EP2991806B1

EP2991806B1 - Spannwerkzeug

Info

Publication number: EP2991806B1
Application number: EP14724023.8A
Authority: EP
Inventors: Hans Rösch; Thomas Klein; Gerhard KLÖPFER
Original assignee: Bessey Tool GmbH and Co KG
Current assignee: Bessey Tool GmbH and Co KG
Priority date: 2013-04-30
Filing date: 2014-04-29
Publication date: 2017-03-22
Anticipated expiration: 2034-04-29
Also published as: DE102013104413B3; TWI523737B; CN105163909B; DE102013104413C5; EP2991805B1; WO2014177539A1; CN105163909A; US20160184979A1; EP2991805A1; US20160184978A1; EP2991806A1; TW201509607A; US9889543B2; WO2014177529A1; PL2991805T3; CN105163910A

Description

Die Erfindung betrifft ein Spannwerkzeug, umfassend

eine Basis,
einen Klemmarm, welcher um eine erste Schwenkachse schwenkbar an der Basis angelenkt ist,
einen Handgriff, welcher um eine zweite Schwenkachse schwenkbar an dem Klemmarm angelenkt ist, und ein Stegelement, welches um eine dritte Schwenkachse an dem Handgriff schwenkbar angelenkt ist, oder
einen Handgriff, welcher um eine zweite Schwenkachse schwenkbar an der Basis angelenkt ist und ein Stegelement, welches um eine dritte Schwenkachse an dem Klemmarm schwenkbar angelenkt ist,
ein erstes Keilelement mit einer ersten Keilfläche, welches an einer Führung linear geführt ist, wobei das Stegelement mit dem ersten Keilelement verbunden ist und um eine vierte Schwenkachse schwenkbar an das erste Keilelement angelenkt ist,
ein zweites Keilelement mit einer der ersten Keilfläche zugewandten zweiten Keilfläche, welches an das erste Keilelement angepasst ist und linear geführt ist, wobei in einem ersten Positionsbereich des Handgriffs die erste Keilfläche und die zweite Keilfläche beabstandet sind und in einem zweiten Positionsbereich des Handgriffs sich die zweite Keilfläche an der ersten Keilfläche abstützt und eine Verschiebung des ersten Keilelements eine Verschiebung des zweiten Keilelements antreibt, und
eine Stelleinrichtung, welche auf das zweite Keilelement wirkt und durch welche eine Position des zweiten Keilelements einstellbar ist, bei welcher das erste Keilelement auf das zweite Keilelement zu dessen Antrieb wirkt, wobei die Stelleinrichtung an dem Stegelement angeordnet ist und an dem Stegelement gehalten ist.

