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Spannzwinge mit schwenkbarem widerlager
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Die Erfindung betrifft eine Spannzwinge mit zwei von einer Schiene
rechtwinklig abstehenden Bügelteilen, von denen der eine ein im wesentlichen parallel
zur Schiene verstellbares Spannglied, insbesondere eine Schraubepindel, und der
andere ein dem Spannglied gegenüberstehendes Widerlager tragt, das an dem Bügelteil
um eine zu der von der Schiene und dem Bügelteil definierten Ebene senkrechte Achse
schwenkbar gelagert ist.
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insbesondere bei sehr großen Spannzwingen, auch Knecht genannt, kann
sich die die Bügelteile tragende Schiene unter der Wirkung der Spannkräfte so stark
durchbiegen, daß ein dem verstellbaren Spannglied gegenüberstehendes, starres widerlager
nicht mehr einwandfrei an dem eingespannten werkstück anliegt. Die Durchbiegung
der Schiene kann sogar so stark sein, daß der das Widerlager tragende, gewöhnlich
feste Bügelteil nicht mehr mit dem Widerlager, sondern mit einem der Schiene benachbarten
Abschnitt an dem Werkstück anliegt.
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Um trotz einer solchen Durchbiegung der Schiene eine einwandfreie
Anlage des Widerlagers am Werkstück zu gewährleisten, ist es bekannt, an dem Bügelteil
ein schwenkbares Widerlager anzubringen, so daß die infolge der Durchbiegung der
Schiene auftretenden Schräglagen des Bügelteiles ausgeglichen werden können. So
ist aus dem DE-GM 82 17 812 eine Spannzwinge bekannt, bei der an der Rückseite des
Widerlagers ein Steg angebracht ist, der in eine entsprechende Aussparung am Ende
des festen Bügelteiles der Spannzwinge eingreift und im Bereich dieser Aussparung
auf einem den Bügelteil quer durchsetzenden Zapfen schwenkbar gelagert ist. Obwohl
bei dieser Anordnung gewährleistet ist, daß sich das Widerlager mit seiner Spannfläche
an die Oberfläche des Werkstückes anlegt, bereitet die Handhabung dieser Spannzwinge
erhebliche Schwierigkeiten. Insbesondere dann, wenn höhere Stapel mittels einer
solchen Zwinge zusammengespannt werden sollen, muß äußerste Sorgfalt darauf verwendet
werden, daß die Spannkräfte genau symmetrisch zur Schwenkachse
des
Widerlagers verteilt sind, weil sonst beim Anspannen ein sehr starkes Kippmoment
entsteht, welches ein seitliches Herauskippen des Stapels aus der Zwinge zur Folge
hat. Aus diesem Grunde ist die bekannte Spannzwinge für manche Anwendingszwecke
nur bedingt brauchbar.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Spannzwinge
der eingangs genannten Art so weiterzuentwickeln, daß die Gefahr eines seitlichen
Herausdrückens oder -kippens von eingespannten Werkstücken und insbesondere von
erkstückstapeln praktisch ausgeschlossen ist.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Widerlager
den Querschnitt eines Kreissegmentes hat und mit seiner zylindrischen Mantelfläche
an der zylindrischen Lagerfläche eines am zugeordneten Bügelteil angebrachten Lagerblockes
anliegt.
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Bei der erfindungsgemäßen Spannzwinge liegt der Schwenkpunkt für das
Widerlager auf der dem Spannglied zugewandten Seite der Anlagefläche, so daß die
auf das Widerlager ausgeübte Kraft stets bestrebt ist, das Widerlager in eine stabile
Gleichgewichtslage zu bringen. Darin unterscheidet sich die erfindungsgemäße Spannzwinge
grundsätzlich von der oben behandelten Spannzwinge nach dem Stand der Technik, bei
der sich das Widerlager in bezug auf die Spannkraft in einem labilen Gleichgewicht
befindet, aus der es sofort herauszukippen bestrebt ist, sobald die auf das Widerlager
gerichteten Kräfte nicht genau durch die Schwenkachse des Widerlagers gehen. Diese
Bedingung ist jedoch in der Praxis kaum
einzuhalten, woraus sich
die oben behandelten Schwierigkeiten ergeben. Da im Gegensatz dazu sich das Widerlager
der erfindungsgemäßen Spannzwinge in bezug auf die Spannkräfte stets in einem stabilen
Gleichgewicht befindet oder die Spannkräfte stets bestrebt sind, das Widerlager
in die stabile Gleichgewichtslage zu bringen, können bei Anwendung der erfindungsgemäßen
Spannzwinge die erwähnten Kippmomente nicht entstehen, so daß die Anwendung der
erfindungsgemäßen Spannzwinge keinerlei Probleme bereitet.
