DE19880089B4

DE19880089B4 - Spannwerkzeug, insbesondere Spannzwinge, Spannstock oder Spanntisch

Info

Publication number: DE19880089B4
Application number: DE19880089T
Authority: DE
Inventors: Stefan Blank; Zbigniew Noniewicz; Klemens Degen; Hans-Jürgen Schüller
Original assignee: Wolfcraft GmbH
Current assignee: Wolfcraft GmbH
Priority date: 1997-07-23
Filing date: 1998-06-26
Publication date: 2007-04-19
Anticipated expiration: 2018-06-27
Also published as: CA2304718C; US6578837B1; DE19731579A1; EP0997233A3; CN1136078C; EP0997233B1; AU8853298A; EP0997233A2; EP0997232B1; EP0997232A3; EP0998373B1; CN1899768A; CN100450719C; EP0998373A1; DE59806876D1; CA2586001A1; CN1389328A; DE59806061D1; CN100528490C; CA2586001C

Abstract

Spannwerkzeug, insbesondere Spannzwinge, Spannstock oder Spanntisch mit einer ersten (1) und einer zweiten Spannbacke (2), wobei die erste, an einer Zug- oder Schubstange (3) sitzende Spannbacke (1) gegenüber der zweiten Spannbacke (2) mittels einer auf einen gegen die Rückstellkraft (4) verlagerbaren Mitnahmeschieber wirkenden Hebelübertragung schrittweise in eine Richtung verlagerbar ist, und mit einer freigebbaren Rückdrücksperre, wobei sich die Hebelverhältnisse der Hebelübertragung bei zunehmender Spannkraft hin zu kleineren Verlagerungswegen ändern, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelübertragung einen verkürzbaren Wirkarm (36) eines Betätigungshebels (6) umfasst, welcher auf eine Beaufschlagungsfläche (9) des Mitnahmeschiebers wirkt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Spannwerkzeug gemäß Gattungsbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Spannwerkzeug ist aus der US 5,161,787 A vorbekannt. Dort wird eine C-förmige Spannzwinge beschrieben. Die Rücklaufsperre ist einem Auge des C-förmigen Werkzeuggrundkörpers zugeordnet, durch welches die Schubstange geführt ist. Die Vorrichtung besitzt ein von der C-förmigen Spannvorrichtung entfernbares Antriebsgehäuse, in welchem ein Mitnahmeschieber sitzt. Eine schwenkbar am Antriebsgehäuse angelenkte Handhabe bildet mit zwei verschieden starken Metallzungen eine Hebelübertragung aus.

Eine längere, am Mitnahmeschieber angreifende Metallzunge ist aus einem flexiblen Material und biegt sich bei höheren Spannkräften hin soweit durch, dass nach einem gewissen Leerdrehwinkel ein kürzerer Metallstreifen am Mitnahmeschieber angreift. Die Hebelverhältnisse der Hebelübertragung ändern sich hier derartig, dass bei zunehmender Spannkraft die Verlagerungswege des Mitnahmeschiebers kleiner werden. Hierdurch sind größere Spannkräfte auf das Werkstück erzielbar.

Ein Spannwerkzeug in Form einer Spannzwinge ist aus der deutschen Patent-anmeldung DE 3917473 A1 bekannt. Diese bekannte Spannzwinge besitzt eine bewegliche Spannbacke, welche am Ende einer Schubstange sitzt. Diese Spannbacke durchgreift ein Gehäuse, welches eine zweite, feste Spannbacke trägt. Aus dem Gehäuse ragt ein Handgriff ab. Mittels einer Handhabe, die schwenkbar am Gehäuse angeordnet ist, und die auf den Handgriff zu bewegt werden kann, kann die Schubstange so verlagert werden, dass die bewegliche Spannbacke schrittweise auf die feste Spannbacke zu bewegt wird. Handhabenseitig in Richtung auf die beiden Spannbacken besitzt die vorbekannte Spannzwinge eine freigebbare Rückdrücksperre in Form eines Klemmhebels. Diese soll verhindern, dass die bewegliche Spannbacke in Gegenrichtung verlagert werden kann. Mit einem freien Ende ragt dort der die Rückdrücksperre bildende Hebel aus dem Gehäuse heraus und kann verschwenkt werden, um die Rückdrücksperre freizugeben. In der freigegebenen Position lassen sich die beiden Spannbacken in Gegenrichtung auseinanderbewegen.