Kniehebelspanner-Spannwerkzeuge werden beispielsweise dazu eingesetzt, um Werkstücke an einem Maschinentisch festzuspannen. Die Verschieblichkeit des ersten Keilelements ermöglicht in einem gewissen Bereich eine Anpassung an unterschiedliche Höhen von zu spannenden Werkstücken.
Aus der US 4,407,493 ist ein Kniehebelspanner bekannt, welcher selbstanpassend ist ("self adjusting toggle clamp").
Weitere Kniehebelspanner sind aus der US 2010/0148414 A1 oder der WO 2010/045504 A1 bekannt.
Aus der US 2,350,034 ist ein Kniehebelspanner bekannt, welcher eine Basis aufweist und einen L-förmigen Klemmarm, welcher aus einem U-förmigen Streifen hergestellt ist und an seinen freien Enden schwenkbar mit der Basis verbunden ist. Die Verbindung liegt an einem Punkt vor, bei dem ein Schwenklager seitlich durch die Streifenenden durchgeht. Es ist ferner ein Klemmelement vorgesehen, welches an dem anderen Ende des Klemmarms sitzt. Ein Handgriff ist mit einem Ende schwenkbar mit einem Punkt verbunden, welcher in der Biegung des L des Klemmarms liegt. Eine Verbindung weist ein Ende auf, welches schwenkbar mit der Basis verbunden ist und mit dem anderen Ende schwenkbar mit dem Handgriff verbunden ist an einem Punkt zwischen der Schwenkverbindung des Handgriffs mit dem Klemmarm und der Schwenkverbindung zwischen der Verbindung und der Basis. Wenn die entsprechenden Teile in einer Klemmposition sind, liegen die Schwenkverbindungen zwischen einem Ende der Verbindung und der Basis, dem Handgriff mit dem Klemmarm, und dem Handgriff mit dem anderen Ende der Verbindung, in einer Linie ausgerichtet. Die Schwenkverbindung zwischen dem Handgriff und dem anderen Ende der Verbindung liegt zwischen der anderen der Schwenkverbindungen. An der Basis sind Mittel für die Begrenzung der Bewegung der Verbindung und des Klemmarms vorgesehen.
Weitere Spannwerkzeuge sind aus der US 3,116,656 , der US 2,531,285 , der US 3,600,986 und der US 2,751,801 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Spannwerkzeug der eingangs genannten Art bereitzustellen, welcher bei einfachem Aufbau eine große Variationsbreite aufweist.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Spannwerkzeug erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Stelleinrichtung ein Wirkelement umfasst, welches um eine fünfte Schwenkachse schwenkbar an dem Stegelement sitzt.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist das Stegelement mit dem ersten Keilelement dauerhaft durch eine Gelenkverbindung für die Anlenkung verbunden. Es lässt sich dadurch die Anzahl der Bauteile gering halten und damit lässt sich das entsprechende Spannwerkzeug auf einfache Weise fertigen. Es ergibt sich eine große Variationsbreite für die Einspannbarkeit von Werkstücken bezüglich der Werkstückhöhe über einer Unterlage, auf weicher das Spannwerkzeug aufgesetzt ist. Eine Spannkraft lässt sich auf einfache Weise einstellen.
Das erfindungsgemäße Spannwerkzeug lässt sich als Kniehebelspanner beispielsweise als Maschinenspanner oder als Zange wie eine Gripzange einsetzen.
Insbesondere ist das Stegelement starr ausgebildet und insbesondere einstückig ausgebildet. Dadurch lässt sich das Spannwerkzeug auf einfache Weise herstellen.
Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn das Stegelement zwischen einem Gelenk zur Anlenkung an den Handgriff oder an den Klemmarm und einem Gelenk zur Anlenkung an das erste Keilelement starr ausgebildet ist. Das Stegelement stellt dann lediglich ein festes Brückenelement dar.
Günstigerweise sind die erste Schwenkachse, die zweite Schwenkachse, die dritte Schwenkachse und die vierte Schwenkachse parallel zueinander orientiert. Dadurch lässt sich auf einfache Weise ein Spannwerkzeug realisieren.
Es ist eine Stelleinrichtung vorgesehen, welche auf das zweite Keilelement wirkt und durch welche eine Position des zweiten Keilelements einstellbar ist, bei welcher das erste Keilelement auf das zweite Keilelement zu dessen Antrieb wirkt. Durch die Stelleinrichtung ist einstellbar, ab welcher Schwenkposition des Handgriffs das erste Keilelement das zweite Keilelement mitnimmt. Dadurch ist die Feststellkraft des Spannwerkzeugs für ein Werkstück einstellbar.
Die Stelleinrichtung ist an dem Stegelement angeordnet und an dem Stegelement gehalten. Die Stelleinrichtung weist dann den gleichen Drehpunkt wie das Stegelement auf. Dadurch ergibt sich ein einfacher Aufbau des Spannwerkzeugs. Auf die Stelleinrichtung kann auf einfache Weise mit einem Werkzeug wie einem
Schraubendreher oder werkzeuglos zugegriffen werden, da genügend Raum für die Einwirkung bereitsteht. Es lässt sich auf einfache Weise realisieren, dass eine Spannkraft über einen großen Winkelbereich für den Klemmarm zu einer Unterlage und insbesondere den gesamten Winkelbereich definiert einstellbar ist. Wenn die Spannkraft eingestellt ist, dann ist diese für unterschiedliche Werkstückhöhen mindestens näherungsweise gleich. Dadurch lässt sich das Spannwerkzeug auf einfache Weise bedienen.
Die Stelleinrichtung umfasst ein Wirkelement, welches um eine fünfte Schwenkachse schwenkbar an dem Stegelement sitzt. Durch eine relative Winkelposition des Wirkelements zu dem Stegelement lässt sich dann die Feststellkraft einstellen.
Insbesondere ist die fünfte Schwenkachse parallel zur vierten Schwenkachse. Es ergibt sich dadurch ein einfacher Aufbau.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sitzt an dem Wirkelement ein Steilelement, durch welches eine Winkelposition des Wirkelements relativ zu dem Stegelement feststellbar einstellbar ist. Das Stellelement ist insbesondere ein Abstandselement, welches an oder in der Nähe eines Endes des Wirkelements einen Abstand zu dem Stegelement festlegt und damit die Winkelposition des Wirkelements zu dem Stegelement festlegt.
Bei einer fertigungstechnisch günstigen Ausführungsform ist das Stellelement eine Schraube, welche in einem Gewinde an dem Wirkelement geführt ist und welche sich an dem Stegelement insbesondere über ein Ende abstützt. Es ergibt sich dadurch ein einfacher Aufbau. Durch die Gewindeführung der Schraube lässt sich auf einfache Weise die relative Position des Wirkelements zu dem Stegelement feststellbar einstellen.
Es kann vorgesehen sein, dass das Wirkelement sich an dem ersten Keilelement mindestens in einem Teilbereich einer Schwenkbeweglichkeit des Wirkelements abstützt. Dadurch ergibt sich eine erhöhte Stabilität.
Günstig ist es, wenn das Wirkelement an einem Bereich, mit dem es auf das zweite Keilelement wirkbar ist, abgerundet ausgebildet ist. Die Abrundung ist definiert. Dadurch kann auf effektive Weise in einem vorgegebenen Schwenkbereich die Ausgangsposition des zweiten Keilelements festgelegt werden und damit wiederum die Position festgelegt werden, ab welcher das erste Keilelement das zweite Keilelement mitführen kann. Dadurch wiederum wird die Feststellkraft festgelegt. Es lässt sich mindestens näherungsweise bei entsprechender Ausbildung eine winkelunabhängige Spannkraft einstellen.
Günstig ist es, wenn eine Federeinrichtung vorgesehen ist, welche auf das zweite Keilelement wirkt, wobei eine Federkraft der Federeinrichtung bestrebt ist, das zweite Keilelement in Richtung auf das Stegelement zu zu drücken. Die Federeinrichtung sorgt dann dafür, dass, wenn das erste Keilelement das zweite Keilelement noch nicht berührt, das zweite Keilelement an einer Anlagefläche einer Stelleinrichtung anliegen kann.
Bei einer Ausführungsform ist die Führung an der Basis angeordnet. Dadurch ergibt sich ein einfacher Aufbau.
Bei einer Ausführungsform weist die Basis eine Unterseite auf, welche dem Klemmarm abgewandt ist und die Führung liegt in einem Höhenabstand zu der Unterseite der Basis. Dadurch ist ein Zwischenraum zwischen einer Ebene, an welcher die Unterseite liegt, und der Führung gebildet. Dies kann beispielsweise dazu genutzt werden, die Führung in einem Handgriffelement anzuordnen, welches durch einen Bediener fassbar ist. Wenn beispielsweise die Basis über die Unterseite an einer Anwendung fixiert ist, dann liegt ein Zwischenraum zwischen der Anwendung und der Führung und damit dem Handgriffelement vor. Durch diesen Zwischenraum kann ein Bediener durchgreifen und beispielsweise den Handgriff und das Handgriffelement mit einer Hand fassen.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist das Spannwerkzeug über die Unterseite der Basis an einer Anwendung fixierbar. Dadurch ergibt sich eine einfache Fixierbarkeit.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn an der Basis ein Handgriffelement angeordnet ist. Dadurch kann ein Bediener mit einer Hand das Handgriffelement und den Handgriff fassen und beispielsweise durch eine Zubewegung des Handgriffs auf das Handgriffelement ein Werkstück einspannen. Das Werkstück kann dann beispielsweise zwischen dem Klemmarm und einer Unterlage oder zwischen dem Klemmarm (erster Klemmarm) und einem zweiten Klemmarm, welcher an der Basis angeordnet ist, eingespannt werden.
Bei einer konstruktiv einfachen Ausführungsform ist das Handgriffelement starr mit der Basis verbunden.
Es ist für die Anwendung günstig, wenn in einer Ausgangsstellung des Spannwerkzeugs der Handgriff und das Handgriffelement mindestens näherungsweise parallel zueinander orientiert sind. Die Ausgangsstellung ist insbesondere eine Spannstellung. Dadurch kann beispielsweise auf einfache Weise ein Kniehebelspanner als Horizontalspanner oder in Form einer Gripzange realisiert werden, wobei durch Zubewegung des Handgriffs auf das Handgriffelement ein Werkstück einspannbar ist.
Es ist insbesondere günstig, wenn die Führung an dem Handgriffelement angeordnet ist. Dadurch ergibt sich ein kompakter Aufbau des Spannwerkzeugs mit einfacher Bedienbarkeit.
Insbesondere sind dann das erste Keilelement und das zweite Keilelement an dem Handgriffelement angeordnet und an diesem linear führbar. Es ergibt sich dadurch ein einfacher kompakter Aufbau mit umfangreichen Einsatzmöglichkeiten.
Es ist ferner günstig, wenn das Handgriffelement der Basis und der Handgriff gegenüberliegend angeordnet sind und durch die Hand eines Bedieners gemeinsam fassbar sind. Dadurch ergibt sich eine einfache Bedienbarkeit und insbesondere Einhandbedienbarkeit.
Bei einem Ausführungsbeispiel eines Spannwerkzeugs in Form eines Kniehebelspanners ist der Klemmarm ein erster Klemmarm und an der Basis ist ein zweiter Klemmarm angeordnet, wobei ein Werkstück zwischen dem ersten Klemmarm und dem zweiten Klemmarm einklemmbar ist. Es ist dadurch ein Kniehebel-Spannwerkzeug mit einstellbarer Spannkraft realisiert. Ein solches Spannwerkzeug kann beispielsweise als Gripzange eingesetzt werden.
Insbesondere ist dann der zweite Klemmarm fest mit der Basis verbunden. Dadurch lässt sich eine entsprechende Zange auf konstruktiv einfache Weise realisieren.
Insbesondere ist dann das Spannwerkzeug, welches ein Kniehebelspanner ist, als Zange und/oder Gripzange ausgebildet.
Bei der Ausbildung als Zange ist es vorteilhaft, wenn der Klemmarm und/oder ein weiterer Klemmarm einen ersten Bereich aufweist, an welchem ein abgewinkelter zweiter Bereich sitzt, wobei an dem zweiten Bereich ein Anlageelement für ein Werkstück angeordnet ist. Es lässt sich dadurch für das Einklemmen eines Werkstücks eine hohe Klemmkraft erreichen.
Es ist günstig, wenn das Anlageelement schwenkbar oder drehbar an dem zweiten Bereich sitzt. Dadurch lässt sich eine Ausrichtung erreichen, um beispielsweise Unregelmäßigkeiten auszugleichen oder auch Werkstücke mit nicht parallelen gegenüberliegenden Flächen einspannen zu können.
Insbesondere liegt der zweite Bereich im Winkelbereich zwischen 70° und 110° zu dem ersten Bereich orientiert und vorzugsweise ist der zweite Bereich mindestens näherungsweise rechtwinklig zu dem ersten Bereich orientiert.
Dadurch lässt sich auf günstige Weise eine Zange wie eine Gripzange realisieren.
Aus dem gleichen Grund ist es günstig, wenn bei Vorhandensein eines ersten Klemmarms und eines zweiten Klemmarms der zweite Bereich des ersten Klemmarms und der zweite Bereich des zweiten Klemmarms mindestens näherungsweise fluchtend zueinander ausgerichtet sind, wenn der erste Klemmarm in einer Ausgangsstellung ist. Dadurch ergibt sich eine effektive Einspannbarkeit eines Werkstücks zwischen entsprechenden Anlageelementen des ersten Klemmarms und des zweiten Klemmarms.
Ein erfindungsgemäßes Spannwerkzeug kann als Horizontalspanner ausgebildet sein, bei dem eine Einspannung eines Werkstücks durch den Klemmarm durch eine Schwenkung des Handgriffs auf die Basis zu bewirkbar ist.
Insbesondere ist dann der Klemmarm an die Basis angelenkt, der Handgriff ist an den Klemmarm angelenkt und das Stegelement ist an den Handgriff angelenkt.
Günstigerweise ist an einem Kniehebel-Totpunkt das Stegelement mindestens näherungsweise parallel zum Klemmarm ausgerichtet. Es lässt sich dadurch auf einfache Weise ein Horizontalspanner realisieren.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:

