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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft ein Spannwerkzeug, mittels dessen ein Werkstück bspw.
- – unmittelbar gegen eine Spannfläche, insbesondere eines Spanntisches oder einer Spannplatte, gespannt werden kann, um das Werkstück zu fixieren, oder
- – mittelbar, insbesondere über eine von dem Spannwerkzeug gespannte Spannkette, zum Fixieren gegen die Spannfläche gespannt werden kann.
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Derartige Spannwerkzeuge müssen robust und langlebig sein, bei verhältnismäßig kleinen (insbesondere manuell über Betätigungswerkzeuge applizierten) Betätigungskräften große Spannkräfte erzeugen und sich durch eine einfache, aber dennoch betriebssichere Bedienung auszeichnen, was auch für das Verbinden des Spannwerkzeugs mit einem Spanntisch, die Herbeiführung der Wirkverbindung zwischen dem Spannwerkzeug und dem Werkstück oder einer Spannkette und das Betätigen zum Spannen des Spannwerkzeugs geltend muss. Möglich ist, dass mit derartigen Spannwerkzeugen Spannkräfte erzeugt werden können, welche bis zu 20 kN, 40 kN, 60 kN oder sogar 90 kN betragen können.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Lagerkörperteil für ein derartiges Spannwerkzeug.
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STAND DER TECHNIK
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CH 597 976 A5 offenbart ein Spannwerkzeug, welches einen Fuß aufweist, der in einem Querschnitt einen Nutenstein, der mit einem Spanntisch verschraubt ist und einen Kopplungsquerschnitt in Form eines umgekehrten T aufweist, umgreift. Ein sich nach oben erstreckender Mittelsteg des Fußes weist eine in Richtung einer Schwenkachse orientierte Durchgangsbohrung auf, in die ein Lagerbolzen eingesetzt ist. Der Lagerbolzen ist über eine Madenschraube an dem Mittelsteg fixiert. Der Lagerbolzen bildet auf beiden Seiten aus dem Mittelsteg hervorstehende Lagerzapfen. Ein Spannhebel verfügt über zwei parallele Seitenwangen, die Lageraugen ausbilden, in welchen die Lagerzapfen verschwenkbar angeordnet sind. Über eine in einem Endbereich des Spannhebels angelenkte Spannschraube kann der Spannhebel gegenüber dem Fuß und dem Mittelsteg verschwenkt werden, womit zwischen dem anderen Endbereich des Spannhebels und dem Spanntisch ein Werkstück verspannt werden kann.
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Ein aus
EP 0 391 346 B1 bekanntes Spannwerkzeug verfügt über eine Spannschiene. Die Spannschiene weist hier mindestens eine Bohrung auf, über die die Spannschiene mit einem T-Nutenstein eine Spanntisches oder einer Spannplatte verschraubt und damit an dem Spanntisch oder der Spannplatte fixiert werden kann. Die Spannschiene verfügt über eine nach oben offene Längsausnehmung, die im Querschnitt ungefähr einem umgekehrten T entspricht. In die Längsausnehmung ist von der Stirnseite ein Spannhebel einschiebbar. Der Spannhebel erstreckt sich entlang des Vertikalschenkels des T der Längsausnehmung aus der Spannschiene heraus. Der Spannhebel bildet integral auf beiden Seiten laterale Lagerzapfen aus, die in den Querschenkeln des T der Längsausnehmung geführt sind. Die Führung erfolgt derart, dass einerseits eine Verschiebung des Spannhebels in Längsrichtung der Spannschiene möglich ist und andererseits eine Verschwenkung des Spannhebels um eine von den Lagerzapfen vorgegebene Schwenkachse gegenüber der Spannschiene möglich ist. Der Spannhebel bildet ein hinteres Spannhebelteil, in welchen in einem Endbereich eine Spannschraube eingeschraubt ist. Ein vorderes Spannhebelteil des Spannhebels bildet eine Spannbacke für das Werkstück oder dient einer Anlenkung einer Spannkette. Mit dem Einschrauben der Spannschraube in den Spannhebel kommt eine Stirnseite der Spannschraube zur Anlage an einen Spannfläche im Bereich des Bodens der Längsausnehmung der Spannschiene. Das weitere Einschrauben der Spannschraube führt zu einer Verschwenkung des Spannhebels und damit einem Verspannen des Werkstücks im Bereich der Spannbacke.
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In
EP 0 714 734 B1 wird vorgeschlagen, die Gewährleistung der Längsverschiebung des Spannhebels gegenüber der Spannschiene von der Gewährleistung der Verschwenkung des Spannhebels zu trennen. Hierzu wird vorgeschlagen, dass der Spannhebel nicht unmittelbar verschwenkbar an der Spannschiene abgestützt ist, sondern vielmehr die verschwenkbare Lagerung des Spannhebels an einem Lagerkörper erfolgt, der hier als Lagerschuh ausgebildet ist. Der Lagerschuh ist in der T-förmigen Ausnehmung der Spannschiene in Längsrichtung geführt. Neben der schwenkbaren Lagerung des Spannhebels dient der Lagerschuh auch der Abstützung der Spannschraube im Bereich einer Spannfläche des Lagerschuhs für die Erzeugung der Spannkraft. Für eine Ausführungsform gemäß
EP 0 714 734 B1 , welche den nächstliegenden Stand der Technik bildet, verfügt der Lagerschuh über eine horizontale Platte, welche verschieblich in der Spannschiene geführt ist. Von der horizontalen Platte erstreckt sich ein Mittelsteg vertikal nach oben. Von dem Mittelsteg erstrecken sich wiederum zwei Lagerzapfen einstückig lateral nach außen. Der Spannhebel verfügt auf seiner Unterseite über eine komplex geformte Ausnehmung, welche nach unten in der hinteren Hälfte durch zwei parallele, kreisbogenförmige Lagerarme des Spannhebels geschlossen ist. Die Lagerarme sind frei auskragend ausgebildet mit freien Endbereichen. Oberseiten der Lagerarme bilden Lagerschalen für die Lagerzapfen des Spannschuhs aus. Der Lagerschuh kann mit dem Mittelsteg und den Lagerzapfen vor den Lagerarmen in die Ausnehmung des Spannhebels eingeführt werden und dann in der Ausnehmung nach hinten geführt werden, sodass die Lagerzapfen mit ihren Unterseiten zur Anlage kommen an die Lagerschalen.
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Weiterer Stand der Technik zu Spannwerkzeugen ist insbesondere aus den Druckschriften
EP 1 955 816 A2 ,
EP 2 001 638 B1 ,
US 4,470,586 A ,
CH 463 244 A5 ,
DE 28 08 667 C2 ,
CH 450 871 A5 ,
DE 30 03 626 A1 ,
DE 89 04 096 U ,
FR 2 463 408 A2 ,
FR 2 767 730 B1 ,
US 1,490,063 A ,
US 2,872,854 A und
US 4,432,538 A bekannt und in der nicht vorveröffentlichten Europäischen Patentanmeldung
EP 16 173 983.4 beschrieben.
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Spannwerkzeug sowie ein Lagerkörperteil für ein Spannwerkzeug vorzuschlagen, welches insbesondere hinsichtlich der Herstellung, der Montage, des Fertigungsaufwandes, des Materialeinsatzes, der Kraftverhältnisse und/oder der maximalen Spannkraft verbessert ist.
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LÖSUNG
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Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Schutzansprüche gelöst. Weitere bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind den abhängigen Schutzansprüchen zu entnehmen.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Erfindungsgemäß wird ein Spannwerkzeug vorgeschlagen, welches über eine (lose, bspw. mit einer Spannplatte oder einem Spanntisch verschraubbare) Spannschiene, einen Spannhebel sowie einen Lagerkörper, an dem der Spannhebel verschwenkbar um eine Schwenkachse gelagert ist und der verschieblich in der Spannschiene geführt ist, verfügt. Vorzugsweise sind in dem Spannwerkzeug ausschließlich die Spannschiene, der Spannhebel, der Lagerkörper und eine Spannschraube (mit den zugeordneten Verbindungs- oder Lagerelementen zwischen diesen) für die Erzeugung der Spannkraft zuständig.