Aus der amerikanischen Patentschrift US 3,427,016 ist eine weitere Spannzwinge bekannt. Dort sitzt parallel zur Schubstange eine drehbare, verzahnte Stange, in welche ein Ende einer schwenkbaren Handhabe eingreift. Durch den Angriff in die Zähne können die beiden Spannbacken aufeinander zu bewegt werden. Hier liegen die beiden Spannbacken rückwärtig zur Betätigungshandhabe. Im Gehäuse sitzt zwar eine Sperrklinke, die als Rückdrücksperre wirkt. Diese soll aber selbst nicht lösbar sein. Zum Lösen der Rückdrücksperre muss die verzahnte Stange durch Angriff an einem an der beweglichen Backe sitzenden Hebel verdreht werden. Auch bei dieser Spannzwinge ist das Lösen der Rückdrücksperre verbesserungswürdig.

Aus der EP 0486455 A2 ist eine Kartuschenausdrückvorrichtung bekannt, bei der der Angriffspunkt eines Betätigungshebels auf der Beaufschlagungsfläche des Mitnahmeschiebers in verschiedenen Positionen voreingestellt werden kann, um dadurch die Hebelverhältnisse der Hebelübertragung zu variieren.

Bei der aus der DE 19512402 A1 vorbekannten Kartuschenausdrückvorrichtung können ebenfalls die Hebelverhältnisse voreingestellt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Spannwerkzeug gebrauchsvorteilhaft weiterzubilden.

Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung. Die Hebelübertragung ist ein verkürzbarer Wirkarm eines Betätigungshebels. Die Kraftübertragung auf den Mitnahmeschieber erfolgt jetzt nicht durch zwei. nacheinander in Wirkung tretende Federzungen, sondern von einem Betäti gungshebel, der einen Wirkarm besitzt, der sich bei zunehmender Spannkraft verkürzt.