Figuren 1 - 6: schematische Darstellungen eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Spannwerkzeugs in Form eines Kniehebelspanners, wobei
Figur 1: eine schematische Schnittdarstellung in einer ersten Position des Handgriffs zeigt;
Figur 2: eine vergrößerte Darstellung des Bereichs gemäß Figur 1 zeigt;
Figur 3: den Kniehebelspanner gemäß Figur 1 bei einer zweiten Stellung des Handgriffs zeigt;
Figur 4: den vergrößerten Bereich gemäß Figur 3 zeigt;
Figur 5: eine Feststellstellung des Handgriffs zeigt;
Figur 6: eine vergrößerte Darstellung des Bereichs gemäß Figur 5 zeigt;
Figuren 7 - 12: ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spannwerkzeugs in Form eines Kniehebelspanners zeigen, wobei
Figur 7: den Kniehebelspanner in einer ersten Stellung zeigt;
Figur 8: eine Vergrößerung des markierten Bereichs gemäß Figur 7 zeigt;
Figur 9: den Kniehebelspanner gemäß Figur 7 in einer zweiten Stellung des Handgriffs zeigt;
Figur 10: eine Vergrößerung des markierten Bereichs gemäß Figur 9 zeigt;
Figur 11: eine Feststellstellung des Handgriffs zeigt;
Figur 12: eine vergrößerte Darstellung des markierten Bereichs gemäß Figur 11 zeigt;
Figur 13: den Kniehebelspanner gemäß Figur 9 bei einem größeren Werkstück;
Figuren 14 - 19: ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spannwerkzeugs in Form eines Kniehebelspanners, wobei
Figur 14: den Kniehebelspanner in einer ersten Stellung eines Handgriffs zeigt;
Figur 15: eine vergrößerte Darstellung des markierten Bereichs gemäß Figur 14 zeigt;
Figur 16: eine zweite Stellung des Handgriffs des Kniehebelspanners gemäß Figur 14 zeigt;
Figur 17: eine vergrößerte Darstellung des markierten Bereichs gemäß Figur 16 zeigt;
Figur 18: eine Feststellstellung des Handgriffs zeigt;
Figur 19: eine vergrößerte Darstellung des markierten Bereichs gemäß Figur 18 zeigt;
Figur 20: den Kniehebelspanner gemäß Figur 14 mit einem größeren Werkstück zeigt;
Figur 21, 22: ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spannwerkzeugs in Form eines Kniehebelspanners, wobei
Figur 21(a): eine Seitenansicht des Kniehebelspanners zeigt;
Figur 21(b): eine Draufsicht auf eine Befestigungsplatte für den Kniehebelspanner gemäß Figur 21(a) zeigt;
Figur 22: eine Teilschnittdarstellung des Kniehebelspanners gemäß Figur 21(a) zeigt;
Figur 23, 24: ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spannwerkzeugs in Form einer Gripzange, wobei Figur 23 eine Seitenansicht der Gripzange zeigt; und
Figur 24: eine Teilschnittdarstellung der Gripzange gemäß Figur 23 zeigt.

Ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spannwerkzeugs ist ein Kniehebelspanner, welcher in den Figuren 1 bis 8 gezeigt und dort mit 10 bezeichnet ist, umfasst eine Basis 12. Über die Basis 12 ist der Kniehebelspanner 10 an einer Unterlage 14 fixierbar. Die Unterlage 14 ist beispielsweise ein Maschinentisch. Die Basis 12 ist beispielsweise mit der Unterlage 14 verschraubbar. Ein Werkstück 15 soll mit dem Kniehebelspanner 10 mit der Unterlage 14 verspannt werden.
An die Basis 12 ist über ein erstes Gelenk 16, welches eine erste Schwenkachse 18 definiert, ein Klemmarm 20 angelenkt. Die erste Schwenkachse ist in Figur 1 senkrecht zur Zeichenebene orientiert. Sie ist insbesondere parallel zur Unterlage 14 orientiert.
Der Klemmarm 20 ist abgewinkelt ausgebildet mit einem ersten Bereich 22 und einem quer zum ersten Bereich 22 orientierten Bereich 24. Das erste Gelenk 16 ist in der Nähe eines Endes des ersten Bereichs 22 positioniert.
An dem zweiten Bereich 24 sitzt in der Nähe eines Endes 26 ein Anlageelement 28, welches insbesondere als Druckstück ausgebildet ist. Das Anlageelement 28 ist dabei an einer Haltekugel 30 gelagert. Das Anlageelement 28 weist eine Anlagefläche 32 für das Werkstück 15 auf. Das Anlageelement 28 weist ferner eine an die Haltekugel 30 angepasste Aufnahme 32 auf. Über die Haltekugel-Aufnahme-Verbindung des Anlageelements 28 ist dessen Schwenkstellung relativ zu dem Klemmarm 20 variabel.
Die Haltekugel 30 ist über einen Haltestift 34 an dem zweiten Bereich 24 des Klemmarms 20 fixiert.
Bei einer Ausführungsform ist ein Abstand des Anlageelements 28 zu dem Klemmarm 20 feststellbar einstellbar. Dazu ist beispielsweise der Haltestift 34 insbesondere in einem Teilbereich als Gewindestift ausgebildet, welcher an einem Gewinde des Klemmarms 20 geführt ist.
An dem Klemmarm 20 ist über ein zweites Gelenk 36, welches eine zweite Schwenkachse 38 definiert, ein Handgriff 40 angelenkt. Das zweite Gelenk 36 ist dabei an dem ersten Bereich 22 in der Nähe eines Endes angeordnet, welches dem Ende, in dessen Nähe das erste Gelenk 16 positioniert ist, abgewandt ist. Das zweite Gelenk 36 weist einen größeren Abstand zu der Unterlage 14 auf als das erste Gelenk 16, wenn der Kniehebelspanner 10 mit der Basis 12 auf die Unterlage aufgesetzt ist.
Der Handgriff 40 ist abgewinkelt ausgebildet mit einem ersten Bereich 42 und einem zweiten Bereich 44. Zwischen dem ersten Bereich 42 und dem zweiten Bereich 44 liegt ein endlicher Winkel 46, welcher beispielsweise im Bereich zwischen 120° und 150° liegt.
An dem Handgriff 40 ist an einem Endbereich ein Griffelement 48 beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial angeordnet. Das Griffelement 48 weist einen Anlagebereich 52 für eine Benutzerhand auf.
Die zweite Schwenkachse 38 ist parallel zu der ersten Schwenkachse 18.
An dem Handgriff 40 ist ein drittes Gelenk 54 angeordnet, welches eine dritte Schwenkachse 56 definiert. Das dritte Gelenk 54 ist beabstandet zu dem ersten Gelenk 16 und dem zweiten Gelenk 36. Die dritte Schwenkachse 56 ist parallel zur ersten Schwenkachse 18. Ein Abstand des dritten Gelenks 54 zu der Unterlage 14 hängt von einer Schwenkposition des Handgriffs 40 ab. Über das dritte Gelenk 54 ist ein Stegelement 57 an den Handgriff 40 angelenkt. Das dritte Gelenk 54 sitzt insbesondere an dem zweiten Bereich 44 des Handgriffs in der Nähe des Übergangs des ersten Bereichs 42 zu dem zweiten Bereich 44.
An der Basis 12 ist eine Führung 58 für ein erstes Keilelement 60 ausgebildet. Das erste Keilelement 60 ist insbesondere linear gleitverschieblich in der Führung 58 an der Basis 12 geführt. Eine Verschiebungsrichtung 62 liegt parallel zu einer Führungsfläche 64 der Basis 12. Die Führungsfläche 64 ist insbesondere eben ausgebildet. Sie ist vorzugsweise parallel zu der Unterlage 14 orientiert, wenn die Basis 12 auf die Unterlage 14 aufgesetzt ist. Das erste Keilelement 60 weist unabhängig von seiner Position an der Führung 58 den gleichen Abstand zur Unterlage auf.
Das erste Keilelement 60 hat eine Unterseite 66, mit der das erste Keilelement 60 auf der Führungsfläche 64 aufgesetzt ist. Die Unterseite 66 ist parallel zur Führungsfläche 64 orientiert.
Das erste Keilelement 60 weist ferner eine erste Keilfläche 68 auf, welche in einem spitzen Winkel beispielsweise im Bereich zwischen 10° und 20° zu der Unterseite 66 orientiert ist.
Das Stegelement 57 ist über ein viertes Gelenk 70 an das erste Keilelement 60 angelenkt und mit diesem permanent verbunden. Das vierte Gelenk 70 definiert dabei eine vierte Schwenkachse 72, welche parallel zu der ersten Schwenkachse 18 ist. Die Anlenkung des Stegelements 57 an dem ersten Keilelement 60 liegt außerhalb der ersten Keilfläche 68.
Das Stegelement 57 ist starr ausgebildet. Es ist insbesondere zwischen dem dritten Gelenk 54 und dem vierten Gelenk 70 starr ausgebildet, d. h. in sich nicht beweglich. Es ist nicht durch ein weiteres Gelenk oder dergleichen unterbrochen.
Dem ersten Keilelement 60 ist ein zweites Keilelement 74 zugeordnet. Das zweite Keilelement 74 ist ebenfalls an der Basis 12 in einer Verschiebungsrichtung 76 parallel zur Verschiebungsrichtung 62 linear geführt. Das zweite Keilelement 74 ist oberhalb des ersten Keilelements 60 angeordnet. Eine Führung 78 des zweiten Keilelements 74 an der Basis 12 ist so ausgebildet, dass sich die Höhenposition des zweiten Keilelements 74 relativ zu der Führungsfläche 64 nicht ändert. Dies wird beispielsweise durch eine seitliche Führung erreicht (in den Figuren aufgrund der gewählten Darstellung nicht sichtbar).
Das zweite Keilelement 74 weist eine zweite Keilfläche 80 auf, welche an die erste Keilfläche 68 angepasst ist und parallel zu dieser ist. Gegenüberliegend der zweiten Keilfläche 80 hat das zweite Keilelement 74 eine Oberseite 82, über die das zweite Keilelement 74 beispielsweise gleitend an einer entsprechenden, der Führungsfläche 64 gegenüberliegenden Wandung 84 der Basis 12 geführt ist. Die Oberseite 82 ist parallel zur Unterseite 66 des ersten Keilelements 60 orientiert.
Bei einem Ausführungsbeispiel stützt sich das zweite Keilelement 74 über eine Federeinrichtung 86 an der Basis 12 ab. Die Federeinrichtung 86 ist insbesondere an einer Rückwand 88 abgestützt, welche zwischen der Wandung 84 und der Führungsfläche 64 liegt. Ferner ist die Federeinrichtung 86, welche eine oder mehrere Druckfedern aufweist, an einer der Rückwand 88 zugewandten Seite des zweiten Keilelements 74 fixiert bzw. stützt sich dort ab.
Eine Kraftrichtung 90 der Federeinrichtung 86 weist von der Rückwand 88 weg dem Stegelement 57 zu. Die Kraftrichtung 90 ist insbesondere mindestens näherungsweise parallel zur Führungsfläche 64 orientiert. Die Federeinrichtung 86 ist bestrebt, das zweite Keilelement 74 in Richtung auf das Stegelement 57 zu zu drücken.
Zwischen dem ersten Keilelement 60 und dem zweiten Keilelement 74 ist ein Zwischenelement 75 angeordnet. Dieses ist parallel zu den Keilflächen 68 und 80 angeordnet und ausgebildet und parallel zur Führungsfläche 64 an der Basis 12 geführt. In einer Höhenrichtung dazu ist es an der Basis 12 frei beweglich "schwimmend" geführt. Über das Zwischenelement 75 wirkt das erste Keilelement 60 auf das zweite Keilelement 74. Das Zwischenelement nimmt Querkräfte auf und leitet diese an die Basis 12 ab. Es wird dadurch eine Querbeweglichkeit der Keilelemente 60 und 74 verhindert.
Dem zweiten Keilelement 74 ist eine Stelleinrichtung 92 zugeordnet, durch welche einstellbar ist, in welche Position das zweite Keilelement 74 in Richtung zu dem Stegelement 57 durch die Federeinrichtung 86 drückbar ist. Über die Stelleinrichtung 92 ist eine Spannkraft einstellbar.
Die Stelleinrichtung 92 umfasst dabei ein Wirkelement 94. Das Wirkelement 94 weist eine Anlagefläche 96 für das zweite Keilelement 74 an einer Seite auf, welche der Seite gegenüberliegt, an der sich die Federeinrichtung 86 abstützt. Im Bereich der Anlagefläche 96 ist das Wirkelement 94 insbesondere abgerundet ausgebildet.
Das Wirkelement 94 sitzt über einen entsprechenden Halter 98 schwenkbar an dem Stegelement 57. Es ist dazu ein fünftes Gelenk 100 vorgesehen, welches eine fünfte Schwenkachse 102 definiert. Die fünfte Schwenkachse 102 ist parallel zur ersten Schwenkachse 18.
Das fünfte Gelenk 100 unterteilt das Wirkelement 94 in einen ersten Bereich und in einen zweiten Bereich. An dem ersten Bereich ist die Anlagefläche 96 gebildet. An dem zweiten Bereich sitzt ein Stellelement 104. Das Stellelement 104 ist insbesondere eine Schraube, welche über ein Außengewinde an einem Innengewinde des Wirkelements 94 geführt ist. Das Stellelement 104 weist einen Bereich 106 auf, welcher über das Wirkelement 94 in Richtung des Stegelements 57 ragt. Eine Länge dieses Bereichs 106 zu dem Stegelement 57 ist einstellbar. Dies ist in Figur 1 durch den Doppelpfeil mit dem Bezugszeichen 108 angedeutet. Über ein Ende des Bereichs 106 stützt sich das Stellelement 104 an einer entsprechenden Außenseite des Stegelements 57 ab. Eine Drehposition des Stellelements 104 an dem Wirkelement 94 bestimmt eine Schwenkposition des Wirkelements 94 relativ zu dem Stegelement 57.
Das Stellelement 104 ist oberhalb der Wandung 84 positioniert, so dass mit einem geeigneten Werkzeug wie beispielsweise einem Schraubendreher auf das Stellelement 104 einwirkbar ist zu dessen Verstellung.
Der Kniehebelspanner 10 ist als Horizontalspanner ausgebildet. Über die Gelenke 16, 36, 54 und 70 ist ein Kniehebel realisiert. Das Werkstück 15 lässt sich mit der Unterlage 14 verspannen, indem der Handgriff 40 in Richtung auf die Basis 12 zu verschwenkt wird. Diese Bewegungsrichtung ist in Figur 1 mit dem Bezugszeichen 110 angedeutet. In Figur 1 ist eine Stellung des Handgriffs gezeigt, bei welcher das Werkstück 15 noch nicht eingespannt ist. In dieser Stellung des Handgriffs 40 drück die Federeinrichtung 86 das zweite Keilelement 74 gegen die Anlagefläche 96 des Wirkelements 94. Der genaue Ort des zweiten Keilelements 74 relativ zu der Basis 12 ist dabei über die Position des Stellelements 104 an dem Wirkelement 94 eingestellt.
Der Kniehebelspanner 10 ist dabei so ausgebildet und insbesondere so dimensioniert, dass in einem ersten Positionsbereich des Handgriffs 40, in welchem noch keine Spannung erfolgt, wobei Figur 1 eine Stellung des Handgriffs 40 in diesem ersten Positionsbereich zeigt, die erste Keilfläche 68 von der zweiten Keilfläche 80 weiter als die Höhe des Zwischenelements 75 beabstandet ist. Das Zwischenelement 75 liegt aufgrund seiner freien Lagerung in der Höhenrichtung auf einer Seite an der ersten Keilfäche 68 an und ein Luftspalt 112 liegt zwischen einer gegenüberliegenden Seite des Zwischenelements 75 und der zweiten Keilfläche 80.
