EP0033531B1 - Spannbacken zum winkelgerechten Spannen von Werkstücken - Google Patents

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EP0033531B1
EP0033531B1 EP81100700A EP81100700A EP0033531B1 EP 0033531 B1 EP0033531 B1 EP 0033531B1 EP 81100700 A EP81100700 A EP 81100700A EP 81100700 A EP81100700 A EP 81100700A EP 0033531 B1 EP0033531 B1 EP 0033531B1
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EP
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clamping
grooves
clamping jaws
jaws
workpieces
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Günter Holl
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25BTOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B1/00Vices
    • B25B1/24Details, e.g. jaws of special shape, slideways
    • B25B1/2405Construction of the jaws
    • B25B1/241Construction of the jaws characterised by surface features or material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25BTOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B1/00Vices
    • B25B1/24Details, e.g. jaws of special shape, slideways
    • B25B1/2405Construction of the jaws
    • B25B1/2452Construction of the jaws with supplementary jaws

Definitions

  • the invention relates to a pair of jaws for angular clamping of workpieces, possibly of different cross-sections, in a clamping device receiving the clamping jaws, the clamping jaws having clamping surfaces in which at least one pair of opposing grooves is arranged.
  • a similar pair of jaws is described in CH-A-285 878, where prismatic grooves are also used, which are made of a non-metallic, resilient material, preferably rubber.
  • the prismatic grooves also do not allow the angular clamping of workpieces with different cross sections and this disadvantage is exacerbated by the choice of material provided there, namely rubber or the like, because the workpieces cannot be held precisely in rubber.
  • DE-C-952610 describes a clamping device with a pair of clamping jaws, of which one clamping jaw has a flat clamping surface, while the opposite clamping jaw consists of two blocks, also with flat clamping surfaces, the distance between which can be adjusted via a gear.
  • the invention avoids these disadvantages. It is based on the object of designing a pair of clamping jaws of the type mentioned at the outset in such a way that workpieces of different cross-section can also be clamped at the correct angle on the clamping surfaces of the pair of clamping jaws.
  • the invention is characterized in that the groove cross-section is shaped so that the side flanks of the groove pass over convex curves, which start from the bottom of the groove, into the clamping surfaces, the side surfaces of the grooves thus designed serving as clamping surfaces, so that angular clamping of the workpiece, the workpiece can adjust in the groove.
  • the clamping surfaces are preferably made of metal, that is, a dimensionally stable material.
  • the specified features ensure that workpieces with different cross sections can also be clamped at an angle, which is achieved via the side surfaces of the grooves designed in the specified manner.
  • the rounding has the shape of a circular section which merges tangentially into the clamping surface.
  • this rounding can be formed by two hardened bolts inserted into the jaws, each jaw having two such bolts and a total of four bolts being present in the two jaws.
  • the convex curves are made of one piece of material with the clamping jaws, that is to say are machined out of the clamping jaws.
  • a plurality of grooves can also be spaced apart in the clamping surface.
  • the longitudinal extent of the grooves can be either in the vertical plane (vertical prism) or in the horizontal plane (horizontal prism).
  • adjacent grooves have differently shaped side surfaces.
  • the radius of the side surfaces does not always have to be uniform, but can be adapted to the respective application. It can be provided here that the bolts mentioned above are interchangeable and can be exchanged for bolts with a different outside diameter or profile.
  • convex curves which emanate from the base of the groove are themselves designed as clamping surfaces and at least partially take over the clamping of the workpiece. It is possible, for example, to also clamp workpieces with a triangular cross-section, the base surface of such a triangular workpiece resting on the straight clamping surfaces of one clamping jaw and the tip of the triangle engaging in the convex curves of the side surface of the opposite clamping jaw, which are designed as clamping surfaces.
  • additional jaws can be placed on the workpiece with the clamping surfaces adapted to the profile shape of the workpiece and that the additional jaws have rounded guiding parts opposite the clamping surfaces, which lead into the associated convex side surfaces intervene in the jaws.