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Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Spannzwinge besteht noch
darin, daß die Spannkräfte nicht von einem relativ dünnen Stift oder Zapfen aufgenommen
werden müssen, sondern hierzu ein großflächiges Lager zur Verfügung steht, das auch
große Spannkräfte ohne jede Gefahr einer Beschädigung aufzunehmen vermag. Infolgedessen
führt die erfindungsgemäße Ausbildung der Spannzwinge auch zu einer bedeutend erhöhten
Lebensdauer.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Lagerblock
das Widerlager seitlich umgreifende Wandungsteile auf, und es sind sowohl an dem
idealer als auch an den Wandungsteilen formschlüssig ineinandergreifende, zur Lagerfläche
konzentrische Führungselemente angeordnet. Auf diese Weise ist mit einfachen Mitteln
eine sichere Verbindung zwischen Widerlager und Lagerblock hergestellt, die ein
ungehindertes Verschwenken des Widerlagers gegenüber dem Lagerblock zuläßt. Zugleich
lassen sich die Führungselemente ohne weiteres so gestalten, daß die hergestellte
Verbindung ußerst stabil ist, und den hohen Beanspruchungen standhält, denen Spannzwingen
bei haufig sehr rauher Betrieb aus'eSetzt sind .
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Weiterhin kann der Schwenkwinkel des Widerlagers gegenüber dem Lagerblocke
durch am Widerlager und am Lagerblock angebrachte Anschläge begrenzt sein. Solche
Anschläge verhindern, daß das Widerlager aus den Führungen am Lagerblock herausgedreht
werden kann. Gleichzeitig wird die Handhabung der Spannzwinge dadurch vereinfacht,
daß das Widerlager keine Lagen einnehmen kann, die das Ansetzen der Spannzwinge
stören.
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Um bei der großflächigen Berührung swischen Widerlager und Lagerblock
ein leichtes Verschwenken des Widerlagers zu gewährleisten, sollten Lagerblock und
Widerlager aus Werkstoffen mit guten Gleiteigenschaften bestehen. Besonders zweckmäßig
ist es, das Widerlager und/oder den Lagerblock aus Kunststoff herzustellen. Es gibt
genügend Kunststoffe, die sowohl eine hohe Druckfestigkeit als auch gute Gleiteigenschaften
aufweisen, so daß sie die an diese Bauteile zu stellenden Foderungen optimal erfüllen.
Weiterhin lassen sich Kunststoffteile durch Pressen oder Spritzen besonders kostengünstig
herstellen.
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Besonders für das Nachrüsten bereits vorhandener Spannzwingen mit
einem verschwenkbaren Widerlager ist es zweckmäßig, wenn der Lagerblock mit dem
Bügelteil der Spannzwinge lösbar verbunden ist. Besonders vorteilhaft kann der Lagerblock
auf eine am Bügelteil vorhandene Druckplatte aufgeschoben und an den Rändern der
Druckplatte geführt und gegebenenfalls verrastet sein.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert. Die der folgenden Beschreibung
und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen
der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung
finden. Es zeigen Fig. 1 die Ansicht einer Spannzwinge mit einem nach der Erfindung
ausgebildeten, schwenkbaren Widerlager, Fig. 2 das Ende des Bügels der Zwinge nach
Pig. 1 mit dem Widerlager in Seitenansicht in vergrößertem Maßstab, Fig. 3 einen
Schnitt längs der Linie III-III durch die Anordnung nach Fig. 2 und Fig. 4 eine
Ansicht der Anordnung nach Fig. 3 in Richtung des Pfeiles IV.