Bei zunehmender Spannkraft, die steigt, wenn zwischen den beiden Spannbacken ein Werkstück eingeklemmt ist, verändern sich die Hebelverhältnisse der Hebelübertragung dahingehend, dass der Verlagerungsweg der Spannbacke kleiner wird und damit dem Hebelgesetz folgend die aufbringbare Kraft vergrößert wird. Das Verhältnis zwischen Lastarm und Kraftarm der Hebelübertragung ist zugunsten einer, bei auftretender Last sich vergrößernder Spannkraft variabel. Die sich verändernden Hebelverhältnisse werden vorzugsweise dadurch realisiert, dass der Wirkarm, welcher auf die Zug- oder Schubstange wirkt, ein verkürzbarer Arm eines Betätigungshebels ist. Der verkürzbare Wirkarm kann dabei eine Beaufschlagungsfläche des Mitnahmeschiebers beaufschlagen. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Verkürzbarkeit des Wirkarmes dadurch erzielt ist, daß der Betätigungshebel einen veränderbaren Lagerpunkt ausbildet. Dieser veränderbaxe Lagerpunkt kann bspw. dadurch realisiert sein, daß die Schwenklagerung des Betätigungshebels durch einen ortsfesten Lagerzapfen ausgebildet ist und der Betätigungshebel mit einem Langloch auf diesem Lagerzapfen sitzt, so daß sich der Betätigungshebel lastabhängig verschieben kann. Das Langloch erstreckt sich dabei in Hebel-erstreckungsrichtung. Vorzugsweise ist der Betätigungshebel zweiarmig ausgebildet. Wird der erste Arm von dem Wirkarm ausgebildet, so kann der zweite Arm von der Handhabe schwenkbar ausgebildet sein. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Wirkarm in Beaufschlagungsrichtung federvorgespannt ist. Bei einem sich erhöhendem Widerstand drückt der Wirkarm auf die vorgespannte Feder. Bei Überschreitung der Federspannung kann sich der Wirkarm verlagern und damit verkürzen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 ein erfindungsgemäßes Spannwerkzeug in der Ausgestaltung einer Spannzwinge in einer ersten, unverspannten Stellung;
2 eine Folgedarstellung der 1 bei betätigter Griffhandhabe im angespannten Zustand;
3 eine Darstellung bei teilbetätigter Handhabenbetätigung, wobei die beiden Spannbacken unter Einspannung eines Werkstückes auf Block zusammengefahren sind;
4 eine Folgedarstellung zu 3, bei weiterbetätigter Griffhandhabe und verkürztem Griffarm;
5 eine Folgedarstellung der 4, wobei im verspannten Zustand die Rückdrücksperre freigegeben ist;
6 eine Folgedarstellung von 5, wobei die Spannbacken durch Betätigung der Rückdrücksperre in freigaberichtung auseinanderfahren;
7 eine Molltagevariante bei der das Spannwerkzeug als Spreizzwinge ausgebildet ist;
8 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
9 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Spannzwinge besitzt eine erste Spannbacke 1 und eine zweite Spannbacke 2. Die erste Spannbacke 1 ist über lösbare Verbindungen, bspw. Steckverbindungen, Schrauben oder dergleichen mit dem einen Ende 3' der Zug- oder Schubstange 3 fest verbunden. Die Spannbacke 2 besitzt ein Schrittgetriebegehäuse, welches von der Schubstange 3 durchsetzt ist.
Das Schrittgetriebegehäuse setzt sich fort in einem Griffteil 33. Am Ansatzbereich des Griffteiles 33 befindet sich eine Drehachse 32, um welche eine Handhabe 10 von einer abgewinkelten Abstandsstellung schwenkbar ist in eine Anlagestellung an das Griffteil 33. Benachbart zur Handhabe 10 ragt aus dem Getriebegehäuse ein Arm eines Freigabehebels 15 heraus, welcher mittels einer Druckfeder 34 dem Gehäuse gegenüber abgefedert ist. In der Ruhestellung beaufschlagt der Wirkarm 18 des Freigabehebels 15 einen ortsfesten Anschlag 35. Der Wirkarm 18 besitzt eine Höhlung, durch welche die Zug- oder Schubstange 3 verläuft. Parallel zum Wirkarm 18 des Freigabehebels 15, welcher um den Lagerstift 16 schwenkbar ist, liegt ein Sperrschieber 14, an welchem an seiner Angriffsseite 19 eine Rückstellfeder 17 angreift und den Sperrschieber 14 entgegen Verlagerungsrichtung der Zug- oder Schubstange 3 beaufschlagt. Die Gegenseite 20 des Sperrschiebers 14 ruht in der Ruhestellung gegen einen ortsfesten Anschlag 24.