  • the profile shape of the clamping surfaces of the additional jaws can be adapted to the profile shape of the workpiece.
  • the clamping surfaces of the additional jaws can also have the shape provided according to the invention for the clamping jaws described above.
  • a first embodiment provides for the use of the clamping jaws described in a vice.
  • Another embodiment provides for the clamping jaws to be held in a chuck of a lathe, milling or planing bench. Both linear machining and rotating machining with the jaws can be carried out.
  • a pair of jaws with two mutually spacing jaws 1, 2 is shown, wherein in each jaw 1, 2 each have a mirror image arranged with respect to the central longitudinal axis with a groove base 3 is arranged.
  • side surfaces 5, 5 ' are formed as convex curves which merge tangentially into clamping surfaces 4, 4' arranged parallel to one another.
  • FIG. 1 shows a round cross section 6, a square cross section 7 and a rectangular cross section 8.
  • the side surfaces 5, 5 ' can also be formed by the outer circumference of hardened bolts 9 correspondingly held in the clamping jaws 1, 2, as shown in FIG. 1.
  • hardened pins can also be used, which are also used for anchoring in the material and which form such circular sections.
  • a plurality of grooves can be arranged next to one another at a distance in each clamping jaw 1, 2.
  • workpieces of various diameters can be clamped, in particular if adjacent grooves have differently curved side surfaces 5, 5 '. So here you have the opportunity to deal with a wide variety of workpieces to be exciting by using a large number of recesses. Due to the parallel clamping surfaces 4, 4 ', it is possible to clamp workpieces at an angle, as in a conventional vice.
  • the longitudinal extent of the groove base 3 lies in the horizontal plane.
  • FIG. 2 shows that the clamping jaws 1, 2 are clamped in jaws 10, 11 of a vise.
  • the side surfaces 5, 5 'having the convex curves are used here as clamping surfaces for a tip 13 of various workpieces having a triangular cross section 12, 12a, 12b.
  • An opposite base surface 14 of these triangular cross sections 12, 12a, 12b bears against the just-formed clamping surface of the clamping jaw 2.
  • the angular clamping of a workpiece with a conical cross section 20 is shown in the exemplary embodiment according to FIG. 3.
  • the clamping jaws 1, 2 are in turn clamped in the jaws 10, 11 of a vice, clamping surfaces 21, 22 of additional jaws 16, 17 abutting on the outer circumference of a workpiece 20 with a conical cross section.
  • the additional jaws 16, 17 are shown in their rest position (not clamped state), while in the broken line the additional jaws 16 ', 17' are shown in the clamping position.
  • the clamping jaws 1, 2 and the additional jaws 16, 17 and the workpiece 20 lie on a horizontal guide 15 of the vice taking over the mounting of the jaws 10, 11 and are guided longitudinally there in the horizontal plane.
  • the clamping surfaces 21, 22 can be adapted to the outer surface of the workpiece 20.
  • clamping surfaces 21, 22 it is also possible to form these clamping surfaces with grooves running parallel to the workpiece 20 in the longitudinal axis, with the nu starting from the rounded side surfaces of convex curvature.
  • the clamping surfaces 21, 22 then have the same profile shape, as is not shown in FIG. 3, as the clamping jaws 1, 2 in FIGS. 1 and 2.
  • Guide parts 18, 19 are arranged on the sides of the additional jaws 16, 17 opposite the clamping surfaces 21, 22 and engage with rounded surfaces in the side surfaces 5, 5 'of the clamping jaws 1, 2.
  • the additional jaws 16, 17 are thus pivotally received in the side surfaces 5, 5 'of the clamping jaws 1, 2 in the direction of the longitudinal axis of the workpiece to be clamped.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Forklifts And Lifting Vehicles (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Spannbackenpaar zum winkelgerechten Spannen von Werkstücken ggf. unterschiedlichen Querschnitts in einer die Spannbacken aufnehmenden Spannvorrichtung, wobei die Spannbacken Spannflächen aufweisen, in denen mindestens ein Paar sich gegenüberliegender Nuten angeordnet ist.