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Fig. 1 zeigt eine Spannzwinge üblichen Aufbaus. Sie besteht aus einer
Schiene 1, die an einem Ende einen mit ihr fest verbundenen Bügelteil 2 trägt. Weiterhin
ist auf der Schiene 1 ein Bügelteil 3 verschiebbar angeordnet, an dessen Ende sich
eine Schraubspindel 4 befindet, die sich im wesentlichen parallel zur Schiene 1
erstreckt und deren mit einem Druckteller 5 versehenes de einer in Fig. 1 nicht
sichtbaren Druckplatte 6 gegenübersteht, die am freien Ende des festen Bügelteiles
2 angebracht ist. Auf diese Druckplatte 6 ist ein Lagerblock 7 aufgeschoben, der
an seinen beiden
Längsseiten nach unten ragende Stege 8 aufweist,
welche die L'angsrander 9 der Druckplatte 6 umgreifen. An einem Ende besitzt der
Lagerblock 7 einen nach unten ragenden Ansatz 10, mit dem er an dem äußeren Ende
der Druckplatte 6 anschlägt (Fig. 4), während am anderen Ende des Lagerblockes von
den Seitenwänden durch Schlitze 11 abgetrennte, gefederte Rastglieder 12 angeordnet
sind, die mit ihren Nasen 13 den der Schiene 1 zugewandten Rand der Druckplatte
6 hintergreifen (Fig. 4). Auf diese Weise ist der Lagerblock 7 auf der Druckplatte
6 zwar lösbar, aber trotzdem sehr sicher gehalten. Er läßt sich auf die Druckplatte
6 einer Zwinge aufschieben und nach Auslenken der gefederten Rastglieder 12 auch
wieder davon abziehen.
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Der Lagerblock 7 weist an seiner Oberseite eine zylinirische Lagerfläche
14 auf, an der ein Widerlager 15, das im Querschnitt die Form eines Kreissegmentes
hat, mit seiner zylindrischen Mantelfläche 16 anliegt. Die gemeinsame Achse 17 von
Lagerfläche 14 und Mantelfläche 16 steht auf der von der Schiene 1 und den Bügelteilen
2, 3 definierten Ebene, also in Fig. 1 auf der Papierebene, senkrecht und befindet
sich auf der der Schraubspindel 4 zugewandten Seite des iderlagers. Das widerlager
15 ist mit dem Lagerblock 7 dadurch formschlüssig verbunden, daß der Lagerblock
7 dandungsteile 18 aufweist, mit denen er das widerlager 15 seitlich umgreift und
die an ihren oberen Rändern nach illnen ragende Stege 19 besitzen, die in entsprechenden
Nuten 23 an den Seitenflächen des Widerlagers eingreifen. Die Stege 19 und die Nuten
20 sind kreisbogenförmig konzentrisch zur Achse 17 angeordnet, so daß sie auch zur
Lagerfläche 14 bzw.
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Mantelfläche 16 konzentrische Plihrungselemente bilden, die ein Verschwenken
des diderlagers gegen'aber dem Lagerblock um die Achse 17 zulassen, das Widerlager
jedoch mit seiner Mantelfläche 16 an der Lagerfläche 14 des Lagerblockes 7 in Anlage
halten. Weiterhin sind an den Enden des Widerlagers 15 nach unten ragende Leisten
21 angebracht, die Anschläge bilden, die an den Stirnflächen 22 des Lagerblockes
7 zur Anlage kommen und dadurch den möglichen Schwenkwinkel für das Widerlager 15
begrenzen.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen der Lagerblock
7 und das Widerlager 15 aus Kunststoff. Die Auswahl des Kunststoffes wird sich nach
der gewünschten Druckfestigkeit sowie den Gleiteigenschaften richten. Es stehen
genügend Kunststoffe zur Verfügung, welche die zu stellenden Forderungen optimal
erfüllen. Die Verwendung von Kunststoff hat den Vorteil, daß die daraus hergestellten
Teile korrosionsbeständig sind, einfach herstellbar sind und auch vom Material her
keine sehr hohen Kosten verursachen.