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Der Lagerkörper des erfindungsgemäßen Spannwerkzeugs weist mindestens eine konvexe Spannhebel-Lagerfläche und zwei (beispielsweise ebene) Spannschienen-Lagerflächen auf. Hierbei ist die mindestens eine konvexe Spannhebel-Lagerfläche (bei Blickrichtung in Richtung der Schwenkachse des Spannhebels) zwischen den beiden Spannschienen-Lagerflächen angeordnet. In diesem Fall weist der Spannhebel mindestens eine konkave Lagerfläche auf. Somit erfolgt die Lagerung des Spannhebels nicht über zwei integrale, sich lateral erstreckende Lagerzapfen mit konvexen Lagerflächen, die in konkaven Spannhebel-Lagerflächen beispielsweise eines als Spannschuh ausgebildeten Lagerkörpers gelagert sind. Vielmehr ist der Spannhebel über die mindestens eine konkave Lagerfläche drehbar um die Schwenkachse an der konvexen Spannhebel-Lagerfläche des Lagerkörpers abgestützt. Auf diese Weise kann die Verschwenkbarkeit des Spannhebels gewährleistet sein. Darüber hinaus ist der Lagerkörper über die Spannschienen-Lagerflächen des Lagerkörpers verschieblich in der Spannschiene geführt, wobei ergänzend über die Spannschienen-Lagerflächen die Abstützung des Lagerkörpers an der Spannschiene (nach oben, ggf. auch mit einer lateralen Führung) erfolgen kann.
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Während für die eingangs erläuterte, aus
EP 0 714 734 B1 bekannte Ausführungsform ein Einsetzen des Lagerschuhs mit dem Mittelsteg und den Lagerzapfen von unten in eine komplex geformte Ausnehmung erfolgen muss mit einer anschließenden Bewegung des Mittelstegs mit den Lagerzapfen nach hinten hinter die Lagerarme des Spannhebels, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Lagerkörper in Richtung der Schwenkachse in den Spannhebel eingesetzt ist. Erfindungsgemäß wird die Montage des Lagerkörpers mit dem Spannhebel somit modifiziert oder vereinfacht. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann auch der Gestaltungsspielraum für eine Ausnehmung des Spannhebels zum Einsetzen des Lagerkörpers erweitert werden, womit insbesondere auch eine komplex geformte Ausnehmung entsprechend
EP 0 714 734 B1 entbehrlich ist und sich somit eine Fertigung des Spannhebels vereinfachen kann.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Spannhebel mindestens eine Ausnehmung auf, die in einem Querschnitt quer zur Schwenkachse randgeschlossen ist. Die Ausnehmung bildet die oder eine konkave Lagerfläche aus, über die der Spannhebel drehbar um die Schwenkachse an der konvexen Spannhebel-Lagerfläche des Lagerkörpers abgestützt ist. Ist der Lagerkörper in Richtung der Schwenkachse in den Spannhebel, nämlich die randgeschlossene Ausnehmung des Spannhebels, eingesetzt, kann dieser auch lediglich in Richtung der Schwenkachse wieder aus der Ausnehmung des Spannhebels entfernt werden. Dies kann vorteilhaft sein für die Montage des erfindungsgemäßen Spannwerkzeugs, für welche zunächst der Lagerkörper in die Ausnehmung des Spannhebels eingesetzt wird und dann der Spannhebel mit hierin angeordnetem Lagerkörper in die Spannschiene eingesetzt wird, wobei dann der Lagerkörper ausschließlich oder zusätzlich zu weiteren Sicherungseinrichtungen gegenüber einem Austritt aus der Ausnehmung des Spannhebels in Richtung der Schwenkachse durch Wandungen der Spannschiene gehindert sein kann. Andererseits können durch Verwendung einer randgeschlossenen Ausnehmung des Spannhebels frei auskragende Lagerarme, wie diese aus
EP 0 714 734 B1 bekannt sind, vermieden werden. Erfindungsgemäß können die Lagerschalen oder etwaige diese ausbildende Lagerarme in beiden Endbereichen an den Grundkörper des Spannhebels angebunden sein, womit sich die Steifigkeit und Festigkeit der Abstützung erhöht.
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Für die Gestaltung einerseits der konvexen Spannhebel-Lagerfläche des Lagerkörpers und andererseits der konkaven Lagerfläche des Spannhebels gibt es vielfältige Möglichkeiten. Durchaus möglich ist, dass die konvexe Spannhebel-Lagerfläche und die konkave Lagerfläche mit entsprechenden zylindrischen Querschnitten ausgebildet sind, welche eine Verschwenkung des Lagerkörpers gegenüber dem Spannhebel auch unter hohen Lasten ermöglichen. Möglich ist aber auch, dass die konvexe Spannhebel-Lagerfläche des Spannhebels und die konkave Lagerfläche des Spannhebels zylindrisch mit unterschiedlichen Durchmessern ausgebildet sind, wobei der Durchmesser der konvexen Spannhebel-Lagerfläche kleiner ist als der der konkaven Lagerfläche. Des Weiteren schlägt die Erfindung auch Ausführungsformen vor, bei welchen die konvexe Spannhebel-Lagerfläche des Lagerkörpers und/oder die konkave Lagerfläche des Spannhebels lediglich teilzylindrisch sind/ist, wobei auch dann das zuvor Gesagte hinsichtlich der möglichen Durchmesser gilt.
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Für eine besondere Ausgestaltung weist die Ausnehmung des Spannhebels in dem Querschnitt quer zur Schwenkachse nicht einen zylindrischen bzw. kreisförmigen Teilquerschnitt, sondern vielmehr einen beliebig geformten, beispielsweise eiförmigen Querschnitt auf. Für diese Ausgestaltung verfügt die Ausnehmung des Spannhebels vorzugsweise über zwei unterschiedliche Teilquerschnitte:
- – In einem ersten teilzylindrischen Teilquerschnitt entspricht der Radius der Ausnehmung des Spannhebels dem Radius eines zylindrischen oder teilzylindrischen Scheibenkörpers des Lagerkörpers, worunter eine Spiel- oder Übergangspassung verstanden wird, welche eine Verschwenkung des zumindest teilzylindrischen Scheibenkörpers in der konkaven Lagerfläche des Spannhebels ermöglicht bei großflächiger Kontaktfläche zwischen dem Scheibenkörper des Lagerkörpers und der Lagerfläche des Spannhebels. Dieser teilzylindrische erste Teilquerschnitt ist auf der Unterseite der Ausnehmung des Spannhebels angeordnet.
- – In einem zweiten Teilquerschnitt bildet die Ausnehmung des Spannhebels einen Zwischenraum mit dem Lagerkörper aus, wenn der Lagerkörper mit dem Scheibenkörper an der von dem ersten Teilquerschnitt ausgebildeten konkaven Lagerfläche des Spannhebels anliegt. Der Zwischenraum kann hierbei beliebig geformt sein. Möglich ist beispielsweise, dass der zweite Teilquerschnitt ebenfalls teilzylindrisch ausgebildet ist, wobei dieser dann aber einen größeren Durchmesser aufweist als der teilzylindrische erste Teilquerschnitt und dann ein entsprechender Übergangsbereich zwischen den beiden Teilquerschnitten vorhanden ist. Dieser Ausgestaltung liegt insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass sich infolge der hohen auf den Spannhebel wirkenden Kräfte im Betrieb des Spannwerkzeugs die Querschnittskontur der Ausnehmung des Spannhebels verändern kann. Verfügt die Ausnehmung über einen zylindrischen Querschnitt, kann die Verformung dazu führen, dass die Ausnehmung in einen nicht zylindrischen Querschnitt verformt wird, womit sich die Reibung zwischen dem Scheibenkörper des Lagerkörpers und der Ausnehmung des Spannhebels erhöhen würde und es schlimmstenfalls zu einem Verklemmen des Scheibenkörpers in der Ausnehmung des Spannhebels kommen kann. Dies wird erfindungsgemäß durch den Zwischenraum in dem zweiten Teilquerschnitt gewährleistet, so dass der Zwischenraum eine Art "Verformungsreserve" bereitstellt, die ein Verklemmen des Scheibenkörpers des Lagerkörpers in der Ausnehmung des Spannhebels verringert oder vermeidet.