Die Handhabe 10 besitzt eine Höhlung 13. Sie ist im Bereich der Höhlung 13 U-förmig ausgestaltet. In diese Höhlung greift der zweite Arm 7 eines Betätigungshebels 6 ein. Der Betätigungshebel 6 besitzt eine winkelförmige Gestalt und beaufschlagt mit seinem zweiten Arm 6', welcher einen Wirkarm ausbildet, eine Beaufschlagungsfläche 9 eines Mitnahmeschiebers.
Der Mitnahmeschieber 5 besitzt ebenso wie der Sperrschieber 14 eine Öffnung, durch welche die Zug- oder Schubstange 3 ragt. Ebenso wie die entsprechende Öffnung des Sperrschiebers 14 besitzt die Öffnung des Mitnahmeschiebers 5 Kanten, um sich mit der Zug- oder Schubstange 3 verkanten zu können.
In der Ruhestellung wird der Mitnahmeschieber 5 mittels einer von der Zug- oder Schubstange durchsetzten Druckfeder 4, welche sich auf den Anschlägen 35 abstützt gegen die Anschläge 22, 23 derartig gepreßt, daß die Schubstange 3 frei durch die Öffnung des Mitnahmeschiebers 5 gleiten kann. Zufolge der Vorspannung des Mitnahmeschiebers und der damit einhergehenden Verkantung mit den Schmalkanten der Zug- oder Schubstange 3 ist eine Verlagerung der Schubstange 3 lediglich in Pfeilrichtung möglich.
Das Langloch 11, welches etwa im Scheitel des stumpfwinkligen Betätigungshebel 6 angeordnet ist, liegt etwa in Erstreckungsrichtung des Betätigungshebels 6 und wird von einem ortsfesten Lagerzapfen 8 durchsetzt. Auf der Seite des zweiten Armes greift eine Vorspannfeder 12 an, die im wesentlichen in Richtung der Erstreckung des Langloches wirkt und zwar so, daß ohne Gegenkraft der Wirkarm 36 seine größte Länge besitzt.
Wird die Betätigungshandhabe 10, wie in 2 dargestellt ist, gegen das Griffteil 33 verlagert, so spannt sich einerseits die Vorspannfeder 12 und andererseits wird durch die Verschwenkung des Wirkarmes 36 der Mitnahmeschieber 5 vom Armende 31 an seiner Beaufschlagungsfläche 9 beaufschlagt und gegen die Druckfeder 4 verlagert. Zufolge der Verkantung 27, 28 wird bei dieser Handhabenbetätigung die Zug- oder Schubstange 3 in Pfeilrichtung verlagert.
Wird die Handhabe gelöst, so verlagert sich der Betätigungshebel 6 zurück. Die Feder 4 rückverlagert den Mitnahmeschieber 5 in die Ruhestellung.
Während dieser Rückverlagerung des Mitnahmeschiebers 5 bleibt die Zug- oder Schubstange unverlagert, da deren Verlagerung entgegen Pfeilrichtung zufolge der Verkantung 25, 26 des Sperrschiebers 14 mit der Zug- oder Schubstange 3 gesperrt ist. Fahren, wie in 3 dargestellt die beiden Spannbacken 1, 2 unter Einspannung eines Werkstückes 29 auf Block, so vergrößert sich die aufzubringende Kraft, um die Zug- oder Schubstange 3 gegenüber der Spannbacke zu verlagern. Von der Handhabe 10 muß eine größere Kraft aufgebracht werden. Diese Kraft wird übertragen auf den Betätigungshebel 6. Durch die sich vergrößernde Kraftkomponente in Richtung des Langloches 11 wird die Vorspannung der Feder 12 überwunden, so daß das Langloch 11 über den Lagerzapfen 8 gleiten kann, was eine Verkürzung des Hebelarmes 36 zur Folge hat. Einhergehend damit gleitet der Fortsatz 30 in der Höhlung 13 der Handhabe. Zufolge dieser Hebelverkürzung des Wirkarmes 36 kann mittels des gleichbleibenden Hebelarmes der Handhabe 10 eine größere Kraft auf die Beaufschlagungsfläche 9 aufgebracht werden, so daß mit gleichem Kraftaufwand eine größere Spannkraft zwischen den beiden Spannbacken 1 und 2 erzielbar ist, andererseits aber gewährleistet ist, daß im kraftfreien Betrieb eine hohe Schrittweite bei Handhabenbetätigung gewährleistet ist.
Der Sperrschieber 14 kann ebenso wie der Mitnahmeschieber 5 durch Handhabenbetätigung in Pfeilrichtung gegenüber dem Gehäuse verlagert werden. Die Verlagerung des Sperrschiebers 4 erfolgt durch Betätigung des Freigabehebels 15. Der Freigabehebel 15 liegt so vor der Handhabe 10, daß er von den Fingern einer in den Freiraum zwischen Handhabe 10 und Griff 33 gebrachten, die Handhabe 10 griffartig fassenden Hand betätigt werden kann. Eine Freigabe ist damit auch möglich, wenn ein Werkstück sich bis über die Schubstange 3 erstreckt und unmittelbar vor dem etwa in Flucht zur festen Backe 2 liegenden Griff 33 liegt. Insbesondere, wenn das Werkstück in Anlage tritt zu dem Griff 33, es etwa dann möglich ist, wenn die Spannzwinge in der in 7 dargestellten Dehnfunktion arbeitet, kann der Griff nicht mehr umfaßt werden. In der in 7 dargestellten Dehnfunktion erweist sich die in fluchtartiger Verlängerung zur festen Spannbacke 2 arbragende Randkante des Griffes 33 sogar als vorteilhaft, da diese als zusätzliche Anlagefläche an ein Werkstück dienen kann.
