Unterseite einer Tischplatte der Werkbank 14 befestigt. Die Einspannvorrichtung 10 weist eine weitere Längsführung 40 für die andere, hier nicht sichtbare, Zahnstange 18 auf. Innerhalb der beiden Längsführungen 40 sind also die beiden Zahnstangen 18 zwischen ihrer Arretierstellung und ihrer Freigabestellung um ihre jeweiligen Längsachsen verdrehbar angeordnet. An den Längsführungen 40 ist jeweils ein Rastmechanismus 42 angeordnet, welcher in der Freigabestellung der Zahnstangen 18 mit keinem der Radialschlitze der Zahnstangen 18 in Eingriff steht und in der Arretierstellung mit zumindest einem der Radialschlitze der jeweiligen Zahnstangen 18 in Eingriff steht. Die jeweiligen, an den Längsführungen 40 angeordneten Rastmechanismen 42 weisen dabei jeweils einen Freilauf auf, welcher in der Arretierstellung der Zahnstangen 18 eine Relativbewegung zwischen den jeweiligen Stangen 18 und dem jeweiligen Rastmechanismus 42 in eine erste Richtung auf die Werkbank 14 zu ermöglicht und eine Relativbewegung zwischen den jeweiligen Zahnstangen 18 und dem jeweiligen Rastmechanismus 42 von der Werkbank 14 unterbindet. Bei heruntergedrücktem Betätigungshebel 16 kann man also die Zahnstangen 18 in Richtung der Werkbank 14 bewegen, aber die Zahnstangen 18 nicht mehr von der Werkbank 14 wegbewegen. Ein Benutzer kann also den Hebel 16 in die Arretierposition herunterdrücken, infolgedessen die Zahnstangen 18 in ihre jeweiligen Arretierstellungen verdreht werden, in welchen die Rastmechanismen 42 mit den Verzahnungen der Zahnstangen 18 in Eingriff stehen, wobei trotzdem noch ermöglicht wird, dass die Zahnstangen 18 in Richtung der Werkbank 14 hereingedrückt werden können. Bei vollständig heruntergedrücktem Betätigungshebel 16 wird das Spannelement 20 derart in Richtung des Werkstücks 12 bewegt, dass dieses sicher an der Werkbank 14 verspannt wird. Um die Verspannung des Werkstücks 12 zu lösen, muss der Hebel 16 wieder nach oben in seine Freigabestellung bewegt werden. Erst dann sind die beiden Zahnstangen 18 derart verdreht, dass die Verzahnungen der Zahnstangen 18 nicht mehr in Eingriff mit den Rastmechanismen 42 stehen. Dann kann durch Ziehen an dem Hebel 16 von der Werkbank 14 weg die Verspannung des Werkstücks 12 gelöst werden, da die Zahnstangen 18 wieder von der Werkbank 14 wegbewegt werden können.
In 6 ist eine Detailansicht der Einspannvorrichtung 10 gezeigt, wobei der Blick auf ein Auslöseelement 44 freigegeben wird, mittels welchem ein Hebel 46 derart heruntergedrückt werden kann, dass die betreffende Zahnstange 18 von ihrer Freigabestellung in die Arretierstellung verdreht wird. An den jeweiligen Enden der Querachse 26 sind dabei die Auslöseelemente 44 angeordnet, welche beim Verschwenken des Betätigungshebels 16 in seine Arretierposition, also nach unten, jeweils einen an den Zahnstangen 18 angeordneten Hebel 46 derart herunterdrücken, dass die Zahnstangen 18 in ihrer jeweiligen Arretierstellung verdreht werden. Das Auslöseelement 44 bewegt sich also beim Verschwenken des Betätigungshebels 16 nach unten derart entlang des Hebels 46, dass der Hebel 46 heruntergedrückt wird. Dadurch, dass der Hebel 46 an der hier gezeigten Zahnstange 18 befestigt ist, wird die Zahnstange 18 in ihre Arretierstellung bewegt.
Wie in 5 zu erkennen, weist die Einspannvorrichtung 10 mehrere Rückstellfedern 48, 50 auf. Die Rückstellfeder 48 ist dabei mittelbar an dem Spannelement 20 angebracht, welche eine Rückstellkraft in Richtung der eingefahrenen Position auf das Spannelement 20 ausübt. Das Spannelement 20 wird also von der Rückstellfeder 48 zurückgeholt, wenn der Betätigungshebel 16 nach oben geschwenkt wird.
Die Rückstellfeder 50 übt auf die hier gezeigte Zahnstange 18 ein Rückstellmoment in Richtung der Arretierstellung aus. Somit wird also durchgehend ein bestimmtes, durch die Rückstellfeder 50 hervorgerufenes Rückstellmoment auf die Zahnstange 18 und auch auf die andere Zahnstange 18 durch eine weitere, hier nicht dargestellte, analog ausgebildete, Rückstellfeder ausgeübt.
Mittels der erläuterten Einspannvorrichtung 10 ist es also auf einfache Weise möglich, ein Werkstück 12 besonders schnell an einer Werkbank 14 zu verspannen und die Verspannung auch wieder zu lösen.
Bezugszeichenliste