  • Ein derartiges Spannbackenpaar beschreibt die FR-A-1 496 013. Die Nuten haben dort einen dreieckförmigen Querschnitt. Damit ist es aber nicht ohne weiteres möglich, Werkstücke mit unterschiedlichen Querschnitten winkelgerecht, d. h. unverrückbar, einzuspannen.
  • Ein ähnliches Spannbackenpaar beschreibt die CH-A-285 878, wo ebenfalls prismatisch geformte Nuten verwendet werden, die in einem nichtmetallischen, nachgiebigem Material, vorzugsweise Gummi, angelegt sind. Die prismatischen Nuten ermöglichen ebenfalls nicht das winkelgerechte Spannen von Werkstücken mit unterschiedlichen Querschnitten und dieser Nachteil wird noch durch die dort vorgesehene Materialwahl, nämlich Gummi oder dergleichen, verstärkt, weil in Gummi die Werkstücke nicht genau gehalten werden können.
  • Die DE-C-952610 beschreibt eine Spannvorrichtung mit einem Spannbackenpaar, von denen die eine Spannbacke eine ebene Spannfläche hat, während die gegenüberliegende Spannbacke aus zwei Klötzen, ebenfalls mit ebenen Spannflächen besteht, deren Abstand voneinander über ein Getriebe eingestellt werden kann.
  • Dadurch ist zwar eine Anpassung an einzuspannende Werkstücke mit unterschiedlichen Querschnitten möglich, jedoch ist dies konstruktiv aufwendig, insbesondere bedingt durch die Getriebeanordnung zur Verschiebung der beiden Spannbackenteile zueinander. Soll die Einspannung winkelgerecht erfolgen, so muß die Getriebeverbindung sehr spielarm arbeiten, und zwar auch nach längerer Lebensdauer, was einen weiteren zusätzlichen Aufwand mit sich bringt.
  • Die Erfindung vermeidet diese Nachteile. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, ein Spannbackenpaar der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß an den Spannflächen des Spannbakkenpaares ggf. auch Werkstücke unterschiedlichen Querschnitts winkelgerecht gespannt werden können.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Nutenquerschnitt so geformt ist, daß die Seitenflanken der Nut über konvexe Rundungen, welche vom Nutengrund ausgehen, in die Spannflächen übergehen, wobei die so gestalteten Seitenflächen der Nuten als Spannflächen dienen, so daß zum winkelgerechten Spannen des Werkstücks sich das Werkstück in der Nut einstellen kann.
  • Die Spannflächen bestehen vorzugsweise aus Metall, das heißt aus einem formstabilen Material. Durch die angegebenen Merkmale wird erreicht, daß auch Werkstücke mit unterschiedlichen Querschnitten winkelgerecht eingespannt werden können, was über die in der angegebenen Art gestalteten Seitenflächen der Nuten erreicht wird.
  • Eine besonders einfache Ausführungsform ergibt sich dadurch, daß die Rundung die Form eines Kreisabschnittes aufweist, der tangential in die Spannfläche übergeht. Hierbei kann in einer bevorzugten Ausführungsform diese Rundung durch zwei in die Spannbacken eingesetzte, gehärtete Bolzen gebildet sein, wobei jede Spannbacke zwei solcher Bolzen aufweist und insgesamt vier Bolzen in den beiden Spannbakken vorhanden sind.
  • Statt der Verwendung von Bolzen, die gesondert an der Spannbacke befestigt werden, ist es in einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, daß die konvexen Rundungen werkstoffeinstükkig mit den Spannbacken sind, das heißt, aus den Spannbacken herausgearbeitet werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung können auch mehrere Nuten im Abstand nebeneinander in der Spannfläche angeordnet sein. Die Längserstreckung der Nuten kann sowohl in vertikaler Ebene liegen (Vertikal-Prisma) oder auch in horizontaler Ebene (Horizontal-Prisma).