Bei der in Figur 1 gezeigten Stellung liegen das Stegelement 57 und die Unterlage 14 und damit auch die Führungsfläche 64 in einem bestimmten Winkel 114 zueinander. Wenn der Handgriff 40 in der Richtung 110 verschwenkt wird, dann verringert sich der Winkel 114. Diese Winkelverringerung bewirkt auch, dass durch entsprechende Verschwenkung des Stegelements 57 das erste Keilelement 60 in Richtung der Rückwand 88 verschoben wird. Vergleiche dazu die Figuren 3 und 4. Es ist dann bei einer bestimmten Position, welche in den Figuren 3 und 4 gezeigt ist, eine Stellung erreicht, bei der das die erste Keilfläche 68 berührende Zwischenelement 75 auch die zweite Keilfläche 80 berührt, d. h. der Luftspalt 112 ist verschwunden.
Der Verschiebungsweg des ersten Keilelements 60 bis in diese Stellung definiert den Umfang der Selbstanpassbarkeit des Kniehebelspanners 10.
Wenn dann ausgehend von dieser Stellung für einen speziellen Winkel 114* (Figuren 3 und 4) der Handgriff 40 weiter nach unten verschwenkt wird (Figuren 5 und 6), dann wirkt das erste Keilelement 60 (mit dazwischenliegendem Zwischenelement 75) auf das zweite Keilelement 74 und treibt eine Verschiebung des zweiten Keilelements 74 von der Anlagefläche 96 des Wirkelements 94 auf die Rückwand 88 zu entgegen der Kraftrichtung 90 der Federeinrichtung 86. Während dieser Bewegungsphase stützt sich das erste Keilelement 60 über seine erste Keilfläche 68 über das Zwischenelement 75 an dem zweiten Keilelement 74 über dessen zweite Keilfläche 80 ab. Die bewegliche Lagerung des Zwischenelements 75 erlaubt dessen Mitbewegung. Bei einem bestimmten Winkel 114 ist ein Totpunkt des Kniehebelspanners 10 erreicht. In diesem Totpunkt liegt insbesondere das Stegelement 57 mindestens näherungsweise parallel zu dem Klemmarm 20 (und insbesondere zu einer Längserstreckungsrichtung 116 des zweiten Bereichs 24 des Klemmarms 20), d. h. Durchstoßpunkte der Schwenkachsen 38, 56, 72 liegen auf einer Linie.
Der Klemmarm 20 drückt gesichert über das Anlageelement 28 auf das Werkstück 15 und spannt dieses gegen die Unterlage.
In den Figuren 5 und 6 ist eine Stellung des Handgriffs 40 gezeigt, die bereits etwas unterhalb dem Kniehebel-Totpunkt liegt.
Das Werkstück 15 ist dann sicher und fest zwischen dem Anlageelement 28 am Klemmarm 20 und der Unterlage 14 verspannt.
Grundsätzlich ist die Spannkraft (die Kniehebelkraft) über die Stelleinrichtung 92 einstellbar.
Das Stegelement 57, welches als starres Element ausgebildet ist, ist direkt und dauerhaft mit dem ersten Keilelement 60 verbunden und direkt an dieses über das vierte Gelenk 70 angelenkt. Es ergibt sich dadurch ein einfacher Aufbau mit einer großen Variationsbreite für eine Klemmhöhe (Werkstückhöhe).
Die Stelleinrichtung 92 mit dem Stellelement 104 ist an dem Stegelement 57 angeordnet. Insbesondere ist das Wirkelement 94 schwenkbar an dem Stegelement 57 angeordnet. Dadurch lässt sich auf einfache Weise die entsprechende Spannkraft (Kniehebelkraft) über die Position des zweiten Keilelements 74 in dem ersten Positionsbereich des Handgriffs 40 einstellen.
Auf das Stellelement 104 kann auf einfache Weise mit einem Standardwerkzeug wie beispielsweise einem Schraubendreher zugegriffen werden, um die entsprechende Kraft einzustellen.
Die Verschieblichkeit des ersten Keilelements 60 erlaubt in gewissem Maße einen Ausgleich für unterschiedliche Werkstückhöhen; ein Abstützpunkt des Klemmarms 20 ist variabel. Der Kniehebelspanner 10 ist dadurch selbstanpassend ("self adjusting toggle clamp").
Ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spannwerkzeugs in Form eines Kniehebelspanners, welches in den Figuren 7 bis 13 gezeigt ist und dort mit 120 bezeichnet ist, umfasst eine Basis 122 zur Fixierung an der Unterlage 14. An der Basis 122 ist über ein erstes Gelenk 124 ein Klemmarm 126 schwenkbar angelenkt. Der Klemmarm 126 ist grundsätzlich gleich ausgebildet wie der oben beschriebene Klemmarm 20. An diesem sitzt ebenfalls ein Anlageelement 28 wie oben beschrieben.
An der Basis 122 ist über ein zweites Gelenk 128 ein Handgriff 130 schwenkbar angelenkt. Dieses ist höhenbeabstandet zu dem ersten Gelenk 124.
An dem Handgriff sitzt eine Führung 132 für ein erstes Keilelement 134 und ein zweites Keilelement 136.
Ein Stegelement 138 ist über ein drittes Gelenk 140 schwenkbar an dem Klemmarm 126 angelenkt. Über ein viertes Gelenk 142 ist das Stegelement 138 schwenkbar an dem ersten Keilelement 134 angelenkt und mit diesem permanent verbunden.
Über die Führung 132 ist das erste Keilelement 134 parallel an dem Handgriff 130 verschieblich. Das zweite Keilelement 136 ist oberhalb des ersten Keilelements 134 positioniert. Über eine Federeinrichtung 144 ist es in Richtung des Stegelements 138 gedrückt.
Das erste Gelenk 124, das zweite Gelenk 128, das dritte Gelenk 140 und das vierte Gelenk 142 bilden einen Kniehebel.
An dem Stegelement 138 sitzt eine Stelleinrichtung, welche grundsätzlich gleich ausgebildet ist wie die Stelleinrichtung 92. Es werden deshalb die Bezugszeichen wie bei der Stelleinrichtung 92 verwendet. Über eine Anlagefläche 96 wirkt ein Wirkelement 94 auf das zweite Keilelement 136.
Das zweite Keilelement 136 weist eine Ausnehmung 146 beispielsweise in Form einer Langloch-Ausnehmung auf. Diese Ausnehmung 146 ist durchgehend ausgebildet. Die Durchgangsrichtung dieser Ausnehmung 146 liegt senkrecht zur Zeichenebene gemäß den Figuren 7 und 8. In der Ausnehmung 146 ist das zweite Gelenk 128 angeordnet und dabei fest gegenüber der Basis 122 positioniert. Die Ausnehmung 146 erlaubt eine Verschieblichkeit des zweiten Keilelements 136 an dem Handgriff 130.
Zur Einspannung eines Werkstücks an der Unterlage 14 wird der Handgriff 14 in der Richtung 148 auf die Basis zu verschwenkt. Der Kniehebelspanner 120 ist ebenfalls ein Horizontalspanner. Durch diese Verschwenkung schiebt das Stegelement 138 das erste Keilelement 134 auf ein Griffelement 150 zu, welches an dem Handgriff 130 sitzt.
In den Figuren 7 und 8 ist eine Stellung des Handgriffs 130 in einem ersten Positionsbereich gezeigt, bei dem eine entsprechende Keilfläche des ersten Keilelements 134 beabstandet zu der entsprechenden Keilfläche des zweiten Keilelements 136 ist. Die Position des zweiten Keilelements 136 an dem Handgriff 130 ist dabei durch die Einstellung der Stelleinrichtung 92 bestimmt. Die in den Figuren 7 und 8 gezeigte Position entspricht der Position, welche für den Kniehebelspanner 10 in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist.
Der Handgriff 130 mit der Führung 132 und das Stegelement 138 liegen in einem bestimmten Winkel 152 zueinander. Durch Verschwenkung des Handgriffs 130 auf die Basis 122 zu wird dieser Winkel 152 verkleinert. Es wird dann, wie in den Figuren 9 und 10 gezeigt, der Abstand zwischen der ersten Keilfläche des ersten Keilelements 134 und der zweiten Keilfläche des zweiten Keilelements 136 verkleinert und ein Zwischenelement 137 berühren diese. Ab der entsprechenden Winkelstellung 152* erfolgt dann bei weiterer Verkleinerung des Winkels eine Verschiebung des zweiten Keilelements 136 angetrieben durch das erste Keilelement 134 auf das Griffelement 150 zu (vgl. Figuren 11 und 12). Diese Bewegung erfolgt entgegen der Federkraft der Federeinrichtung 144. Das erste Keilelement 134 wird dabei auch von der Anlagefläche 96 der Stelleinrichtung 92 weggeschoben.
Ein Kniehebel-Totpunkt ist mindestens näherungsweise erreicht, wenn der Winkel 152 bei 0° liegt, d. h. der Handgriff 130 und das Stegelement 138 parallel zueinander ausgerichtet sind bzw. Durchstoßpunkte von Schwenkachsen des zweiten Gelenks 128, des dritten Gelenks 140 und des vierten Gelenks 142 auf einer Linie liegen.
In den Figuren 11 und 12 ist eine Stellung gezeigt, bei der der Handgriff 130 bereits unterhalb des Totpunkts liegt.
Durch die Stelleinrichtung 92 lässt sich wiederum die Einspannkraft (Kniehebelkraft) einstellen.
Auch bei dem Kniehebelspanner 120 ist das Stegelement 138 starr ausgebildet. Es ist dauerhaft mit dem ersten Keilelement 134 schwenkbar verbunden und an dieses angelenkt.
In Figur 13 ist ein Ausführungsbeispiel entsprechend Figur 7 gezeigt, wobei dort ein Werkstück 154 größerer Höhe eingespannt ist.
Ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spannwerkzeugs in Form eines Kniehebelspanners, welches in den Figuren 14 bis 20 gezeigt und dort mit 160 bezeichnet ist, umfasst eine Basis 162. An der Basis 162 ist über ein erstes Gelenk 164 mit einer ersten Schwenkachse 166 (welche senkrecht zur Zeichenebene gemäß Figur 14 liegt) ein Klemmarm 167 schwenkbar angelenkt. An dem Klemmarm wiederum sitzt ein Anlageelement entsprechend dem Anlageelement 28. An der Basis 162 ist über ein zweites Gelenk 168 mit einer zweiten Schwenkachse 170 ein Handgriff 172 schwenkbar angelenkt. Die zweite Schwenkachse 170 ist parallel zur ersten Schwenkachse 166. Das erste Gelenk 164 und das zweite Gelenk 168 liegen auf der gleichen Höhe.
An dem Klemmarm 167 ist oberhalb des ersten Gelenks 164 über ein drittes Gelenk 174 mit einer dritten Schwenkachse 176 ein Stegelement 178 schwenkbar angelenkt.
An dem Handgriff 172 ist an einer Führung 180 ein erstes Keilelement 182 linear verschieblich geführt. Das Stegelement 178 ist über ein viertes Gelenk 184 mit einer vierten Schwenkachse 186 ständig schwenkbar an das erste Keilelement 182 angelenkt.
Dem ersten Keilelement 182 ist ein ebenfalls linear verschiebliches zweites Keilelement 188 an dem Handgriff 172 zugeordnet. Ferner ist an dem Stegelement 178 eine Stelleinrichtung entsprechend der Stelleinrichtung 92 positioniert. Es wird hier deshalb das gleiche Bezugszeichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel und dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet.
Der Kniehebelspanner 160 ist als Vertikalspanner ausgebildet. Eine Einspannung eines Werkstücks an einer Unterlage wird erreicht, wenn der Handgriff 172 in einer Richtung 190 von der Basis 162 weg verschwenkt wird.
Zwischen der Führung 180 und dem Stegelement 178 liegt ein Winkel 192. Bei der Schwenkung des Handgriffs 172 in der Richtung 190 wird dieser Winkel 192 (vgl. Figuren 14 und 16) verkleinert.
Das zweite Keilelement 188 ist über eine Federeinrichtung 194 an einer Rückwand 196 abgestützt.
In den Figuren 14 und 15 ist eine Stellung in einem ersten Positionsbereich des Handgriffs 172 gezeigt, in welcher ein Zwischenelement 183 an einer ersten Keilfläche des ersten Keilelements 182 das zweite Keilelement 188 noch nicht berührt. Das zweite Keilelement 188 ist durch die Federeinrichtung 194 auf das entsprechende Wirkelement 94 der Stelleinrichtung 92 zu bewegt und liegt an diesem an. Die eingestellte Position (Schwenkposition) des Wirkelements 94 relativ zu dem Stegelement 178 bestimmt diese Ausgangsposition des zweiten Keilelements 188.
Wenn dann eine Weiterverschwenkung des Handgriffs 172 erfolgt, wird der Winkel 192 verkleinert. Bei dem Winkel 192* (Figuren 16 und 17) liegt dann das Zwischenelement 183 an dem ersten Keilelement 182 und an dem zweiten Keilelement 188 an. Ab dieser Position ist dann ein zweiter Positionsbereich erreicht. Bei Weiterverschwenkung des Handgriffs 172 wirkt das erste Keilelement 182 auf das zweite Keilelement 188 und treibt dessen Verschiebung entgegen der Federkraft der Federeinrichtung 194 von dem Wirkelement 94 weg an.