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Für die Erstreckung des ersten Teilquerschnitts in Umfangsrichtung des Scheibenkörpers gibt es vielfältige Möglichkeiten. Vorzugsweise beträgt die Erstreckung in Umfangsrichtung weniger als 180°. Untersuchungen der Anmelderin haben gezeigt, dass insbesondere für einen Umfangswinkel α des ersten Teilquerschnitts im Bereich von 120° bis 150° eine Gewährleistung der erforderlichen Schwenkwinkel des Spannhebels, eine großflächige Kontaktfläche zwischen dem Scheibenkörper des Lagerkörpers und dem Spannhebel und eine zuverlässige Vermeidung eines Einklemmens des Scheibenkörpers gewährleistet werden kann.
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Je nach Gestaltung des Lagerkörpers ist es möglich, dass die mindestens eine konvexe Spannhebel-Lagerfläche, insbesondere über einen Mittelsteg des Lagerkörpers oder einen entsprechenden Verbindungsbereich, aus der Spannschiene herausgeführt ist, womit dann auch die Schwenkachse des Spannhebels oberhalb der Spannschiene angeordnet ist. Für eine besonders kompakte Ausgestaltung des Spannhebels wird vorgeschlagen, dass die mindestens eine konvexe Spannhebel-Lagerfläche und die beiden Spannschienen-Lagerflächen im Inneren der Spannschiene angeordnet sind.
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Für die Verbindung zwischen dem Lagerkörper mit dem Spannhebel gibt es vielfältige Möglichkeiten. So kann beispielsweise der Lagerkörper lose in den Spannhebel eingesetzt sein und erst mit der Montage des Spannhebels mit dem darin angeordneten Lagerkörper mit der Spannschiene gegen einen Austritt aus dem Spannhebel gesichert werden. Eine Montage des Spannhebels mit dem darin angeordneten Lagerkörper kann vereinfacht werden, wenn über eine beliebige Sicherungseinrichtung der Lagerkörper in dem Spannhebel gesichert ist. Für einen Vorschlag der Erfindung ist der Lagerkörper mit dem Spannhebel lösbar verrastet oder verriegelt. Um lediglich ein nicht beschränkendes Beispiel zu nennen, kann zur Verrastung des Lagerkörpers in dem Spannhebel ein Runddrahtring Einsatz finden, welcher formschlüssig in einer Nut jeweils des Lagerkörpers und des Spannhebels angeordnet ist und bei Aufbringung entsprechender Montage- oder Demontagekräfte seinen Durchmesser so ändert, dass dieser aus einer der genannten Nuten austreten kann, womit die Montage bzw. Demontage möglich ist. Möglich ist aber beispielsweise auch, dass die Sicherungseinrichtung eine Schraube, insbesondere eine Madenschraube oder ein Gewindestift, ist, mittels welcher der Spannhebel mit dem Lagerkörper verschraubt ist. So kann beispielsweise der Lagerkörper eine quer zur Schwenkachse orientierte Sackloch-Gewindebohrung aufweisen, während der Lagerkörper auf der Unterseite eine in der montierten Stellung mit der Sackloch-Gewindebohrung fluchtende Durchgangsausnehmung oder Durchgangsbohrung aufweist. Durch diese kann dann die Schraube in der montierten Stellung des Lagerkörpers in der Ausnehmung des Spannhebels mit der Sackloch-Gewindebohrung verschraubt werden. Ein aus der Sackloch-Gewindebohrung herausstehender Kopf oder ein Endbereich der Schraube kann dann mit oder ohne Spiel den Lagerkörper in der Ausnehmung des Spannhebels axial und/oder gegen eine Verdrehung sichern, da der Kopf oder Endbereich der Schraube zwischen den Begrenzungsflächen der Durchgangsbohrung oder Durchgangsausnehmung des Spannhebels gefangen ist. Hierbei kann über die Formgebungen und/oder Dimensionierungen einerseits des Kopfes oder Endbereich ist der Schraube und andererseits der Durchgangsausnehmung oder Durchgangsbohrung des Spannhebels die Größe eines etwaigen Spiels in axialer Richtung und/oder hinsichtlich einer Verdrehung konstruktiv vorgegeben werden. Um lediglich ein weiteres nicht beschränkendes Beispiel zu nennen kann auch eine Schraube, insbesondere eine Madenschraube, in ein Durchgangsgewinde des Spannhebels eingeschraubt sein, wobei eine innenliegende Stirnseite der Schraube formschlüssig in eine Ausnehmung oder Nut des Lagerkörpers oder Lagerkörperteils eingreifen kann. Für den Fall, dass zwei Lagerkörperteile in eine Durchgangsausnehmung oder zwei Sackloch-Ausnehmungen des Spannhebels eingesetzt sind, können diese jeweils mit dem Spannhebel verrastet, verriegelt oder verschraubt werden.
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Die Schwenkachse und ein Verschiebe-Freiheitsgrad des Lagerkörpers gegenüber der Spannschiene, insbesondere ein translatorischer (Verschiebe-)Freiheitsgrad, definieren eine Ebene. Für eine mögliche Ausführungsform bilden die Spannschienen-Lagerfläche, die in diesem Fall eben ausgebildet ist, und/oder die Lagerfläche der Spannschiene gegenüber dieser Ebene einen Winkel β von 0°. Möglich ist aber auch, dass die Spannschienen-Lagerfläche und/oder die Lagerfläche der Spannschiene gegenüber der genannten Ebene um einen Winkel β ungleich Null geneigt sind/ist. Hierdurch kann möglicherweise die Führung zwischen dem Lagerkörper und der Spannschiene während der Verschiebung entlang des Verschiebe-Freiheitsgrads verbessert werden. Möglicherweise können hierdurch auch die Kraftverhältnisse zwischen dem Lagerkörper und der Spannschiene verbessert werden. So kann beispielsweise infolge der Neigung um den Winkel β ein Auffedern von vertikalen Wandungen der Spannschiene infolge der hohen wirkenden Spannkraft zumindest reduziert werden. Beispielsweise kann ein Winkel β im Bereich von 3° bis 14° (insbesondere 4° bis 10° oder 5° bis 9°) liegen.
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Durchaus möglich ist, dass der Lagerkörper (bis auf etwaige Sicherungselemente wie ein Runddrahtring) einteilig ausgebildet ist. In diesem Fall wird der einteilige Lagerkörper lateral in eine Durchgangsausnehmung des Spannhebels eingesetzt, so dass dieser auf beiden Seiten aus dem Spannhebel heraussteht, womit eine Aufnahme der herausstehenden Enden des Lagerkörpers in der Spannschiene möglich ist. Für einen besonderen Vorschlag der Erfindung weist der Lagerkörper aber zwei Lagerkörperteile auf. Die Lagerkörperteile bilden jeweils eine Spannschienen-Lagerfläche und eine Spannhebel-Lagerfläche aus. Die beiden Lagerkörperteile werden von beiden Seiten in Richtung der Schwenkachse in mindestens eine Ausnehmung des Spannhebels eingesetzt. Möglich ist, dass hier ein Einsetzen der Lagerkörperteile in eine Durchgangs-Ausnehmung des Spannhebels, die einen konstanten Querschnitt aufweisen kann oder auch abgestuft ausgebildet sein kann, erfolgt. Möglich ist aber auch, dass die beiden Lagerkörperteile jeweils in eine zugeordnete Ausnehmung des Spannhebels eingesetzt werden, die dann auch als nicht gestufte oder gestufte Sackloch-Ausnehmung ausgebildet sein kann. Für diese erfindungsgemäße Ausgestaltung des Lagerkörpers mit zwei Lagerkörperteilen erfolgt eine Aufteilung einerseits der Kräfte zwischen Lagerkörper und Spannhebel und andererseits zwischen Lagerkörper und Spannschiene auf die beiden Lagerkörperteile. Hierbei können u. U. die beiden Lagerkörperteile identisch ausgebildet sein, wodurch sich der Gleichanteil erhöht und die Fertigung vereinfacht wird. Andererseits kann u. U. die Fertigung des Lagerkörpers mit zwei Lagerkörperteilen vereinfacht werden gegenüber der Fertigung eines einstückigen Lagerkörpers.