  • Bei einer anderen Ausführungsform ist es vorgesehen, daß nebeneinanderliegende Nuten verschiedenartig geformte Seitenflächen aufweisen. Der Radius der Seitenflächen braucht also nicht immer gleichmäßig zu sein, sondern kann dem jeweiligen Anwendungsfall angepaßt sein. Es kann hier vorgesehen sein, daß die obenerwähnten Bolzen auswechselbar sind und gegen Bolzen mit anderem Außendurchmesser bzw. anderer Profilgebung ausgewechselt werden können.
  • Wesentliches Merkmal der Erfindung ist also, daß die konvexen Rundungen, welche vom Nutengrund ausgehen, selbst als Spannflächen ausgebildet sind und die Einspannung des Werkstückes mindestens teilweise übernehmen. Hierbei ist es möglich, beispielsweise auch Werkstücke mit Dreieckquerschnitt einzuspannen, wobei die Basisfläche eines solchen dreieckförmigen Werkstückes an den geraden Spannflächen der einen Spannbacke anliegt und die Spitze des Dreiecks in die als Spannflächen ausgebildeten konvexen Rundungen der Seitenfläche der gegenüberliegenden Spannbacke eingreifen.
  • Mit der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, unter Verwendung von Zusatzbacken konisch geformte Werkstücke mit großer Spannkraft lagensicher einzuspannen. Hierzu ist es vorgesehen, daß Zusatzbacken mit der Profilform des Werkstückes angepaßten Spannflächen am Werkstück anlegbar sind und daß die Zusatzbacken den Spannflächen gegenüberliegende, abgerundete Führungsteile aufweisen, welche in die zugeordneten konvexen Seitenflächen der Spannbacken eingreifen.
  • Die Profilform der Spannflächen der Zusatzbacken kann dabei der Profilform des Werkstükkes angepaßt sein. Die Spannflächen der Zusatzbacken können aber in einer anderen Ausführungsform auch die erfindungsgemäß vorgesehene Form für die vorher beschriebenen Spannbacken aufweisen.
  • Die Spannbacken und Zusatzbacken sind für verschiedene Spannzeuge verwendbar. Eine erste Ausführungsform sieht die Verwendung der beschriebenen Spannbacken in einem Schraubstock vor.
  • Eine andere Ausführungsform sieht die Halterung der Spannbacken in einem Spannfutter einer Dreh-, Fräs- oder Hobelbank vor. Es kann also sowohl eine lineare spanabhebende Bearbeitung, als auch eine drehende Bearbeitung mit den Spannbacken vorgenommen werden.
  • Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus deren Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor. Es zeigt
    • Fig. 1 eine Seitenansicht eines Spannbackenpaares nach der Erfindung mit Darstellung der Einspannung von drei verschiedenen Werkstükken;
    • Fig. 2 ein Spannbackenpaar mit Darstellung der Einspannung von drei verschiedenen dreieckförmigen Werkstücken;
    • Fig. 3 Draufsicht auf ein Spannbackenpaar zum Einspannen konisch geformter Werkstücke.
  • In Fig. 1 und 2 ist ein Spannbackenpaar mit zwei einen gegenseitigen Abstand einnehmenden Spannbacken 1, 2 gezeigt, wobei in jeder Spannbacke 1, 2 jeweils eine spiegelbildlich bezüglich der Mittellängsachse angeordneten Nut mit einem Nutengrund 3 angeordnet ist. Von dem Nutengrund 3 ausgehend sind Seitenflächen 5, 5' als konvexe Rundungen ausgebildet, die tangential in parallel zueinander angeordnete Spannflächen 4, 4' übergehen.