Trotz der Beeinträchtigung des Zuganges des Griffes durch eine derartige Werkstückanlage ist eine Betätigung der Handhabe 10 und des Freigabehebels 15 aber dennoch problemlos möglich. Der Freigabehebel 15 liegt etwa diagonaler Gegenüberlage zur festen Spannbacke 2 am Gehäuse. Er wirkt derart auf den Sperrschieber 14, daß die Beaufschlagung des Sperrschiebers 14 mit dem Arm 18 des Freigabehebels 1 die Verkantstellung aufgehoben wird und der Sperrschieber 14 frei über die Zug- oder Schubstange 3 gleiten kann. Hierzu greift der Arm 18 an der Angriffsseite 19 des Sperrschiebers 14 an, auf welcher Seite auch die Rückstellfeder 17 angreift. Durch Verlagerung des Sperrschiebers 14 in Richtung des Pfeiles wird die Rückstellfeder 17 gespannt. Wird der Freigabehebel 15 losgelassen, so zieht die Rückstellfeder an der Angriffsseite 19 den Sperrschieber 14 entgegen Pfeilrichtung. Diese einseitige Belastung des Freigabehebels 15 bewirkt eine Verkantung 25, 26 an den gegenüberliegenden Öffnungsseiten des Sperrschiebers 14. Einhergehend damit verklemmt sich der Sperrschieber 14 auf der Zug- oder Schubstange 3, so daß die Schubstange 3 entgegen Pfeilrichtung von der Rückstellfeder 17 mitgenommen wird, so daß die beiden Spannbacken 1, 2 auseinanderbewegt werden.
Bei der in 7 dargestellten Dehnfunktionsstellung befindet sich die bewegliche Spannbacke 1 an gegenüberliegenden Enden 3'' der Schubstange 3.
Das in 8 dargestellte Ausführrgsbeispiel funktioniert in identischer Weise wie das in den 1 bis 7 dargestellte Ausführunsbeispiel, lediglich die Gehäuseform ist anders ausgebildet und die Rückstellfeder 17 ist etwas verkürzt. Auch hier ist der um den Lagerstift 16 schwenkbare Freigabehebel 15 gabelförmig ausgebildet und bildet einen Fortsatz 21 aus, welcher einen Anschlag ausbildet, um die Gegenseite 20 des Sperrschiebers 14 gegen den ortsfesten Anschlag 24 zu drücken.
Auch bei dieser Version geht der Rücken des Griffes 33 in einen zurückspringenden Abschnitt über, aus welchem die Schubstange 3 ragt. Wie bei der in den 1–7 dargestellten Ausführungsform ist der der Schubstange 3 benachbarte zurückspringende Abschnitt geringer zum Freigabehebel 15 beabstandet als der Rücken des Griffes 33.
Das vorbeschriebene Getriebe kann nicht nur an einer Einhandspannzwinge Anwendung finden, sondern an jeder Art von Spannstock und insbesondere an einem Spanntisch. Bei der Anwendung an einem Spanntisch ist vorgesehen, daß die Spannbacken auf zwei parallel zueinanderliegenden Holmen quer dazu liegend, in Parallelrichtung zu den Holmen geführt sind und jeder Holm ein vorbeschriebenes Spanngetriebe aufweist. Die Betätigung kann dabei insbesondere über ein Fußpedal erfolgen.
Das in 9 dargestellte Ausführungsbeispiel zeichnet sich durch eine ansprechend gestaltete Gehäuseform aus. Auch hier liegen die Anlenkpunkte von Freigabehebel 15 und Handhabe 10 auf der gegenüberliegenden Seite der Spannbacken 1, 2 und auf derselben Seite, wie die aus dem Gehäuse herausragenden Hebel 10, 15. Auch hier ragen Griff 33, Handhabe 10 und Freigabehebel 15 seperat und frei vom Gehäuse ab. Während der Handgriff 33 in direkter Gegenüberlage zur festen Spannbacke liegt; liegt der Freigabehebel in diagonaler Gegenüberlage zur festen Spannbacke. Auch hier. verlagert sich beim Spannen die Schubstange bzw, die bewegliche Backe 1 in entgegengesetzter Richtung zur Betätigungsrichtung der Handhabe 10. Auch diese Variante erlaubt eine Montage der beweglichen Spannbacke 1 auf der gegenüberliegenden Seite 3'' der Schubstange 3. In dieser Stellung kann der den Griff ausbildende, vom Gehäuse abragende Arm 33 in Kombination mit der festen Backe 2 eine Stützfunktion ausüben.