10: Einspannvorrichtung
12: Werkstück
14: Werkbank
16: Betätigungshebel
18: Zahnstange
20: Spannelement
22: Gehäuse
24: Verstellmechanismus
26: Querachse
27: Exzenter
30: zylindrisches Element
31: Arretiermechanismus
32: Vorsprung
34: Sperrklinke
36: Zahnrad
38: Hülse
40: Längsführung
42: Rastmechanismus
44: Auslöseelement
46: Hebel
48: Rückstellfeder
50: Rückstellfeder

Claims

Einspannvorrichtung (10) zum Verspannen eines Werkstücks (12), insbesondere an einer Werkbank (14), umfassend – zumindest eine Stange (18), welche mehrere in Längsrichtung der Stange (18) hintereinander angeordnete Radialschlitze aufweist, die sich jeweils nur entlang eines Teilumfangsbereichs der Stange (18) erstrecken; – eine Längsführung (40), innerhalb welcher die Stange (18) zwischen einer Arretierstellung und einer Freigabestellung um ihre Längsachse verdrehbar angeordnet ist; – einen an der Längsführung (40) angeordneten Rastmechanismus (42), welcher in der Freigabestellung mit keinem der Radialschlitze in Eingriff steht, und in der Arretierstellung mit zumindest einem der Radialschlitze in Eingriff steht; – ein Spannelement (20) zum Verspannen des Werkstücks (12), welches in Längsrichtung der Stange (18) relativ zur Stange (18) zwischen einer eingefahrenen Position und einer ausgefahrenen Spannposition bewegbar ist; – einen Verstellmechanismus (24), mittels welchem die Stange (18) und das Spannelement (20) derart miteinander gekoppelt sind, dass eine Bewegung des Spannelements (20) in die ausgefahrene Spannposition eine Verdrehung der Stange (18) in die Arretierstellung bewirkt; – einen zwischen einer Freigabeposition und einer Arretierposition verschwenkbaren Betätigungshebel (16) zum Betätigen des Verstellmechanismus (24).
Einspannvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellmechanismus (24) eine senkrecht zur Stange (18) angeordnete, um ihre Längsachse drehbare Querachse (26) aufweist, an welcher der Betätigungshebel (16) angeordnet und welche derart mit der Stange (18) gekoppelt ist, dass eine Verdrehung der Querachse (26) eine Verdrehung der Stange (18) bewirkt.
Einspannvorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Querachse (26) ein Exzenter (28) angeordnet ist, mittels welchem beim Verschwenken des Betätigungshebels (16) in seine Arretierposition das Spannelement (20) in die ausgefahrene Spannposition bewegbar ist.
Einspannvorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenter (28) derart an der Querachse (26) angeordnet ist und eine derartige Form aufweist, dass beim Verschwenken des Betätigungshebels (16) von seiner Freigabeposition in seine Arretierposition zuerst die Stange (18) zumindest teilweise in die Arretierstellung und erst danach das Spannelement (20) vollständig in die ausgefahrene Spannposition bewegt wird.
Einspannvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspannvorrichtung (10) einen Arretiermechanismus (31) zum Arretieren der Querachse (26) aufweist.
Einspannvorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Arretiermechanismus (31) einen Freilauf umfasst, welcher ein Verschwenken des Betätigungshebels (16) in Richtung seiner Arretierposition ermöglicht und ein Verschwenken des Betätigungshebels (16) in seine Freigabeposition verhindert.
Einspannvorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Betätigungshebel (16) ein Vorsprung (32) angeordnet ist, welcher eine Sperrklinge (34) des Freilaufs in radialer Richtung anhebt und den Freilauf freigibt, sobald der Betätigungshebel (16) in Richtung seiner Freigabeposition bewegt wird.
Einspannvorrichtung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungshebel (16) an einer Hülse (38) befestigt ist, welche mit einem vorgegebenen Spiel verdrehbar an der Querachse (26) angeordnet ist, an welcher zwei Mitnehmer angeordnet sind, welche bei Überschreiten des Spiels an der Hülse (38) anliegen.
Einspannvorrichtung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungshebel (16) einen ersten Teil und einen zweitel Teil aufweist, welcher gelenkig mit dem ersten Teil verbunden ist, wobei der erste Teil an der Querachse (26) und der Vorsprung (32) an dem zweiten Teil befestigt ist.
Einspannvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an der Querachse (26) ein Auslöseelement (44) angeordnet ist, welches beim Verschwenken des Betätigungshebels (16) in seine Arretierposition einen an der Stange (18) angeordneten Hebel (46) derart herunterdrückt, dass die Stange (18) in die Arretierstellung verdreht wird.
Einspannvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspannvorrichtung (10) eine an dem Spannelement (20) angebrachte Rückstellfeder (48) aufweist, welche eine Rückstellkraft in Richtung der eingefahrenen Position auf das Spannelement (20) ausübt.
Einspannvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspannvorrichtung (10) eine Rückstellfeder (50) aufweist, welche auf die Stange (18) ein Rückstellmoment in Richtung der Arretierstellung ausübt.
Einspannvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rastmechanismus (42) einen Freilauf aufweist, welcher in der Arretierstellung der Stange (18) eine Relativbewegung zwischen der Stange (18) und dem Rastmechanismus (42) in eine erste Richtung (auf den Tisch zu) ermöglicht und eine Relativbewegung zwischen der Stange (18) und dem Rastmechanismus (42) in eine zweite Richtung (von dem Tisch weg) unterbindet.
Werkbank (14) mit einer Einspannvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Werkbank (14) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsführung (40) an einer Unterseite von einer Tischplatte der Werkbank (14) angebracht ist.