  • Aufgrund dieser gerundeten Seitenflächen 5, 5' können verschiedene Querschnitte von Werkstücken gespannt werden. Als Beispiel ist in Fig. 1 ein runder Querschnitt 6 gezeigt, ein quadratischer Querschnitt 7 und ein rechteckiger Querschnitt 8.
  • Man erkennt, daß man nicht nur spiegelsymmetrische Querschnitte, das sind beispielsweise Kreis- und Quadratquerschnitte spannen kann, sondern auch alle unsymmetrische und nicht spiegelbildlich zueinander angeordneten Querschnitte von Werkstücken. Die Seitenflächen 5, 5' der Rundungen können werkstoffeinstückig mit den Spannbacken 1, sein.
  • Die Seitenflächen 5, 5' können auch durch den Außenumfang von entsprechend in den Spannbacken 1, 2 gehalterten, gehärteten Bolzen 9 gebildet sein, wie in Fig. 1 gezeigt.
  • Statt dessen können auch gehärtete Stifte eingesetzt werden, die gleichzeitig der Verankerung im Werkstoff dienen und die solche Kreisabschnitte ausbilden.
  • Es können im Abstand nebeneinanderliegend mehrere Nuten in jeder Spannbacke 1, 2 angeordnet sein. Hierdurch können Werkstücke verschiedenartigsten Durchmessers gespannt werden, insbesondere dann, wenn nebeneinanderliegende Nuten verschiedenartig gekrümmte Seitenflächen 5, 5' aufweisen. Hier hat man also die Möglichkeit, auf die verschiedensten zu spannenden Werkstücke einzugehen, indem man eine Vielzahl von Ausnehmungen verwendet. Aufgrund der parallel angeordneten Spannflächen 4, 4' ist es möglich, Werkstücke wie bei einem herkömmlichen Schraubstock winkelgerecht zu spannen.
  • In Fig. 1 ist die Längserstreckung des Nutengrundes 3 in der vertikalen Ebene ausgerichtet.
  • Es kann auch vorgesehen sein, daß die Längserstreckung des Nutengrundes 3 in der horizontalen Ebene liegt.
  • In der Fig. 2 ist gezeigt, daß die Spannbacken 1, 2 in Backen 10, 11 eines Schraubstocks eingespannt sind. Die die konvexen Rundungen aufweisenden Seitenflächen 5, 5' werden hier als Spannflächen für eine Spitze 13 von verschiedenen, einen Dreieckquerschnitt 12, 12a, 12b aufweisenden Werkstücken verwendet. Eine gegenüberliegende Basisfläche 14 dieser Dreieckquerschnitte 12,12a, 12b liegt an der gerade ausgebildeten Spannfläche der Spannbacke 2 an.
  • Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist das winkelgerechte Einspannen eines Werkstückes mit konischem Querschnitt 20 gezeigt. Hierbei sind die Spannbacken 1, 2 wiederum in den Bakken 10, 11 eines Schraubstockes eingespannt, wobei am Außenumfang eines Werkstückes 20 mit konischem Querschnitt Spannflächen 21, 22 von Zusatzbacken 16, 17 anliegen. In der ausgezogenen Strichführung sind die Zusatzbacken 16, 17 in ihrer Ruhestellung (nicht eingespannter Zustand) gezeigt, während in der gestrichelten Darstellung die Zusatzbacken 16', 17' in der Spannstellung gezeigt sind. Die Spannbacken 1, 2 sowie die Zusatzbacken 16, 17 und das Werkstück 20 liegen dabei auf einer die Halterung der Backen 10, 11 übernehmenden Horizontalführung 15 des Schraubstockes auf und sind dort in horizontaler Ebene längsgeführt.