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Für die Geometrie der Lagerkörperteile gibt es grundsätzlich vielfältige Möglichkeiten. Gemäß einem Vorschlag der Erfindung weisen die Lagerkörperteile jeweils zwei versetzt zueinander angeordnete Scheibenkörper auf, die unmittelbar miteinander verbunden sein können oder zwischen welchen sich ein Verbindungssteg oder ein Verbindungsbereich erstrecken kann. Ein Scheibenkörper bildet hierbei die konvexe Spannhebel-Lagerfläche aus, während der andere Scheibenkörper die Spannschienen-Lagerfläche ausbildet. Hierbei ist der Scheibenkörper, der die Spannschienen-Lagerfläche ausbildet, vorzugsweise in vertikaler Richtung mit einem Spiel oder spielfrei gefangen in einer Führungsnut der Spannschiene. Über die konstruktive Vorgabe der relativen Lage der beiden Scheibenkörper in Höhenrichtung kann eine konstruktive Vorgabe der Höhe der Schwenkachse relativ zu der Führungsnut der Spannschiene erfolgen.
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Vorzugsweise weisen die Lagerkörperteile neben den genannten Scheibenkörpern und einem etwaigen Verbindungssteg oder Verbindungsbereich jeweils einen Zapfen auf, über welchen die Lagerkörperteile mit dem Spannhebel lösbar verbunden sind, insbesondere verrastet oder verriegelt sind. Über die Zapfen können damit die Lagerkörperteile mit dem Spannhebel zu einer vormontierten Montageeinheit verbunden werden, in welcher die Lagerkörperteile verliersicher an dem Spannhebel gehalten sind. Diese vormontierte Montageeinheit kann dann in die Spannschiene eingesetzt werden.
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Wie zuvor erwähnt, kann die relative Lage der konvexen Spannhebel-Lagerfläche und der Spannschienen-Lagerfläche eines Lagerkörperteils beliebig sein, wobei deren Abstand die Höhe der Schwenkachse relativ zu der Spannschiene vorgibt. Für eine Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich die Schwenkachse durch einen Verbindungsbereich der beiden Scheibenkörper oder in Höhenrichtung zwischen der Spannhebel-Lagerfläche und der Spannschienen-Lagerfläche, wodurch sich eine besonders kompakte Ausgestaltung ergibt.
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Die zuvor genannten Scheibenkörper können eine beliebige Scheibendicke aufweisen, die für eine besonders einfache Ausgestaltung konstant sein kann. Für einen Vorschlag der Erfindung weist der Scheibenkörper, der die Spannschienen-Lagerfläche ausbildet, eine sich nach unten verringernde Scheibendicke auf. Dieser Ausgestaltung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine Verringerung der Scheibendicke dieses Scheibenkörpers nach unten keinen negativen Einfluss auf die Festigkeit des Lagerkörpers hat, da hier vorrangig die oberen Bereiche des Scheibenkörpers beansprucht sind. Andererseits haben Untersuchungen der Anmelderin gezeigt, dass bei Spannschienen insbesondere der Übergangsbereich oder die Ecke zwischen vertikalen seitlichen Wandungen und einer Bodenplatte bei hohen Spannkräften versagen kann. Die Ausführung des Scheibenkörpers mit sich nach unten verringernder Scheibendicke ermöglicht hier eine Verstärkung der Spannschiene in dem genannten Übergangsbereich oder der Ecke. Die Art der Verringerung der Scheibendicke des Scheibenkörpers nach unten kann beliebig sein. Für eine erfindungsgemäße Ausgestaltung ist der Scheibenkörper über eine Abschrägung hinsichtlich seiner Scheibendicke nach unten verringert.
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Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist durch ein Lagerkörperteil für ein Spannwerkzeug der zuvor erläuterten Art bereitgestellt. Ein derartiges Lagerkörperteil verfügt über zwei versetzt zueinander angeordnete Scheibenkörper. Hierbei bildet ein Scheibenkörper eine konvexe Spannhebel-Lagerfläche aus, während der andere Scheibenkörper eine (vorzugsweise ebene) Spannschienen-Lagerfläche ausbildet. Das Lagerkörperteil verfügt des Weiteren über einen Zapfen, über den das Lagerkörperteil (vorzugsweise lösbar) mit einem Spannhebel verbindbar ist. Der Scheibenkörper, der die Spannschienen-Lagerfläche ausbildet, der Scheibenkörper, der die konvexe Spannhebel-Lagerfläche ausbildet, und der Zapfen sind in dieser Reihenfolge miteinander verbunden bzw. nebeneinander in Richtung der Schwenkachse aufeinanderfolgend angeordnet.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Schutzansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Schutzansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Gebrauchsmusters Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen – insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung – zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Schutzansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Schutzansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Schutzansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Schutzansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
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Die in den Schutzansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs "mindestens" bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Element die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Element, zwei Elemente oder mehr Elemente vorhanden sind. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht.
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Die in den Schutzansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Schutzansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Schutzansprüche leichter verständlich zu machen.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.
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1 zeigt in einer Seitenansicht und teilgeschnitten ein Spannwerkzeug, wobei von einem Spannhebel abgedeckte Kanten durchgezogen dargestellt sind.
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2 zeigt in einer Seitenansicht und teilgeschnitten einen Spannhebel eines Spannwerkzeugs gemäß 1.
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3 zeigt den Spannhebel gemäß 2 in einem Schnitt III-III.
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4 zeigt in einer Seitenansicht ein Lagerkörperteil.
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5 zeigt das Lagerkörperteil gemäß 4 in einer Vorderansicht.
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6 zeigt einen Schnitt VI-VI durch das Spannwerkzeug gemäß 1.
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7 zeigt in einem Detail die Wechselwirkung des Lagerkörpers gemäß 4 bis 5 mit dem Spannhebel gemäß 2 und 3.
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8 zeigt eine alternative Ausgestaltung eines Spannwerkzeugs in einer geschnittenen Darstellung entsprechend 6.
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9 zeigt eine alternative Ausgestaltung eines Lagerkörperteils in einer Seitenansicht.
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10 zeigt das Lagerkörperteil gemäß 9 in einer Vorderansicht.
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11 zeigt ein alternatives Spannwerkzeug in einer geschnittenen Darstellung bei Schnittführung entsprechend 6 und 8 mit einem Lagerkörperteil gemäß 9 und 10.
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12 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines Lagerkörpers in einer Seitenansicht.
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13 zeigt den Lagerkörper gemäß 12 in einer Vorderansicht.
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14 zeigt eine alternative Ausgestaltung eines Spannwerkzeugs in einer geschnittenen Darstellung bei Schnittführung entsprechend 6, 8 und 11 mit dem Lagerkörper gemäß 12 und 13.
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15 zeigt in einer Vorderansicht einen Lagerkörper mit einer Sackloch-Gewindebohrung für eine Schraube, mittels welcher der Lagerkörper in einer Ausnehmung des Spannhebels gesichert werden kann.
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16 zeigt eine alternative Ausgestaltung eines Spannwerkzeugs in einer geschnittenen Darstellung bei Schnittführung entsprechend 6, 8, 11 und 14 mit dem Lagerkörper gemäß 15.
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17 zeigt in einer Vorderansicht ein Lagerkörperteil mit einer Sackloch-Gewindebohrung für eine Schraube, mittels welcher das Lagerkörperteil in einer Ausnehmung des Spannhebels gesichert werden kann.
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18 zeigt eine alternative Ausgestaltung eines Spannwerkzeugs in einer geschnittenen Darstellung bei Schnittführung entsprechend 6, 8, 11, 14 und 16 mit dem Lagerkörperteil gemäß 17.
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19 zeigt eine alternative Ausgestaltung eines Spannwerkzeugs in einer geschnittenen Darstellung bei Schnittführung entsprechend 6, 8, 11, 14, 16 und 18.