Ein Kniehebel-Totpunkt ist erreicht, wenn der Winkel 192 bei 0° liegt, d. h. die Führung 180 des Handgriffs 172 und das Stegelement 178 mindestens näherungsweise parallel zueinander liegen bzw. Durchstoßpunkte der Schwenkachsen 170, 176 und 186 in einer Linie liegen.
In Figur 20 ist der Kniehebelspanner 160 gezeigt, bei dem ein größeres Werkstück eingespannt wird.
Bei den erfindungsgemäßen Kniehebelspannern 10, 120, 160 ist ein entsprechendes Stegelement 57, 138, 178 starr ausgebildet und direkt und dauerhaft (ständig) an das erste Keilelement 60, 134, 182 angelenkt, d. h. es liegt eine permanente Schwenkverbindung zwischen dem ersten Keilelement 60, 134, 182 und dem Stegelement 57, 138, 178 vor. Die Stelleinrichtung 92 ist an dem entsprechenden Stegelement 57, 138, 178 positioniert und weist damit dessen Drehpunkt auf.
Es ergibt sich dadurch ein einfacher Aufbau mit einer großen Variationsbreite für die Einspannung, d. h. mit einer großen Variationsbreite für die Höhe von einspannbaren Werkstücken.
Die Spannkraft (Kniehebelkraft) lässt sich über die Stelleinrichtung 92 auf einfache Weise einstellen. Insbesondere lässt sich auf einfache Weise ein Zugriff auf das Stellelement 104 realisieren. Die Spannkraft lässt sich über einen großen Winkelbereich/Höhenbereich von Werkstücken mindestens näherungsweise konstant festlegen.
Ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spannwerkzeugs, welches in den Figuren 21, 22 gezeigt und dort mit 200 bezeichnet ist, ist ein Kniehebelspanner. Dieser Kniehebelspanner 200 umfasst eine Basis 202. Die Basis 202 hat eine Unterseite 204. An der Unterseite 204 ist ein Stift 206 angeordnet, an welchem ein Kopf 208 sitzt. Der Kopf 208 hat einen größeren Durchmesser als der Stift 206. Der Kopf 208 ist beabstandet zu der Unterseite 204.
Über den Stift 206 mit dem Kopf 208 ist die Basis 202 und damit auch das Spannwerkzeug 200 an einer Anwendung fixierbar (Figur 21(b)). Beispielsweise ist ein Schlitz 210 an einer entsprechenden Platte 212 angeordnet, welche über entsprechende Befestigungselemente 214 wie Schrauben an einer Anwendung wie beispielsweise einem Maschinentisch fixierbar ist.
Der Schlitz 210 hat einen ersten Bereich 216 und einen mit dem ersten Bereich 216 verbundenen zweiten Bereich 218. Der zweite Bereich 218 ist so ausgebildet, dass der Kopf 208 durchtauchbar ist. Der erste Bereich 216 ist so ausgebildet, dass er eine Sperrfläche für den Kopf 208 bildet.
Hinter dem Schlitz 210 ist in der Platte 212 eine Nut 220 gebildet. Die Nut 220 hat eine größere Breite B als der Schlitz 210 im ersten Bereich 216. Durch eine Wandung der Nut 220 am Schlitz 210 ist die Sperrfläche für den Kopf 208 gebildet.
An dem zweiten Bereich 218 ist der Kopf 208 in die Nut 220 eintauchbar. Wenn die Basis 202 mit dem Stift 206 und dem Kopf 208 in den ersten Bereich 216 geschoben wird, dann kann der Kopf 208 an die Sperrfläche anliegen, wobei der Stift 206 durch den Schlitz 210 durchgetaucht ist. Es lässt sich dadurch eine axiale Fixierung erreichen.
Beispielsweise ist der Stift 206 mit dem Kopf 208 als Schraube ausgebildet und es lässt sich die Basis 202 an der Platte 212 verklemmen, wobei dann der Kopf 208 in der Nut 220 an der Sperrfläche anliegt und die Unterseite 204 an der Oberseite der Platte 212 anliegt.
Beispielsweise wird die Basis 202 an der Platte 212 getrennt von der Anwendung fixiert und anschließend wird die Platte 212 über die Befestigungselemente 214 an der Anwendung fixiert.
An der Basis sitzt fest ein Handgriffelement 222.
Bei einem Ausführungsbeispiel weist das Handgriffelement 222 eine Längserstreckungsrichtung 224 auf, welche quer und insbesondere senkrecht zu der Unterseite 204 ist.
An der Basis 202 ist ein (erster) Klemmarm 226 schwenkbar angelenkt. Er ist über ein entsprechendes Schwenklager 228 um eine erste Schwenkachse 230 schwenkbar. Die erste Schwenkachse 230 ist quer und insbesondere senkrecht zu der Längserstreckungsrichtung 224 des Handgriffelements 222 orientiert. In den Figuren 21(a) und 22 ist die erste Schwenkachse 230 senkrecht zur Zeichenebene orientiert.
Der Klemmarm weist einen mittleren ersten Bereich 232 auf, an dem ein zweiter Bereich 234 zu der einen Seite hin und ein dritter Bereich 236 zu der anderen Seite hin sitzen. Insbesondere sind der erste Bereich 232, der zweite Bereich 234 und der dritte Bereich 236 einstückig miteinander verbunden. Über den dritten Bereich 236 ist der Klemmarm 226 an der Basis 202 angelenkt.
An dem zweiten Bereich 234 ist ein Anlageelement 238 für ein Werkstück angeordnet. Dieses Anlageelement 238 sitzt dabei um eine Schwenkachse 240 schwenkbar an dem zweiten Bereich 234. Die Schwenkachse 240 ist insbesondere parallel zu der ersten Schwenkachse 230 beziehungsweise parallel zu der Unterseite 204 orientiert.
Der zweite Bereich 234 ist zu dem ersten Bereich 232 angewinkelt. Ein entsprechender Winkel 242 liegt insbesondere im Bereich zwischen 70° und 110° und ist insbesondere ein rechter Winkel.
Der dritte Bereich 236 liegt zu dem ersten Bereich 232 in einem spitzen Winkel.
An den Klemmarm 226 ist ein Handgriff 244 angelenkt. Es ist ein entsprechendes Schwenklager 246 vorgesehen, welches eine Schwenkbarkeit des Handgriffs 244 relativ zu dem Klemmarm 226 um eine zweite Schwenkachse 248 ermöglicht. Die zweite Schwenkachse 248 ist dabei parallel zu der ersten Schwenkachse 230.
An den Handgriff 244 ist um eine dritte Schwenkachse 250 schwenkbar ein Stegelement 252 angelenkt.
An dem Handgriffelement 222 der Basis 202 ist ein erstes Keilelement 254 über eine entsprechende Führung 256, welche an dem Handgriffelement 222 angeordnet ist, linear geführt. Das erste Keilelement 254 weist eine erste Keilfläche 258 auf, welche einer zweiten Keilfläche 260 eines zweiten Keilelements 262 zugewandt ist. Das zweite Keilelement ist ebenfalls an dem Handgriffelement 222 linear geführt. Die zweite Keilfläche 260 stützt sich an der ersten Keilfläche 258 ab. Eine Verschiebung des ersten Keilelements 254 bewirkt eine Verschiebung des zweiten Keilelements 262.
Das Stegelement 252 ist mit dem ersten Keilelement 254 verbunden und an dieses über ein entsprechendes Schwenklager 264 um eine vierte Schwenkachse 266 schwenkbar angelenkt. Die dritte Schwenkachse 250 und die vierte Schwenkachse 266 sind parallel zu der ersten Schwenkachse 230.
Dem Stegelement 252 ist eine Stelleinrichtung 268 entsprechend der Steileinrichtung 92 zugeordnet.
Das zweite Keilelement 262 ist über eine Federeinrichtung 270 an dem Handgriffelement 222 abgestützt.
Der Mechanismus des Kniehebelspanners 200 entspricht dem Mechanismus des Kniehebelspanners 10 wie oben beschrieben. Ein Werkstück lässt sich zwischen dem Anlageelement 238 und einer entsprechenden Unterlage (an welcher dann auch die Basis 202 fixiert ist) einspannen. Die Spannkraft (die Kniehebelkraft) lässt sich über die Stelleinrichtung 268 einstellen.
Bei dem Kniehebelspanner 200 ist ein Handgriffelement 222 vorgesehen, welches beabstandet zu der Unterseite 204 der Basis ist. Ein Bediener kann zusammen mit einer Hand den Handgriff 244 und das feststehende Handgriffelement 222 fassen. Durch Herunterdrücken des Handgriffs 244 auf das Handgriffelement 222 zu wird das Anlageelement 238 in Richtung auf die Unterlage zubewegt, um ein Werkstück einzuspannen. Der Kniehebelspanner 200 ist dann ein Horizontalspanner.
Durch die Beabstandung des Handgriffelements 222 zu der Unterseite 204 kann ein Bediener zwischen einer Unterlage, an welcher die Basis 202 fixiert ist, und dem Handgriffelement 222 durchgreifen und damit das Handgriffelement 222 gemeinsam mit dem Handgriff 244 umfassen.
Ansonsten funktioniert der Kniehebelspanner 200 wie der Kniehebelspanner 10.
Ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spannwerkzeugs, welches in den Figuren 23 und 24 gezeigt und dort mit 300 bezeichnet ist, ist ein Kniehebelspanner in Form einer Zange beziehungsweise Gripzange. Die Gripzange 300 ist ähnlich ausgebildet wie das Spannwerkzeug 200. Für gleiche Elemente werden gleiche Bezugszeichen verwendet.
Die Gripzange 300 umfasst eine Basis 302, an welcher das Handgriffelement 222 mit dem entsprechenden Mechanismus sitzt. An der Basis 302 ist entsprechend der erste Klemmarm 226 mit seinem Anlageelement 238 angelenkt. An dem Klemmarm 226 sitzt schwenkbar der Handgriff 244 wie oben beschrieben.
Der Mechanismus zur Bereitstellung der Kniehebelkraft und zur Einstellung der Spannkraft (der Kniehebelkraft) ist gleich wie oben beschrieben.
An der Basis 302 sitzt über ihre Unterseite 304 hinausgehend ein zweiter Klemmarm 306. Der zweite Klemmarm 306 kooperiert mit dem ersten Klemmarm 226. Er weist einen ersten Bereich (mittleren Bereich) 308 auf, an welchem zu der einen Seite hin ein zweiter Bereich 310 und zu der anderen Seite hin ein dritter Bereich 312 angeordnet ist. Der erste Bereich, der zweite Bereich und der dritte Bereich sind insbesondere einstückig miteinander verbunden. Über den dritten Bereich 312 ist der zweite Klemmarm 306 starr mit der Basis 302 verbunden.
Der zweite Bereich 310 sitzt angewinkelt zu dem ersten Bereich 308. Ein Winkel 314 ist dabei angepasst an den Winkel 242 für den ersten Klemmarm 226. Insbesondere ist der Winkel 314 ein rechter Winkel.
In einer Ausgangsstellung, in welcher mindestens näherungsweise der erste Bereich 232 des ersten Klemmarms 226 und der erste Bereich 308 des zweiten Klemmarms 306 parallel zueinander ausgerichtet sind, und in dem der Handgriff 244 auf das Handgriffelement 222 zu verschwenkt ist, sind zumindest näherungsweise der zweite Bereich 310 des zweiten Klemmarms 306 und der zweite Bereich 234 des ersten Klemmarms 226 fluchtend zueinander ausgerichtet.
An dem zweiten Bereich 310 des zweiten Klemmarms 306 sitzt schwenkbar ein Anlageelement 316 für ein Werkstück. Ein Werkstück ist zwischen dem ersten Klemmarm 226 und dem zweiten Klemmarm 306 und dabei jeweils anliegend an die Anlageelemente 238 und 316 einklemmbar.
Das Spannwerkzeug 300 ist als Zange und insbesondere Gripzange ausgebildet. Bei geöffneten Klemmarmen 226, 306, wobei bei dieser Stellung der Handgriff 244 von dem Handgriffelement 222 wegverschwenkt ist (dies würde der in Figur 1 gezeigten Stellung entsprechen) ist ein Maul zwischen den Anlageelementen 238 und 316 geöffnet. Durch Zuschwenken des Handgriffs 244 auf das Handgriffelement 222 lässt sich ein Werkstück zwischen dem ersten Klemmarm 226 und dem zweiten Klemmarm 306 einklemmen und dann beispielsweise transportieren.
Ein Bediener kann dabei den Handgriff 244 und das Handgriffelement 222 mit einer Hand erfassen.
Die Gripzange 300 weist einen Kniehebel auf. Die Kniehebelkraft ist wie oben beschrieben analog zu dem Kniehebelspanner 10 über die Stelleinrichtung 268 einstellbar.
Der Mechanismus entspricht dem Mechanismus, wie er im Zusammenhang mit dem Kniehebelspanner 200 und 10 beschrieben wurde.