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Um bei der dargestellten Ausführungsform das Widerlager 15 in den
Lagerblock 7 einsetzen zu können, ist der Lagerblock 7 in nicht näher dargestellter
Weise in einer zu den Seitenflächen parallelen Ebene geteilt. Es würde aber auch
die Möglichkeit bestehen, bei Wahl geeigneter Kunststoffe das Widerlager mit einem
einteiligen Lagerblock zu umspritzen.
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Bei sehr großen Spannzwingen (Knechte) und bei Anwendung verhältnismäßig
großer Spannkräfte kommt es vor, daß sich die Schiene 1 der Spannzwinge in der Weise
durchbiegt, daß
sie von der Seite der Bügelteile 2, 3 her gesehen
konvex gekrümmt ist. Die Wti.gelteile 2, 3 sind dann nicht mehr parallel, sondern
streben in Richtung auf ihre freien Enden auseinander. Insbesondere an dem festen
Bügelteil 2 mit der Druckplatte 6 kann es dann vorkommen, daß nicht mehr die nur
wenig über den Bügelteil überstehende Druckplatte, sondern der Bügelteil 2 an einer
nahe der Schiene 1 gelegenen Stelle am Werkstück zum Aufsitzen kommen. Die ebene
Druckfläche 23 des Widerlagers 15 hat einen ausreichend großen Abstand vom festen
Bügelteil 2, daß diese Gefahr bei der erfindungegemäßen Spannzwinge nicht mehr besteht.
Auch die Schraubspindel 4 kann ohne weiteres so eingestellt werden, daß mit Sicherheit
nur der an ihrem freien Ende angebrachte Druckteller 5 auf dem Werkstück aufsitzt.
Dabei gewährleistet die Schwenkbarkeit des Drucktellers 5 ebenso wie die Schwenkbarkeit
des Widerlagers 15, daß sich diese beiden Druckglieer genau parallel zu den Oberflächen
des eingespannten Werkstückes einstellen. Die großflächige Abstützung des Ziderlagers
15 mit seiner zylindrischen Lagerfläche 14 am Lagerblock 7 ist dazu geeignet, auch
große Krafte sicher aufzunehmen. Weiterhin ist von Vorteil, daß auf die Druckfläche
23 des Widerlagers 15 gerichtete, in Fig. 1 durch Pfeile 24 angedeutete Druckkräfte
stets bestrebt sind, das Widerlager 15 in bezug auf die Achse 17 in eine stabile
Gleichgewichtslage zu bringen. Daher können beim Einspannen eines Werkstückes und
insbesondere eines derkstückstapels keine Kippmomente entstehen, die das Widerlager
zum Abkippen und dadurch eingespannte Stapel zum seitlichen Ausbrechen bringen können,
was die Anwendung der erfindungsgemsßen Spannzwinge äußerst einfach und sicher mocht.
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Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel
beschränkt ist, sondern Abweichungen davon möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung
zu verlassen. So ist die Erfindung unabhängig von der Ausbildung der Spannzwinge,
die mit einem solchen verschwenkbaren widerlager versehen wird, insbesondere von
der Art des verstellbaren Spanngliedes. Weiterhin bestehen auch viele unterschiedliche
Möglichkeiten, den Lagerblock mit einem Bügelarm der Spannzwinge, und zwar wahlweise
mit dem festen oder lösbaren Arm, zu verbinden. Insbesondere könnte der Lagerblock
mit einem solchen Bügelteil fest verbunden sein Es bestünde dann die Möglichkeit,
das widerlager an dem verschiebbaren und gegebenenfalls auswechselbaren Bügelteil
anzubringen. Daraus ergibt sich auch, daß unterschiedliche werkstoffe für den Lagerblock
und das Widerlager verwendet werden können. Die dargestellte Ausführungsform wird
jedoch als besonders vorteilhaft betrachtet, weil sie besonders einfach herstellbar
ist und auch bei vorhandenen Spannzwingen nachträglich verwirklicht werden kann.
Lagerblock und widerlager brauchen dabei nicht massiv ausgebildet zu sein, sondern
können zum Zweck der Materialersparnis Aussparungen aufweisen, die so angeordnet
sein können, daß dadurch die Stabilität der Anordnung nicht leidet.