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FIGURENBESCHREIBUNG
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1 zeigt ein Spannwerkzeug 1 in einer Seitenansicht. Das Spannwerkzeug 1 ist dafür bestimmt, mit einer Spannplatte, einem Spanntisch, einer Wand u. ä., insbesondere im Bereich einer T-Nut mit einem darin eingesetzten Nutenstein, verschraubt zu werden und über einen Spannhebel 2 ein Werkstück mit dem Spanntisch, der Spannplatte, der Wand u. ä. zu verspannen. Eine Erzeugung einer Spannkraft erfolgt hier mittels des Spannhebels 2, einer Spannschiene 3, einer Spannschraube 4 und eines Lagerkörpers 5, der mit zwei Lagerkörperteilen 6, 7 gebildet sein kann. Damit kann das Spannwerkzeug 1 auch als "vierteiliges Spannwerkzeug" bezeichnet werden, auch wenn weitere Anbauteile vorhanden sind. Möglich ist auch, dass das Spannwerkzeug 1 nicht mit der Spannschiene 3 unmittelbar auf einen Spanntisch oder eine Spannplatte geschraubt wird, sondern zwischen Spanntisch oder Spannplatte und Spannwerkzeug ein Aufbauelement zwischengeordnet ist, wie dieses in dem aktuellen Prospekt der Anmelderin beschrieben ist und welches zur Vergrößerung der Höhe der Schwenkachse 10 gegenüber der Spannplatte oder dem Spanntisch dient.
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In 2 ist der Spannhebel 2 in einer Seitenansicht dargestellt. Der Spannhebel 2 verfügt über ein vorderes Spannhebelsegment 8 und ein hinteres Spannhebelsegment 9. Der freie Endbereich des vorderen Spannhebelsegments 8 kann unmittelbar mit einer Spannbacke gegen das Werkstück gespannt werden. Möglich ist aber auch, dass an dem Endbereich des vorderen Spannhebelsegments 8 verschwenkbar vertikal zu einer Schwenkachse 10 des Spannhebels 2, die vertikal zur Zeichenebene gemäß 2 orientiert ist, eine Werkstückschonplatte gelagert ist, welche mit der Spannkraft gegen das Werkstück gepresst wird. Um lediglich ein weiteres, nicht beschränkendes Beispiel zu sein, kann an den freien Endbereich des vorderen Spannhebelsegments 8 in an sich bekannter Weise eine Spannkette angelenkt werden.
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In dem freien Endbereich des hinteren Spannhebelsegments 9 befindet sich eine durchgehende Gewindebohrung 11. Hinsichtlich der Schwenkachse 10 hat die Bohrungsachse der Gewindebohrung 11 einen Abstand oder Hebelarm 12. Im Bereich der Schwenkachse 10 verfügt der Spannhebel 2 über eine Ausbauchung 13 nach unten. Hier verfügt der Spannhebel 2 über eine koaxial zur Schwenkachse 10 orientierte Durchgangsbohrung 14 mit einem Radius 15. Wie insbesondere in dem Schnitt III-III gemäß 3 zu erkennen ist, geht die Durchgangsbohrung 14 über Stufen 16a, 16b über in auf gegenüberliegenden Seiten des Spannhebels 2 angeordnete Ausnehmungen 17a, 17b, welche einen größeren Querschnitt aufweisen als die Durchgangsbohrung 14. Benachbart den Ausnehmungen 17a, 17b verfügt die Durchgangsbohrung 14 über zwei um die Schwenkachse 10 umlaufende Nuten 18a, 18b.
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Die Ausnehmungen 17a, 17b sind randgeschlossen ausgebildet und durch eine umlaufende Wandung 19a, 19b begrenzt, welche parallel zur Schwenkachse 10 orientiert ist. In einem unteren ersten Teilquerschnitt 20a, 20b, welcher sich in Umfangsrichtung um die Schwenkachse 10 über einen Winkel α (Bezugszeichen 21) erstreckt, der vorzugsweise 120° bis 150° beträgt, sind die Wandungen 19a, 19b als Teilzylindersegmente 22a, 22b ausgebildet. Die Teilzylindersegmente 22a, 22b verfügen über einen Radius r (Bezugszeichen 23), wobei die Zylinderachse der Schwenkachse 10 entspricht. Abseits des Teilquerschnitts 20 und in den Umfangswinkelbereichen außerhalb des Winkels α (Bezugszeichen 21), nämlich in einem zweiten Teilquerschnitt 24a, 24b, bilden die Wandungen 19a, 19b Teilzylindersegmente 25a, 25b mit einem Radius R (Bezugszeichen 26). Hierbei ist der Radius R (Bezugszeichen 26) größer als der Radius r (Bezugszeichen 23). Der Übergang zwischen den Teilquerschnitten 20, 24 erfolgt vorzugsweise nicht über eine Stufe, sondern allmählich oder mit einem im Querschnitt kurvenförmigen Verlauf.
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4 und 5 zeigen ein Lagerkörperteil 6, 7. Da die Lagerkörperteile 6, 7 identisch ausgebildet sind, erfolgt im Folgenden die Beschreibung anhand des Lagerkörperteils 6. Das Lagerkörperteil 6 ist mit Scheibenkörpern 27, 28 sowie einem Zapfen 29 gebildet, wobei für das dargestellte Ausführungsbeispiel der Scheibenkörper 27, der Scheibenkörper 28 und der Zapfen 29 in dieser Reihenfolge in Richtung der Schwenkachse 10 unmittelbar aneinander angrenzen und einstückig von dem Lagerkörperteil 6 ausgebildet sind. Der Scheibenkörper 27 weist auf seiner Oberseite, hier oberhalb der Schwenkachse 10, eine hier ebene Spannschienen-Lagerfläche 30 auf sowie auf seiner Unterseite eine untere, hier ebenfalls ebene Spannschienen-Lagergegenfläche 31 auf. Die Spannschienen-Lagerfläche 30 und die Spannschienen-Lagergegenfläche 31 besitzen einen Abstand h in Höhenrichtung (Bezugszeichen 40). In der Seitenansicht gemäß 4 geht die Außenfläche des Scheibenkörpers 27 über Abrundungen 32, 33 von der Spannschienen-Lagerfläche 30 über in die Spannschienen-Lagergegenfläche 31.
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Der Scheibenkörper 27 ist über einen Verbindungsbereich 34, welcher hier von einer Überlappung der Scheibenkörper 27, 28 gebildet ist, einstückig über in den Scheibenkörper 28, welcher versetzt zu dem Scheibenkörper 27 angeordnet ist.
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Der Scheibenkörper 27 besitzt eine zylindrische Mantelfläche 35 mit einem Radius r (Bezugszeichen 23), welcher mit einer Spiel- oder Übergangspassung dem Radius des ersten Teilzylindersegments 22 der Ausnehmung 17 des Spannhebels 2 entspricht. Die zylindrische Mantelfläche 35 ist koaxial zur Schwenkachse 10 angeordnet. Über einen Verbindungsbereich 36 geht der Scheibenkörper 28 über in den Zapfen 29. Der Zapfen 29 weist eine umlaufende Nut 37 auf. Der Abstand der Nut 37 von einer Stirnseite 38 des Scheibenkörpers 28 entspricht ungefähr dem Abstand der Nut 18 von der Stufe 16 oder ist geringfügig größer als dieser. Möglich ist, dass der Zapfen 29 in dem außenliegenden Endbereich eine Fase 39 oder Einführschräge besitzt. Der Durchmesser des Zapfens 29 bildet eine Spiel- oder Übergangspassung aus mit dem Durchmesser der Durchgangsbohrung 14 des Spannhebels 2.
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In den
1 und
6 ist die Spannschiene
3 in einem Längs- bzw. Querschnitt dargestellt. Die Spannschiene
3 verfügt über einen in grober Näherung U-förmigen Querschnitt mit einem Grundschenkel
41 und parallelen Seitenschenkeln
42,
43. Der Grundschenkel
41 bildet eine Bodenplatte
44 der Spannschiene
3, mit der die Spannschiene
3 auf einem Spanntisch oder einer Spannplatte aufliegt. Die Bodenplatte
44 verfügt über (hier zwei) Befestigungsbohrungen
45,
46, die als abgestufte Durchgangsbohrungen ausgebildet sind und über die die Spannschiene
3 im Bereich der Bodenplatte
44 mit einem Spanntisch oder einer Spannplatte, insbesondere einem in einer T-Nut des Spanntisches oder der Spannplatte angeordnetem Nutenstein, verschraubt werden kann. Die Befestigungsbohrungen
45,
46 sind derart in Richtung von der Spannplatte oder dem Spanntisch weg erweitert ausgebildet, dass in der Bodenplatte
44 ein Kopf einer Befestigungsschraube aufgenommen werden kann, ohne dass der Kopf der Befestigungsschraube aus der Bodenplatte
44 nach oben hervorsteht. Hinsichtlich weiterer Details zur Gestaltung der Befestigungsbohrungen
45,
46 zwecks Ermöglichung einer guten Kraftübertragung und Dauerfestigkeit und alternativer Ausgestaltungen mit dem Einsatz eines Langloches und eines die Kraftübertragung zwischen Befestigungsschraube und Bodenplatte
44 verbessernden Zwischenstücks wird insbesondere auf die Druckschrift
EP 1 955 816 A2 verwiesen.