Claims

Spannwerkzeug, insbesondere Spannzwinge, Spannstock oder Spanntisch mit einer ersten (1) und einer zweiten Spannbacke (2), wobei die erste, an einer Zug- oder Schubstange (3) sitzende Spannbacke (1) gegenüber der zweiten Spannbacke (2) mittels einer auf einen gegen die Rückstellkraft (4) verlagerbaren Mitnahmeschieber wirkenden Hebelübertragung schrittweise in eine Richtung verlagerbar ist, und mit einer freigebbaren Rückdrücksperre, wobei sich die Hebelverhältnisse der Hebelübertragung bei zunehmender Spannkraft hin zu kleineren Verlagerungswegen ändern, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelübertragung einen verkürzbaren Wirkarm (36) eines Betätigungshebels (6) umfasst, welcher auf eine Beaufschlagungsfläche (9) des Mitnahmeschiebers wirkt.
Spannwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungshebel (6) einen veränderbaren Lagerpunkt (8, 11) besitzt.
Spannwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungshebel (6) eine als Langloch (11) ausgebildete Lageröffnung besitzt, welche von einem gehäusefesten Lagerzapfen (8) durchsetzt ist.
Spannwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungshebel (6) zweiarmig ausgebildet ist und der dem Wirkarm (36) gegenüberliegende zweite Arm (7) von einer Handhabe (10) schwenkbar ist.
Spannwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkarm (36) in Beaufschlagungsrichtung federvorgespannt ist und sich beim Überschreiten der Federvorspannung ver kürzt.
Spannwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungshebel (6) ein Winkelhebel ist, dessen verschiebbares Lager (8, 11) im Winkelscheitel angeordnet ist.
Spannwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannbacke (1) wahlweise an einem der beiden Enden (3', 3'') der Zug- oder Schubstange (3) befestigbar ist.
Spannwerkzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Arm (7) des Betätigungshebels (6) von der Feder (12) in Veränderungsrichtung des Lagerpunktes belastet ist.
Spannwerkzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Arm (7) in einer Höhlung (13) der als Hebel ausgebildeten Handhabe (10) gleitend einliegt.