Bezugszeichenliste

10: Kniehebelspanner (erstes Ausführungsbeispiel)
12: Basis
14: Unterlage
16: erstes Gelenk
18: erste Schwenkachse
20: Klemmarm
22: erster Bereich
24: zweiter Bereich
26: Ende
28: Anlageelement
30: Haltekugel
32: Aufnahme
34: Haltestift
36: zweites Gelenk
38: zweite Schwenkachse
40: Handgriff
42: erster Bereich
44: zweiter Bereich
46: Winkel
48: Griffelement
52: Anlagebereich
54: drittes Gelenk
56: dritte Schwenkachse
57: Stegelement
58: Führung
60: erstes Keilelement
62: Verschiebungsrichtung
64: Führungsfläche
66: Unterseite
68: erste Keilfläche
70: viertes Gelenk
72: vierte Schwenkachse
74: zweites Keilelement
75: Zwischenelement
76: Verschiebungsrichtung
78: Führung
80: zweite Keilfäche
82: Oberseite
84: Wandung
86: Federeinrichtung
88: Rückwand
90: Kraftrichtung
92: Stelleinrichtung
94: Wirkelement
96: Anlagefläche
98: Halter
100: fünftes Gelenk
102: fünfte Schwenkachse
104: Stellelement
106: Bereich
108: Doppelpfeil
110: Bewegungsrichtung
112: Luftspalt
114: Winkel
116: Längserstreckungsrichtung
120: Kniehebelspanner (zweites Ausführungsbeispiel)
122: Basis
124: erstes Gelenk
126: Klemmarm
128: zweites Gelenk
130: Handgriff
132: Führung
134: erstes Keilelement
136: zweites Keilelement
137: Zwischenelement
138: Stegelement
140: drittes Gelenk
142: viertes Gelenk
144: Federeinrichtung
146: Ausnehmung
148: Richtung
150: Griffelement
152: Winkel
160: Kniehebelspanner (drittes Ausführungsbeispiel)
162: Basis
164: erstes Gelenk
166: erste Schwenkachse
167: Klemmarm
168: zweites Gelenk
170: zweite Schwenkachse
172: Handgriff
174: drittes Gelenk
176: dritte Schwenkachse
178: Stegelement
180: Führung
182: erstes Keilelement
183: Zwischenelement
184: viertes Gelenk
186: vierte Schwenkachse
188: zweites Keilelement
190: Richtung
192: Winkel
194: Federeinrichtung
196: Rückwand
200: Kniehebelspanner (viertes Ausführungsbeispiel)
202: Basis
204: Unterseite
206: Stift
208: Kopf
210: Schlitz
212: Platte
214: Befestigungselement
216: Erster Bereich
218: Zweiter Bereich
220: Nut
222: Handgriffelement
224: Längserstreckungsrichtung
226: (erster) Klemmarm
228: Schwenklager
230: Erste Schwenkachse
232: Erster Bereich
234: Zweiter Bereich
236: Dritter Bereich
238: Anlageelement
240: Schwenkachse
242: Winkel
244: Handgriff
246: Schwenklager
248: Zweite Schwenkachse
250: Dritte Schwenkachse
252: Stegelement
254: Erstes Keilelement
256: Führung
258: Erste Keilfläche
260: Zweite Keilfläche
262: Zweites Keilelement
264: Schwenklager
266: Vierte Schwenkachse
268: Stelleinrichtung
270: Federeinrichtung
300: Gripzange (fünftes Ausführungsbeispiel)
302: Basis
304: Unterseite
306: Zweiter Klemmarm
308: Erster Bereich
310: Zweiter Bereich
312: Dritter Bereich
314: Winkel
316: Anlageelement