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Die Seitenschenkel 42, 43 bilden sich vertikal erstreckende Wandungen 47a, 47b der Spannschiene 3. In den dem Grundschenkel 41 und der Bodenplatte 44 abgewandten Endbereichen weisen die Wandungen 47a, 47b einen nach innen orientierten Quersteg 48a, 48b auf. Seitliche Führungsnuten 49a, 49b verfügen über einen Querschnitt entsprechend einem liegenden U, wobei der Boden der Führungsnuten 49a, 49b durch die Wandungen 47a, 47b gebildet ist, während die Seiten der Führungsnuten 49a, 49b durch die Querstege 48a, 48b und die Bodenplatte 44 begrenzt sind. Die hier horizontal orientierte Unterseite der Querstege 48a, 48b bildet eine Lagerfläche 50a, 50b. Eine untere Lagergegenfläche 51a, 51b ist von der Bodenplatte 44 gebildet. Somit sind die Führungsnuten 49a, 49b von den Lagerflächen 50a, 50b und den Lagergegenflächen 51a, 51b in Höhenrichtung begrenzt. Die Lagerfläche 50a, 50b und die Lagergegenfläche 51a, 51b besitzen einen Abstand H in vertikaler Richtung (Bezugszeichen 52), wobei der Abstand H (Bezugszeichen 52) größer ist als der oder eine Spielpassung bildet mit dem Abstand h (Bezugszeichen 40).
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6 zeigt das Spannwerkzeug 1 in montiertem Zustand. Für die Montage des Lagerkörpers 5 mit dem Spannhebel 2 werden zunächst passende Runddrahtringe 53a, 53b in die Nuten 37a, 37b der Zapfen 29 der Lagerkörperteile 6, 7 eingesetzt. Hieran anschließend werden die Zapfen 29 der Lagerkörperteile 6, 7 mit darauf angeordneten Runddrahtringen 53 in den Spannhebel 2, nämlich die Durchgangsbohrung 14, eingesetzt. Die Runddrahtringe 53 verrasten dabei in den Nuten 18 des Spannhebels 2, womit die Lagerkörperteile 6, 7 verliersicher und lösbar an dem Spannhebel 2 gehalten sind.
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Wie in den 6 und 7 zu erkennen ist, ist in derart montiertem Zustand der Lagerkörperteile 6, 7 der Scheibenkörper 28 in der zugeordneten Ausnehmung 17 angeordnet, wobei die zylindrische Mantelfläche 35 des Scheibenkörpers 28 in dem ersten Teilquerschnitt 20 der Ausnehmung 17 anliegt, während in dem zweiten Teilquerschnitt 24 zwischen der Ausnehmung 17 und der zylindrischen Mantelfläche 35 des Scheibenkörpers 28 ein Zwischenraum 54 verbleibt.
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Für den Radius r der zylindrischen Mantelfläche 35 und den Radius r der Ausnehmung 17 im ersten Teilquerschnitt 20 wird vorzugsweise eine Spiel- oder Übergangspassung gewählt, so dass eine Rotation des Scheibenkörpers 28 und damit des Lagerkörperteils 6, 7 gegenüber dem Spannhebel 2 möglich ist. In derart in den Spannhebel 2 eingesetzten und hieran gesichertem Zustand der Lagerkörperteile 6, 7 ist eine Außenfläche 55 des Scheibenkörpers 28 bündig zur Außenfläche des Spannhebels 2 angeordnet oder diese steht geringfügig über die Außenfläche des Spannhebels 2 über. Eine derartige vormontierte Einheit aus dem Spannhebel 2 und dem Lagerkörper 5, hier den Lagerkörperteilen 6, 7, wird dann von vorne in die Spannschiene 3 eingesetzt. Die Spannschiene 3 bildet zu diesem Zweck eine nach oben offene T-Nut aus, wobei der Vertikalschenkel des umgekehrt angeordneten T durch die Stirnseiten der Querstege 48a, 48b begrenzt wird, während die Querschenkel des T von den Führungsnuten 49a, 49b gebildet werden. Der Spannhebel 2 erstreckt sich ausschließlich im Bereich des Vertikalschenkels des T, während in den Querschenkeln des T die beiden Scheibenkörper 27a, 27b angeordnet sind. Die Scheibenkörper 28a, 28b und die Zapfen 29a, 29b erstrecken sich (in der Ausnehmung 17 sowie der Durchgangsbohrung 14) im Bereich des Vertikalschenkels des T und im Inneren des Spannhebels 2. Für das Einführen des Spannhebels 2 mit den daran gehaltenen Lagerkörperteilen 6, 7 werden die Spannschienen-Lagerflächen 30a, 30b der beiden Lagerkörperteile 6, 7 in einer horizontalen Ebene angeordnet. Das Entsprechende gilt für die Spannschienen-Lagergegenflächen 31a, 31b, wobei die Lagerkörperteile 6, 7 so gedreht werden, dass sich die Spannschienen-Lagergegenflächen 31a, 31b in der untersten Schwenkstellung befinden. Bei dieser Ausrichtung der Lagerkörperteile 6, 7 können die Scheibenkörper 27a, 27b in die Führungsnuten 49a, 49b der Spannschiene 2 eingeführt werden. Für derart eingeführten Zustand sind die Lagerkörperteile 6, 7 und der Spannhebel 2 in der Spannschiene 3 gefangen. Unabhängig von der zusätzlichen Rastwirkung der Runddrahtringe 53a, 53b können die Lagerkörperteile 6, 7 infolge der lateralen spielbehafteten oder spielfreien Anlage und Führung an den Wandungen 47a, 47b der Spannschiene 3 nicht aus dem Spannhebel 2 austreten.
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Wird gemäß 1 in die Gewindebohrung 11 die Spannschraube 4 eingeschraubt und stützt sich diese mit der Stirnseite, insbesondere mit einem verschwenkbar oder über ein Kugelgelenk gelagerten Teller 56, an der Bodenplatte 44 der Spannschiene 3 ab bei gleichzeitiger Anlage des Spannhebels 2 an einem Werkstück, erzeugt das Spannwerkzeug 1 die gewünschte Spannkraft. Diese Spannkraft hat zur Folge, dass die Lagerkörperteile 6, 7 mit den Spannschienen-Lagerflächen 30a, 30b an die Lagerflächen 50a, 50b der Spannschiene 3 angepresst werden. Gleichzeitig wird der Spannhebel 2 in dem ersten Teilquerschnitt 20a, 20b, der eine zylindersegmentförmige Lagerfläche 57a, 57b bildet, angepresst an die Unterseite der zylindrischen Mantelfläche 35 des Scheibenkörpers 28, womit der entsprechende Teilquerschnitt der zylindrischen Mantelfläche 35 der Lagerkörperteile 6, 7 eine Spannhebel-Lagerfläche 58a, 58b bildet.
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Für das dargestellte Ausführungsbeispiel ist die Schwenkachse 10 innerhalb des Querschnitts der Spannschiene 3 angeordnet. Hier ragen sogar die Scheibenkörper 28 und damit die Lagerkörperteile 6, 7 nicht über die Oberseite der Spannschiene 3 hinaus. Möglich ist durchaus, dass der Versatz der Scheibenkörper 27, 28 größer ist, womit die Schwenkachse 10 weiter nach oben verlagert werden kann. Es ist sogar möglich, dass die Scheibenkörper 27, 28 keine Überlappung aufweisen, sondern in Höhenrichtung versetzt zueinander angeordnet sind, wobei dann eine zusätzliche Verbindung über einen Verbindungsbereich 34, beispielsweise einen Verbindungssteg oder einen zusätzlichen Scheibenkörper, erfolgen kann.