  • Durch Auflage auf den Horizontalführungen 15 erfolgt also eine Geradführung in horizontaler Ebene, währenddessen die Zusatzbacken 16, 17 in Verbindung mit den Spannbacken 1, 2 ein Einspannen und eine Geradführung in vertikaler Ebene (senkrecht zur Zeichenebene) übernehmen. Die Spannflächen 21, 22 können dabei der Mantelfläche des Werkstückes 20 angepaßt sein.
  • Es ist aber auch möglich, diese Spannflächen mit - in Längsachse zum Werkstück 20 parallel verlaufenden Nuten auszubilden, wobei vom Nutengrund ausgehend wiederum abgerundete Seitenflächen konvexer Rundung gebildet werden. Die Spannflächen 21,22 haben dann - dies ist in Fig. 3 nicht dargestellt - die gleiche Profilform, wie die Spannbacken 1, 2 in den Fig. 1 und 2.
  • An den den Spannflächen 21, 22 gegenüberliegenden Seiten der Zusatzbacken 16, 17 sind Führungsteile 18, 19 angeordnet, die mit abgerundeten Flächen in die Seitenflächen 5, 5' der Spannbacken 1, 2 eingreifen. Die Zusatzbacken 16,17 sind damit in Richtung zur Längsachse des einzuspannenden Werkstückes schwenkbar in den Seitenflächen 5, 5' der Spannbacken 1, 2 aufgenommen.

Claims (10)

1. Spannbackenpaar zum winkelgerechten Spannen von Werkstücken ggf. unterschiedlichen Querschnitts in einer die Spannbacken aufnehmenden Spannvorrichtung, wobei die Spannbacken (1, 2) Spannflächen (4, 4') aufweisen, in denen mindestens ein Paar sich gegenüberliegender Nuten (3, 3') angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Nutenquerschnitt so geformt ist, daß die Seitenflanken der Nuten (3, 3') über konvexe Rundungen (5, 5'), welche vom Nutengrund ausgehen, in die Spannflächen (4, 4') übergehen, wobei die so gestalteten Seitenflächen der Nuten (3, 3') als Spannflächen dienen, so daß zum winkelgerechten Spannen des Werkstücks sich das Werkstück in den Nuten (3,3') einstellen kann.
2. Spannbacken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rundung die Form eines Kreisabschnittes aufweist, der tangential in die Spannfläche (4,4') übergeht.
3. Spannbacken nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Nuten (3,3') im Abstand nebeneinander in der Spannfläche (4,4') angeordnet sind.
4. Spannbacken nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nebeneinanderliegende Nuten (3, 3') verschiedenartig geformte Seitenflächen (5,5') aufweisen.
5. Spannbacken nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zueinander parallel verlaufenden Mittellinien der Nuten (3, 3') zur kurzen Seite der Spannbacken parallel verlaufen, (Vertikal-Prisma).
6. Spannbacken nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Nuten (3, 3') vorhanden sind, deren Mittellinien zur Längserstreckung der Spannbacken (1, 2) parallel verlaufen (Horizontal-Prisma).
7. Spannbacken nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rundungen (Seitenflächen (5, 5')) der Nuten (3, 3') von 111 die Spannbacken (1, 2) eingesetzten gehärteten Bolzen (9) gebildet sind.
8. Spannbacken nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Spannen von Werkstücken mit konischem Querschnitt (20) Zusatzbacken (16, 17) mit der Profilform des Werkstückes angepaßten Spannflächen (21, 22) am Werkstück anlegbar sind und daß die Zusatzbacken (16, 17) den Spannflächen (21, 22) gegenüberliegende, abgerundete Führungsteile (18,19) aufweisen, welche in die zugeordneten konvexen Seitenflächen (5, 5') der Spannbacken (1, 2) eingreifen.
9. Spannbacken nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das die Spannbacken (1, 2) haltende und zueinander bewegende Spannzeug ein Schraubstock ist.
10. Spannbacken nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das die Spannbacken (1, 2) haltende Spannzeug das Spannfutter einer Dreh- oder Fräs- oder Hobelbank ist.
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