Claims

Spannwerkzeug, umfassend
- eine Basis (12; 122; 162; 202; 302),

- einen Klemmarm (20; 126; 167; 226), welcher um eine erste Schwenkachse (18; 166; 230) schwenkbar an der Basis (12; 122; 162; 202; 302) angelenkt ist,

- einen Handgriff (40; 244), welcher um eine zweite Schwenkachse (38; 248) schwenkbar an dem Klemmarm (20; 226) angelenkt ist, und ein Stegelement (57; 252), welches um eine dritte Schwenkachse (56; 250) an dem Handgriff (40; 244) schwenkbar angelenkt ist, oder

- einen Handgriff (130; 172), welcher um eine zweite Schwenkachse (170) schwenkbar an der Basis (122; 162) angelenkt ist und ein Stegelement (138; 178), welches um eine dritte Schwenkachse (176) an dem Klemmarm (126; 167) schwenkbar angelenkt ist,

- ein erstes Keilelement (60; 134; 182; 254) mit einer ersten Keilfläche (68; 258), welches an einer Führung (58; 132; 180; 256) linear geführt ist, wobei das Stegelement (57; 138; 178; 252) mit dem ersten Keilelement (60; 134; 182; 254) verbunden ist und um eine vierte Schwenkachse (72; 186; 266) schwenkbar an das erste Keilelement (60; 134; 182; 254) angelenkt ist,

- ein zweites Keilelement (74; 136; 188; 262) mit einer der ersten Keilfläche (68; 258) zugewandten zweiten Keilfläche (80; 260), welches an das erste Keilelement (60; 134; 182; 254) angepasst ist und linear geführt ist, wobei in einem ersten Positionsbereich des Handgriffs (40; 130; 172; 244) die erste Keilfläche (68; 258) und die zweite Keilfläche (80; 260) beabstandet sind und in einem zweiten Positionsbereich des Handgriffs (40; 130; 172; 244) sich die zweite Keilfläche (80; 260) an der ersten Keilfläche (68; 258) abstützt und eine Verschiebung des ersten Keilelements (60; 134; 182; 254) eine Verschiebung des zweiten Keilelements (74; 136; 188; 262) antreibt, und

- eine Stelleinrichtung (92; 268), welche auf das zweite Keilelement (74; 136; 188; 262) wirkt und durch welche eine Position des zweiten Keilelements (74; 136; 188; 262) einstellbar ist, bei welcher das erste Keilelement (60; 134; 182; 254) auf das zweite Keilelement (74; 136; 188; 262) zu dessen Antrieb wirkt, wobei die Stelleinrichtung (92; 268) an dem Stegelement (57; 138; 178; 252) angeordnet ist und an dem Stegelement (57; 138; 178; 252) gehalten ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (92; 268) ein Wirkelement (94) umfasst, welches um eine fünfte Schwenkachse (102) schwenkbar an dem Stegelement (57; 138; 178; 252) sitzt.
Spannwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stegelement (57; 138; 178; 252) starr ausgebildet ist und insbesondere einstückig ausgebildet ist.
Spannwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stegelement (57; 138; 178; 252) zwischen einem Gelenk (54; 140; 174) zur Anlenkung an den Handgriff (40; 244) oder an den Klemmarm (126; 167) und einem Gelenk (70; 142; 184) zur Anlenkung an das erste Keilelement (60; 134; 182; 254) starr ausgebildet ist.
Spannwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schwenkachse (18; 166; 230), die zweite Schwenkachse (38; 170; 248), die dritte Schwenkachse (56; 176; 250) und die vierte Schwenkachse (72; 186; 266) parallel zueinander orientiert sind.
Spannwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die fünfte Schwenkachse (102) parallel zur vierten Schwenkachse (72; 186; 266) ist.
Spannwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Wirkelement (94) ein Stellelement (104) sitzt, durch welches eine Winkelposition des Wirkelements (94) relativ zu dem Stegelement (57; 138; 178; 252) feststellbar einstellbar ist, und insbesondere dass das Stellelement (104) eine Schraube ist, welche in einem Gewinde an dem Wirkelement (94) geführt ist und welche sich an dem Stegelement (57; 138; 178; 252) insbesondere über ein Ende abstützt.
Spannwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirkelement (94) sich an dem ersten Keilelement (60; 134; 182; 254) mindestens in einem Teilbereich einer Schwenkbeweglichkeit des Wirkelements (94) abstützt.
Spannwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirkelement (94) an einem Bereich (96), mit dem es auf das zweite Keilelement (74; 136; 188; 262) wirkbar ist, abgerundet ausgebildet ist.
Spannwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Federeinrichtung (86; 144; 194; 270), welche auf das zweite Keilelement (74; 136; 188; 262) wirkt, wobei eine Federkraft der Federeinrichtung (86; 144; 194; 270) bestrebt ist, das zweite Keilelement (74; 136; 188; 262) in Richtung auf das Stegelement (57; 138; 178; 252) zu drücken.
Spannwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (58; 256) an der Basis (12; 202; 302) angeordnet ist, und insbesondere dass die Basis (202; 302) eine Unterseite (204; 304) aufweist, welche dem Klemmarm (226) abgewandt ist, und dass die Führung (256) in einem Höhenabstand zu der Unterseite (204; 304) der Basis (202; 302) liegt, und insbesondere dass das Spannwerkzeug über die Unterseite (204) der Basis (202) an einer Anwendung fixierbar ist.
Spannwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Basis (202; 302) ein Handgriffelement (222) angeordnet ist, und insbesondere dass das Handgriffelement (222) starr mit der Basis (202; 302) verbunden ist, und insbesondere dass in einer Ausgangsstellung des Spannwerkzeugs der Handgriff (244) und das Handgriffelement (222) mindestens näherungsweise parallel zueinander orientiert sind, und insbesondere dass die Führung (256) an dem Handgriffelement (222) angeordnet ist, und insbesondere dass das erste Keilelement (254) und das zweite Keilelement (262) an dem Handgriffelement (222) angeordnet sind, und insbesondere dass das Handgriffelement (222) der Basis (202; 302) und der Handgriff (244) gegenüberliegend angeordnet sind und durch die Hand eines Bedieners gemeinsam fassbar sind.
Spannwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmarm ein erster Klemmarm (226) ist und an der Basis (202) ein zweiter Klemmarm (306) angeordnet ist, wobei ein Werkstück zwischen dem ersten Klemmarm (226) und dem zweiten Klemmarm (306) einklemmbar ist, und insbesondere dass der zweite Klemmarm (306) fest mit der Basis (302) verbunden ist, und insbesondere gekennzeichnet durch eine Ausbildung als Zange und/oder Gripzange.
Spannwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmarm (226) und/oder ein weiterer Klemmarm (306) einen ersten Bereich (232; 308) aufweist, an welchem ein abgewinkelter zweiter Bereich (234; 310) sitzt, wobei an dem zweiten Bereich (234; 310) ein Anlageelement (238; 316) für ein Werkstück angeordnet ist, und insbesondere dass das Anlageelement (238; 316) schwenkbar oder drehbar an dem zweiten Bereich (234; 310) sitzt, und insbesondere dass der zweite Bereich (234; 310) in einem Winkelbereich zwischen 70° und 110° zu dem ersten Bereich (232; 308) orientiert ist und insbesondere mindestens näherungsweise rechtwinklig zu dem ersten Bereich (232; 308) orientiert ist, und insbesondere dass bei Vorhandensein eines ersten Klemmarms (226) und eines zweiten Klemmarms (306) der zweite Bereich (234) des ersten Klemmarms (226) und der zweite Bereich (310) des zweiten Klemmarms (306) mindestens näherungsweise fluchtend zueinander ausgerichtet sind, wenn der erste Klemmarm (226) in einer Ausgangsstellung ist.
Spannwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einspannung eines Werkstücks durch den Klemmarm (20; 126; 226) durch eine Schwenkung des Handgriffs (40; 130; 244) auf die Basis (12; 122; 302) zu bewirkbar ist.
Spannwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klemmarm (20; 226) an die Basis (12; 202; 302) angelenkt ist, der Handgriff (40; 244) an den Klemmarm (20; 226) angelenkt ist und das Stegelement (57; 252) an den Handgriff (40; 244) angelenkt ist, und insbesondere dass an einem Kniehebel-Totpunkt das Stegelement (57; 252) mindestens näherungsweise parallel zum Klemmarm (20; 226) ausgerichtet ist.