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Ein Teil der wirkenden Spannkraft kann zwischen Lagerkörperteil 6, 7 und Spannhebel 2 auch über den Zapfen 29 übertragen werden. Vorzugsweise ist dies aber nicht der Fall, und der Zapfen 29 dient ausschließlich der Vormontage der Lagerkörperteile 6, 7 an dem Spannhebel 2.
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Ohne wirkende Spannkraft ist der Spannhebel 2 mit dem Lagerkörper 5, hier den Lagerkörperteilen 6, 7, in der Spannschiene 3 entlang eines translatorischen Freiheitsgrades 59 verschieblich. Mit Betätigung der Spannschraube 4 und dem Verspannen eines Werkstücks erfolgt eine Verschwenkung des Spannhebels 2 entlang eines rotatorischen Freiheitsgrades 60 um die Schwenkachse 10.
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8 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform eines Spannwerkzeugs 1, bei welcher die Scheibenkörper 27a, 27b keine konstante Scheibendicke aufweisen, sondern vielmehr eine Abschrägung 62 nach unten aufweisen, so dass sich die Scheibendicke nach unten verringert. Dieser Ausgestaltung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Spannschiene 3 mit hohen Spannkräften beaufschlagt ist und Untersuchungen gezeigt haben, dass ein Versagen der Spannschiene bevorzugt im Übergangsbereich von der Bodenplatte 44 zu den seitlichen Wandungen 47a, 47b erfolgt, insbesondere infolge einer Kerbwirkung im Bereich einer Ecke 61. Infolge der erläuterten Abschrägung des Scheibenkörpers 27 kann eine Neigung der Wandungen 47a, 47b erfolgen, so dass eine Abwinklung im Bereich der Ecken 61a, 61b nicht mit einem Winkel von 90° erfolgt, sondern vielmehr mit einem Winkel, der größer ist als 90°, beispielsweise im Bereich von 90° bis 110° oder 92° bis 105°, erfolgt, womit sich eine bessere Spannungsverteilung in der Spannschiene 3 ergeben kann. Andererseits ist für diese Ausführungsform ermöglicht, dass die seitlichen Wandungen 47a, 47b insbesondere im Bereich der Ecken 61a, 61b eine größere Wandstärke aufweisen.
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Für die zuvor beschriebenen Ausführungsformen waren die Spannschienen-Lagerflächen 30a, 30b der Lagerkörperteile 6, 7 und die Lagerflächen 50a, 50b der Spannschiene 3 horizontal orientiert. 9 bis 11 zeigen eine Ausführungsform, welche grundsätzlich der Ausführungsform gemäß 1 bis 7 entspricht. Allerdings sind hier die Spannschienen-Lagerflächen 30a, 30b der Lagerkörperteile 6, 7 und die Lagerflächen 50a 50b der Spannschiene 3 um einen Winkel β (Bezugszeichen 63) in Richtung des Inneren der Spannschiene 3 nach unten geneigt. Ohne dass dieses zwingend der Fall ist, können auch die Spannschienen-Lagergegenflächen 31a, 31b der Lagerkörperteile 6, 7 und die Lagergegenflächen 51a, 51b der Spannschiene 3 geneigt sein. Eine Ausführungsform mit zumindest geneigten Spannschienen-Lagerflächen 30 und Lagerflächen 50 findet insbesondere Einsatz für eine Spannschiene 3, welche aus einem gezogenen Profil hergestellt ist.
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In 12 bis 14 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher der Lagerkörper 5 einstückig ausgebildet ist. Hier verfügen die Lagerkörperteile 6, 7 lediglich über die Scheibenkörper 27a, 27b und 28a, 28b und nicht über Zapfen 29a, 29b. Vielmehr sind die innenliegenden Scheibenkörper 28 über einen Verbindungsbereich 64 unmittelbar miteinander verbunden. Die Scheibenkörper 28a, 28b verfügen somit über eine durchgehende zylindrische Mantelfläche 35. Allerdings ist in dieser durchgehenden zylindrischen Mantelfläche 35 u. U. eine in Umfangsrichtung umlaufende Nut 65 vorgesehen. In der Nut 65 ist ein Runddrahtring 66 angeordnet. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel verfügt der Spannhebel 2 nicht über die Durchgangsbohrung 14, welche über die Stufe 16 übergeht in die Ausnehmung 17. Vielmehr ist eine nicht abgestufte, durchgehende Ausnehmung 16a, 16b in dem Spannhebel 2 vorgesehen, wobei für den Querschnitt der Ausnehmung 16a, 16b grundsätzlich das zu den anderen Ausführungsbeispielen Gesagte gelten kann. In der Ausnehmung 16a, 16b kann mittig eine umlaufende Nut vorhanden sein, so dass der Lagerkörper 5 über den Runddrahtring 66 in dem Spannhebel 2 verrastet werden kann. Auch hier liegt der Lagerkörper 5 mit den Spannschienen-Lagerflächen 30a, 30b an den Lagerflächen 50a, 50b der Spannschiene 3 mit der Spannkraft an. Der Spannhebel 2 stützt sich mit der Lagerfläche 57a, 57b an der Spannhebel-Lagerfläche 58a, 58b ab.
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15 zeigt einen Lagerkörper 5, der bis auf die im folgenden beschriebenen Unterschiede dem Lagerkörper gemäß 13 entspricht. Der Lagerkörper 5 verfügt hier aber nicht über eine Nut 65 zur Sicherung des Lagerkörpers 5 in dem Spannhebel 2. Vielmehr verfügt der Lagerkörper 5 mittig zu seiner Längsachse bzw. zur Schwenkachse 10 und von seiner Unterseite ausgehend über eine Sackloch-Gewindebohrung 67, welche quer zur Schwenkachse 10 orientiert ist.
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16 zeigt den Lagerkörper 5 gemäß 15 in in den Spannhebel 2 eingebautem Zustand. Zu erkennen ist hier, dass der Spannhebel 2 auf seiner Unterseite eine Durchgangsausnehmung 68 oder Durchgangsbohrung 69 aufweist, die in dem montierten Zustand koaxial zur Sackloch-Gewindebohrung 67 orientiert ist. Durch die Durchgangsbohrung 69 ist mit der Sackloch-Gewindebohrung 67 eine Schraube 70, hier ein Gewindestift 71 verschraubt. Ein Endbereich oder Kopf 72 der Schraube 70 ist ohne Spiel oder, wie in 16 dargestellt, mit Spiel in Richtung der Schwenkachse 10 und/oder in Umfangsrichtung um die Schwenkachse 10 in der Durchgangsbohrung 69 gefangen. Auf diese Weise kann der Lagerkörper 5 in dem Spannhebel 2 vormontiert werden und als eine Baueinheit in die Spannschiene 3 eingesetzt werden.
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17 zeigt ein Lagerkörperteil 6, 7, das bis auf die im folgenden beschriebenen Unterschiede dem Lagerkörperteil 6, 7 gemäß 4 und 5 entspricht. Das Lagerkörperteil 6, 7 verfügt hier aber nicht über eine Nut 37 zur Sicherung des Lagerkörperteil 6, 7 in dem Spannhebel 2. Vielmehr verfügt das Lagerkörperteil 6, 7 über eine Sackloch-Gewindebohrung 67, welche von der Unterseite des Lagerkörperteils 6, 7 ausgeht und quer zur Schwenkachse 10 orientiert ist.
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18 zeigt Lagerkörperteile 6, 7 gemäß 17 in in den Spannhebel 2 eingebautem Zustand. Zu erkennen ist hier, dass der Spannhebel 2 auf seiner Unterseite Durchgangsausnehmungen 68a, 68b oder Durchgangsbohrungen 69a, 69b aufweist, die in dem montierten Zustand koaxial zu den Sackloch-Gewindebohrungen 67a, 67b der Lagerkörperteile 6, 7 orientiert sind. Durch die Durchgangsbohrungen 69a, 69b sind mit den Sackloch-Gewindebohrungen 67a, 67b jeweils Schrauben 70a, 70b (hier Gewindestifte 71a, 71b) verschraubt. Die Endbereiche oder Köpfe 72a, 72b der Schrauben 70a, 70b sind ohne Spiel oder, wie in 18 dargestellt, mit Spiel in Richtung der Schwenkachse 10 und/oder in Umfangsrichtung um die Schwenkachse 10 in den Durchgangsbohrungen 69a, 69b gefangen. Auf diese Weise können die Lagerkörperteile 6, 7 in dem Spannhebel 2 vormontiert werden und als eine Baueinheit in die Spannschiene 3 eingesetzt werden.
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19 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform, bei der die untere Seite des Spannhebels 2 quer zur Schwenkachse 10 orientierte Durchgangs-Gewindebohrungen 74a, 74b aufweist, in welche Schrauben 70a, 70b, hier Madenschrauben 75a, 75b eingeschraubt sind. Die Schrauben 70a, 70b verfügen über eine nicht ebene, sondern konvexe (hier konische oder gefaste) Stirnseite. Die Zapfen 29a, 29b weisen in diesem Fall umlaufende Nuten 76a, 76b auf, deren Querschnitte den Querschnitten der Stirnseiten der Schrauben 70a, 70b entsprechen. Mit dem Einschrauben der Schrauben 70a, 70b treten die Stirnseiten der Schrauben 70a, 70b in die Nuten 76a, 76b ein, womit die Zapfen 29a, 29b und damit die Lagerkörperteile 6, 7 formschlüssig in Richtung der Schwenkachse 10 in dem Lagerkörper 2 gesichert sind. Werden die Stirnseiten der Schrauben 70a, 70b nicht an die Nuten 76a, 76b angepresst, ist trotz der axialen Sicherung eine Verdrehung der Lagerkörperteile 6, 7 gegenüber dem Spannhebel 2 möglich. Werden hingegen infolge des Einschraubens die Stirnseiten der Schrauben 70a, 70b gegen die Nuten 76a, 76b gepresst, sind die Lagerkörperteile 6, 7 zusätzlich zu dem Formschluss in axialer Richtung reibschlüssig gegenüber einer Verdrehung gegenüber dem Lagerkörper 2 gesichert. Bei den auf diese Weise gebildeten Sicherungseinrichtungen 73 erfolgt eine formschlüssige Verriegelung der Lagerkörperteile 6, 7, welche nur gelöst werden kann durch Herausschrauben der Schrauben 70.
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Wird für eine abgewandelte Ausführungsform hingegen in die Durchgangs-Gewindebohrung 74 ein Rastelement wie eine Rastkugel und eine Rastfeder eingesetzt, wobei das Rastelement auf der dem Zapfen 29 zugewandten Seite aus dem Spannhebel 2 in Richtung des Zapfens 29 heraussteht, ohne aus dem Spannhebel 2 auf dieser Seite austreten zu können, wird über eine in die Durchgangs-Gewindebohrung 74 eingeschraubte Schraube 70 die Rastfeder in Richtung der Nut 76 vorgespannt und wird auf diese Weise das Rastelement in Richtung der Nut 76 beaufschlagt, so erfolgt eine Verbindung der Lagerkörperteile 6, 7 mit dem Spannhebel 2 über eine Rastverbindung.
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Für die Ausführungsbeispiele gemäß 15 bis 19 bilden die Schrauben 70 eine Sicherungseinrichtung 73, während für das nicht dargestellte Ausführungsbeispiel die Sicherungseinrichtung 73 mit der Schraube 70, der Rastfeder und dem Rastelement sowie der Nut 76 gebildet ist und für die anderen dargestellten Ausführungsbeispiele die Sicherungseinrichtung 73 als Runddrahtring 53 ausgebildet ist. In einem erfindungsgemäßen Spannwerkzeug 1 können aber beliebige andere Sicherungseinrichtungen Einsatz finden. Möglich ist auch, dass die hier dargestellten Sicherungseinrichtungen 73 Einsatz finden für andere hier dargestellte Ausführungsbeispiele oder auch nicht dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung. So können Sicherungseinrichtungen 73, welche hier im Zusammenhang mit einem einstückigen Lagerkörper 5 dargestellt sind, auch für die Sicherung von Lagerkörperteilen 6, 7 Einsatz finden (und umgekehrt).
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Gleiche oder entsprechende Bauelemente einer Ausführungsform oder auch unterschiedlicher Ausführungsformen sind teilweise mit denselben Bezugszeichen kenntlich gemacht, wobei diese bei derselben Ausführungsform auch mit einem ergänzenden Buchstaben a, b unterschieden sein können. Auf diese Bauelemente wird dann in den Zeichnungen und/oder der Beschreibung teilweise mit und ohne den ergänzenden Buchstaben a, b Bezug genommen.
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Eine Kraftübertragung zwischen dem Spannhebel 2 und dem Lagerkörper 5 bzw. den Lagerkörperteilen 6, 7 erfolgt nicht über einen Linienkontakt, sondern in dem teilzylindrischen Teilquerschnitt 20, also über eine gekrümmte Fläche, womit eine Flächenpressung reduziert werden kann. Auch eine Kraftübertragung zwischen dem Lagerkörper 5 bzw. den Lagerkörperteilen 6, 7 erfolgt nicht über einen Linienkontakt, sondern über die vorzugsweise ebene Spannschienen-Lagerfläche 30.
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Das erfindungsgemäße Spannwerkzeug dient nicht einem axialen Verspannen eines Werkstücks mit einer Spannkraft, die parallel zu dem Spanntisch orientiert ist. Vielmehr wird eine Spannkraft erzeugt, welche das Werkstück auf dem Spanntisch spannt, sodass die Spannkraft im Wesentlichen vertikal zu der Spannfläche des Spanntisches orientiert ist.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Spannwerkzeug
- 2
- Spannhebel
- 3
- Spannschiene
- 4
- Spannschraube
- 5
- Lagerkörper
- 6
- Lagerkörperteil
- 7
- Lagerkörperteil
- 8
- vorderes Spannhebelsegment
- 9
- hinteres Spannhebelsegment
- 10
- Schwenkachse
- 11
- Gewindebohrung
- 12
- Hebelarm
- 13
- Ausbauchung
- 14
- Durchgangsbohrung
- 15
- Radius
- 16
- Stufe
- 17
- Ausnehmung
- 18
- Nut
- 19
- Wandung
- 20
- erster Teilquerschnitt
- 21
- Winkel α
- 22
- Teilzylindersegment
- 23
- Radius r
- 24
- zweiter Teilquerschnitt
- 25
- Teilzylindersegment
- 26
- Radius R
- 27
- Scheibenkörper
- 28
- Scheibenkörper
- 29
- Zapfen
- 30
- Spannschienen-Lagerfläche
- 31
- Spannschienen-Lagergegenfläche
- 32
- Abrundung
- 33
- Abrundung
- 34
- Verbindungsbereich
- 35
- zylindrische Mantelfläche
- 36
- Verbindungsbereich
- 37
- Nut
- 38
- Stirnseite
- 39
- Fase
- 40
- Abstand h
- 41
- Grundschenkel
- 42
- Seitenschenkel
- 43
- Seitenschenkel
- 44
- Bodenplatte
- 45
- Befestigungsbohrung
- 46
- Befestigungsbohrung
- 47
- Wandung
- 48
- Quersteg
- 49
- Führungsnut
- 50
- obere Lagerfläche der Spannschiene
- 51
- untere Lagergegenfläche der Spannschiene
- 52
- Abstand H
- 53
- Runddrahtring
- 54
- Zwischenraum
- 55
- Außenfläche
- 56
- Teller
- 57
- Lagerfläche des Spannhebels im ersten Teilquerschnitt
- 58
- Spannhebel-Lagerfläche
- 59
- translatorischer Freiheitsgrad
- 60
- rotatorischer Freiheitsgrad
- 61
- Ecke
- 62
- Abschrägung
- 63
- Winkel β
- 64
- Verbindungsbereich
- 65
- Nut
- 66
- Runddrahtring
- 67
- Sackloch-Gewindebohrung
- 68
- Durchgangsausnehmung
- 69
- Durchgangsbohrung
- 70
- Schraube
- 71
- Gewindestift
- 72
- Endbereich oder Kopf
- 73
- Sicherungseinrichtung
- 74
- Durchgangs-Gewindebohrung
- 75
- Madenschraube
- 76
- Nut
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- CH 597976 A5 [0004]
- EP 0391346 B1 [0005]
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- FR 2463408 A2 [0007]
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